Ottave-decibel
- E' opportuno ricordare cosa sono i decibel
(dB) e cosa le ottave.[espandi sezione]
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I suoni sono composti da una frequenza
fondamentale o centrale più altre frequenze di valore doppio o metà, rispetto alla fondamentale. Ne risulta che udendo un colpo di
gong noi percepiremo un primo suono che determinerà il timbro
(frequenza fondamentale) più altri suoni che ci daranno i riferimenti
per poter individuare la distanza e la posizione nello spazio della
fonte sonora. Come è noto tali suoni sono influenzati dall'ambiente e
la loro somma andrà a modificare la stessa fondamentale, ma a noi
interessa sapere che si tratta delle frequenze armoniche.
La "distanza" tra una armonica e l'altra è definita ottava.
Per distanza non si deve intendere una differenza temporale ma uno
scostamento di frequenza che, come abbiamo visto, sarà il doppio o la
metà dell'armonica precedente. Avremo che la banda audio udibile é
divisa in dieci ottave. Questo non deve far credere che fra una
armonica e l'altra ci sia assenza di suono. In realtà la divisione a
passi di ottave è una comodità o se preferite una convenzione che
scaturisce da una qualità del nostro orecchio: noi distinguiamo due
suoni di pari livello se fra di loro c'è un'ottava di differenza. Ad es. distinguiamo un basso a 100hz da uno a 200 hz, così
come un medio a 1000hz da uno a 2000hz; la differenza tra mille e
duemila evidentemente maggiore di quella fra cento e duecento, per il
nostro orecchio è sempre un'ottava e sarà avvertita nello stesso modo.
Il decibel è usato per misurare grandezze elettriche o acustiche, in
acustica si fa seguire la sigla SPL (Sound Pressure Level) il dB SPL
misura il livello di pressione sonora. Similmente alle ottave, il nostro
orecchio, per poter distinguere due suoni della stessa frequenza, è
necessario che fra di loro ci siano più di tre dB di differenza. Quanto
esposto sopra non vuol significare che noi sentiamo, per così dire,
"a saltare", ma costituisce un metodo
d'indagine e di ricerca
basato su dei riferimenti e ciò che noi distinguiamo da essi. I grafici
riportati di seguito (quello visualizzabile facendo click sulla
miniatura è più chiaro) sono
basati proprio sulle ottave e sui dB SPL. L'asse verticale (dB) misura
il livello di pressione sonora, l'asse orizzontale i passi delle
ottave.
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I suoni sono composti da una frequenza
fondamentale o centrale più altre frequenze di valore doppio o metà, rispetto alla fondamentale. Ne risulta che udendo un colpo di
gong noi percepiremo un primo suono che determinerà il timbro
(frequenza fondamentale) più altri suoni che ci daranno i riferimenti
per poter individuare la distanza e la posizione nello spazio della
fonte sonora. Come è noto tali suoni sono influenzati dall'ambiente e
la loro somma andrà a modificare la stessa fondamentale, ma a noi
interessa sapere che si tratta delle frequenze armoniche.
La "distanza" tra una armonica e l'altra è definita ottava.
Per distanza non si deve intendere una differenza temporale ma uno
scostamento di frequenza che, come abbiamo visto, sarà il doppio o la
metà dell'armonica precedente. Avremo che la banda audio udibile é
divisa in dieci ottave. Questo non deve far credere che fra una
armonica e l'altra ci sia assenza di suono. In realtà la divisione a
passi di ottave è una comodità o se preferite una convenzione che
scaturisce da una qualità del nostro orecchio: noi distinguiamo due
suoni di pari livello se fra di loro c'è un'ottava di differenza. Ad es. distinguiamo un basso a 100hz da uno a 200 hz, così
come un medio a 1000hz da uno a 2000hz; la differenza tra mille e
duemila evidentemente maggiore di quella fra cento e duecento, per il
nostro orecchio è sempre un'ottava e sarà avvertita nello stesso modo.
Il decibel è usato per misurare grandezze elettriche o acustiche, in
acustica si fa seguire la sigla SPL (Sound Pressure Level) il dB SPL
misura il livello di pressione sonora. Similmente alle ottave, il nostro
orecchio, per poter distinguere due suoni della stessa frequenza, è
necessario che fra di loro ci siano più di tre dB di differenza. Quanto
esposto sopra non vuol significare che noi sentiamo, per così dire,
"a saltare", ma costituisce un metodo
In fig. 1
potete osservare l'andamento, rappresentato
in forma grafica (linea bianca) della risposta in frequenza di un
tweeter filtrato a 6 dB per ottava.
Il circuito elettrico equivalente prevede un solo condensatore posto in serie al polo positivo che dall'amplificatore raggiunge il tweeter.
In fig.2
lo stesso tweeter ma questa volta filtrato a
12 dB per ottava, come potete notare è bastata l'aggiunta di una bobina
collegata in parallelo tra il polo positivo e quello negativo.La frequenza di taglio (frequenza di crossover) è
stata posta a 2000hz (2 Khz). Risultano evidenti due fenomeni molto
indicativi del diverso comportamento che le due
configurazioni assumono sopratutto nella zona precedente la frequenza di
taglio.
Infatti, mentre il sei dB lascia scendere morbidamente il livello d'emissione fino a raggiungere frequenze intorno a 800 hz con livello di 80 dB, il filtro a 12 db scende a 80 dB già a partire da 1500hz.
Del tutto analogo ma complementare è il comportamento di un
woofer filtrato allo stesso modo (fig.3) del tweeter visto sopra. La diversità
più evidente sta nella diversa disposizione dei componenti, come si può osservare
dallo schema elettrico.
(A
titolo informativo e per tranquillizzare i più esperti, i grafici
sono stati tracciati tenendo conto della sola risposta del crossover,
cioè come se l'amplificatore fosse chiuso su di una resistenza).
Il primo filtro (quello del tweeter) prende il nome di passa alto, mentre il secondo(quello del woofer) è il passa basso. Le attenuazioni sul segnale diretto agli altoparlanti sono misurate in dB per ottava. Avremo quindi filtri passa alto o passa basso con pendenza a 6, 12, 18 ed anche 24 dB per ottava. Gli stessi filtri sono anche denominati del primo, del secondo, terzo o quarto ordine, in base alle attenuazioni prodotte . Più avanti analizzeremo il filtro passa banda che è destinato alla sezione medi di un sistema a più vie. Unitamente esamineremo il fattore "Q" (fattore di merito) dei filtri.
La figura sottostante rappresenta la risposta o le attenuazioni introdotte da un filtro crossover del primo ordine con frequenza di taglio posta a 2000hz. Posizionate sopra il cursore del mouse e potrete osservare lo stesso filtro, ma del secondo ordine con attenuazione a 12 dB per ottava come già visto sopra. Ad un primo esame potrebbe sembrare che il sei decibel sia migliore ma non dobbiamo dimenticare che stiamo esaminando un filtro teorico il cui solo scopo è dimostrativo. Come vedremo, la scelta della pendenza giusta dipende da diversi fattori che meritano una trattazione separata. In questa sede è opportuno notare che il 12 dB è più "aperto" nel punto d'incrocio ma ha il grande merito di un maggiore controllo sulle frequenze indesiderate.
Passate il cursore del mouse sopra l'immagine per vedere la differenza fra un 6 dB ed un 12 dB, alla stessa frequenza di taglio fissata a 2 kHz.(la prima è la curva a 6 dB)
Proseguiremo con la scelta del filtro