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Smorzante acustico per box subwoofer

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Cosa cambia in un sistema a sospensione pneumatica riempiendo la cassa con assorbente acustico.

Quello che cambia è il fattore di merito (QTC) del sistema. Detto fattore ci dice come il sistema varierà la sua risposta acustica, specialmente in presenza di eventi transitori. Il Fattore di merito totale QTC di un woofer in un volume chiuso alla frequenza di risonanza del sistema, considera tutte le perdite resistive. Il valore 0.707 rappresenta un buon compromesso fra risposta smorzata, reattività ai transitori ed estensione in basso. Fattori minori di 0.707 tendono ad attenuare la ottave più basse poste sopra la FC del sistema e offrono una buona risposta ai transitori con elevato smorzamento. Fattori via via superiori a 0.707 esaltano la curva di risposta del sistema ma si ha un peggiore smorzamento delle oscillazioni del woofer.
Da notare che il QTC è privo di unità di misura ed è quindi espresso da un numero puro che, ragionevolmente in un sistema per auto, può variare fra un minimo di 0,5 ed un massimo di 1.

dati progetto

Vediamo cosa significa con l'aiuto di Bass PC

Ho caricato un altoparlante scelto per il suo QTS di 0.60 ed ho chiesto una simulazione per avere un QTC pari al canonico 0.707 che il sistema arrotonda a 0.71. Il risultato lo vedete nella figura a lato.

Volume. Prima di tutto notiamo la grande differenza di volume richiesto che è di ben 233 litri per la cassa vuota per raggiungere una FC (frequenza di risonanza) di 37 Hz - quella dell'altoparlante in prova è di 32 Hz.

La frequenza F3, cioè il punto dove il sistema perde 3 dB per ottava, vediamo che coincide con FC e ciò è dovuto al fatto che l'altoparlante in prova, teoricamente, sarebbe ancora in grado di scendere in frequenza.

Il QTC ovviamente è identico poiché ho indicato a BassPC di partire proprio dal suo valore per fare i calcoli.

QEC ossia il fattore di merito elettrico presenta uno scostamento che è dato dal fenomeno della dissipazione termica introdotta dallo smorzante acustico a contatto con il magnete dell'altoparlante, ciò raffredda la bobina mobile e quindi aumenta il suo fattore di merito elettrico.
Dobbiamo, infatti, ricordare che BassPC considera le due condizioni limite: cassa completamente vuota o cassa completamente riempita.

Il QMC, fattore di merito meccanico, presenta uno scostamento netto che è dovuto al fenomeno di aumento fittizio della massa messa in movimento che adesso è data dalla somma del peso del cono e di parte dell'smorzante acustico che si trova in prossimità della faccia posteriore dell'altoparlante.

XMX, la massima escursione del cono, in conseguenza ai dati esposti prima è minore in caso di cassa riempita.

dati progettoAdesso partiamo da un dato più vicino alla realtà delle cose e consideriamo un sistema con volume bloccato a 30 litri e vediamo cosa cambia nelle due ipotesi di cassa completamente vuota e cassa completamente riempita di smorzante acustico.

Per la simulazione ho usato lo stesso altoparlante ed ho comunicato a Bass PC di eseguire i calcoli partendo da un volume fisso di 30 litri.

QTC - guardando adesso al fattore di merito totale notiamo subito che si avvicina maggiormente al canonico 0.707 nel caso di cassa completamente riempita con smorzante acustico. Questo dato è una conseguenza della variazione dei successivi QEC e QMC nonchè della differente FC del sistema.

risposta_sistema_cassa_chiusa.gifAdesso andiamo a vedere graficamente come varia la risposta nelle due ipotesi. Nel grafico che segue notate la curva di risposta del sistema con cassa vuota che presenta un netto rigonfiamento indice di scarso controllo e basso smorzamento.

Come usare i dati e gli esempi nel progetto di un sistema a sospensione pneumatica (o cassa chiusa).

Gli scenari possibili sono due:

1- avete realizzato un sistema in cassa chiusa ma non siete contenti di come suona. Allora procuratevi i parametri dell'altoparlante e fate una simulazione con Bass PC per vedere se la F3 è accettabile riempiendo completamente la cassa con smorzante acustico.

2- avete intenzione di realizzare un sistema in cassa chiusa e non avete acquistato alcun altoparlante. Allora procuratevi i parametri degli altoparlanti che avete scelto e fate la simulazione con Bass PC partendo da un QTC di 0.71 per verificare il volume richiesto dall'altoparlante.

Come si colloca lo smorzante acustico all'interno della cassa

Ovviamente si smonta il woofer e si procede disponendo i fogli di smorzante acustico evitando di pressarlo ma badando a che occupi tutto la spazio della cassa. Lasciate lo spazio necessario per rimontare l'altoparlante facendo in modo tale che il magnete vada a contatto con lo smorzante acustico. Molto importante è anche la realizzazione della cassa che dev'essere a tenuta d'aria e realizzata con pannelli dello spessore minimo di 19mm, ma se le dimensioni della cassa superano i 25 litri è meglio usare pannelli di 25mm. L'MDF è un ottimo materiale per costruire le casse acustiche mentre il truciolare non è molto adatto.

La moda delle microcasse

Oggi si assiste sempre più al proliferare di altoparlanti costruiti appositamente per essere usati in casse molto piccole che, in alcuni casi, possono arrivare ad avere un volume netto utile sotto i 10 litri. Mi sono procurato i dati di uno di questi altoparlanti ed ho fatto la simulazione con BassPC per verificare quali sono le prestazioni raggiungibili da questi sistemi. La prima cosa che risulta evidente è che nella rappresentazione grafica non si ottiene molto al di sotto dei 50 Hz, tuttavia poiché tali sistemi hanno la capacità di sopportare altissime potenze è gioco forza che aumentando il volume di ascolto, anche quel poco che esiste sotto i 50 Hertz verrà fuori con prepotenza. Ho anche notato che a parità di volume, riempiendo completamente la cassa acustica quello che si ottiene è una esaltazione delle frequenza collocate al di sopra dei 50 Hz ed il contributo verso l'estremo basso è molto modesto, la qual cosa suggerisce che lo smorzante acustico non risolverebbe il problema.

Conclusioni

il fattore di merito totale (QTC), riempiendo la cassa con smorzante acustico si abbassa e ciò che, generalmente, si ottiene è un maggiore controllo delle oscillazioni del cono, specialmente a frequenza relativamente basse collocate fra 50 e 120 hz. Ponendosi all'ascolto, dopo avere riempito la cassa con smorzante acustico, si avrà la sensazione che la resa sulle frequenza basse sia diminuita. Di fatto non è così, perché se andate a rivedere il grafico vi accorgerete che adesso la curva di risposta è stata regolarizzata ed ha anche guadagnato qualche dB verso l'estremo basso. Dovete solo abituarvi alla nuova resa e procedere con l'ascolto di brani conosciuti. Dopo qualche ora, una volta che il vostro orecchio si sarà abituato, noterete che il subwoofer sarà meno martellante e vi regalerà dei suoni più profondi e controllati.

I sistemi con cassa acustica sotto-dimensionata che puntano esclusivamente sulle grandi potenze applicabili grazie ad altoparlanti con coni particolarmente robusti e sospensioni poco cedevoli, sono senz'altro un modo di occupare minor spazio possibile nei bauli di realizzazioni particolarmente complesse ma non aspettatevi un basso "naturale" da questi sistemi.

Non sempre la pratica di riempire la cassa acustica porta ai risultati previsti da questa guida. Certamente, visto che si può tornare indietro facilmente, qualche prova può essere fatta ma sarebbe cosa buona verificare prima i dati del sistema con un programma di simulazione.

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