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Collocazione altoparlanti in abitacolo

Ritratto di mariopg
Inviato da mariopg il Dom, 26/07/2015 - 10:35

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Collocazione altoparlanti in abitacolo by Lorenzo

Realizzare un buon impianto hi-fi car rappresenta un'operazione non semplicissima ma fattibile e, soprattutto, foriera di buoni risultati solo curando ogni singolo passaggio adeguatamente.

Il maggiore ostacolo dell'alta fedeltà in macchina sta proprio nell'ambiente in cui questa è destinata a realizzarsi, la macchina appunto, il cui abitacolo non rappresenta certamente il luogo ideale per la ricostruzione di un messaggio musicale fedele all'originale. Ho visto molti amici, nel tempo, disamorarsi di questo delizioso "“passatempo" e le ragioni possono essere molteplici: i costi non proprio popolari dei prodotti "“buoni", le difficoltà realizzative degli impianti più complessi, le torture, molte, che siamo spesso costretti a praticare sulle nostre belle e sudate vetture, tuttavia sono dell'avviso che ci sia una ragione, più delle altre, ad aver determinato questo progressivo allontanamento. Tale ragione è la ricerca di una riproduzione che sia il più possibile vicina a quella garantita dal vostro impianto home.

Se tale è il vostro scopo, vi evito la delusione in partenza: lasciate perdere da subito.

Purtroppo, i limiti di cui sopra rendono il vostro impianto casalingo probabilmente inarrivabile, o meglio, replicabile solo a condizione di fare investimenti di denaro e tempo che la maggior parte di noi, giustamente, trova inaccettabili. Ciò nonostante un buon impianto car audio può garantire risultati e prestazioni sotto taluni profili (ad es. l'impatto, la dinamica, il coinvolgimento fisico all'evento sonoro), che nulla hanno a che invidiare al vostro amato sistema domestico, anzi. Permette, inoltre, la possibilità di godere di notevoli volumi d'ascolto, codice della strada e buon senso permettendo, senza che il vostro odiato amministratore vi porti in tribunale!

Questa premessa ha il solo scopo di farvi comprendere come un passaggio fondamentale, qual'è la collocazione degli altoparlanti in abitacolo, rappresenti attività irrinunciabile per ottenere risultati soddisfacenti nella vostra cara vettura.

L'acqua calda
Qui non si farà altro che scoprire l'acqua calda, ma vale la pena ripercorrere assieme questa delicata procedura, al solo scopo di possedere delle buone basi sulle quali poi proficuamente lavorare.

Il perché di un buon fronte anteriore

Ciò che ci manca nell'allestimento di un impianto car hi-fi è anzitutto il costruttore di diffusori, il quale ha provveduto, al nostro posto, all'allestimento di sistemi acustici idonei a fare musica. L'unico avvertimento che questi ci darà è di collocare ai vertici del classico triangolo equilatero la coppia di diffusori in parola, e di piazzare il nostro "“didietro" nel vertice restante (la base, questa, della teoria stereofonica). Ciò vale in ambito home hi-fi e difficilmente traducibile in auto.

La prima ragione di questa collocazione è evidente. Quando andate ad ascoltare un evento musicale dal vivo, la sorgente sonora sarà collocata innanzi a voi (vi voglio vedere a pagare il salato biglietto d'ingresso per poi dare le spalle al vostro cantante preferito!); la sala d'ascolto poi, secondo le sue dimensioni, il trattamento ricevuto e quant'altro, garantirà al suono di propagarsi con un determinato andamento.

Evitiamo, pertanto, di farci stuzzicare dal classico ma obsoleto pianalone tutto-in-uno; la sua realizzazione, ancorché relativamente semplice, avrà determinato l'erronea esecuzione del primo passaggio utile al divertente esperimento d'imitazione che ci apprestiamo ad intraprendere: ci avrà piazzato la fonte sonora dietro le spalle.

Le predisposizioni moderne

Le moderne vetture dispongono, non a caso, di buone predisposizioni nelle portiere anteriori, o di predisposizioni che, nonostante l'esiguità delle dimensioni di partenza, consentono tuttavia, con interventi facili e poco traumatici, la collocazione di componenti di diametro adeguato.
Cominceremo allora con la realizzazione di un buon sistema anteriore a 2 vie. Tale scelta nasce, spassionati sostenitori del minimalismo a parte, sulla scorta delle seguenti considerazioni:

  • la nostra auto è dotata di un solo foro per la collocazione di un woofer
  • di un altro (nella portiera stessa, sul triangolino del retrovisore o sul montante) per il posizionamento di un tweeter
  • un sistema cosi impostato, ci consentirà di muovere i primi, dolorosi passi in quella macchinosa operazione che si chiama taratura, operazione che concorre a determinare in larga parte la resa finale del nostro impianto
  • tale soluzione consentirà, infine, la possibilità di futuri up-grade senza comportare, in linea di massima, la sostituzione dei componenti già acquistati

Gli altoparlanti

Scegliamo allora altoparlanti che ben si adattino alla realizzazione di un sistema a due sole vie, componenti cioè che siano in grado di incrociare opportunamente la loro gamma di riproduzione dello spettro audio. Tale scelta sarà fondata sulla valutazione dei loro parametri Thiele e Small, sulla cui illustrazione si rimanda altrove in questo sito.

La dispersione fuori asse di un altoparlante

E qui viene il primo problema: il nostro woofer sarà collocato nella parte bassa della portiera. Nessun ostacolo apparente, ma il guaio nasce dal fatto che ogni altoparlante ha la sgradevole caratteristica di differenziare la propria emissione fra ascolto in asse e ascolto fuori asse, per cui tale collocazione dovrà farci attentamente riflettere sulla scelta del nostro componente, specie in un sistema a 2 sole vie.

Qualunque sia il tipo di costruzione dell'altoparlante, infatti, (per semplicità, limitiamoci a considerare i soli trasduttori a cono e a cupola), la dispersione dell'onda sonora prodotta dal suo movimento oscillatorio, sarà il risultato del rapporto tra la lunghezza d'onda della frequenza riprodotta ed il diametro della membrana deputata a consentire, tramite appunto detto movimento, spostamenti d'aria idonei a generare un suono.
Quanto sostenuto può essere sinteticamente illustrato dalla seguente formula che è esplicativa di ciò che s'intende per lunghezza d'onda (che noi per comodità indicheremo col simbolo L), ovvero la distanza che un suono copre nell'aria in un tempo pari al suo ciclo:

L = c/f = 344/f(hz.)

In formula essa è il risultato del rapporto fra la velocità del suono (c) e il numero dei cicli che questo compie in un secondo, ovvero la frequenza (f).
Data questa premessa è bene sapere che un altoparlante circolare (dunque il nostro, sigh!) passa da un'emissione omnidirezionale ad un'emissione direzionale, quando la metà della lunghezza d'onda riprodotta sarà uguale al suo diametro.
Tale fenomeno è accresciuto dalla costruzione tipica dell'altoparlante a cono, che vedrà progressivamente ridursi la superficie utile di emissione, in quanto l'aumentare delle accelerazioni impresse dalla bobina mobile al diaframma, non sarà omogeneamente assecondata da tutta la membrana, la quale avrà, dal centro verso l'esterno, un diverso livello di cedevolezza.

Il decadimento fuori asse cui assisteremo (meglio, che ascolteremo!), sarà pertanto proporzionato alla frequenza riprodotta; non a caso, per le alte frequenze i costruttori preferiscono l' utilizzo della forma a cupola, la quale risente meno del decritto fenomeno ed più incline ad una dispersione omnidirezionale.

E' chiaro che se proviamo a pensare al nostro povero woofer di sinistra, quello cioè montato sul lato guida, scopriremo che l'angolo che intercorre tra la verticale immaginaria che tireremo sul parapolvere ed il nostro orecchio sinistro sarà piuttosto “aperto, superiore presumibilmente ai 60°.
Sarà nostra premura, pertanto, selezionare un componente, il woofer, che disponga di una buona risposta in frequenza, diciamo almeno fino ai 4000 hz, ma soprattutto che mostri un'eccellente dispersione fuori asse.

Se ignoriamo tale aspetto, lo scotto da pagare sarà piuttosto salato: nel nostro 2 vie, una volta realizzato l'incrocio col tweeter, magari a 2500 hz, scopriremo di avere un bel buco nella riproduzione audio, diciamo di circa 500 hz., buco che in un ascolto in asse, tipico della diffusione domestica, non si sarebbe mai manifestato.

Nessuna paura: all'uopo, i migliori e più zelanti costruttori di altoparlanti forniscono a corredo del componente una dettagliata scheda tecnica, con l'indicazione anche della dispersione a 0, 30 e 45 gradi. In mancanza di tale dato, situazione non infrequente, saranno, ad es., le riviste specializzate, con il loro laboratorio, a fornirci le misurazioni che cerchiamo.

L'installazione dei drivers

Una volta considerate queste difficoltà, sarà proprio il woofer lato guida a meritare le cure maggiori. Si rivelerà decisamente opportuno migliorarne l'orientamento verso di noi con un piccolo supporto angolare, il quale, anche a fronte di un guadagno marginale, diciamo di 5/7 gradi, ci garantirà un minor decadimento nella riproduzione delle frequenze più alte.
Evasa questa operazione, provvediamo a fornire ad entrambi i woofer un'eccellente accoppiamento con la struttura alla quale saranno ancorati.

Bisogna considerare, infatti, e lo faremo qui con un'esposizione piuttosto elementare, che più saliremo nella qualità del componente selezionato, maggiori saranno le cure che dovremo dedicare alla loro installazione.
Un buon woofer moderno, per la riproduzione dello spettro grave della gamma audio, riesce a trasformare, con elevata efficienza, l'energia elettrica fornita dall'amplificatore in energia meccanica. Tale energia, sotto forma ancora del movimento oscillatorio generato dal suo gruppo elettromeccanico, deve essere deputata il più possibile a generare pressione nell'aria circostante; da ciò ne deriva che qualunque trasferimento di detta energia in un elemento diverso dall'aria, comporterà apprezzabili decadimenti nell'efficienza dell'altoparlante.

Stiamo, in una parola, considerando le vibrazioni generate dal woofer e da questi trasmesse al materiale al quale sono ancorati. Più massa avrà il materiale di ancoraggio, minore sarà quindi la perdita che cerchiamo di scongiurare.

Evitiamo pertanto di collocare direttamente il woofer sulla flangia plastica, abitualmente in dotazione delle predisposizioni di serie, ma curiamo il suo accoppiamento con i lamierati, tramite l'interposizione di un anello di MDF di almeno 1 cm; detto materiale mostra infatti una frequenza di risonanza piuttosto bassa, eccellente elasticità ed un'ottima lavorabilità; si rivela dunque piuttosto idoneo alla nostra applicazione.

Inoltre tale procedura, per riallacciarsi alla discussione fatta prima, ci consentirà, per mezzo dell'opportuna sagomatura del mediodenso, di fornire al woofer di sinistra anche quella leggera inclinazione verso il punto d'ascolto.

Occorre avvertire che l'operazione sembra relativamente semplice, ed in linea di massima lo è, ma da sola non risolve definitivamente il problema della corretta installazione degli altoparlanti. Sarà infatti necessario curare anche l'ambiente nel quale si determina l'emissione posteriore del woofer (la portiera), nonché la sua relativa tenuta alle perdite d'aria; ma, poiché in questa sede ci limitiamo a considerare soltanto la corretta collocazione degli altoparlanti in abitacolo, rimandiamo altrove la trattazione di questa fase dell'installazione.

La corretta collocazione del tweeter

Passiamo ora al tweeter. Nel nostro sistema a 2 sole vie, il piccolo altoparlante sarà deputato a riprodurre una larga parte del segnale audio emesso dalla nostra sorgente. La sua collocazione determinerà pertanto la capacità del nostro impianto di riprodurre, con dimensioni e collocazione virtualmente “soddisfacenti, il complesso strumentale e le voci che compongono il brano ascoltato.

Dicevo in apertura che un impianto car hi-fi non può eguagliare, se non in casi particolari, il talento di un buon sistema casalingo nel riprodurre un evento sonoro con elevato realismo. Se questo è vero in senso assoluto, tuttavia ciò non ci impedisce, anche nell'angusto volume del nostro abitacolo, di provare a ricreare una scena sonora credibile, cioè dotata di profondità, altezza ed estensione simili a quella dell'evento originale.

Una buona collocazione del tweeter, assieme alla taratura, garantirà quindi il risultato che stiamo inseguendo.

Cerchiamo, in primis, di ignorare la predisposizione di solito presente nella portiera; essa si rivela spesso troppo bassa (in alcuni casi è persino ostacolata nell'emissione dalle nostre gambe), quindi inidonea a fornire al nostro palcoscenico virtuale l'altezza giusta.
Rivolgiamo le nostre attenzioni alla parte bassa del montante o al triangolino degli specchietti retrovisori.

Una procedura sostanzialmente corretta può rivelarsi la seguente: filtriamo sommariamente il componente ad una frequenza prossima a quella dalla quale presumibilmente lavorerà, diamo “corrente a tutto il fronte anteriore e, coadiuvati da un amico, giochiamo a provare varie altezze e orientamenti dei tweeter. Cerchiamo, attraverso l'ascolto di un buon cd di musica conosciutissima, di comprendere quando l'emissione complessiva del sistema fornisce il maggior realismo possibile, valutando tutti i parametri sopra illustrati.
Quando avremo trovato una collocazione che ci soddisfa, e solo allora, provvediamo ad installare definitivamente il tweeter.
Avremo la garanzia che l'impianto nasce, per così dire, in modo sano, e che la fase successiva, la taratura, non sarà ostacolata da una disposizione sostanzialmente scorretta dei nostri amati altoparlanti.

Il punto d'ascolto in auto

Fatto questo, ci imbattiamo nel secondo e più serio ostacolo alla corretta riproduzione musicale in auto: la nostra collocazione asimmetrica rispetto alle fonti sonore di destra e sinistra.
Il problema purtroppo qui si fa veramente grave. A causa della posizione di sedili dell'auto le onde sonore non raggiungono l'ascoltatore nello stesso momento. Sarà dunque necessario compensare il tempo di propagazione del canale sinistro, rispetto al destro, operazione questa che si può svolgere in più modi, alcuni semplici, altri meno, allo scopo di ingannare quella manciata di neuroni di cui disponiamo(chi più, chi meno!).

Per far fronte a tale situazione, si può semplicemente intervenire sulla fase degli altoparlanti, sino a provvedere, nei sistemi più complessi, alla realizzazione di vere e proprie celle di ritardo, la cui complessità sconsiglia tuttavia alcun esperimento autonomo.
Giocare con le fasi del canale sinistro può risultare altresì relativamente facile. Pur restando una procedura alla quale dedicarsi solo a taratura completata (o quasi!), e per mero esperimento, l'inversione di fase di entrambi gli altoparlanti (o anche del solo tweeter) del canale a noi più vicino, determinerà inevitabilmente anche un ritardo nella propagazione del segnale audio riprodotto.

Ciò dipende dall'andamento tipicamente sinusoidale dell'onda sonora. Ammettendo pertanto di avere un impianto completamente in fase, l'inversione di 180° (semplicemente ottenibile con l'inversione della polarità dei cavi di segnale) determinerà un ritardo percepibile nella propagazione del segnale audio e (forse?, ci vuole fortuna) la leggera centratura del palcoscenico sonoro.

I difetti di questa procedura sono insiti, com'è evidente, nella sua drammatica sommarietà. La loro trattazione spetterà pertanto solo a chi sia veramente padrone dell'argomento.
Il mio obiettivo è solo darvi conto dell'esistenza del problema che la corretta ricostruzione dell'evento musicale passa proprio per la perfetta equidistanza dell'ascoltatore dai canali destro e sinistro, i quali provvedono alla riproduzione stereofonica (cioè bipolare e differenziata) del messaggio musicale.

Attenzione dunque: questa operazione risulta veramente complessa, tale per cui solo il ricorso ad un riconosciuto professionista può garantire dei risultati veramente soddisfacenti.
Per completezza si può solo aggiungere che oggi è possibile aggirare il problema, se proprio non si vuole ricorrere ad un preparato installatore, grazie all'utilizzo di specifici processori digitali. Il loro scopo è di provvedere direttamente a ritardare il segnale che giunge dalla sorgente.

Stiamo tuttavia parlando, giova ribadirlo, di una fase, per così dire, “molto in là nell'allestimento di un impianto car-audio; quello specifico procedimento , cioè, che trasforma in eccellente ciò che prima era solo buono. Era dunque doveroso darvene notizia.

Il fronte posteriore.

Partendo dal presupposto che il mitico pianalone con woofer, medi, tweeter e moquette, non è, come detto, la soluzione ideale, vale tuttavia la pena di considerare l'opportunità di collocare nei fianchetti posteriori della vostra amata auto un qualsivoglia fronte sonoro. Detto tra noi, se proprio l'opportunità è il nostro parametro d'azione, allora è bene incrociare le braccia sin da subito.

Il fronte posteriore, ragazzi, è una rogna gigantesca e 99 volte su 100 introduce più guai che benefici.
Il suo solo scopo, al limite, è quello di sonorizzare decentemente la parte posteriore dell'auto, per impedire ai poveri occupanti di essere torturati dalle “botte provenienti dal subwoofer.
In ambito domestico non ne troverete alcuna traccia, se non nei sistemi home-cinema (analogici o digitali), che però fanno ben altra cosa che replicare la diffusione anteriore!

La ragione è piuttosto semplice: le nostre amate mura sono molto più idonee dell'ambiente auto a riverberare realisticamente il segnale che proviene dal fronte sonoro. Per cui (a meno di non predisporre un piccolo interruttore atto a disinserire le “casse dietro), è mia modesta opinione che i soldi risparmiati possano essere utilmente spesi in una eccellente ottimizzazione del fronte anteriore (che, come abbiamo visto, è già di per sé operazione piuttosto complessa).

La sua utilità è inoltre pregiudicata dagli effetti propri di qualunque riflessione: diciamo in primis, e molto genericamente che un segnale proveniente in fase, quando va a “sbattere contro un' ostacolo, tornerà indietro ruotato di 180°.
Ora già questo ci darà da penare in fase di taratura del nostro bel due vie (ricordate l'andamento tipicamente sinusoidale del segnale audio e gli effetti temporali sulla sua rotazione!), figuriamoci quali problemi innescherà con un secondo fronte sonoro (suoi propri e di conflitto con il FA)?.

In secundis, la nostra auto è un gozzoviglio di superfici differenti (vetri, moquette, plastica, legno etc.): questa eterogeneità di materiali produrrà, quindi, un diversa attenuazione delle frequenza riflesse.

Il mio consiglio, pertanto è uno solo: LASCIATE PERDERE!

Fronte posteriore d'ambienza

La corretta riproduzione musicale in auto non passa per eventuali altoparlanti posteriori o lo fa solo a condizioni molto particolari. Queste ultime si riducono, a ben vedere, ad una sola: la necessità di simulare l'ambienza tipica di una sala da concerto, di un teatro etc.
Allo scopo si ricorre ad altoparlanti larga banda che sopperiscono alla scarsa e atipica riflessione dell'abitacolo di un auto.
Detti altoparlanti richiedono operazioni complesse di taratura (li troverete nelle realizzazioni più esclusive), per cui se vogliamo dedicarci da soli a questo splendido hobby, lasciamo ai soliti guru la realizzazione di queste raffinatezze, o preoccupiamocene solo quando saremo finalisti del circuito IASCA!!!

Buon car stereo a tutti!

Lorenzo

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