AP SD4/11W
DESCRIZIONE
Woofer aggiuntivo per minidiffusori AP SD4/11W, a colonna, da pavimento.
Permette di conseguire una capacità dinamica ed un imaging maggiori, senza alterare la timbrica in gamma media ed alta del minidiffusore abbinato.
1 Woofer Ciare HW251 e 2 radiatori passivi Ciare da 200 mm.
Volume di lavoro netto: 44 litri. Fb = 34 Hz. f-3dB= 44,1 Hz.
Frequenza d’incrocio: 400 Hz
L’autotrasformatore previsto offre una regolazione del livello di emissione a passi di 1,5 dB e consente l’abbinamento anche a minidiffusori a bassissima efficienza.
Sensibilità minima/massima 82dB SPL/91dB SPL.
PREMESSA
A metà gennaio 2007, mentre stavamo ancora ragionando sulla possibilità di progettare per voi dei diffusori da libreria che potessero rinverdire il successo degli ESB 7/09, qui ad Audioplay si è presentata l’occasione di riascoltare una coppia di minicasse grondanti gloria, che personalmente avevo già avuto la ventura di misurare ed ascoltare moltissimi anni fa.
Trattatasi delle Rogers LS3/5a in versione Spendor da 15 ohm. Di proprietà di un nostro amico.
Solo pochi giorni prima, nell’ambito di una ricerca mirata sull’argomento “casse che durante l’ascolto sembrano essere dotate di una presenza estremamente ridotta”, ovvero che sono capaci di ricreare una scena acustica svincolata dalle loro dimensioni fisiche, avevo raccolto molte idee e tratto diverse conclusioni sulle particolarità offerte dall’ascolto dei migliori minidiffusori.
LE PRIME CONSIDERAZIONI E LE PRIME PROVE
A dicembre 2006 avevamo condotto a termine il progetto delle Delta Tre AP06. Avendo ottenuto ottime prestazioni sia alle basse frequenze che in gamma medio-bassa con un woofer Ciare di normale produzione (HW251), montandolo in un volume di 42 litri accordato reflex QB3 a 32 Hz, ci è sembrato logico adottare un sistema di carico simile anche per il nostro Woofer che sarebbe stato chiamato ad ampliare le capacità dinamiche e di ricostruzione spaziale dei minidiffusori che gli fossero stati abbinati. Le prime prove furono condotte quindi proprio con i due “muletti” reflex con i quali avevamo lavorato durante la messa a punto delle Delta Tre AP06.
L’AUTOTRASFORMATORE
Apparve subito evidente quello che avevamo peraltro già considerato. E cioè che la sensibilità del nostro Woofer era quasi 10 dB più alta delle Rogers, ma molto più alta anche delle Sonus Faber Electa Amator II usate anch’esse per le prove, nonché delle Aedon Audio NPS-1 e delle piccole Chario mod.1.
L’unica soluzione “passiva” utilizzabile per attenuare un woofer è quella di predisporre un adeguato autotrasformatore.
Scelta che venne effettuata a suo tempo anche dalla Acoustic Research per le sue rinomate AR 10 PI Greco e dalla ESB per le sue 7/05, nonché da numerosi altri produttori.
Noi decidemmo di farci realizzare due autotrasformatori dotati di numerose prese intermedie, distanziate fra loro a passi di 1,5 dB. Regolazione già sperimentata a lungo durante la progettazione e la vita commerciale delle ESB 7/05.
A questo punto sembrava mancare solo la fase di scelta del filtro più adatto ad effettuare la desiderata partizione del segnale fra Woofer e minidiffusore, alla già scelta frequenza d’incrocio di circa 500 Hz (leggermente inferiore a quella del woofer delle 7/06).
IL MOBILE
Durante le verifiche sul funzionamento del woofer nei mobili a colonna mostrati nelle foto, abbiamo potuto appurare alcuni problemi inerenti la nascita di risonanze nel mobile, il cui effetto appariva esaltato dalla presenza del lungo condotto. Ulteriori verifiche effettuate con i mobili trapezoidali delle Delta Tre AP06 (che sono ne totalmente privi), ma anche con le stesse colonne reflex accordate con tubi e metodi diversi (che ottengono comportamenti tutti differenti), abbiamo potuto appurare la validità della scelta di adatti radiatori passivi in luogo dei condotti.
Avendo comunque deciso di utilizzare una struttura a colonna con il woofer davanti e due passivi su un fianco (speculari per i due canali), abbiamo quindi definito i dimensionamenti delle due colonne.
Uno dei “paletti” che avevamo posto era la massima facilità realizzativa, per cui il volume doveva essere parallelepipedo.
Il volume netto che avevamo deciso era di 44 litri (due in più rispetto alle Delta Tre AP06). Un altro dei paletti importanti era che la dimensione maggiore dovesse essere in un rapporto 2,3 rispetto ad una delle dimensioni minori e 3,2 rispetto all’altra. Questo per avere una distribuzione spettrale favorevole per le sempre possibili stazionarie interne (vedi anche qui: http://www.renatogiussani.it/installazione dove si legge:
“…Le giuste proporzioni di un ambiente per poter ottenere il migliore risultato acustico dovrebbero essere quelle tali che, dividendo le misure dei due lati maggiori per il più piccolo (di solito l’altezza), si ottengano i valori di 2,3 e 1,6; accettabile è anche il rapporto 2,3-3,2 e 1,15-1,6.”)
Altre condizioni erano che l’altezza fosse tale da poter appoggiare i minidiffusori sui box interponendo adatti e non esagerati spessori, in modo da avere il woofer-midrange a 110 cm da terra, e che i pannelli frontale e laterali potessero ospitare gli altoparlanti previsti (il woofer davanti e i due passivi su un lato).
Da tenere presente anche che, la attuale “moda” di avere il pannello anteriore del mobile di larghezza minore rispetto a quella dei pannelli laterali, nel nostro caso non ha ragione di essere seguita, visto che il woofer funziona solo fino a 500 Hz e quindi, eventuali considerazioni riguardanti la nascita e la udibilità di fenomeni di diffrazione, non possono riguardare questo mobile, essendo di fatto demandate alla banda di frequenze emessa dal minidiffusore abbinato.
Dunque, alla fine abbiamo deciso per queste dimensioni interne: 70H x 30L x 22P
che forniscono questi rapporti:
70:30=2,33
70:22=3,18
E un volume interno lordo: 7×2,2×3=46,2 litri.
Supponendo che fra woofer HW251, due piccoli passivi e il filtro il volume netto finale possa risultare all’incirca dei 44 litri richiesti, pare che i conti tornino e, utilizzando truciolare da 18mm, arriviamo a queste dimensioni esterne:
73,6H x 33,6L x 25,6P
Avendo deciso di aggiungere anche una base alta 18mm, l’altezza esterna complessiva diventa quindi 75,4 cm.
A tutto ciò si aggiunga che i radiatori passivi offrono un ingombro ed una semplicità costruttiva molto accattivanti oltre al fatto che nel catalogo Ciare è presente un modello da 20 cm nominali che appariva perfettamente adatto al nostro scopo, ed ecco spiegati i perché di una scelta che a posteriori si è dimostrata alquanto felice:
La scelta di montare due passivi per cassa deriva dal desiderio di limitare il meno possibile l’ottima capacità dinamica dell’HW251.
Dato che in un sistema accordato facente uso di un radiatore passivo, questo deve “muoversi” molto più del woofer, a maggior ragione se di diametro inferiore, per elevare i limiti di pressione acustica irradiabile a parità di escursione si deve aumentare la superficie emittente del passivo stesso. Cosa realizzabile in pratica adottandone più d’uno.
Durante il progetto si dovrà poi tener conto che il volume di lavoro di ciascun passivo risulterà essere pari al volume totale diviso il numero di passivi adottati.
Nel nostro caso, per avvicinarci il più possibile alla frequenza di accordo decisa a tavolino, ovvero FB = 32 Hz, considerando che ciascuno dei due passivi lavora in circa 22 litri netti, abbiamo dovuto appesantirli entrambi con tutti gli 8 pesetti da 10 grammi forniti a corredo.
Non c’è molto altro da dire, come vedete… Tranne forse che per l’assemblaggio abbiamo impiegato, in buona quantità, sia colla vinilica che ottimi chiodi d’acciaio da 2x30mm.
L’ASCOLTO
La prima figura mostra la risposta in frequenza del Woofer AP SD4/11W calcolata con il programma BASS-PC, con l’autotrasformatore al massimo, a confronto con quella di una Delta Tre AP06.
La curva leggermente più estesa è quella del woofer AP SD4/11W.
Nella seconda ecco le misure rilevate all’inizio della storia con i primi muletti e le Rogers.
In questo caso il Woofer è attenuato di 9 dB (sei scatti). La curva rossa è quella rilevata in un ambiente di circa 16 m2 dalle Rogers da sole, mentre quella blu è con le casse abbinate al woofer.
Notate la scala verticale, che in questo caso va da 0 a 100 ohm (invece dei “canonici” 50).
Il woofer è attenuato di ben 7,5 dB e quindi il modulo dell’impedenza su tutta la gamma ad esso affidata sale moltissimo. Dire che diventa un carico “molto facile” è eufemistico.
Qui accanto invece ecco le misure effettuate sui KIT CIARE H03.9 in un ambiente di 35 mq “senza attenuazione del woofer” (ovvero senza autotrasformatore).
Nella prima figura: La curva rossa è quella relativa al woofer filtrato passa-basso. La curva verde è il Kit Ciare H03.9 filtrato passa-alto. La curva blu è quella del sistema completo, con woofer e kit entrambi in funzione ed emissione del woofer non attenuata. Sistema a 50 cm dalla parete posteriore.
Nella seconda figura: la curva mostra la risposta in frequenza, con scala verticale di 100 dB, dello stesso sistema.
Questa è una misura di risposta in frequenza effettuata con il sistema sotto esame installato in una posizione solo leggermente diversa rispetto a quella del precedente.
La curva blu è quella relativa al woofer filtrato passa-basso.
La curva verde è il Kit Ciare H03.9 filtrato passa-alto.
La curva rossa è quella del sistema completo, con woofer e kit entrambi in funzione ed emissione del woofer attenuata, su indicazione di Lino Esposto, di 1,5 dB.
Il sistema è a circa 50 cm dalla parete posteriore.Il microfono a circa 3 metri.
Misura effettuata sul sistema del grafico precedente.
La curva rossa rappresenta l’andamento in funzione della frequenza del modulo dell’impedenza: mediamente intorno ai 10 ohm dai 100Hz in su. Al di sotto di questa frequenza si evidenzia invece la normale impedenza dei sistemi accordati, con il minimo fra i due picchi in corrispondenza della Fb a 34Hz.
La curva nera rappresenta l’argomento (ovvero le rotazioni di fase del carico visto dall’amplificatore).
IL FILTRO
Ed ecco che ci siamo messi perciò a provare e definire il miglior filtro possibile per il compito desiderato, che tenesse in conto anche la presenza dell’autotrasformatore. Il risultato riportato nello schema seguente ha dimostrato di poter funzionare senza ulteriori aggiustamenti con molti diffusori diversi, Rogers comprese.
La resistenza in C.C. di 0,7 ohm dell’induttore da 5,0 mH che filtra il woofer va rispettata entro il + 20%.
I valori capacitivi e induttivi dei componenti devono essere rispettati entro il +5%.
GLI ALTOPARLANTI
WOOFER – Ciare HW-251
2 RADIATORI PASSIVI- Ciare HP-200
I DISEGNI
Ed ecco i disegni originali per riprodurre i mobili di questo progetto.
Svelato che i pannelli sono di normalissimo truciolare, e che i mobili sono stati pensati per avere i passivi montati specularmente per i due canali, questo disegno potrebbe già bastare per decidere la base di lavoro per la costruzione dei mobili del nostro Woofer aggiuntivo.
Quanto all’assorbente acustico, all’interno si dovranno disporre sei pannelli di lana di vetro da 20 Kg/m3 e 4 cm di spessore a rivestire le pareti interne solo nelle zone libere dagli altoparlanti.
L’estetica ognuno potrà deciderla come preferisce, come pure il tipo di supporti più adatti per ospitare i minidiffusori in modo tale che i loro mid-woofer vengano a trovarsi a circa 110 cm da terra…
Ed eccoci quindi pronti a poter usufruire della stessa timbrica che abbiamo scelto quando abbiamo acquistato i nostri amati minidiffusori, ma con una estensione verso l’estremo basso della banda audio ed una capacità dinamica complessiva enormemente accresciute.
Da notare, che per il migliore abbinamento alle Rogers LS3/5a, se lontane circa 1 m dalla parete posteriore (in un ambiente di 105 m3), abbiamo dovuto attenuare il woofer di 7,5 dB (5 scatti), mentre con le Aedon Audio NPS-1 e le Sonus Faber Electa Amator II la attenuazione necessaria è risultata essere di due soli scatti (-3dB).
E con l’efficientissimo Kit Ciare H03.9 abbiamo potuto addirittura fare a meno di qualsiasi attenuazione, escludendo di fatto l’autotrasformatore.
Inoltre, nel caso delle LS3/5a da 15 ohm, il condensatore che nella versione standard del filtro del Woofer (adatto per la maggior parte delle casse da 8 ohm) è da 47 μF, deve essere ridotto a 33 μF.