|
ACUSTICA,
PSICOACUSTICA, di Guido Noselli (fax 030/3580431 - posta elettronica guidonoselli@outline.it) IMPIEGO
E "SETTAGGIO" DI UN SISTEMA I PARTE
|
|
In
questi anni ho ricevuto svariate richieste in merito al contenuto del
titolo, ma ho sempre volutamente soprasseduto, da un lato perché ero
preso dall’illustrare altri argomenti che ritenevo più urgenti e utili
alla divulgazione, dall’altro perché dare una visione chiara e
completa, ma soprattutto immediatamente comprensibile, dei fenomeni
connessi, implica la necessità di scrivere molto e di disegnare molto, se
non si vuole correre il rischio che le parole risultino in buona misura
vane. È
venuto per me il momento di farlo per il fatto che lo scarsissimo tempo a
disposizione per disegnare si è dilatato, grazie al possesso d’alcuni
programmi di modellazione acustica in generale e in particolare di
simulazione di "array" di diffusori, che citerò di volta in
volta a mano a mano che ne farò impiego, con i quali potrò schematizzare
in modo comprensibile le informazioni fornite.
Prima però di utilizzare tali programmi per vere e proprie
simulazioni di casi reali è necessario esporre alcune "generalità"
senza le quali la comprensione dei fenomeni acustici, che sono alla base
dei risultati forniti dalle
stesse simulazioni, potrebbe essere molto difficile. Non
è mia abitudine né buona prassi "educativa" presentare "soluzioni"
del tipo "prendere o lasciare" e costringere il mio lettore ad un atto
di fede senza alcun ragionamento, come ancora troppe volte accade per
tanti nel mondo dell’audio professionale. All’occorrenza, quindi,
fornirò tutte le spiegazioni teoriche sufficienti a far sì che il
lettore possa valutare quanto presentato.
Qualcuno si sarà subito chiesto, leggendo il sottotitolo e a cosa
si riferisce, perché non appare in esso il termine "sub-woofer". Volutamente
ho usato le più generiche parole, "frequenze basse", proprio
per fare subito chiarezza e sgombrare il campo da un possibile equivoco la
cui diffusione, ho potuto appurare di persona, è presente oltre il
lecito. Secondo tal equivoco il sistema "sub-woofer" dovrebbe
riprodurre frequenze subsoniche. Assolutamente no! Nonostante
l’assonanza che caratterizza i due termini e che credo sia la semplice
causa dell’equivoco, essi hanno significato totalmente diverso. La
parola "sub-woofer" deriva dal termine anglosassone "woofer",
utilizzato per definire e denominare un altoparlante destinato alla
riproduzione (o produzione) di frequenze basse. Il prefisso “sub” sta
ad indicare semplicemente che è destinato a riprodurre o produrre le
frequenze basse che stanno al di sotto di quelle destinate al "woofer". Subsonico
invece è termine riferito ad un fenomeno, della stessa natura
ondulatoria, che avviene fuori della banda sonora udibile, in particolare
in quella banda di frequenze che si estende verso il basso a partire da
20Hz, soglia statisticamente e convenzionalmente fissata come frequenza
minima inferiore percepibile dall’orecchio umano, al di sotto della
quale il fenomeno sarà "avvertito" solo dal corpo come una vera e
propria sensazione fisica. A
dire il vero al di sotto di tale soglia c’è uno strumento, unico,
l’organo classico a canne che mi risulta può essere costruito, e lo è
stato in passato, con canne alte 10 metri accordate per emettere note a
frequenza ancora più bassa, come 16,35Hz.
Ed infatti, qualche autore, forse pensando a tale strumento, fissa
la soglia d’udibilità inferiore proprio a tale frequenza. Non
penso che cambi di molto la nostra vita se è l’una o l’altra la
soglia reale, quello che conta è sgombrare il campo da ogni possibile
equivoco tra suono udibile e sensazione percepibile. Questa
piccola iniziale precisazione mi dà lo spunto per fornire in Fig. 1 (vedi
più sotto),
ad ulteriore rafforzamento di quanto detto, una rappresentazione
schematizzata di tutto lo spettro audio, bassi e frequenze subsoniche
comprese, includendo in essa alcune altre "informazioni" che
torneranno spesso utili nei "ragionamenti" che si fanno nel
campo dell’audio. Questa
tabella, la prima tra le "generalità" citate, che chiamerò "CARTA
delle FREQUENZE AUDIO", anche se ricorderà a molti cose già
viste, vi posso garantire che non è frutto di un semplice "copia ed
incolla", ma è stata impostata in modo originale, o almeno diverso
da tutte quelle che mi è capitato di vedere, al solo scopo di
evidenziare, graficamente e vantaggiosamente dal punto di vista
dell’osservatore, la relazione diretta tra "spettro audio musicale",
cioè riferito agli strumenti musicali e alle voci, e "spettro audio
convenzionale", cioè quello riferito ad una "trasformazione"
del precedente, secondo standard internazionali (ISO) o, più
semplicemente, ad una rappresentazione generalizzata voluta dalla pratica
e dal marketing. Io
credo sia importante ricordare sempre che, quando nel nostro campo si
parla di frequenze audio, ci si riferisca a note prodotte da strumenti
musicali più o meno convenzionali ma comunque soggetti alle "leggi
del pentagramma" e a suoni prodotti dalla voce umana in tutte le sue
numerose varietà. Ho
notato, infatti, parlando con tanti addetti, che troppo spesso si discute
di frequenze, di bande, d’equalizzazione ecc. in termini tecnici ed in
modo astratto, slegato dall’unico contesto per il quale sia utile e
attinente ogni discussione di tale tipo: la riproduzione o produzione
di musica e parole. Quest’anomalia
non aiuta di sicuro a comprendere i fenomeni acustici legati alla musica e
probabilmente in qualche misura sta alla base della gran difficoltà che
molti incontrano nel saper collegare la sensazione auditiva più o meno
piacevole ad una reazione, anche semplicemente verbale, coerente, un
commento appropriato ad esempio. Per
non parlare del peggior caso in cui chi non si deve limitare ad un
commento, ma deve correggere o intervenire in un evento sonoro sulla base
della propria sensazione uditiva, non sa metter mano con sicurezza alla
giusta manopola. Già
un paio d’anni or sono, nel numero di Settembre '98 (rivista
sound&Lite), avevo cercato di contribuire ad eliminare
quest’inconveniente suggerendo, tradotti dall’inglese nel "Glossarietto",
un buon numero di termini utilizzabili per definire le diverse sensazioni
uditive concernenti la qualità di una performance dal vivo. Sono
sicuro che verrà utile la sua consultazione a mano a mano che mi
addentrerò nell’argomento del titolo; chi non dovesse trovarlo perché
non ha conservato la rivista può in ogni modo trovarlo qui. Ma veniamo alla "CARTA delle FREQUENZE AUDIO" che è organizzata nel modo che segue.
Fig. 1 (scarica immagine a risoluzione maggiore - 582 KB)
Fig. 1 (scarica immagine a risoluzione maggiore - 582 KB) In alto sono
rappresentate le estensioni di banda tipiche di numerosi strumenti per
quanto attiene all’emissione di note fondamentali (barre continue) e delle
relative armoniche superiori (barre punteggiate). Tra essi ci sono anche
quelli corrispondenti per range ai moderni strumenti elettrificati, come il
pianoforte, l’organo, il contrabbasso, la chitarra. Al
di sotto è disegnata una tastiera stilizzata di pianoforte (estesa sino
alla note più basse dell’organo), in ogni tasto della quale è indicata
la frequenza corrispondente alla nota musicale. Subito sotto alla
tastiera si trova una suddivisione per terzi d’ottava di tutto lo spettro
audio, che evidenzia da quale nota musicale è stato ricavato per
arrotondamento il valore del terzo d’ottava corrispondente. Proseguendo
verso il basso appare un’ulteriore divisione dello spettro in bande
d’ottava, dove alla frequenza di centro banda indicata è associato anche
il valore della corrispondente lunghezza d’onda. Ancora più sotto
un’altra dettagliata suddivisione per bande di frequenze omogenee e
relative lunghezze d’onda. Segue un’altra suddivisione meno definita per
decadi ed infine un’ultima suddivisione in due porzioni esatte dello
spettro audio udibile in bassi ed alti. Descritta
la "Carta delle Frequenze" rimane lo spazio in queste pagine per
sfatare un’altra convinzione diffusa: quella che vorrebbe il sub-woofer
necessario in un sistema di sonorizzazione per riprodurre le frequenze basse
mancanti o non riproducibili dal woofer. Anche
in questo caso la convinzione è sbagliata. Infatti
ci sono diffusori a larga banda la cui sezione woofer riproduce le frequenze
più basse dello spettro senza alcuna fatica. La ragione principale del sub-woofer,
diffusore contenente uno o più altoparlanti specializzati, risiede nel
fatto che per ottenere elevata sensibilità, caratteristica irrinunciabile
in un sistema di diffusione sonora nel settore professionale, è necessario
che lo spettro audio sia riprodotto da più componenti dedicati che si
occupino di riprodurre la parte per la quale sono stati costruiti e per la
quale possiedono la massima sensibilità, essendo capaci quindi del massimo
livello SPL con la minima potenza elettrica. Un
woofer che debba riprodurre bassi profondi e allo stesso tempo "salire"
a riprodurre i medio bassi per potersi incrociare opportunamente con un
altoparlante specializzato per la gamma dei medi, abbasserà la sensibilità
del diffusore in cui è impiegato al valore di quella che esso possiede alle
frequenze basse. In
altre parole i componenti più o meno sensibili di un diffusore a larga
banda per ragioni d’equilibrio sonoro saranno "sfruttati" nella misura
determinata dal componente meno sensibile. Ma
se invece il woofer, in un diffusore a larga banda, si occuperà di
riprodurre frequenze a partire da 100 Hz in su, ad esempio, essendo proprio
da 100 a 200 Hz la zona in cui generalmente possiede la sua massima
sensibilità, la media di tutto il diffusore salirà rilevantemente e con
essa anche lo "sfruttamento" degli altri componenti. Appare
chiaro quindi com’è conveniente, nel settore della sonorizzazione
professionale, l’impiego del sub-woofer per le frequenze più basse delle
spettro audio; esso infatti è progettato e costruito per il massimo
rendimento nella banda di competenza ed inoltre può e deve essere gestito,
singolarmente o in multiplo, in modo appropriato, separatamente dal
diffusore che si deve occupare della parte restante dello spettro audio. Abbiamo
visto, dunque, che ottenere un sensibilità elevata alle basse frequenze è
un’impresa ben più difficile che ottenerla alle frequenze medie e alte. Le
ragioni di questo sono diverse, di carattere essenzialmente fisico, ed
esulano dallo scopo della presente trattazione. È
importante però ricordare che uno dei fattori determinanti
nell’incremento della sensibilità (vi rimando all’articolo
dello scorso Gennaio per trovarne la definizione), specialmente per
diffusori dedicati alle frequenze basse, consiste nella loro collocazione
fisica o meglio nel carico acustico, determinato dall’angolo solido nel
quale essi devono generare la pressione sonora. In altre parole, anche i
diffusori per frequenze basse, che per loro intrinseca caratteristica
dimensionale rispetto alla lunghezza d’onda delle frequenze riprodotte,
presentano dispersione totalmente omni-direzionale, qualora costretti ad
emettere in angoli solidi minori rispetto a quello di riferimento per la
misura della sensibilità, 360° o spazio libero, vedranno aumentata
quest’ultima del valore in dB assunto dal loro nuovo indice di direttività
DI. Ma questo ed altro saranno gli argomenti del prossimo articolo.
|