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EDITORIALE N. 4/2004

I LIMITI DI EMISSIONE DEGLI ALTOPARLANTI
Di Francesco Piccione

Il futuro dell'HI-END (non lo affermo solo io), passa attraverso la larghezza di banda riprodotta dai diffusori acustici. In pratica la differenza tra un impianto Esoterico o Hi-End ed un normale, pur se costoso, impianto HI-FI, verte proprio sulla differenza di larghezza di banda riproducibile dai diffusori (oltre, ovviamente, altri parametri, ma oggi limitiamoci a questo argomento).

Per comprendere meglio questa caratteristica, occorre sapere alcune note tecniche che spero di sintetizzare al massimo per una migliore comprensione.

Ogni singolo altoparlante (o trasduttore) ha una sua gamma di frequenze di funzionamento. Questa gamma è prefissata dalle dimensioni della sua membrana vibrante.
Prendiamo a riferimento i trasduttori più conosciuti dalla maggior parte delle persone, quelli a cono ed a cupola, meglio conosciuti come altoparlanti dinamici. Un altoparlante a cono ha una sua gamma audio di funzionamento, stabilita dal diametro del cono. Schematizzando: più grande è il diametro del cono dell'altoparlante, più questo emetterà verso le basse frequenze; più è piccolo, più emetterà verso le alte frequenze.

Scopriamo così che in base al loro diametro, esistono in generale, tre tipologie di altoparlanti:

il woofer è quello dal diametro più grande, adatto per la riproduzione delle basse frequenze;
il midrange, può avere un diametro compreso tra i 20 cm (mid-basso) ed i 5 cm (mid-alto), adatto per la riproduzione delle medie frequenze (mid - range);
il tweeter, è il più piccolo, le cui dimensioni sempre più ridotte, variano da un massimo di 5 cm di diametro fino a quanto offerto dallo stato delle tecnica, ed è destinato alla riproduzione delle alte frequenze.

Prendiamo, ad esempio, un woofer da 13 centimetri di diametro, presente nel costosissimo minidiffusore di un nostro caro lettore, il quale ci ha chiesto un aiuto per migliorarne le prestazioni.
Occorre, intanto, precisare che un altoparlante da 13 cm di diametro è più un midrange che un woofer. Viene utilizzato nei minidiffusori come woofer, non perché il suo costruttore ha trovato un tizio in Groenlandia che ha saputo creare un woofer di così piccole dimensioni, in grado di

restituire i bassi della canna dell'organo a 20 Hz. Semplicemente, viene utilizzato per una questione di costi e perché obbligato dal progetto limitato a due vie; la presenza di un tubo reflex, spesso della lunghezza non idonea,dovuta anche alle piccole dimensioni della cassa acustica, aiuta ben poco.

Inoltre, si forza un piccolo altoparlante ad emettere frequenze a lui non idonee, aumentando il peso della membrana (facendo l'abbassamento della frequenza di risonanza, in aria libera) ed aumentando l'escursione, ossia il suo movimento massimo tra tutto aventi e tutto indietro. Tutti fattori che non fanno altro da un lato, ad aumentare la sua distorsione; dall'altro, a renderlo meno adatto ad emettere frequenze medie, creando un "buco" di prestazioni in quella zona, fino al transito con il tweeter. Quest'ultimo, viene denominato mid-woofer, un ibrido senza né arte, né parte, a meno di non essere impiegato in specifici progetti.

La larghezza di banda, quindi, è limitata dalle dimensioni del diametro della membrana vibrante (cono o cupola).
Schematizzando, Il limite di emissione alle basse frequenze, è centrato sulla frequenza di risonanza dell'altoparlante. Nel midrange da 13 cm generalmente la frequenza è centrata attorno ai 150 Hz (quello professionale attorno ai 1.000 Hz). In un mid-woofer, attorno ai 70 Hz. 
Il limite superiore è determinato da tre fattori: le dimensioni, l'effetto induttivo, il peso della membrana.
Il primo è costituito dal diametro del trasduttore: 13 cm sono la lunghezza d'onda dei 2.500 Hz circa. Superata questa frequenza, l'altoparlante emetterà in modo sempre più direttivo, aumentando la sua localizzazione. Sempre che non vi siano altri fenomeni negativi.
Il secondo, consiste nell'effetto induttivo della bobina che porta ad un decadimento, sino all'interruzione, dell'emissione delle frequenze più alte.
Il terzo, il peso della membrana. Questo costituisce un forte ostacolo alla riproduzione delle frequenze più elevate, dove è necessario abbassare sempre più il peso, in proporzione alle frequenze più elevate da riprodurre.

Sono questi i motivi per cui esistono diffusori acustici a più vie.

Francesco S. Piccione