Analisi e studio della diffusione sonora multicanale in ambienti chiusi. Studio e realizzazione di una stanza per l’ascolto surround.

Capitolo 1
Gli altoparlanti
1.1 Introduzione
Per altoparlante si intende un trasduttore in grado di convertire un segnale elet-
trico in un segnale acustico, in modo da irradiarlo con una certa potenza e una certa
direttività nell’ambiente. Si può, quindi, definire come un trasduttore elettroacusti-
co che genera il suono mediante una serie di compressioni e rarefazioni dell’aria.
Gli altoparlanti possono essere raggruppati in un cabinet o una cassa e con l’aggiun-
ta di filtri di crossover è possibile realizzare varie tipologie di diffusori.
Ogni altoparlante è composto principalmente da tre elementi:
 Trasduttore: componente formato a sua volta da un motore, per converti-
re l’energia elettrica in energia meccanica, e da un radiatore, per convertire
l’energia meccanica in energia acustica.
 Involucro: contiene l’altoparlante e influenza le caratteristiche di emissione.
 Crossover: seleziona la banda di frequenza all’interno della quale deve lavo-
rare l’altoparlante.
Ogni altoparlante è caratterizzato dal fatto di avere determinate proprietà in
grado di distinguerlo dagli altri e favorirne l’utilizzo per un determinato ambito.
I criteri di classificazione di questi dispositivi si possono riassumere nel seguente
modo:
 Tipologia di trasduttore: magnetodinamico, elettrostatico, piezoelettrico.
1
1 – Gli altoparlanti
 Tipologia di radiatore: cono, cupola, anello, planare, tromba, tromba
ripiegata.
 Gamma di frequenza: Super-Tweeter, Tweeter, Mid-Range, Woofer, Sub-
woofer.
 Modalità di irradiazione della potenza acustica: diretta, indiretta.
Il seguente capitolo si occupa di descrivere le tipologie di altoparlanti esistenti,
mettendone in evidenza le proprietà meccaniche, tecniche ed evidenziandone pregi
e difetti in base al tipo di applicazione per cui vengono utilizzati.
1.2 Parametri e grandezze
1.2.1 Impedenza
L’impedenza rappresenta la grandezza elettrica assimilabile alla resistenza che
complessivamente la bobina (voice coil) dell’altoparlante oppone al passaggio della
corrente prodotta dall’amplificatore, quindi descrive la reazione elettrica dell’unità
all’applicazione del segnale d’ingresso. Questa reazione dipende dalla frequenza del
segnale applicato (nel caso di tono puro), oppure dalla frequenza di una certa com-
ponente (nel caso di segnale composito). Conoscere questo parametro permette di
rilevare, ad esempio, eventuali incompatibilità di funzionamento con elettroniche di
amplificazione, oppure aiuta a scegliere il corretto schema di collegamento nel caso
di utilizzo di più unità dello stesso tipo.
L’impedenza è una grandezza complessa, costituita da una parte reale, detta re-
sistenza
1
, e da una immaginaria, detta reattanza (anch’essa espressa in Ohm), la
quale, a sua volta, è determinata da componenti induttive e capacitive variabili
con la frequenza da riprodurre. Una diretta conseguenza dell’impedenza complessa
consiste nello sfasamento tra la corrente entrante e la tensione applicata all’unità,
che provoca fenomeni di deterioramento del segnale audio, distorsione in fase, e un
funzionamento non ideale dell’amplificatore di potenza a cui l’unità è abbinata.
èdanotarechelaparteresistivanonèpropriamentecostanteinquanto, nelcorsodel
funzionamento, il conduttore che costituisce la bobina si riscalda aumentando così
la sua resistenza. Il fenomeno ha come conseguenza la power compression, ovvero
1
espressa in Ohm, .
2
1 – Gli altoparlanti
un calo prestazionale che si verifica progressivamente durante il tempo di funziona-
mento dell’altoparlante.
Sia il modulo che l’argomento dell’impedenza sono variabili con la frequenza ri-
prodotta e presentano, solitamente, un picco e un flesso in corrispondenza della
frequenza di risonanza del sistema costituito da altoparlante e cassa (figura 1.1).
Figura 1.1. Esempi di andamento della curva di impedenza
Generalmente i costruttori tendono ad indicare un valore nominale dell’impe-
denza valutando il tratto più ”rettilineo” della curva. Valori tipici dell’impedenza
nominale sono 8, 6 e 4 Ohm; occorre ricordare che più il valore è basso, più l’ampli-
ficatore dovrà erogare corrente e quindi sarà chiamato a un compito impegnativo. A
questo scopo, alcuni amplificatori per Home Theater presentano un apposito seletto-
re che permette proprio di impostare l’impedenza nominale dei diffusori per poterli
”pilotare” al meglio.
1.2.2 Risposta in frequenza
La risposta in frequenza (figura 1.2) corrisponde alla rappresentazione in forma
grafica dell’andamento, al variare della frequenza, del livello di pressione sonora
emesso dall’unità in un ambiente acusticamente adatto, a seguito dell’applicazione
ai terminali dell’unità di un segnale elettrico di livello costante. Una singola risposta
Figura 1.2. Risposta in frequenza e modulo di impedenza
3
1 – Gli altoparlanti
in frequenza, tuttavia, non è sufficiente a descrivere in modo completo le prestazioni
di una certa unità (indipendentemente dal fatto che si tratti di un’unità bassi, medi
o alti). Infatti, la risposta in frequenza di una medesima unità varia più o meno
sensibilmente a seconda della posizione di valutazione considerata, anche lasciando
ogni altra condizione inalterata. Risulta quindi, che sarebbe necessario disporre
di una ”famiglia” di curve di risposta. Tra le risposte in frequenza che possono
servire a caratterizzare una certa unità bassi è molto importante la risposta in asse
(figura 1.2), o risposta assiale, cioè una rilevazione effettuata prendendo come asse
di riferimento l’asse principale dell’unità. Nel caso delle unità bassi, ad esempio,
l’asse principale coincide con l’asse principale del woofer, perpendicolare alla base
del cono, che costituisce la membrana vibrante, nel punto centrale dello stesso.
1.2.3 Sensibilità
La sensibilità può essere definita come il valore del livello di pressione sonora
emessa da un’unità a seguito dell’applicazione ai suoi morsetti di un segnale sinusoi-
dale di livello efficace V
eff
= 2;83V
2
e di frequenza scelta all’interno della regione
di banda passante.
Di norma, la sensibilità viene espressa in dB
3
, utilizzando come livello di riferimento
un valore di pressione sonora standard. La misura viene eseguita in camera anecoica
o in campo libero alla distanza di un metro e in asse. La specifica del segnale in
termini di tensione e non di potenza è conseguente al fatto che l’impedenza di un
altoparlante non è costante ed è generalmente diversa dal valore nominale. Tuttavia,
il dato di sensibilità si indica tenendo come riferimento la potenza di 1W; in tal caso,
infatti, si ritiene implicitamente che la tensione di ingresso abbia un valore efficace
di 2,83V, sottointendendo che l’impedenza si pari a quella nominale.
Secondo la maggioranza delle normative internazionali, la sensibilità di una certa
unità deve essere rilevata in assenza totale di superfici riflettenti, cioè in condizioni
anecoiche o di spazio libero
4
. Il termine inglese più diffuso è full-space loading.
2
il valore di tensione standard è 2,83 V poichè, applicati ad un altoparlante con impedenza
nominale di 8 Ohm (valore standard per gli impianti Hi-Fi casalinghi), corrispondono a circa 1
Watt di potenza. Applicare questo valore di tensione ad un altoparlante da 4 Ohm significa,invece,
alimentarlo con circa 2 Watt, quindi in linea teorica il valore in dB
SPL
dovrebbe risultare di 3 dB
superiore al valore che si ottiene con 1 Watt.
3
accompagnato dall’acronimo SPL, Sound Pressure Level
4
o adottando una terminologia tecnica: per una radiazione su di un angolo solido di 4str , dove
per str sta per ”steradianti”, cioè l’unità di misura dell’angolo in uno spazio tridimensionale.
4
1 – Gli altoparlanti
Bisogna anche sottolineare il fatto che efficienza e sensibilità non sono sinonimi.
L’efficienza è la misura della percentuale di energia elettrica che viene convertita in
energia sonora, ad esempio un’unità bassi a radiazione diretta presenta un’efficienza
di 1-2%, mentre le unità a tromba sono caratterizzate da efficienze del 10-15%.
1.2.4 Distorsione
La distorsione è un elemento fondamentale per qualunque tipologia di unità spe-
cializzata. Solitamente si dice che un’unità genera distorsione quando confrontando
il contenuto del segnale da riprodurre con quello del segnale riprodotto, si notano
delle alterazioni.
Le alterazioni possono essere prodotte dalla comparsa di componenti sonore di fre-
quenze non presenti in origine, o anche dalla variazione dei livelli o delle relazioni
di fase tra le componenti del segnale da riprodurre. All’origine di questi comporta-
menti ci sono solitamente fenomeni di non linearità.
In un sistema di altoparlanti si considerano due tipi di distorsione:
 la distorsione armonica totale (THD)
 la distorsione da intermodulazione (IMD)
La distorsione armonica di un segnale comporta l’introduzione di componenti sonore
spurie la cui frequenza è un multiplo intero della frequenza di una componente del
segnale originario. Ad esempio, considerando un segnale d’ingresso sinusoidale di
singola frequenza, come 40 Hz, si ha distorsione se l’unità produce, oltre a un suono
a 40 Hz, anche componenti sonore indesiderate a 80 Hz, 120 Hz, 160 Hz, e così via.
In questo caso, le componenti spurie vengono definite armoniche di distorsione, e a
ciascuna di esse viene associato un numero detto ordine, che è dettato dal valore del
multiplo che la lega alla componente originaria. Quindi una componente a 80 Hz
indica una distorsione di seconda armonica.
L’entità della distorsione armonica viene stabilita tramite il rapporto tra il livello
della singola spuria e il livello della componente sonora da cui deriva, ottenendo
così i tassi di distorsione. Inoltre, la Norma DIN 45500, fornisce i riferimenti per
la misura del tasso di distorsione armonica nel caso degli altoparlanti, distinguendo
tre gamme di frequenza entro le quali scegliere la frequenza di prova (figura 1.3).
La distorsione da intermodulazione, invece, deriva da un processo di interazione tra
coppie di componenti, di frequenza differente, del segnale audio da tradurre in suo-
no. Nel caso di un segnale audio costituito da una combinazione di due componenti
5
1 – Gli altoparlanti
Figura 1.3. Misura della THD
sinusoidali di frequenza differente si ha distorsione da intermodulazione se l’unità
bassi riproduce, insieme alle componenti sonore corrispondenti a tali frequenze, an-
che componenti indesiderate di frequenza pari alla somma, o alla differenza, delle
frequenze di base, o delle frequenze multiple di quelle di base. Queste operazioni so-
no dette combinazioni lineari. Ogni componente spuria viene denominata prodotto
di intermodulazione ed è caratterizzata da un numero d’ordine, che corrisponde alla
somma dei multipli della combinazione lineare.
Altre cause, tuttavia, possono portare alla distorsione e al malfunzionamento di
un altoparlante. Ad esempio, se si considera il cono di un altoparlante magneto-
dinamico, si nota come la distorsione venga causata dai modi di vibrazione a una
determinata frequenza. Si definiscono linee nodali le linee che separano zone che
vibrano in opposizione di fase, e su di esse la velocità di vibrazione è nulla. Tutti
i modi, a parte quello fondamentale, sono caratterizzati da linee nodali a forma di
circonferenze, caratterizzanti i modi radiali, e quindi le risonanze nodali o concen-
triche. I vari modi di vibrazione possono anche intervenire contemporaneamente,
alterando significativamente la risposta in frequenza e nel tempo del trasduttore. Il
malfunzionamento di un altoparlante magnetodinamico, e in particolare del cono, si
manifesta alle basse e alle alte frequenze (figura 1.4). Infatti, alle basse frequenze si
nota una coincidenza con la frequenza di risonanza di vibrazione del cono, mentre
alle alte si vengono a creare onde stazionarie
5
.
5
Un’onda stazionaria è una perturbazione periodica di un mezzo materiale, le cui oscillazioni
sono limitate nello spazio.
6
1 – Gli altoparlanti
Figura 1.4. Anomalie di comportamento del cono in base alla frequenza
1.2.5 Frequenza di risonanza
Quando un sistema elastico viene sottoposto a una sollecitazione oscillatoria,
reagiscediversamenteasecondadellafrequenzadellasollecitazione. Inparticolare, il
sistema elastico comincia a oscillare alla stessa frequenza della sollecitazione quando
questa è simile alla frequenza di risonanza del sistema. Ogni sistema elastico, infatti,
ha una propria frequenza di risonanza.
A questo punto, si può considerare un altoparlante come un sistema elastico, che
quindi possiede una propria frequenza di risonanza (ad esempio 40 Hz). Applicando
all’altoparlante un segnale elettrico sinusoidale e variando la frequenza del segnale, si
nota che fino a quando la frequenza del segnale non si avvicina a quella di risonanza
dell’altoparlante, la membrana non è sollecitata. Quando, invece, ci si avvicina ai
40 Hz, la membrana comincia a oscillare alla stessa frequenza ed è possibile udire un
suono uscire dall’altoparlante di frequenza pari alla frequenza del segnale elettrico
applicato.
Nella figura seguente è possibile notare l’ampiezza dell’oscillazione dell’altoparlante
sollecitato da un segnale di cui è possibile variare la frequenza.
L’ampiezza dell’oscillazione è massima nelle vicinanze della frequenza di risonan-
za, mentreèpressochénullaaltrove. Inoltre, infiguraèmostratoancheildiagramma
di fase, che mostra come le frequenza superiori a quella di risonanza vengano inver-
tite di fase
6
. Un comportamento del genere, però, è indesiderato nel caso in cui un
altoparlante non debba introdurre alterazioni sul segnale di ingresso e un’inversione
di fase nella banda delle frequenze da riprodurre.
6
uno sfasamento di 180 gradi implica un’inversione di polarità e quindi di fase.
7
1 – Gli altoparlanti
Figura 1.5. Ampiezza di oscillazione e diagramma di fase
1.2.6 Potenza acustica
La potenza rappresenta una grandezza particolarmente importante per quan-
to riguarda la classificazione commerciale degli altoparlanti. Per questo motivo è
possibile distinguere tre tipologie di potenza:
 Potenza Media: calcolata in base alle letture RMS della tensione;
 Potenza Musicale: determinata tramite l’utilizzo di un segnale di prova
sinusoidale. Tuttavia utilizzare solo questo dato per verificare la compatibilità
di un sistema di altoparlanti con un certo amplificatore può portare a un
sottodimensionamento del sistema stesso;
 Potenza di Picco: calcolata basandosi sui valori di picco del segnale appli-
cato. Corrisponde al quadruplo della potenza media;
 Potenza Continua: corrisponde alla potenza che l’unità può sopportare a un
tempo indeterminato. Si riferisce al fatto che alcuni standard, come l’AES2,
prevedono che il segnale venga applicato per intervalli di tempo determinati.
8
1 – Gli altoparlanti
1.2.7 Tenuta in potenza
Da un punto di vista operativo, la tenuta in potenza, o power handling, è un
parametrofondamentale, inquantorappresentalacapacitàdiunadeterminataunità
di funzionare senza danneggiarsi ai regimi di amplificazione richiesti.
La procedura che permette di definirla, però, è un argomento controverso in quanto
levarienormativeinternazionalirisultanoincontraddizionel’unaconl’altra. Infatti,
la traduzione del limite di accettabilità in termini di potenza elettrica è complicata
da un lato dalla variabilità con la quale la frequenza dell’impedenza dell’unità, e
dall’altro dal fatto che questa comprende una parte reale e una immaginaria, il che
comporta lo sfasamento tra corrente e tensione di ingresso.
Questo fatto comporta che anche considerando un semplice segnale sinusoidale, la
potenza media così applicata è proporzionale al quadrato del valore efficace della
tensione del segnale ed al valore di impedenza dell’altoparlante. Si nota, quindi, che
identici livelli di accettabilità in termini di livello di tensione risultanti da rilevazioni
a diverse frequenze, si traducono necessariamente in valori di potenza differenti.
Per risolvere questo problema, a livello internazionale è stato deliberato di assumere
comeimpedenzadell’unitàbassioilvaloredellasuaimpedenzanominale
7
, oilvalore
minimo toccato dalla curva del modulo dell’impedenza
8
.
Una procedura di prova riconosciuta a livello internazionale è quella indicata dalla
norma EIA (Electronic Industries Alliance) RS-426B, soggetta a revisione periodica,
nella quale viene specificato l’uso di un segnale di rumore rosa limitato nella banda
40 Hz - 1 kHz e con un fattore di cresta di 6 dB. Questo segnale viene applicato
all’altoparlante in aria libera, privo di cassa acustica, per almeno otto ore e al
termine della prova l’altoparlante non deve presentare danni significativi. È una
prova molto pesante, soprattutto a causa della mancanza di smorzamento causata
dall’assenza della cassa acustica e delle grandi oscillazioni che per questo motivo il
cono è costretto a compiere.
1.2.8 Parametri di Thiele e Small
I parametri di Thiele e Small sono valori elettromeccanici che definiscono le
prestazioni a bassa frequenza di un driver. Normalmente vengono pubblicati sulle
schede tecniche, in quanto permettono al progettista di simulare la posizione, la
7
norme IEC e DIN
8
norma AES
9
1 – Gli altoparlanti
velocità e l’accelerazione del diaframma, oltre che l’impedenza di ingresso e uscita
di un sistema composto da altoparlante e cassa.
I parametri più importanti sono:
 F
s
: è la frequenza di risonanza in aria libera dell’altoparlante, espressa in Hz.
Le oscillazioni del cono sono massime, se opportunamente eccitato, a questa
frequenza. Il valore si può ricavare tramite la seguente relazione:
F
s
=
1
2 p
C
ms
 M
ms
(1.1)
dove M
ms
rappresenta la massa totale dell’altoparlante e C
ms
la cedevolezza
delle sospensioni.
 R
e
: corrisponde al valore della resistenza della bobina mobile in corrente
continua, misurabile con un preciso ohmetro, oppure rilevando il valore degli
ohm dal modulo dell’impedenza a frequenza zero.
 R
es
: è la resistenza elettrica dovuta agli attriti meccanici delle sospensioni
dell’altoparlante.
 Q
ms
: rappresenta il fattore di merito meccanico e si può calcolare tramite la
relazione:
Q
es
= 2  F
s
 C
ms
 Res (1.2)
 Q
es
: corrisponde al fattore di merito elettrico dell’altoparlante in aria libera,
alla frequenza di risonanza:
Q
es
= 2  F
s
 C
ms
 Re (1.3)
 Q
ts
: è il fattore di merito totale dell’altoparlante in aria libera, alla frequenza
di risonanza:
Q
ts
=
Q
ms
 Q
es
Q
ms
+Q
es
(1.4)
 Z
nom
: è l’impedenza nominale
9
. Rappresenta il valore di impedenza minima
raggiuntanellacurvacaratteristicadell’altoparlante. Talecurvahaandamento
irregolare, che ha un picco in corrispondenza della frequenza di risonanza F
s
,
9
solitamente 4, 8 o 16  10
1 – Gli altoparlanti
decresce progressivamente e quindi cresce di nuovo con l’aumentare della fre-
quenza. Il valore di impedenza nominale è quello generalmente utilizzato per
valutare il carico risultante ai morsetti dell’amplificatore a cui l’altoparlante
verrà collegato.
 X
max
: corrisponde alla massima escursione lineare che il diaframma è in grado
di compiere, senza riprodurre alcuna distorsione.
1.2.9 Effetto Doppler
Quando una sorgente irradia simultaneamente segnali a bassa ed alta frequenza,
il tono a frequenza maggiore subisce uno spostamento in frequenza a causa della
velocità della membrana dovuta alla riproduzione del tono a bassa frequenza.
In particolare, si ha un innalzamento in frequenza quando il cono si muove verso
l’ascoltatore e un abbassamento quando il cono si allontana; in questo modo i toni
riprodotti non sono armoniche del suono originale.
La modulazione percentuale in frequenza prodotta dal movimento del cono su un
tono di frequenza f
2
è ricavabile dall’espressione:
f
2
(%) = 100 u
c
(v u
c
)
(1.5)
dove u
c
indica la velocità del cono alla frequenza modulante f
1
e v rappresenta la
velocità del suono. La formula riportata vale per un ascoltatore posto in asse al
driver, e l’effetto diminuisce spostandosi rispetto all’asse di un fattore pari al coseno
dell’angolo di incidenza. L’effetto colpisce particolarmente i woofer, sottoposti a
grandi escursioni per la riproduzione delle basse frequenze, ma il fatto che comune-
mente si usino più altoparlanti per la riproduzione dell’intero spettro musicale e che
quindi non siano inviati contemporaneamente toni a frequenze basse ed elevate allo
stesso driver limita fortemente la modulazione.
1.3 Tipologie di altoparanti
1.3.1 Magnetodinamici
Gli altoparlanti magnetodinamici rappresentano la tipologia maggiormente dif-
fusa nei sistemi di diffusione sonora. Sono caratterizzati da un magnete permanente
11
1 – Gli altoparlanti
che genera un campo magnetico nel quale è immersa una bobina mobile, direttamen-
te collegata al cono dell’altoparlante; ad essa viene applicato un segnale elettrico,
opportunamente amplificato, il quale la fa muovere permettendo al cono di compri-
mere l’aria circostante e quindi di produrre un’onda sonora. Uno schema di questo
tipo di altoparlante è rappresentato in figura 1.6.
Figura 1.6. Schema di un altoparlante magnetodinamico
1.3.1.1 Funzionamento
Il motore dell’altoparlante, come detto, è formato da un magnete permanente,
da un circuito magnetico e da una bobina mobile. Nelle quasi totalità dei trasdut-
tori moderni, il magnete è di forma toroidale ed è posto esternamente rispetto alla
bobina mobile. In passato veniva utilizzato come materiale l’Alnico, una lega di al-
luminio, nichel e cobalto, tuttavia, a causa dell’elevato costo delle leghe metalliche,
attualmente si utilizzano magneti ceramici, che hanno però lo svantaggio di essere
meno prestanti, oppure magneti in neodimio
10
.
10
metallo appartenente al gruppo delle ”terre rare”, o lantanidi, presente nella lega chiamata
mischmetal fino al 18%. Presenta un aspetto argenteo e lucente tuttavia, essendo uno dei lantanidi
più reattivi, si ossida rapidamente all’aria coprendosi di una patina di ossido che desquamandosi
espone all’azione ossidante dell’aria nuovi strati di metallo fresco.
12
1 – Gli altoparlanti
Il circuito magnetico è costituito da due piastre e da un polo centrale di materiale
metallico, con lo scopo di incanalare le linee di forza del campo magnetico e assicu-
rare un’intensa induzione magnetica in una fessura chiamata ”traferro”.
La bobina mobile è avvolta su un supporto cilindrico di materiale leggero, rigido e
resistente al calore; leggero perchè è parte della massa mobile del trasduttore, rigido
perchè deve trasmettere la forza della bobina alla membrana senza deformarsi, resi-
stente al calore perchè è a diretto contatto con la bobina che si riscalda per effetto
Joule
11
.
La bobina è composta da un conduttore isolato avvolto sul supporto e saldamente
fissato ad esso per mezzo di adesivi ad alte temperature. Può essere realizzata in
filo, in rame o alluminio a seconda del peso e delle caratteristiche richieste. Per
generare la forza costante al variare della sua posizione nel traferro, dovrebbe avere
un prodotto Bl costante, dove B rappresenta il campo magnetico e l la lunghezza
della bobina. Questo è effetto si può ottenere con due geometrie:
 Overhung: in questa configurazione l’altezza della bobina h
bm
è maggiore di
quella del traferro h
pp
. È il sistema più utilizzato per altoparlanti dedicati
alle basse frequenze, perchè permette buone escursioni e fattori di forza senza
richiedere grandi magneti. In questo caso la massima escursione geometrica
X
max
è data da:
(h
bm
 h
pp
)
2
(1.6)
Quindi, a parità di fattore di forza, grandi escursioni richiedono una bobina di
altezza maggiore (a scapito della leggerezza).
 Underhung: in questo caso, invece, l’altezza del traferro h
pp
è maggiore dell’al-
tezza della bobina h
bm
. È il sistema più utilizzato per altoparlanti destinati
alla riproduzione delle alte frequenze, poichè non richiedono alte escursioni. In
questo caso, il parametro X
max
è dato da:
(h
pp
 h
bm
)
2
(1.7)
Il vantaggio di questa soluzione consiste nel consentire un rendimento elet-
troacustico più elevato dato che tutte le spire sono concatenate con il flusso
11
fenomeno per cui un conduttore attraversato da una corrente elettrica dissipa energia sotto
forma di calore in quantitè direttamente proporzionale all’intensità della corrente elettrica che lo
attraversa.
13
1 – Gli altoparlanti
magnetico, tuttavia, presenta anche lo svantaggio di dover utilizzare magne-
ti di grandi dimensioni e quindi il costo per la sua realizzazione risulta più
elevato.
1.3.1.2 Vantaggi e svantaggi
Gli altoparlanti magnetodinamici sono dei trasduttori molto robusti ed affidabili,
tuttavia, a causa della massa in movimento (bobina più membrana) hanno una con-
siderevole inerzia e quindi non sono trasduttori molto veloci. La ricerca di materiali
rigidi, ma allo stesso tempo leggeri, ha ridotto in parte i tempi di reazione.
1.3.2 Elettrostatici
Gli altoparlanti elettrostatici sono principalmente caratterizzati dalla possibilità
di utilizzare un campo elettrico al posto di quello magnetico.
Il funzionamento tipico di questi altoparlanti si basa su una proprietà caratteristica
dei condensatori, cioè la variazione di capacità che si ottiene variando la distanza di
due lamine. Applicando quindi una tensione di frequenza variabile ai capi dell’alto-
parlante, la lamina mobile inizia ad essere attratta in funzione del valore di tensione
applicato. Questo dispositivo ha anche il vantaggio di fermare la tensione continua
di polarizzazione, avendo un’impedenza molto elevata per i segnali che servono a
pilotarlo.
1.3.2.1 Funzionamento
Dal punto di vista tecnico, gli altoparlanti elettrostatici sono formati da tre
elementi fondamentali, due statori
12
e una membrana (figura 1.7). La membrana
si muove all’interno degli statori sotto l’azione di un campo elettrico generato dagli
statori stessi. è necessario, quindi, che gli statori siano di materiale conduttivo e,
affinché non ostacolino la fuoriuscita del suono verso l’esterno, devono presentare
un’abbondante superficie aperta. Per questo motivo, sono in genere realizzati con
una lamiera forata
13
o una rete. La membrana è composta da una pellicola di
12
in una macchina avente parti in movimento, lo statore è l’insieme delle parti fisse
13
permette di evitare eventuali deformazioni
14