AlterSonusAudioResearch: DIFFUSORE / SPEAKER CABINET SVILUPPATO INTORNO ALL'EMINENCE V12 LEGEND

18/03/2017 Pubblicato il primo, breve video su YouTube, all'indirizzo:

https://www.youtube.com/watch?v=L0KvhFxvr9E (ed eccone anche il secondo, aggiornamento del 28/08/2024).

Nota chiarificatrice: sono ben conscio che le dimensioni e proporzioni di questo diffusore, specie considerando che è dotato di un solo altoparlante, sono poco proponibili e urtino i gusti della maggior parte dei chitarristi (il cosiddetto utente medio). Ci tengo a precisare che non solo si tratta della mia cassa, quindi per uso strettamente personale, ma, più che altro, che si tratta di un esperimento che non deve necessariamente dare il via ad un prodotto da replicare e proporre ad altri. In particolare, l'esperimento è volto a conoscere quanto influiscano sul suono, anche chitarristico: una elevata estensione dell'area del baffle rispetto a quella descritta dall'altoparlante (Leo Beranek docet); il fatto che l'altoparlante sia montato a filo col baffle stesso (e non appoggiato avanti o indietro, come capita quasi sempre con i diffusori commerciali); l'impiego di pannelli di fonoassorbente applicati sulle pareti interne del mobile (altra cosa che non ho visto mai applicata agli altri diffusori per chitarra elettrica); un volume interno della cassa (chiusa) tale che, dati i parametri di Thiele & Small forniti dalla Eminence per il V12 Legend, si ottenga un fattore di merito totale Qtc = 0,707.

L'ho realizzato perché mi serviva un diffusore per uso personale, ma almeno per ora i diffusori sono l'ultima cosa che ho in mente di proporre. La cosa che più ci tengo a sottolineare è che l'estetica dei prodotti che sto preparando per la vendita, quindi pedali e amplificatori, sarà senz'altro più sobria (spero anche accattivante).

INTRODUZIONE / PREAMBOLO NECESSARIO PER INTRODURRE IL DIFFUSORE.

Dovrebbe essere noto a tutti che in qualsiasi ambito, chitarristico, Hi Fi o PA che sia, un altoparlante, di norma, non suona mai da solo, ma è sempre parte di un insieme che prende il nome di diffusore acustico, o, più volgarmente, cassa.
Infatti un altoparlante, preso da solo, è un po' come un motore... se non viene inserito sotto una moto o nel cofano di un'auto, serve a ben poco.
Le prestazioni, al cronometro e non solo, di un dato motore, dipendono non soltanto dall'abilità del pilota, ma anche fortemente dalle caratteristiche del mezzo equipaggiato dal motore in questione.
Il veicolo rappresenta il carico da gestire per il motore; il cabinet è il carico da gestire per l'altoparlante. In entrambi i casi le prestazioni complessive sono frutto di una intima cooperazione tra le parti in gioco, incluse pure la pista/strada o la stanza/sala/studio.
Il motore, acceso su un banco di prova, può soltanto bruciare benzina a vuoto, ma non va da nessuna parte, mentre un altoparlante nudo, sul banco, anche se collegato ad un amplificatore, non produrrà frequenze basse e medio basse perché le onde sonore emesse dalla faccia anteriore della membrana vibrante andranno immediatamente in collisione con quelle emesse dalla faccia posteriore (di fase opposta), elidendosi reciprocamente.
Lapalissiano, direte voi...
Già, ma spesso, almeno in ambito chitarristico, mi sembra che l'utente medio non sia abbastanza conscio del fatto che a suonare non è soltanto l'altoparlante quanto, piuttosto, l'insieme altoparlante+cabinet, altrimenti detto diffusore acustico, appunto.
Ogni altoparlante, infatti, è caratterizzato da una serie di dati, quindi, a parte il suo diametro nominale, c'è un insieme di caratteristiche costruttive e funzionali che lo rendono diverso anche dai diretti concorrenti. Questi dati, però, variano in maniera rilevante a seconda di come l'altoparlante viene utilizzato. Per esempio dei dati davvero importanti sono il fattore di merito totale alla frequenza di risonanza, detto Qts e la frequenza di risonanza in aria libera, o Fs, ma quelli che alla fine ci interessano più direttamente sono il fattore di merito del sistema completo (altoparlante montato nel box) o Qtc e la sua frequenza di risonanza Fc. Da notare che Qtc e Fc di un sistema in box chiuso sono sempre maggiori dei Qts e Fs del solo altoparlante.
I dati di targa più rilevanti e utili (se non indispensabili), canonici, sono noti come parametri di Thiele e Small, dai nomi dei ricercatori ai quali va il merito dell'importante lavoro svolto. Tra essi compaiono anche i già citati Qts e Fs.
Questi caratterizzano l'altoparlante dai punti di vista elettrici, meccanici e complessivi e "raccontano", ad un occhio esperto, quali sono le prestazioni che se ne possono trarre a priori, in bassa frequenza ma non solo, il tipo di carico da utilizzare preferibilmente e, nel caso di diffusori multivia, come solitamente in ambito Hi Fi e spesso col basso elettrico, anche come incorciarlo con gli altri altoparlanti, ovvero come progettare il filtro cross-over (woofer col tweeter in caso di sistema a due vie, oppure woofer col mid range e mid range col tweeter nei sistemi a tre vie).

Per quanto riguarda i sistemi di caricamento, i più comuni sono la cassa chiusa (a me più cara, in ogni ambito), che si suddivide in sospensione pneumatica e baffle infinito; il dipolo; il bass reflex.
Con la chitarra elettrica il bass reflex è piuttosto raro, in quanto essendo la banda di frequenze che interessa lo strumento ristretta sia nella regione dei bassi che degli acuti, non è necessario il diffusissimo foro nel cabinet grazie al quale si può agevolmente estendere la risposta in basso (con i relativi scotti da pagare, in primis coerenza temporale del messaggio sonoro riprodotto e velocità di risposta ai transienti: non si ottiene niente in cambio di niente).
Quindi, ad ogni chitarrista sono note le casse chiuse e quelle aperte posteriormente.
Le casse chiuse, che tipicamente sono del tipo a sospensione pneumatica, hanno solitamente da due o a quattro altoparlanti e fanno parte di sistemi stack.
Le casse aperte posteriormente (notare che l'apertura è molto più ampia di quella che caratterizza i bass reflex), invece, le vediamo tipicamente nei combo valvolari e sono, tecnicamente, dei dipoli ripiegati (il dipolo propriamente detto sarebbe un semplice ma ingombrante pannello sul quale sono montati gli altoparlanti, ma con la chitarra elettrica sarebbe improponibile... è già difficilmente accettabile nell'Hi Fi domestica).
Uno dei motivi per cui i combo (contrazione di COMpact BOx) sono aperti posteriormente è senz'altro dovuto al fatto che l'elettronica (in primis le valvole!) ha bisogno di comunicare con l'aria esterna per raffreddarsi.
L'altro motivo è che i combo, essendo appunto compatti, vengono equipaggiati con altoparlanti da 10 pollici, oppure con uno solo da 12 e la cassa aperta posteriormente rappresenta un buon espediente per avere più pressione acustica, visto che l'emissione della faccia posteriore dell'altoparlante viene lasciata libera di propagarsi, invece di essere confinata all'interno del cabinet.
Mentre la cassa chiusa provvede all'altoparlante una più o meno consistente molla pneumatica che si aggiunge a quella di "default" costituita dalla sospensione meccanica dell'altoparlante stesso, il dipolo ripiegato separa soltanto, semplicemente, le onde emesse dalla faccia anteriore della membrana da quelle della faccia posteriore, evitando sontanto il cosiddetto cortocircuito acustico, in modo che le basse frequenze vengano riprodotte e non fisicamente autoeliminate.

Un altro fattore, che rappresenta un problema un po' per tutti i diffusori a campo riverberato come lo sono, appunto, anche i dipoli (piatti o ripiegati che siano) e in misura minore ma anche per i bass reflex è la meno facile collocazione in ambiente rispetto ai diffusori in cassa chiusa. Come dovrebbe essere intuibile, un diffusore che emette onde acustiche anche posteriormente è più sensibile alla distanza alla quale lo si pone rispetto alla parete posteriore. In poche parole la sua resa sonica è più dipendente dal posizionamento all'interno della stanza.

Una cassa chiusa con un solo altoparlante da 12 pollici emetterà una pressione sonora inferiore rispetto ad una 2 x 12 o 4 x 12, e la parte dello spettro che lascerà più a desiderare sarà, tipicamente, quella delle frequenze più basse.

Allora la domanda è: si può fare una cassa chiusa soddisfacente sotto tutti i punti di vista, con un solo altoparlante da 12?

Prima di rispondere di si o di no, così su due piedi, analizziamo più in dettaglio la situazione, punto per punto.

Pressione acustica ottenibile: parliamo di altoparlanti di grandi dimensioni, 12 pollici, che solitamente hanno sensibilità ed efficienze decisamente elevate, tipicamente pari o superiori ai 100 dB/W/m. Le potenze gestibili, pure, sono tutt'altro che basse e sono diffusissimi gli altoparlanti da 100 o 150W (come il nostro Eminence V12A, per esempio).

Quindi, se l'amplificatore non è una ciofeca o una mini testata, non venitemi a raccontare che con un solo altoparlante da 12 non riuscite a farvi sentire in sala prove, che il batterista vi sotterra ecc. ecc. Stesso discorso per la spia sul palco e poi non mi dite che anche chi, appunto, sale sul palco con una 4 x 12 non ha bisogno di essere microfonato per andare in PA.

Timbro: non cambia niente rispetto ad una 2 o 4 x 12, anzi, magari il suono è più coerente perché più altoparlanti che suonano contemporaneamente, anche se dello stesso lotto di produzione, non saranno mai perfettamente uguali e sugli alti e medio-alti potrebbero crearsi interferenze e dissonanze che contribuiscono ad invitare a nozze le famigerate "zanzare".

Costi: non ci crederete, ma un solo altoparlante costa di meno che due o quattro di essi!!! Anche il cabinet sarà meno impegnativo da realizzare.

Ancora più importante è il fatto che utilizzando un solo altoparlante per realizzare la nostra cassa del cuore, ci sono altri vantaggi da sfruttare nel metterlo a "proprio agio" integrandolo col suo mobile.
Per esempio, io ho deciso di impostare, in sede progettuale, un Qtc (fattore di merito del sistema, poi vedremo insieme cosa è e perché è importante) di 0,866 altrimenti detto "Quasi Chebychev" per ottenere una certa risposta, o allineamento, nella regione delle frequenze più basse da trattare.
Per ottenere ciò ho dovuto implementare un volume interno al cabinet, ovvero il volume "visto" dalla faccia posteriore dell'altoparlante, di 150 litri o decimetri cubi che dir si voglia.
Come vedrete, la cassa, anche se più piccola in altezza e larghezza rispetto ad una tipica 4 x 12, è, comunque, "fisicamente" piuttosto abbondante. Ve lo immaginate se avessi voluto costruire una 4 x 12 sempre col Qtc 0,866 utilizzando il V12 Legend?
Inoltre, tutto ciò comporta un altro fattore al quale tengo molto, sia in ambito Hi Fi che chitarristico, ovvero la maggiore ampiezza possibile del baffle (il pannello che ospita il/gli altoparlante/i), nei limiti del ragionevole, chiaramente.
Il baffle rappresenta un carico ulteriore, per il movimento della membrana dell'altoparlante. Tanto più è ampio il baffle, tanto più esteso verso il basso sarà il range di frequenze che verrano, in tal modo, correttamente caricate e diffuse nell'ambiente. Se il baffle è stretto, come va tanto di moda oggi (purtroppo, i "mitici" diffusori a torretta, che per essere stretti molte volte hanno il woofer montato di lato, fateci caso...) saranno caricate soltanto le frequenze più alte, ed ecco che il suono diventa penetrante ed affaticante. Un baffle abbastanza ampio, invece, genera un suono profondo e coinvolgente, equilibrato in tutta la gamma, vero motivo per cui anche i diffusori dipolari risultano tanto affascinanti all'ascolto. Sembra che sia l'aria stessa a suonare, piuttosto che far uscire il suono da un punto preciso che mira direttamente sui nostri poveri timpani...
Per una fortuita "coincidenza", l'elevato volume interno della cassa e di conseguenza le dimensioni del mobile, si sono ben sposati con un baffle atipicamente bello ampio, rispetto all'area dell'altoparlante.

La forma del baffle non è comunque quadrata, perché ciò avrebbe comportato almeno due dimensioni interne uguali (larghezza e altezza), mentre è stata mia cura fare in modo che le tre dimensioni fossero tutte diverse (adattando, a modo mio, la regola della sezione sezione aurea o numero di Fibonacci: 1,618). Così facendo, unitamente ai panelli di materiale fonoassorbente che ho applicato saldamente sulla superficie interna di tutte le pareti (tranne quella che ospita l'altoparlante), ho allontanato il pericolo di risonanze e rimbombi interni al mobile (e dàgli con la guerra alle "zanzare"!).

Il mobile, inoltre, è praticamente a tenuta stagna. Ho curato molto questo aspetto, per contenere le perdite per fissurazione e quindi non ho certo lesinato sull'impiego delle guarnizioni di tenuta, sia alla battuta dell'altoparlante che a quella della parete posteriore, fissata con otto robuste viti. Anche la presa jack d'ingresso è isolata a tenuta stagna.

Non ho mai visto una cassa commerciale per chitarra realizzata in questo modo e il discorso che “se hanno sempre fatto tutti così significa che le casse per chitarra vanno bene così” rispecchia probabilmente la realtà, ma non mi toglie comunque la libertà di lavorare in modo più scrupoloso (e costoso! ehm... ehm...). Alla fine saranno i risultati pratici, all'ascolto, “sul campo”, a determinare se tutto ciò sia frutto di masturbazioni mentali o se dia effettivamente dei risultati concreti e tangibili.

Le dimensioni esterne del diffusore sono: larghezza 60 cm; altezza 68,5 cm; profondità 42 cm; altezza totale (comprese le rotelle) 75 cm.

Sappiate che a parte i video che pubblico su YouTube, sono sempre disponibile ad effettuare prove dal vivo, per permettere agli interessati di collegare le proprie chitarre e toccare con mano. L'invito vale per il singolo, chitarrista o audiofilo che sia, come anche per interi gruppi di appassionati.