Test sulla variazione dei parametri di T&S con magnete supplementare
Con questo breve test andiamo a osservare come possono variare i parametri di un generico altoparlante mediante l'impiego di un magnete supplementare dotato di calotta schermante.
La schermatura magnetica di un trasduttore è particolarmente vantaggiosa per annullare gli effetti del campo magnetico disperso, quando l'altoparlante è posto nei pressi di monitor o televisori a tubo catodico.
Gli schermi a tubo catodico sono ormai oggetti da museo, perciò anche gli altoparlanti schermati sono diventati più rari, tuttavia l'aggiunta di un secondo magnete e la schermatura può rivelarsi un ottimo trucco a basso costo per modificare sensibilmente i parametri di un altoparlante e renderlo così più adatto ai nostri scopi. Vediamo come.
Impieghiamo due altoparlanti. Il primo è un CIARE HW210, un classico woofer molto economico da 8" la cui unica ambizione è muovere un po' d'aria in modo dignitoso (il classico altoparlante da battaglia). Questo trasduttore viene fornito senza sistema di schermatura, perciò abbiamo recuperato, da un altro woofer da 8" inutilizzabile, una calotta già dotata del secondo magnete.
Il secondo candidato è il un FAITAL 6FE100, un ottimo mid-woofer, capace di rendere bene sia in applicazioni HiFi che PA.
Abbiamo rilevato i parametri di T&S con il metodo della massa aggiunta e misurato le curve d'impedenza sia con l'altoparlante privo di schermo, sia con la calotta montata e fissata.
La figura seguente mostra come variano le curve d'impedenza del Ciare HW210 in aria libera nelle varie situazioni.
Ciare HW210 - curva d'impedenza
Curva rossa: altoparlante normale. Curva blu: altoparlante normale con massa aggiunta. Curva verde: altoparlante schermato. Curva viola: altoparlante schermato con massa aggiunta.
Come si può osservare, le variazioni introdotte dal magnete con la propria calotta, rilevabili in larga parte nella zona della risonanza, sono piuttosto consistenti. L'aumento del picco d'impedenza, in particolare, è riconducibile a un incremento dello smorzamento elettrico. Il secondo magnete, infatti, ha aumentato l'intensità del campo magnetico "B" che agisce sulla bobina incrementando il rendimento elettrico e, di conseguenza, quello complessivo del sistema.
Naturalmente questo fenomeno si riflette sui parametri dell'altoparlante. Nella seguente tabella possiamo verificare l'entità della variazione dei parametri di T&S.
I parametri "fisici" dell'altoparlante (risonanza, cedevolezza, massa mobile) non vengono alterati, mentre tutti i valori che in qualche modo sono collegati ai parametri elettrici subiscono delle modifiche evidenti. I fattori di merito, in particolare, sono fortemente influenzati dall'inserimento della schermatura. Come avevamo previsto dall'esame delle curve d'impedenza, l'intensita del campo megnetico è salita, infatti abbiamo un BL più alto di quasi 25%. Lo smorzamento elettrico, dunque, è aumentato di un bel po' e anche lo smorzamento meccanico varia, sebbene in modo minore. Le conseguenze più evidenti sono un abbassamento sostanziale del Qts (aumento dello smorzamento totale), un efficienza (n0) che aumenta di quasi il 35% con un guadagno in pressione acustica di 1.4 dB (non è poco).
Certo, il nostro HW210 non è diventato un super-altoparlante, ma sembra che la "cura" abbia portato qualche miglioramento.
Passiamo al FAITAL 6FE100. Nella tabella che segue sono riassunti i parametri misurati e lo scarto reciproco, che sostanzialmente confermano quanto osservato con il Ciare. Da notare che in questo caso la SPL aumenta di 1.5 dB. Se andiamo a calcolare la EBP (Fs/Qes) troviamo che, nel caso di altoparlante normale, il valore è di 96, mentre con la schermatura sale a 138. Nel secondo caso, dunque, il trasduttore rientra abbondantemente fra i valori previsti per la scelta di un carico bass-reflex.
Da non dimenticare che anche la risposta in frequenza verrà modificata. La bassa frequenza subirà un'attenuazione, a causa del ridotto Qts (minor Qtc in cassa), mentre aumenterà il livello sulle frequenze superiori. Se l'altoparlante fosse già installato in un diffusore, dunque, sarebbe necessario rivedere, oltre che l'allineamento in bassa frequenza, anche il filtro cross-over.
Vediamo allora cosa succede alla risposta del FAITAL 6FE100. Nella figura che segue si nota chiaramente che, con l'altoparlante schermato, otteniamo un aumento della sensibilità di circa 1.5 dB, come emerso dalla precedente misura dei parametri. Di particolare interesse è l'andamento della zona in bassa frequenza sotto i 200 Hz. La frequenza di risonanza non è cambiata, ma l'abbassamento del Qts provocato dalla schermatura determina un maggiore smorzamento delle frequenze emesse dall'altoparlante. I risultati sono in linea con quanto ipotizzato poche righe fa.
Faital 6FE100 - risposte in frequenza con e senza schermatura
Curva rossa: altoparlante normale. Curva verde: altoparlante schermato.
A questo punto, procediamo a rilevare la distorsione per vedere cosa succede. Abbiamo misurato la THD regolando il livello nelle due condizioni, in modo da ottenere la stessa SPL media. Naturalmente, con l'altoparlante schermato serve un segnale più basso per ottenere lo stesso livello medio emesso nelle condizioni normali.
La figura seguente mostra che, con la schematura inserita, anche la THD è lievemente calata per gran parte dell'intervallo di misura e in particolar modo alle frequenze inferiori, sopratutto attorno alla risonanza.
Faital 6FE100 - THD con e senza schermatura (stesso SPL medio)
Curva rossa: altoparlante normale. Curva verde: altoparlante schermato.
Il sistema può essere esteso anche ad altri tipi di altoparlanti (tweeter, per esempio) e, malgrado non sia facile valutare a priori l'entità delle variazioni che andremo a introdurre, non c'è dubbio che il metodo possa tornare utile per facilitare l'impiego di trasduttori con parametri un po' atipici.
Infine, va ricordato che esistono altoparlanti realizzati in versione normale e schermata. Se i parametri sono molto simili, significa probabilmente che, nella versione schermata, il complesso magnetico principale non è esattamente quello della versione normale, ma è più piccolo. E' il caso di questi due vecchi altoparlanti SEAS. Si noti come i parametri fra le due versioni siano quasi combacianti, ma la versione normale ha un magnete molto più grosso della versione schermata (si confrontino le dimensioni del magnete nel P14RCY e della calotta nel P14RC/TV).
SEAS P14RCY SEAS P14RC/TV
