Reflex contro Reflex di Sergio Canini.

Non ho difficoltà ad ammettere che la ragion d'essere del mio sito sia di tipo promozionale, a favore della mia attività di riparatore di altoparlanti. Allo stesso scopo in passato ho scritto alcuni articoli per la rivista "Costruire HiFi". Tali articoli, a giudicare dai contatti che in seguito ho avuto, hanno riscosso un discreto successo. Ora molti mi chiedono perché è cessata la pubblicazione dei miei articoli su tale rivista. La ragione è che all'ultimo articolo da me inviato il caporedattore tecnico Massimo Costa mosse alcuni rilievi tecnici invitandomi a correggere le relative parti. Ritenendo non ci fossero errori di tipo tecnico mi limitai a  chiarire meglio le parti contestate perché non fossero possibili errori di interpretazione ma Costa  non fu soddisfatto dai chiarimenti e reiterò la richiesta di correzioni che io non feci.

L'articolo non fu pubblicato e così si chiuse il mio rapporto di collaborazione con la rivista. Tale articolo appare ora alla pagina" Diffusore non convenzionale" di questo sito.  C'era  un punto, fra quelli contestati da Costa, che mi riservai di approfondire in seguito perché la mia ragione si fondava su impressioni  non verificate sperimentalmente.  Io sostenevo che il reflex a passivo (RP) non perdeva di efficienza se la cassa era riempita con lana di vetro mentre ciò accadeva per il reflex a condotto (RC) e questa mia convinzione derivava dal fatto che non avevo mai visto un RC completamente riempito di materiale assorbente e che neppure la letteratura consigliava tale soluzione.  Costa sosteneva invece che il funzionamento del reflex  a condotto ed a passivo é esattamente identico e che nulla vieta di riempire un reflex normale di assorbente.  L'opportunità di un approfondimento mi è stato offerto dalla recente realizzazione del Minidiffusore (che appare in queste pagine) durante la quale, per verificare la risposta ai bassi ho per la prima volta utilizzato la tecnica della misurazione con microfono interno al diffusore ed ho apprezzato la precisione che con tale tecnica si poteva ottenere.

Non mi riferisco a misure assolute di risposta in frequenza ma a misure relative o di confronto fra due o più sistemi. In breve: ho utilizzato il box visibile nella foto in alto che ha un volume netto di 11 litri ed è privo della parete superiore. Ho quindi preparato tre pannelli, l'uno cieco, il secondo con montato un passivo da 16 cm e massa di 54 grammi, ed il terzo con condotto avente il diametro di 5,1 cm e la lunghezza di30 cm (per questa ragione  esterno, come si vede nella foto).

Peso e lunghezza sono stati trovati (sperimentalmente) perché le frequenze caratteristiche dei due sistemi fossero uguali tra di loro (vedi disegno a lato) Sulla  parete anteriore era invece montato il woofer MONACOR SPH 165, lo stesso usato nel Minidiffusore e attraverso un foro praticato su  un'altra parete si affacciava all'interno il microfono di misura, tenuto in posizione da un anello  in schiuma poliuretanica che sigillava anche l'apertura. Appoggiando sul box alternativamente i tre pannelli si ottenevano quindi le tre condizioni di funzionamento di box chiuso, di reflex con condotto e di reflex con passivo.

Si potevano pertanto apprezzare immediatamente eventuali differenze di livello della pressione sonora.   I risultati di tali rilevazioni sono stati tradotti  nei grafici visibili a lato  .In entrambi i grafici tali differenze sono stati riferiti alla curva nera che rappresenta la risposta misurata con microfono esterno in campo ravvicinato (sul woofer) in condizioni di box chiuso e vuoto. Il riempimento con 300 grammi di lana di vetro ha evidenziato nella stessa rilevazione una perdita di 1 db in tutta la gamma esplorata. Le tre curve del grafico sotto risultano pertanto esaltate di 1 db rispetto al grafico sopra. Nella condizione di box vuoto la FsB si poneva (in entrambi i reflex) a 38,5 Hz  ed a tale frequenza si ha il massimo guadagno dei sistemi reflex rispetto al box chiuso, che raggiunge i 7,5 db per l'RC ed i 7 per l'RP Le due curve rossa e blu risultano praticamente sovrapponibili entro il limite di 0,5 db dai 30 Hz in poi.

Nella condizione di box pieno la FsB  si poneva a 35 Hz  ed il massimo guadagno del    sistema a condotto si attestava sui 6,5 db e di 6 per l'RP, perdendo quindi entrambi 1 db rispetto al box vuoto. Per contro (entrambi) guadagnano circa 3 db a   25 Hz. Per il resto valgono le stesse considerazioni fatte sopra. In entrambi le condizioni (box pieno e box vuoto) si può notare un analogo andamento della risposta    in frequenza dei due sistemi con una perdita di circa 1/2 db da parte di quello a passivo nella gamma oltre i 30 Hz, e perdite più rilevanti al di sotto di tale frequenza. Costa spiega tale perdita rilevante sostenendo che rimane sempre lo zero   della risposta in corrispondenza della frequenza di risonanza propria del passivo che non può mai essere di zero Hz (come è teoricamente per l'aria del tubo    reflex che ha cedevolezza infinita) ed in altra parte dice che la cedevolezza è sempre l'aria, la massa acustica è rappresentata dall'aria nel tubo o dalla massa del   passivo.

Non ho difficoltà ad ammettere che, in questa sperimentazione,  l'RP risulti, per quanto riguarda la risposta in frequenza, perdente rispetto all'RC, tuttavia la spiegazione di Costa non è comprensibile ed appare piuttosto come il tentativo di spiegare qualcosa che non si è capito.  Osservo intanto che la cedevolezza non è sempre l'aria essendo presente e prevalendo nel passivo quella della sospensione di foam, mentre nel condotto è effettivamente solo l'aria, inoltre non è affatto difficile far risuonare il passivo a zero Hz, basta bloccarlo cioè attribuirgli una massa infinita invece che una cedevolezza infinita. La spiegazione del diverso comportamento sta probabilmente nella diversa natura dei due risuonatori. Nel condotto prevale la componente cedevolezza, mentre nel passivo la massa. Questa circostanza fa sì che quando tali risuonatori siano eccitati alla loro frequenza di risonanza, il passivo, che ha  una massa di 54 grammi,  lo faccia con maggior energia rispetto al condotto, che ha  una massa di circa 2,5 grammi (tale è il peso dell'aria che contiene), ed essendo (in entrambi) ad FL  l'emissione in controfase rispetto a quella del woofer, produca il passivo una maggior perdita. Superata FL il  risuonatore (condotto o passivo) si porterà in fase con il woofer alla (giustamente definita) frequenza di accordo che è una condizione alla quale esso è costretto ed  a cui il passivo, per la ragione detta sopra, si opporrà con maggior energia determinando quindi quella perdita di 1/2 db da me rilevata.

Il grafico a lato si riferisce al Minidiffusore e mostra le due diverse risposte che si possono ottenere variando il peso del passivo (il diametro ovviamente è sempre lo stesso). La linea rossa rappresenta un andamento convenzionale che consente di posizionare i diffusori un po' dove si vuole, la linea blu si riferisce invece ad un posizionamento d'angolo con il quale si può ottenere in  ambiente, da parte di diffusori da 10 litri equipaggiati con un woofer da 16 cm, la riproduzione a 0 db dei 20 Hz! La spiegazione di ciò è nel Diffusore non convenzionale ma qui aggiungo che ciò è possibile grazie al reflex a passivo che consente un accordo a frequenze molto basse. Teoricamente anche il reflex a condotto lo consentirebbe, tuttavia quando tale condotto assume la lunghezza di un metro e più come sarebbe richiesto in questi casi questa soluzione diventa impraticabile.

Ma la risposta in frequenza, di cui fin'ora si è parlato, da sola non è sufficiente per valutare la bontà di un diffusore, Altrettanto e forse più importante è la curva di impedenza che, nel caso ideale, dovrebbe essere una retta. Si tratta di un risultato impossibile da raggiungere, però non c'è dubbio che, anche in questo caso, la cura di 300 grammi di lana di vetro ha migliorato la situazione. Si confrontino le due curve del grafico a sinistra. Si osserva, in questo caso,  che, a seguito del riempimento, le tre frequenze caratteristiche si abbassano di qualche hertz, ma soprattutto  si ha una drammatica riduzione della ampiezza dei due picchi di risonanza dimostrata dalla riduzione del relativo valore ohmico. In particolare  quella a 74 Hz, la più pericolosa,  passa da 100 a 70 ohm e sposta la sua frequenza da 74 a 68 Hz. Il Qt della stessa, già molto basso, passa  da 0,41 a 0,40. Un altro piccolo vantaggio.

Ho  confrontato il mio piccolo reflex da 11 litri con un grande reflex da 50 litri (JBL 4312 A) Tale confronto tornerà utile in seguito e riguarda solo la risposta in frequenza (vedi il grafico sotto) che, come detto sopra, non è tutto. Per esempio il JBL è risultato di ben 6 db più efficiente rispetto al MINI, inoltre non c'è dubbio che la sua sopportazione di potenza sia infinitamente superiore, così pure la sua affidabilità ecc. La frequenza di accordo del JBL si pone a 33 Hz con un condotto lungo solo 20 cm. Aprendo e chiudendo il condotto si è potuto apprezzare il guadagno del sistema reflex rispetto allo stesso box chiuso. Tale guadagno è risultato massimo ad FH con il valore di 3 db. All'interno del diffusore è presente uno strato di lana di vetro di modesto spessore che ricopre la parete di fondo e parzialmente quelle laterali.

Quando il diffusore riproduce suoni di frequenza inferiore a 40 Hz, il condotto soffia. Sarebbe stato necessario un condotto di maggior diametro ma ciò ne avrebbe fatto aumentare anche la lunghezza.  Il difetto, per quanto dico sotto, appare comunque trascurabile.  Appare evidente, osservandone la risposta in frequenza, che il JBL è stato concepito per fornire la massima efficienza nella gamma 40 100 Hz, come richiesto nell'uso professionale il che significa amplificazione di  musica (rock, disco, metal) che non esiste se non amplificata. La cassa quindi contribuisce a formare sia il timbro degli strumenti  sia il sound complessivo di questo tipo di esecuzioni. Il problema dell'alta fedeltà in questi sistemi di amplificazione, ivi compresi i diffusori, non si pone. Il JBL risponde perfettamente all'uso cui è destinato, In tempi più recenti tuttavia (il 4312 A è abbastanza datato) per riprodurre le frequenze più basse anche in questo ambito si ricorre all'uso del subwoofer.

Non c'è dubbio che in un piccolo ambiente quale può essere il nostro salotto il MINI esibirà una gamma bassa più controllata, meno invadente e addirittura un basso più profondo. Coloro che acquistano apparecchi professionali ritenendoli adatti per l'uso HiFi debbono sapere che ciò raramente è vero. Lavorare con il minibox, sostituire il coperchio e vedere cosa succede è stato divertente ed istruttivo ma ora è tempo di tirare le somme. I due sistemi reflex presi in esame sono simili nella funzionalità ma diversi negli aspetti costruttivi.Questa loro differenza rende difficile se non impossibile  accordare un  RC di piccole dimensioni a frequenze basse per l'eccessiva lunghezza del condotto, mentre, come dimostra il JBL  con box grandi il problema non si pone. Il riempimento con lana di vetro, nella quantità indicata, produce in entrambi i favorevoli effetti visti, senza accentuare le differenze fra i due. La perdita di efficienza si limita ad un db (alla frequenza di accordo) ed è ampiamente compensata  dal guadagno di ben 3 db che si ottiene a 25 Hz. Fra gli effetti favorevoli del riempimento non ho ancora citato quello che in effetti è il principale, cioè l'assorbimento della radiazione posteriore del woofer che altrimenti, dopo essere stata abbondantemente sballottata all'interno del box , fuoriuscirebbe attraverso il condotto reflex o attraverso lo stesso woofer (che, essendo di carta o di altri materiali similari, non rappresenta un schermo sufficiente) e produce quel suono di cassa che è la causa principale della cattiva reputazione che hanno i reflex a condotto in ambito HiFi. Il reflex a passivo, che è in effetti un sistema chiuso, ha comunque una protezione in più rispetto a tale difetto.

Sergio Canini.