022-23 ACS Spiega - Audio Car Stereo

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TECNICA TECNICA TECNICA TECNICA TECNICA TECNICA TECNICA TECNICA
Figura 3. Molti altoparlanti presentano una risposta in frequenza lontana
dalla “riga dritta” che ci si potrebbe aspettare (curva nera, altoparlante non
filtrato). In questi casi una compensazione mediante una o più celle RLC
poste in serie all’altoparlante può “spianare” a sufficienza anche il più ostico
dei tweeter (curva rossa, altoparlante non filtrato ma compensato).
Figura 4. Le due celle usate nell’esempio della figura precedente, con i
valori dei componenti e l’effetto sull’altoparlante (curva nera attenuazione,
curva blu impedenza). Si notano i due “avvallamenti” sulla curva relativa
al modulo, centrati alle frequenze che vogliamo attenuare e a cui
corrispondono due innalzamenti localizzati dell’impedenza.
In Figura 3 abbiamo due curve: quella nera è la risposta in frequenza
di un tweeter non filtrato che presenta due esaltazioni
(circa 5 e 12 kHz) ed uno stretto buco sui 6,7 kHz, quella rossa
mostra l’intervento correttivo operato da due celle RLC-parallelo
poste in serie ai morsetti dell’altoparlante, il cui aspetto ed intervento
sono visibili in Figura 4. Il buco non può essere “riempito”,
ma certamente le due esaltazioni (che tra l’altro rendevano ancor
più evidente il buco) sono state pressoché spianate del tutto. In
questo caso non ci sono problemi nell’optare per le celle RLC-parallelo,
stante il fatto che la probabile frequenza di taglio che sceglieremo
per questo tweeter sarà probabilmente di un’ottava inferiore
alla frequenza su cui è centrata la prima cella (che oltretutto
presenta un Qn piuttosto alto, ossia un intervento mirato quindi
relativamente “stretto” in frequenza). Se l’intervento avessimo dovuto
attuarlo a 2-3 kHz allora avremmo dovuto cambiare strategia.
Vediamo ad esempio cosa succede se cerchiamo di filtrare
passa-basso un midwoofer con un paio di break-up in gamma medioalta
e colleghiamo in serie all’altoparlante (quindi tra filtro e
midwoofer) una cella RLC-parallelo.
In Figura 5 vediamo la riposta dell’altoparlante in aria libera e
senza alcun filtro, con la curva rossa che è il target che dobbiamo
raggiungere (l’abitudine di porsi una curva ottimale da raggiungere,
generalmente corrispondente ad un Linkwitz-Riley del
quart’ordine, è molto comoda e velocizza non poco il lavoro); in
Figura 6 invece ho inserito un filtro passa-basso passivo del second’ordine
a circa 1.500 Hz (per ottenere una F -3 dB a 2.500
Hz!). L’andamento complessivo ben approssima la curva rossa e
ci si potrebbe già accontentare se ignorassimo la presenza del primo
break-up a 1.600 Hz. 6 dB di errore proprio nei pressi della Ft
sono un po’ troppi, quindi non possiamo esimerci dal porvi rimedio;
proviamo allora, in prima battuta, con la soluzione adottata
precedentemente sul tweeter. Centriamo una bella cella più o meno
dove si trova il picco, scegliamone il “Qn” in modo da concentrare
l’effetto solo sul picco e lanciamo nuovamente la simulazione
(Fig. 7).
Cosa è cambiato? Praticamente nulla; il picco è sempre lì, appena
appena dimagrito, che ci guarda sorridente come a dire «E mica
basta così poco per farmi fuori!». Se vi state chiedendo perché mai
non funziona, la risposta è molto più banale di quanto potrebbe
apparire, quindi non scomodate motivazioni più o meno astruse o
fantasiose che non è il caso: una cella RLC-parallelo (posta in serie
al componente da “equalizzare”) attenua determinate frequenze
perché, a quelle frequenze, si comporta come una esistenza di valore
“R” mentre al di fuori di questa banda, la cui larghezza dipende
dal “Qn” impostato, è come se fosse un pezzo di cavo, e se andiamo
a graficare l’impedenza complessiva troviamo proprio uno
stretto innalzamento in corrispondenza della Fc (Fig. 8).
Ma la scorsa puntata abbiamo visto che un filtro passivo soffre le
variazioni di impedenza, in particolar modo tende a risuonare se
vede un’impedenza più alta del previsto nei dintorni della sua frequenza
di taglio. Questi due effetti, l’attenuazione introdotta dalla
cella RLC e l’esaltazione introdotta dal filtro vero e proprio, si annullano
a vicenda, lasciando il picco pressoché inalterato. Le “magie”,
però, si pagano, e a pagare è l’amplificatore, che intorno ai
1.600 Hz vede un carico piuttosto gravoso. Attenzione, quindi, a
guardare cosa accade solo alla fine di una catena di componenti;
in mezzo potrebbe stare per accadere un guaio, che scoprireste solo
quando è troppo tardi (chi ha fatto un esame ostico ma straordinario
come “Controlli automatici” sa bene cosa intendo…).
Con una cella RLC-parallelo, invece, tutto questo non accade perché
effettuiamo una vera e propria partizione tra la reattanza del
filtro e quella della cella, e si riesce a far sparire perfettamente il
picco (Figg. 9 e 10).
Figura 5. In questa figura vediamo la riposta
dell’altoparlante in aria libera e senza alcun filtro,
con la curva rossa che è il target che dobbiamo raggiungere.
Si notano tre break-up molto evidenti in gamma media e alta.
ACS-AudioCarStereo n. 161