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  • Mercoledì 01 Luglio 2009 09:33
  • Scritto da David Guanciarossa

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Correzione acustica dei piccoli ambienti (V parte)

 

Correzione acustica attiva dell'ambiente di ascolto

Ogni altoparlante, o sistema di altoparlanti, ha un diverso rendimento timbrico, «suona», cioè, in maniera diversa a seconda del locale in cui viene messo in funzione; come un'orchestra risulta più conveniente in un auditorio acusticamente ben costruito, il rendimento di un altoparlante, dal punto di vista della qualità di riproduzione, é massimo in un locale trattato acusticamente. La differenza di comportamento di uno stesso sistema di altoparlanti da un locale ad un altro é legato principalmente al fatto che ogni ambiente ha una peculiare facoltà di assorbire o riflettere i suoni o di entrare, o meno, in risonanza per certe frequenze riprodotte. In campo libero o in ambiente anecoico (cioè perfettamente assorbente) la risposta di un sistema ha un valore oggettivo e pertanto misurabile in maniera definitiva; in campo riverberante (cioé quello che può formarsi in un ambiente chiuso, delimitato da pareti non completamente assorbenti, quali quelle di una comune stanza di abitazione) la risposta dello stesso sistema é destinata invece a variare fortemente. In ambiente chiuso, infatti, le pareti rinviano una forte quantità dell'energia sonora emessa della sorgente e istintivamente si comprende come la pressione acustica per tutti i punti dell'ambiente, con l'esclusione di quelli nelle immediate vicinanze dell'altoparlante, sia funzione, oltre che della radiazione diretta, di quella rinviata successivamente dalle pareti e dagli oggetti presenti.

Gli effetti di queste riflessioni multiple possono riassumersi nel fenomeno della riverberazione: il ritardo con cui le onde sonore riflesse sono percepite dall'ascoltatore, rispetto alla corrispondente onda diretta, é legato alla maggiore lunghezza del percorso compiuto dalle prime. La conseguenza più immediata é che, quando la sorgente sonora cessa di emettere un segnale, questo si prolunga nell'ambiente per un periodo di tempo più o meno lungo (coda sonora) a seconda delle caratteristiche del locale. Questo fenomeno, valido anche per i transistori di attacco oltre che per quelli di estinzione, abbiamo visto essere di per se non sempre utile, ma nemmeno sempre dannoso: una saletta il cui tempo di riverberazione e troppo lungo é difettosa perché la coda sonora di ciascun segnale maschera i segnali che seguono; un tempo adeguato é invece fattore essenziale per la qualità dell'audizione in quanto contribuisce a dare il senso della «dimensione».

I segnali riflessi e diffusi sono quindi di importanza fondamentale nella riproduzione in piccoli ambienti; per ambienti grandi, invece, il rapporto suono diretto-suono riflesso assume un valore e un significato diversi.

Per valutare l'effetto della radiazione diretta é necessario esaminare la risposta di un buon sistema di altoparlanti in camera anecoica o in campo libero (assorbimento massimo), con griglia rimossa e frontalino esteso per mezzo di una tavola (per ridurre gli effetti di diffrazione e quindi valutare meglio quelli della radiazione diretta) per tre angoli almeno di incidenza (0°, 30° e 60°). Si può in questo modo rilevare un forte assorbimento per le frequenze al di sopra dei 5 KHz. É questa la composizione spettrale, per quel dato sistema di altoparlanti, che l'ascoltatore percepisce come radiazione diretta. Pensiamo ora il sistema riportato alle sue condizioni normali (con grigliatura frontale): dopo un periodo inferiore a 1 millesimo di secondo dalla prima radiazione, interviene l'effetto di diffrazione causato dalle maglie della grigliatura di protezione e dai bordi della cassa acustica, effetto che introduce, per ogni angolo di ascolto, una perturbazione nella risposta diretta degli altoparlanti. Possiamo però ritenere di essere in presenza ancora di una radiazione diretta, in quanto il risultato dell'emissione é ancora indipendente dall'ambiente di ascolto. Una radiazione di tal genere può considerarsi percepibile dall'ascoltatore durante il brevissimo intervallo di tempo tra l'arrivo del suono diretto (diffrazione della cassa e della griglia incluse) e l'arrivo delle prime riflessioni ambientali, che avviene circa 3 millesimi di secondo dopo. Le varie riflessioni crescono poi rapidamente in densità riducendo l'intervallo fra le riflessioni individuali ed in intensità sommandosi altrettanto rapidamente: il fenomeno decrescerà solo quando le caratteristiche assorbenti dell'ambiente avranno la meglio.

Questo campo riverberante può durare da 1/4 a 1 secondo in funzione del tempo di riverberazione caratteristico dell'ambiente e dell'intensità del rumore. Nel suddetto periodo hanno luogo le migliaia di riflessioni da una parete all'altra introducendo così delle alterazioni al primitivo campo sonoro creato dalla radiazione diretta (quello cioè percepibile 3 millesimi di secondo dopo l'emissione dagli altoparlanti). L'influenza di queste alterazioni é tanto più accentuata quanto più si aumenta la distanza di rivelazione (posizione dell'ascoltatore) dagli altoparlanti ed é già preponderante ad una distanza di m. 2,00. Il campo (riverberante) sonoro che così si é venuto a stabilire risulta quindi costituito dall'energia emessa direttamente dalla sorgente più quella rinviata da tutte le altre direzioni dell'ambiente stesso. Per giudicare la qualità di questa alterazione vengono eseguite prove con uno stesso sistema di altoparlanti in diverse stanze di abitazione adibite dai proprietari all'ascolto della musica. É importante che le misurazioni vengano eseguite con le stesse modalità come ad es. le seguenti:

1) microfono ad mt. 2,50 dall'altoparlante di un canale (sinistro ad esempio) in posizione frontale rispetto a quest'ultimo;
2) stessa posizione del microfono ma diverso orientamento degli altoparlanti, ruotati di 30°;
3) idem come sopra ma con il sistema di altoparlanti ruotati di 60°;
4) Le stesse prove ripetute con entrambi i canali in funzione.

La rotazione del sistema anziché lo spostamento del microfono riduce le possibilità di alterazione dei risultati (a diverse posizioni dell'ascoltatore possono corrispondere diversi effetti di risonanza dell'ambiente).

In questo modo é possibile variare la quantità di radiazione diretta che raggiunge il microfono (che dovrebbe essere massima per la posizione frontale della cassa) e valutare l'effetto del campo ambientale (che dovrebbe essere massimo per la posizione ruotata a 60°). Le curve che cosi si ottengono presentano in genere numerosi picchi e deviazioni della linearità, ma sono tra di loro molto simili per tutte e tre le angolazioni (0°, 30°, 60°) variando non nella forma ma solo in intensità. Ciò conferma che il campo sonoro in questione é innanzitutto di natura riverberante e che la radiazione diretta influisce pochissimo su di esso: l'ambiente in cui avviene l'audizione é quindi componente essenziale dello impianto e l'ascoltatore basa il suo giudizio sulla composizione del campo (riverberante) che si viene a stabilire nell'ambiente.

Per modificare questo campo sonoro in modo da poter registrare una composizione spettrale molto vicina alla linearità abbiamo già accennato che é possibile intervenire in maniera «attiva». Questo tipo di correzione può venire affrontata anche per piccoli ambienti mediante l'uso di tre strumenti:

1) un equalizzatore ambientale di cui alcuni modelli di tipo relativamente economico sono già in commercio (vedi ad esempio Altec Acousta-Voicette). Questo é costituito essenzialmente da una serie di filtri attivi (da 18 a 24 circa per canale) che permette un'accentuazione e una diminuzione dei toni solo per ristrettissime bande di frequenza permettendo così, a differenza dei normali controlli di tono dell'amplificatore, una correzione accurata dello spettro ambientale solo nei punti ove questa e desiderata;
2) Disco di prova, preferibilmente «accordato», con l'equalizzatore contenente ad es. bande da 1 /3 di ottava più bande speciali contenenti rumore bianco (un rumore cioè composto di tutto lo spettro delle frequenze udibili);
3) un misuratore di livello sonoro completo di microfono accordato allo strumento.

Con questi mezzi, riproducendo le singole bande di frequenza attraverso i normali componenti dell'impianto (cartuccia fonografica compresa che dovrà essere di altissima qualità per evitare di introdurre eccessive deviazioni dalla linearità), e con l'equalizzatore inserito per esempio tra il preamplificatore e lo stadio finale, il fonometro sarà in grado di indicare il livello sonoro per tutto lo spettro udibile in un dato punto dell'ambiente (da far coincidere con la normale posizione d'ascolto). É possibile così comporre, congiungendo i punti di cui si sono trovati i valori, un grafico indicante la risposta dell'ambiente per la posizione del fonometro simulante l'ascoltatore.

Con l'aiuto dell'equalizzatore si apporteranno le modifiche richieste per avvicinare tale risposta alla linearità. Ripetendo la prova é possibile con un ulteriore grafico, sovrapposto al primo, avvicinarsi alla correzione ideale per una data posizione d'ascolto; ulteriori prove permetteranno di calibrare la risposta in frequenza totale. Anche senza il fonometro (il cui costo si aggira sulle diverse centinaia di mila lire) é possibile per l'appassionato che abbia componenti di prima qualità e un registratore dotato di strumenti indicatori ben leggibili e di sicura affidabilità tracciare la «curva della sua stanza» registrando il livello relativo captato da un microfono simulante l'ascoltatore alle varie bande di frequenza riprodotte da un disco prova attraverso gli altoparlanti.


SUONO HIFI STEREO aprile 1972 - Edoardo Catalano

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