Questo articolo su come funziona un altoparlante, faceva parte dell’articolo sui migliori altoparlanti e sistemi audio.

Come funziona un altoparlante?

Ora io non sono un ingegnere e quindi mi posso permettere di semplificare. Ma se gli esperti vogliono intervenire i commenti costruttivi e migliorativi, sono benvenuti. Gli altoparlanti in vendita sono quasi tutti altoparlanti dinamici. In pratica l’altoparlante trasforma il segnale elettrico in suono. Questo lo riesce a fare perché gli impulsi elettrici arrivano alla calamita che si trova nel diffusore. La calamita vibra, vibra la membrana e abbiamo il suono. Paolo precisa

La corrente arriva alla bobina che, immersa nel flusso magnetico provocato dalla calamita, vibra e fa vibrare la membrana dell’altoparlante, funziona come un microfono, ma al contrario, è pure assimilabile ad un motore elettrico.

Il progetto

Un diffusore acustico è il risultato di un progetto. Ci sono diffusori per spazi aperti e diffusori per spazi chiusi. Utilizzare delle casse nel luogo sbagliato o per finalità diverse da quello per cui sono state progettate darà dei pessimi risultati.

La costruzione

In base a come è costruito il mobile della cassa abbiamo indicativamente tre grandi famiglie, a seconda che il mobile sia completamente chiuso o aperto verso l’esterno. Sospensione pneumatica (cassa chiusa). Bass reflex (cassa aperta tramite un tubo) e linea di trasmissione (cassa aperta tramite un labirinto acustico). Questa configurazione è anche denominata con il termine caricamento.

caricamento, con questo termine si indicano i vari tipi di caricamento del woofer, cioè in sospensione pneumatica, bass reflex etc.
I diffusori non sono l’ultimo anello della catena, lo è il nostro cervello, la catena è composta dalla sorgente, dal preamplificatore, dal finale di potenza (spesso questi due elementi sono integrati nello stesso componente), dai diffusori, dall’ambiente di ascolto, dalle nostre orecchie (conformazioni diverse equalizzano diversamente) e dal nostro cervello, che reagisce diversamente in ognuno di noi.

Mentre per quanto scritto da Mario Bon la linea di trasmissione è

detto anche labirinto acustico. La linea di trasmissione è sostanzialmente un condotto di sezione costante dove una estremità è chiusa dell’altoparlante mentre l’altra lato è aperto (o chiuso). Storicamente la linea di trasmissione nasce per sfruttare woofer con fattore di merito totale Qts maggiore di uno e non adatti per una cassa chiusa o reflex.

Cassa chiusa…?

Il diffusore pneumatico è completamente “chiuso” e l’aria al suo interno non ha alcun contatto con quella esterna. La cassa chiusa in genere presenta un andamento più dolce alle basse frequenze. Questa caratteristica è una cosa positiva. Ma la rivista Audio Review dice che ci sono anche i contro

I contro della cassa chiusa sono sostanzialmente due. La scarsa tenuta teorica alle basse frequenze e poca estensione alle frequenze più profonde per le quali occorrono discrete dimensioni del woofer. Questa configurazione mal si addice a trasduttori di diametro inferiore agli 8 pollici ossia 20 cm con conseguenti volumi di lavoro inferiore ai 30 litri.

… o bass reflex?

Il diffusore in bass-reflex ha un buco sul mobile e l’aria al suo interno è in diretto contatto con quella esterna. In questo modo i bassi risuonano più forti. Ma anche qui Audio Review dice la sua.

Il bass reflex promette e permette pressioni simili ma con una estensione notevolmente maggiore rispetto alla sospensione pneumatica di identiche dimensioni. Sembrerebbe la panacea allora, ma il bass reflex si porta dietro altre limitazioni che la cassa chiusa no ha.

Si impone una scelta relazionata l’ambiente e alle caratteristiche sonore che ci possiamo permettere,  per non dover sopportare un divario stridente tra teoria e pratica punto.

Potenza

La prima domanda che in genere si fa sulle casse è: che potenza ha la cassa? Intanto la cassa non ha potenza in sé. Si tratta di accessori passivi. La cassa sopporta una potenza, cioè sopporta una certa quantità di corrente. Non è cosa da poco capire la differenza tra avere una potenza di XX Watt e sopporta una potenza di XXX Watt. Quando ho compreso questo ho capito che la potenza non ha poi così tanta importanza. Infatti, diventa chiaro che gli altoparlanti devono essere allineati alla potenza dell’amplificatore. L’amplificatore, si che, trasmette potenza (elettricità) e potrebbe bruciare le casse, se queste non lo sopportano a sufficienza. Ma come vedremo tra poco si tratta davvero di equilibri fisici che adesso andiamo a vedere.

Caratteristiche della potenza

Quando leggete le caratteristiche di un diffusore la potenza viene espressa in Watt RMS o Watt PMPO (o solo PMP). Che cosa significano queste sigle?

RMS = Root Mean Squared. Indica la potenza continua gestibile dal diffusore;

PMPO = Peak Music Power Output. Indica la potenza di picco gestibile dal diffusore.

Quindi la misura “vera” che indica la potenza di un diffusore è quella RMS.
E soprattutto ricordate che conoscere la potenza RMS ha senso SOLO SE si conosce anche l’efficienza del diffusore. Una cassa con 40 watt RMS e 98 db suona molto più forte di una con 100 watt RMS e 85 db.

La potenza applicabile dipende strettamente dall’efficienza.

Efficienza

L’efficienza è la capacità del diffusore di reagire al segnale in ingresso. Qualcuno la chiama anche sensibilità. È una caratteristica importante perché a parità di potenza dell’amplificatore, un altoparlante più efficiente o sensibile, suona più forte. Ovviamente più un altoparlante è sensibile, più è difficile costruirlo, più è costoso. Praticamente, per avere lo stesso volume, un diffusore poco efficiente ha bisogno di amplificatori più potenti rispetto ad un diffusore più efficiente.

Un diffusore “normale” generalmente ha un’efficienza intorno agli 88 db e suona normalmente se pilotato da un amplificatore intorno ai 60 watt.
Un diffusore efficiente va intorno ai 90-92 db; è adatto a amplificatori di bassa potenza, tipo i valvolari, e suona alla grande con potenze intorno ai 20 watt. Famosi sono i diffusori Klipsch, che arrivano anche a 105 db! Diffusori con queste sensibilità tirano giù i soffitti con amplificatori da 3 watt!
Un diffusore poco efficiente ha una sensibilità minore di 85 db; questi diffusori hanno bisogno di amplificatori potenti, intorno agli 80 o ai 100 watt per suonare come si deve.

Gianni Cornara sulla confusione tra sensibilità ed efficienza spiega.

Spesso si usano indifferentemente i termini sensibilità ed efficienza, e spesso si utilizzano gli altoparlanti in modo improprio, avendo interpretato le specifiche tecniche in modo non coerente con i protocolli in base ai quali le specifiche tecniche sono definite.

Mentre ciò può essere poco rilevante nel caso di diffusori HiFi, che difficilmente vengono sollecitati, durante l’uso normale, cioè domestico, ai limiti delle loro potenzialità, nel caso di utilizzo professionale o musicale la corretta interpretazione dei parametri tecnici può evitare cattive sorprese.

Impedenza

L’impedenza è il valore della resistenza alla corrente continua del diffusore e si misura in “ohm”

Basta ricordarsi che a 0 Ohm si ha il classico cortocircuito elettrico ovvero polo positivo e negativo collegati insieme (e sapete quel che succede qualora vi capitasse una cosa del genere nell’impianto elettrico di casa…). Quindi, paradossalmente, più si sta lontani dallo zero e meglio è. 8 Ohms sono una impedenza di tutta sicurezza per tutti gli amplificatori, 4 Ohm vanno ancora bene ma è meglio usare allora amplificatori ben dotati in termini di capacità di pilotaggio (quasi tutti gli amplificatori moderni possono pilotare diffusori da 4 ohm).

Più della metà dei diffusori in commercio ha come impedenza il classico 8 ohm, che equivale all’impedenza più alta che troverete in comercio. Esistono diffusori con impedenza maggiore. Tutti gli altri oscillano tra i 6 e i 4 ohm. Fortunatamente i moderni amplificatori sono tutti protetti contro gli eccessi di carico.

Aggiornamento 26 gennaio 2019

Guido, un lettore che ha apprezzato questo articolo, rispetto all’impedenza arricchisce con il suo contributo questo aspetto.

L’ impedenza è il valore della resistenza elettrica alle correnti alternate e non a quelle continue.
Risposta in Frequenza: si potrebbe aggiungere che l’orecchio umano, o meglio la gran parte delle persone fino ai 20-25 anni di età, riescono a percepire le frequenze fino a 17.000/18.000 Hz, mentre quelle dai 50-60 anni in poi, difficilmente riusciranno udire suoni superiori ai 14.000/15.000 Hz, questo per una naturale degenerazione degli organi uditivi detta presbiacusia, che inizia, anche se molto gradualmente attorno ai 20 anni. Le frequenze di 20.000/22.000 Hz in realtà, possono essere udite solo da qualche particolare persona in giovane età. Quindi anche se la risposta in frequenza di una cassa acustica arrivasse solo a 18.000 Hz, il 99% dei comuni mortali nemmeno se ne accorgerebbe.

Crossover o filtro crossover

È un circuito elettronico che divide il segnale audio nelle singole componenti da inviare agli altoparlanti. La divisione della gamma audio in porzioni (o vie) viene effettuata da un circuito elettrico passivo interno alla cassa detto filtro crossover o più semplicemente crossover. Tale filtro divide il segnale audio proveniente dall’amplificatore in più vie e può anche svolgere altre funzioni più complesse come regolarizzare l’impedenza o l’abbinamento dei diversi altoparlanti. Normalmente è costituito da condensatori, resistenze ed induttanze.

Cosa sono le vie?

Sarebbe il numero degli altoparlanti, o meglio il numero dei tipi di altoparlanti, installati sul diffusore. Massimiliano, che ringrazio, nei commenti, mi scrive e corregge.

Il numero di vie non sono il numero di altoparlanti ma dipendono dal cross-over.

Per tutti i diffusori esiste un dato di risposta in frequenza (es. da 40 a 20 KHz) e poi vengono specificate le frequenze di incrocio del cross-over) Se la frequenza di incrocio è una sola (es. 1.800 HZ ) allora ci troviamo di fronte ad un 2 vie con il woofer che lavora da 40 a 1.800 HZ e il tweeter che lavora da 1.801 a 20 KHZ. Un due vie potrebbe però avere anche tre altoparlanti, con due woofer che lavorano in parallelo sulla stessa gamma di frequenze. Se ci sono due frequenze di incrocio tra l’estremo più basso di risposta in frequenza e quello più alto, allora siamo di fronte a un tre vie. Esistono poi anche le 2 vie e mezzo, in cui midrange e woofer lavorano in parallelo solo fino a una frequenza di incrocio e poi lavora solo il woofer per le frequenze più basse.

La stragrande maggioranza dei diffusori sul mercato è a due o tre vie, cioè 2 vie indicano una cassa con (almeno) un woofer e (almeno) un tweeter. Tre vie indica che una cassa ha (almeno) un woofer (almeno) un midrange e (almeno) un tweeter.

Normalmente nessun altoparlante è capace di riprodurre con la stessa correttezza la stessa fedeltà suono. Ossia è impensabile che una membrana che si muove 20 volte in un secondo, si muova anche 20000 volte al secondo con la stessa precisione.

il due vie è costituito da due altoparlanti specifici per riprodurre la gamba bassa e quella alta con una frequenza di incrocio tra i due con un solo punto, una potenziale criticità del rivoluzione, proprio dov’è il WR inizia ad attenuare la sua emissione e il Twitter viceversa inizia ad emettere pressione.

Meglio un due vie o un  tre vie?

Grazie al miglioramento della tecnologia si ha più facilità tecnica nel trovare il punto di incontro e quindi si hanno costi minori.

Questo non significa che i diffusori a 2 vie suonino sempre meglio di quelli a 3 vie. Se il progetto è fatto come si deve un diffusore a 3 vie è inarrivabile come qualità rispetto a uno a 2 vie. Purtroppo però in questo caso i costi lievitano verso l’alto.

Esistono poi anche soluzioni diverse. Con costi, anch’essi diversi. Esistono anche diffusori monovia, cioè con un singolo altoparlante “larga banda”. Anche qui è questione di gusto sonoro e solo l’ascolto può darvi una risposta “giusta”.

Risposta in frequenza

È la quantità di frequenze che il diffusore è in grado di riprodurre. In genere si trova scritto che un altoparlante ha una risposta in frequenza tra i 20 Hz e i 22 kHz. Questo significa che la cassa riproduce tutti i suoni che noi, come esseri umani siamo in grado di percepire.

Cavi

Infine ci sarebbero anche i cavi da verificare. Anche qui c’è un mondo da esplorare. Gli audiofili sostituiscono i cavi di fabbrica sia interni che esterni. A volte, dicono, che il cambio migliori notevolmente il suono. Il risultato del suono sarà certamente migliore. Ma ve la sentite di smontare e risaldare tutti i cavi? Di una cassa nuova? Io no. Una cassa non è molto complicata. Ma saldare e saldare bene non è cosa da tutti.

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Speriamo di aver risposto a tutte le vostre domande tecniche e se ci sono errori, segnalatelo nei commenti, sarà un piacere poterci confrontare e correggere.

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