Il fattore di merito del filtro

Questo articolo vuole essere più una delucidazione che altro a riguardo del quarto appuntamento sui crossover pubblicato pochi giorni fa, dove vedevamo quali fossero le espressioni matematiche da utilizzare per il calcolo dei componenti da inserire nelle nostre reti.

Si era espressamente parlato in partenza di allineamenti di vario tipo (APC, CPC, COMP), questione che oggi voglio sollevare ed approfondire. Quando parliamo di reti di filtraggio ad hoc, non possiamo non tenere conto di tutta una serie di aspetti che andranno ad interferire, nel bene o nel male, con la resa sonora finale del sistema. Sappiamo tutti benissimo come la zona d’incrocio sia la più cruciale e delicata: è possibile quindi sfruttare diverse teorie per agevolare ed ottimizzare il “passaggio” dall’emissione di un altoparlante a quella di un altro modificando proprio il comportamento della rete dalla risposta lineare a quella attenuata agendo sul Q del filtro, ovvero il suo fattore di merito.

Formulario Crossover

Abbiamo detto più e più volte che le formule per il calcolo dei componenti per filtri passivi non siano propriamente corrette, o meglio, che diventano corrette solo in precisi e particolari casi specifici, dove conosciamo con assoluta certezza il significato ed il valore di ogni grandezza. Per tutti coloro che si sono sintonizzati per la prima volta, voglio rimandarli ai quattro articoli dedicati alla questione filtraggio passivo, introduzione e realtivi approfondimenti:

Il Crossover. Perchè è importante?
L’impedenza dell’altoparlante
Compensiamo l’impedenza
Il fattore di merito del filtro

In questi paragrafi abbiamo capito molte cose, tutte importanti, ed abbiamo scoperto che i valori da inserire nelle formule non sono così di immediato rilevamento. Abbiamo discusso riguardo crossover di vario ordine, celle di compensazione RLC, celle Zobel RC, ecc.ecc. In questo articolo voglio riassumere un prontuario per il calcolo di circuiti con allineamento differente (Butterwoth, Linkwitz-Riley, Bessel). In rete ne troverete di “automatici”, basta inserire i valori ed il gioco è fatto, ma credo sia comunque giusto mettere in rilievo i perchè e i per come dei risultati ottenuti, sopratutto se contiamo che spesso, tali strumenti, non ci danno la possibilità di agire sul fattore Q.

Spendiamo qualche parola a riguardo, ma ci torneremo in un articolo dedicato. L’allineamento del filtro è una caratteristica importante, molto importante, e determina il tipo di risposta in corrispondenza dell’incrocio. Sostanzialmente abbiamo tre modi differenti di operare su tale andamento:

- APC incrocia con 6dB di attenuazione, garantisce una risposta in frequenza sull’asse piatta e la potenza acustica immessa nell’ambiente all’incrocio mostra 3dB di attenuazione, cosa che può influire sullo spettro del campo riverberato.

- CPC incrocia con 3dB di attenuazione, garantisce la risposta in potenza piatta e la risposta in frequenza sull’asse si enfatizza di 3dB.

- COMPR è la soluzione intermedia tra i due andamenti precedenti.

Lunghezza d’onda e velocità del suono

- L’UCS è ancora protagonista -

Argomento noto a tutti certamente, ma a cui voglio dare particolare visibilità a causa di una forte relazione con la risposta in frequenza e la resa acustica che al contrario non vengono mai prese in considerazione. Parliamo come al solito di finezze, di questioni minimali, ma sapere che ci siano e non raccontarle è secondo me sbagliato.

LA LUNGHEZZA D’ONDA
La lunghezza d’onda è la distanza fisica, espressa in metri, tra due creste o due gole di un segnale variabile in modulo nel dominio del tempo. Se il segnale è tempoinvariante, non c’è moto armonico, e se non c’è moto armonico non c’è pulsazione, e se non c’è pulsazione non c’è frequenza, e se non c’è frequenza non c’è lunghezza d’onda. Un grafico come questo, in cui analizziamo per semplicità un’onda triangolare, infatti:

Il Decibel

Questo articolo bolliva già in pentola da molto, ed oggi, prima del tempo, è necessario pubblicarlo, anche in seguito ad una serie di richieste ricevute via mail, oltre che per cercare di riassumere le FAQ che intravedo in tanti post. Purtroppo, come spesso accade, approfondire diventa quasi controproducente, dato che le variabili sono sempre molte ed i dubbi che nascono a riguardo lo sono ancora di più.
In questo post, in particolare, abbracceremo un buon numero di argomenti e probabilmente rischierà di apparire una sorta di glossario. Ma proviamoci, male non farà di certo…
L’obiettivo è quello relazionare Decibel, Volt e Watt e di conseguenza catalogare bene: gain, sensibilità, potenza, livello, ampiezza, pressione, efficienza e via dicendo.

La resistività - Cavi in rame o cavi in argento?

Nell’articolo sulla legge di ohm abbiamo parlato di resistenza, indicandola come un proprietà di ogni corpo (conduttore o non conduttore). Questo parametro ci aiutava a capire “quanto” sarebbe stato il passaggio di corrente una volta noto il valore di differenza di potenziale (tensione) applicato ai capi. Ma da cosa deriva esattamente? Quali sono i fattori in gioco?

La resistività elettrica è il corrispondente della resistenza in un senso più ampio, ovvero quando il nostro cavo è ancora un ammasso di rame, ed indica quindi la capacità di opporsi al passaggio di corrente di un materiale, non di un conduttore “finito”.

E’ misurata in ohm per metro (Ωm) e si calcola come:

Collegamento Serie/Parallelo di resistenze

Chi non ha mai sentito parlare di questo argomento?! Il collegamento delle bobine dei subwoofer e dei fronti multivia, spesso ci ha ricondotto a forti dubbi e perplessità sul da farsi. Vediamo allora di descrivere chiaramente l’una e l’altra tipologia di connessione.

La legge di Joule

Non meno importante della legge di ohm, presentiamo oggi la legge di Joule, colei per la quale è possibile calcolare la potenza elettrica (dissipata, erogata, assorbita, ecc.ecc.ecc.).
La legge in questione, nella sua forma più elementare (non la analizzeremo, nella forma complessa ed integrale) enuncia che:

La legge di Ohm

Per chi non lo sapesse, o chi non se la ricordasse, citiamo brevemente la legge in questione, poichè fondamentale rappresentazione di un elevatissimo numero di fenomeni legati al car audio e non solo. Vediamola brevemente nella sua forma più nota:

Cosa significa? Innanzitutto cominciamo con il dare un nome a tutte queste letterine:

= intensità di corrente - espressa in Ampere [A]

= differenza di potenziale - espressa in Volt [V]

= resistenza elettrica - espressa in Ohm [Ω]