L’Altoparlante

10 09 2007

L’altoparlante (scientificamente trasduttore) non è altro che un dispositivo in grado di convertire un segnale elettrico in un movimento meccanico. Ne esistono di diversi tipi (elettrostatici, elettrodinamici, magnetodinamici, piezoelettrici), in particolare nel car-audio parliamo principalmente di driver magnetodinamici, a cono o a cupola. Come già introdotto nell’articolo sulla “potenza dell’altoparlante” ricordiamo quindi che un driver non GENERA potenza e non può AVERE watt… Ed è logico capirlo, basta sapere che il suo lavoro è quello di convertire, appunto, e non di creare. Anche oggi scopriamo quindi che le idee diffuse non sono per niente appartenenti al mondo reale, che è quello in cui viviamo ed in cui si dimostrano e rappresentano i fenomeni della fisica (non della fantascienza). Ma tornando a noi, come funziona realmente? Cosa succede all’interno quando lo pilotiamo con un segnale, per far sì che noi possiamo sentire qualcosa? Cominciamo intanto con il descrivere le parti principali (qua ci riferiamo ovviamente ad altoparlanti a cono e generalizzeremo un pò nella spiegazione, per non confondere troppo le idee):

Sospensione
In viola possiamo notare la sospensione, collega il cono al cestello ed è responsabile dell’elasticità di tutto l’equipaggio mobile (ne esistono di tela, di foam, di gomma, di carta ecc.). Ricordiamo che il materiale, e le sue caratteristiche, sono in grado di modificare profondamente i parametri di un ap, la sua destinazione ed il suo utilizzo.

Cono
In verde vediamo invece il cono, la parte che, possiamo dire, effettivamente “suona”. La sua dimensione (superficie radiante) ci indica l’uso che potremo fare del nostro driver (spesso e volentieri, purtroppo, è quasi solo questo, il valore che divide midwoofer da midrange e woofer da subwoofer) mentre il materiale con cui è costruito (carta, polipropilene, fibra di vetro, di carbonio ecc.ecc.) ci darà un’idea della timbrica e della velocità del suono che potremo ottenere.

Bobina
E’ la prima delle due parti che compongono il motore del trasduttore. E’ l’avvolgimento marrone, immerso nel traferro e collegato al cono, a cui noi portiamo il segnale amplificato: è facile quindi capire come, al muoversi di questo, tutto il sistema mobile (compreso cono e sospensione) non potrà che fare altrettanto, generando appunto la vibrazione che in attrito con l’aria produrrà un’onda percepibile dal nostro orecchio. E’ ovviamente sviluppata in rame e possiamo dire che più è grossa e più ci possiamo aspettare un driver mastodontico in termini di tenuta in potenza e pressione massima (ce lo possiamo aspettare, non è obbligatorio).

Centratore
La zona in giallo (detta anche spider) ha il duplice scopo di mantenere “perpendicolare” il movimento di tutto il sistema mobile (è impensabile che lo spostamento meccanico del cono avvenga anche di pochi millesimi di grado al di fuori dell’asse dell’altoparlante) nonchè di conferire la rigidità al trasduttore (variandone gli strati, la duttilità dei materiali ecc.ecc. scopriremmo ben diverse “tenute in potenza”).

Cestello
In arancio possiamo distinguere facilemente il cestello, lo scheletro dell’altoparlante, oggetto spesso di sottodimensionamenti: ad esempio, negli ap di serie molte volte è in plastica, sensibile quindi a variazioni di forma date dalle variazioni di temperatura a cui è soggetto in quanto altoparlante ed in quanto montato in un pannello che d’estate arriva anche a 90°C. Capiamo bene quindi come sia importante un ottimo cestello, per evitare che la sospensione da rotonda diventi “ovale” e che l’eccessivo calore sviluppato dall’equipaggio mobile non riesca a dissiparsi correttamente.

Magnete
E’ la grossa “calamita” (azzurra) posta alla base, nonchè seconda delle due parti che costituiscono il motore del nostro ap. Nel car-audio ne esistono in ferrite ed in neodimio (per installazioni particolarmente difficoltose causate dall’esigua disponibilità di profondità) ma indipendentemente dal materiale di cui è composto il suo obiettivo è il medesimo: interagire con la bobina attraversata dal segnale e generare la spinta meccanica.

Ora che abbiamo assegnato un nome a tutti i componenti possiamo vedere il funzionamento (molto semplice) del sistema:
il segnale che portiamo attraverso i cavi di collegamento sui contatti della bobina mobile, attrversa l’avvolgimento. La variazione nel dominio del tempo di questo segnale (relazionato con la frequenza) genera all’interno della bobina un campo magnetico (di “potenza” dipendente dall’ampiezzavolume – del segnale) che interagisce con il magnete generando una spinta meccanica. Dato che il magnete è fermo (agganciato solidamente al cestello) questi non si muoverà e sarà quindi il solo avvolgimento a poterlo fare. Ma come abbiamo visto la bobina è collegata al cono, al centratore e alla sospensione (indirettamente) e ciò vuol dire che inizieranno a vibrare anche tutti questi altri componenti (da qui la nascita del temine “equipaggio mobile” in relazione a cestello e magnete che invece rimangono fermi) i quali a contatto con l’aria creeranno un attrito che si trasforma in un’onda sonora che il nostro orecchio è in grado di percepire. In sostanza una traduzione da una lingua ad un’altra: un segnale elettrico stimola un sistema elettro-meccanico il quale sviluppa un movimento; un movimento a contatto con l’aria rappresenta un sistema meccanico-acustico che si trasforma in onda sonora udibile.

Per capire ed auspicare il comportamento di un trasduttore senza poterlo ascoltare, esiste una sorta di carta d’identità, rappresentata dai “Parametri di Thiele-Small”, la quale (come ora possiamo immaginare) non menzioni la famosa POTENZA tanto amata ma ben altri fattori di gran lunga più importanti.

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2 responses

21 09 2008
Giuseppe frescura

Ho trovato molto interessante il vostro sitio, ho imparato varie cose ma mi è rimasto un dubbio su un caso pratico che vorrei risolvere.
Io possiedo un impianto stereo e precisamente o goga juke da sony con una uscita di 24 + 24 W (8 hom a 1 KHz ) con due unita diffusori da 8 Hom
Siccome uso l’ impiaqnto in un bar na praia vorrei usare 4 diffusori ma ho il dubbio se cio e possibile e se le devo collegare in parallelo o in serie senza danifcare l’ impiano
Grazie per l’ attenzione

22 11 2008
Paolo

l’ importante è che l’impedenza delle casse totali sia uguale o superiore a quella dell’amplificatore , nel tuo caso suppongo 8 ohm. quindi la cosa più semplice è collegare altri due diffusori da 8 ohm in serie e funzionerà però a metà potenza ( 12W+12W ) . oppure meglio ancora togli i due diffusori e sosituiscili con 4 da 4 ohm in serie a coppie

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