Diffrazione ai bordi:

 

Qualsiasi ostacolo posto sul cammino del suono prodotto dall’altoparlante si trasforma in una sorgente secondaria (i bordi del pannello, le viti e qualsiasi sporgenza) Queste sorgenti secondarie hanno due effetti: peggiorano la risposta impulsiva e allargano la dimensione della sorgente. Per esempio l’ascoltatore associa la dimensione del pannello alla dimensione della sorgente. Quindi i diffusori con un pannello frontale largo vanno ascoltati a distanza maggiore in un ambiente di adeguate dimensioni. I diffusori acustici con il pannello frontale stretto (meno di 20 cm.) e bordi arrotondati possono essere ascoltati più da vicino e risultano adatti sia per ambienti piccoli che per ambienti grandi anche se poco assorbenti. Infatti in un ambiente riflettente avvicinandosi ai diffusori si aumenta la quantità di suono diretto rispetto al suono riflesso (contemporaneamente diminuiscono le riflessioni laterali) e si può ottenere un migliore qualità di riproduzione. La diffrazione ai bordi peggiora se il pannello frontale del diffusore è incassato nel mobile.

La diffrazione ai bordi può essere ridotta ma non eliminata.

 

 

 

I bordi del cabinet sono sorgenti secondarie che interferiscono con il suono diretto. L’effetto è visibile nella risposta all’impulso specie in campo semivicino (e cambia con la distanza di misura). All’ascolto la diffrazione ai bordi rende riconoscibili i limiti fisici del pannello frontale del diffusore. La diffrazione ai bordi interviene sulla Chiarezza e sulla Spazialità.

 

effetto della diffrazione su ostacoli posti in prossimità di un tweeter.

Nella risposta impulsiva si vedono anche le riflessioni prodotte dalle viti.

Gli effetti sono più evidenti nelle misure in campo vicino .

 

 

Il bordo del pannello del cabinet stabilisce il confine tra la radiazione su mezzo spazio e su spazio intero. A questa discontinuità corrisponde una variazione di impedenza di radiazione acustica che provoca la riflessione dell’onda sonora. Lo spigolo del pannello agisce come una sorgente (secondaria). Il suono diffratto dal bordo del mobile si propaga anche nella direzione del suono diretto provocando interferenza nel punto di ascolto (effetto filtro a pettine). La diffrazione può essere limitata ma non eliminata. Se il pannello frontale è stretto e gli spigoli arrotondati, gli effetti della diffrazione sono limitati alle ottave superiori.

In figura la distorsione del fronte d’onda causata dalla diffrazione ai bordi del cabinet.

 

confrontare con le forme proposte da Olson. 

in questa figura si vedono i fronti d’onda che, in campo semivicino, non risultano sferici.

Ne segue che il calcolo della Intensità acustica è molto difficile perché l’impedenza di radiazione dipende dalla forma del cabinet ( ed è ignota a priori).

Oggi questi studi si fanno sfruttando gli elementi finiti. In realtà già sappiamo come realizzare diffusori a minima diffrazione: pannelli stretti e spigoli arrotondati. Il raggio di curvatura degli spigoli dovrebbe essere di almeno 5 centimetri.

 

 

Diffrazione prodotta da diverse forme di cabinet

la forma del cabinet ha un effetto determinante sulla risposta in frequenza. Come si vede in questo schema (dovuto a Olson e ripreso da moltissimi autori) alcune forme (quali il cilindro) sono particolarmente deleterie. La forma migliore è la sfera seguita dalle forme contraddistinte dalle lettere  J e L.

 

 

Diffrazione di una sfera ed equalizzatore per compensare la risposta. (dopo Olson e John L. Murphy). A bassa frequenza l’altoparlante irradia su tutto lo spazio mentre alle frequenze superiori irradia su mezzo spazio. La forma sferica rende la transizione molto graduale. In linea di principio questa variazione non dovrebbe essere corretta perché viene compensata dalla vicinanza delle pareti. Se la si compensa il diffusore deve essere tenuto più lontano dalle pareti (ma suona “bene” anche a livelli moderati). Se non si compensa il diffusore appare lineare solo a livelli SPL elevati.

Nei diffusori ad “alta efficienza” NON viene compensata.

 

 

Più che diffrazione ai bordi questo è un “effetto tromba cilindrica” (Olson) causato dallo spessore del pannello di fronte al woofer. Una cosa analoga avviene, sul lato posteriore, anche montando il woofer a filo del pannello. Il pannello dovrebbe essere molto sottile o sagomato per non interferire con il carico fornito dallo schermo e per non produrre riflessioni in prossimità del cono o peggio cavitazione.

  

 

   

In questo diffusore gli altoparlanti sono disposti su piani sfalsati. Ci sono strati di materiale assorbente attorno al medio e per coprire la flangia del tweeter. Questo assorbente limita la diffrazione sulle sporgenze e quindi migliora la risposta impulsiva.

 

Tutto attorno al cabinet, è stata costruita una struttura che produce diffrazione in misura assai maggiore di quella che è stata corretta. Ne segue che tale struttura, durante l’ascolto, deve essere rimossa.