Doppler:

 

 

Quando un treno viaggia verso di noi suonando la sirena sentiano il suon della irena che parte da una frequenza bassa che aumenta man mano che il treno si avvicina. Quando il treno si allontana il suono della sirena sembra diminuire di frequenza. Questo è l’effetto Doppler: la variazione di frequenza (apparente) del suono prodotto da sorgenti in movimento.

 

L’altoparlante riproduce un certo range di frequenze. Per un woofer queste possono andare da 30 a 400 Hz. A 30 Hz l’escursione del diaframma può arrivare a parecchi millimetri mentre a 300 Hz , a parità di SPL prodotto, l’escursione è 100 volte inferiore.

Tutto avviene come se una sorgente che compie escursioni di 0.01 fosse montata su un supporto che compie escursioni pari a 1.

Questo comporta una modulazione del tono emesso dalla sorgente a frequenza maggiore.

 

Detto Xp lo spostamento di picco del diagramma dell’altopartlante la velocita di picco Vp vale:

 

Vp = 2  p f1  Xp

 

Dove f1 è la frequenza (modulante). Se l’altoparlante riproduce anche f2 >> f1 la modulazione subita da f2 vale:

 

D f2 = 2 p  f1  f2  Xp / c 

 

cove c è la velocità del suono.

 

Supponiamo che

Xp = 10 mm

f1 = 50 Hz

f2 = 500 Hz

C = 344

 

D f2 = 2 p  f1  f2  Xp / c = 6.28 50 500 0.01/344 = 4.5  Hz

 

A 1000 Hz la soglia differenziale per il riconoscimento della frequenza è nell’ordine dell’1%

La modulazione di frequenza di 4.5 Hz su 500 Hz è prossima al limite della soglia differenziale di percezione della frequenza (potrebbe essere udita da soggetti particolarmente sensibili).

L’effetto Doppler provoca un allargamento delle righe spettrali analogo a quello osservato nella modulazione di frequenza.

Limitando la banda passante, o riducendo il massimo spostamento, lo shift in frequenza si riduce. Va anche detto che, affinché la distorsione Doppler sia udibile, la modulante deve persistere per un certo tempo e la cosa, in regime musicale, è poco probabile.

 

Va poi notato che la distorsione Doppler riguarda esclusivamente i woofer dei sistemi a due vie e solo nel caso essi debbano compiere escursioni molto ampie.  Fortunatamente i sub-woofer hanno banda passante limitata a qualche ottava e, nei sistemi a tre vie, la banda affidata al woofer non dovrebbe superare la decade.

 

Gli unici sistemi esposti alla distorsione Doppler sono i sistemi a due vie dove però difficilmente il woofer è chiamato a grandi escursioni.