tipica dichiarazione da depliant "subw scende fino alla frequenza xx" e applicazione

Post pubblicato qui perchè riguarda sia l'applicazione Home-theatre che Stereo 2ch,
la valutazione della performance in gamma bassissima va oltre il tipo di applicazione

Primo post, prendiamo spunto dalla tipica dichiarazione da depliant

"questo diffusore/subwoofer riproduce la frequenza xx a -6dB"

Il problema è che se non si ha misura da cosa sono misurati quei "-6dB" è impossibile valutare la prestazione
E non è nemmeno legata ad una specifica potenza usata.

Guardando il grafico si potrebbe restare colpito dalla linea rossa così costante fino ai 30Hz. O al limite dalla verde che da 25Hz in giù scende dolcemente, segno che si tratta di una cassa chiusa.

Nella pagina successiva andiamo ad applicare 100W a tutte le soluzioni

https://i.imgur.com/sZwK6Pw.jpg

Nel primo grafico abbiamo visto SOLO "l'allineamento", cioè se una cassa è chiusa (verde), che scende dolcemente, se è una reflex (fino alla Fb tiene bene poi crolla). Ma cosa succede nell'uso REALE, con un volume più o meno sostenuto?
Iniziamo a scontrarci con i limiti dinamici.
Il "trasferimento" dell'energia da elettrica ad acustica è strettamente legata alla superfice radiante (il woofer, per questo meglio che sia grande e/o ad ampia escursione) e poi c'è la variabile del caricamento (il reflex può dare un certo boost attorno ad una determinata frequenza ma paga dazio in altre caratteristiche).
Vediamo i grafici.

Ipotizziamo di pilotare con 100W il nostro carico, un valore "NELLA MEDIA" dell'uso reale del solo Sub. E qui già vedete che le cose si ribaltano.
Il ROSSO ❤️ è un sub TangBang da 6". Fa bene il suo lavoro ma lo può fare SOLO a bassi livelli proprio per i suoi limiti intrinseci. I suoi parametri gli consentono di essere "tirato" fino ad un accordo di 30Hz ma è SORDO. è un altoparlante da 83dB 1w (membrana piccola e pesante) ed ha appunto una area di emissione davvero limitata (per un sub...). Ovviamente questo ha un Group Delay abbastanza elevato, si vede come la linea rossa venga "sforzata" a rimanere su, segno di un accordo più basso del giusto.
L'ARANCIONE :O è un 10" Faital che non ha nulla che fare con un Sub (55Hz di Fs) ma come vedete nel grafico, ha praticamente gli stessi "bassi" del TB, certo poi in gamma medio-bassa e media prende il volo (membrana leggera e ampia superfice, 94dB).
Almeno per entrambi bastano una 20ina di litri...
Passiamo al GIALLO ;). Un Faital da 18" in 200 litri, Fb30Hz. Ovviamente è un cassone enorme ma appunto è per far vedere come il primo grafico, sostanzialmente "statico" fosse INGANNEVOLE. Qui l'area del cono ci da una pressione spaventosa a parità di potenza con le altre soluzioni.
L'spl sale talmente tanto che se guardate da 25-30Hz in poi si potrebbe dare un dolce taglio a 6dB/ottava a salire per "limitare" la parte alta del sub per non fargli coprire la prima ottava. Poi basta quadruplicare la potenza a disposizione. Tanto la birra è virtualmente infinita.
il VERDE :p è un banalissimo Dayton da 12" in casa chiusa da 90 litri, praticamente il tipico SVS SB2000. Da una parte abbiamo una prestazione scarsa in gamma 40-100Hz perchè anche questo cono, come il TB è sordo (85dB). Però la buona area di emissione, il caricamento e la membrana pesante gli consentono una RIVINCITA dai 30Hz a scendere. Ovviamente per essere sfruttato bene abbisogna di parecchi W, la linea verde se la traslate 6dB più su, 400W, arriva a sfiorare il Faital 18" 100w a 20Hz . con meno di metà ingombro. Certo già da 30Hz a salire la differenza è incolmabile
Il secondo grafico, è il "limite" di emissione restando dentro l'escursione lineare.
con i 100W ipotizzati col TB siamo già oltre.
Ricordiamoci che a 20 30Hz si può anche andare oltre la cosidetta escursione lineare e iniziare a toccare il 10% di distorsione, non è particolarmente fastidiosa in questa zona.
Poi ci sarebbero altre variabili tipo l'escursione e il "ritardo" di emissione. ma qui teniamola semplice

https://i.imgur.com/t90SdsI.jpg

Se ho ben capito si tratta di "ufficializzare" che la risposta di una cassa acustica non è esattamente la stessa a tutti i livelli di volume cosa che più o meno tutti sappiamo ma non sappiamo a quale livello di potenza la misura andrebbe fatta, assunto comunque che nel punto di emissione massima non si dovrebbe superare la potenza nominale massima.

Altra cosa non chiara, anche se intuitiva, è come si posiziona lo "zero", cioè il punto di riferimento per calcolare i -3 o -6dB della banda passante, nel diagrmma freq / spl.

E' infatti normale riscontrare che il valore della frequanza di taglio inferiore (ad esempio a -3dB) è correttamente rilevabile nel grafico sulla linea "-3" ma la curva per ampi tratti va parecchio al di sopra dello zero.

Insomma ammesso che lo zero sia un valore assunto (non si sa bene come) come "medio" se invece calcoliamo la banda passante rispetto al massimo della curva viene tutto un altro valore.

Mi sono dimenticato di creare il grafico di risposta "base" con 1w (anche se sarebbe meglio dire 2,83V).

Però è facile ottenerlo dal primo in post #2, abbassando le curve di 20dB (100 volte la potenza = 20dB)

La risposta deve lambire lo zero dB alla fine del "roll off", verso la gamma media. A centro banda.
E' quel valore di spl ottenibile sia tramite misura a 1m, sia tramite calcoli con le equazioni di Thiele& Small

Con i valori del motore elettromagnetico e dati fisici della membrana si ottiene un valore molto preciso e prevedibile.
finchè rimaniamo nella zona di funzionamento "a pistone rigido". Dove tutta la membrana si muove in modo uniforme ed è "molto piccola" rispetto alle lunghezze d'onda create.
Ma salendo in frequenza il design, i materiali, etc, introducono altre alterazioni.

A questo punto, tornando al discorso precedente, vediamo che lo "zero dB" vale 92 94 96dB per una membrana "leggera" o circa 10dB in meno se la costruzione favorisce una bassa frequenza di risonanza, una sospensione molto bombata per avere una ampia escursionbe etc. Tutte caratteristiche che "traslano" la risposta verso le basse frequenze ma anche verso il basso in temini di volume.

I grafici di sopra mostrano come la semplice indicazione della F minima di riproduzione non ha appunto valore se non si sa di che spl si sta parlando.

Post molto interessante,ho subito delle curiosità:
tutto questo discorso ha qualche attinenza con la power compression che è intrinseca in ogni woofer ?

Riconosco i grafici di bassBox,potresti spiegare meglio il grafico 3 ? Cosa cambia rispetto al grafico(che non hai messo) del cone displacement dove viene mostrato il lavoro del woofer rispetto alla sua x-max? Credevo fosse quello il grafico dell'escursione lineare.

Grazie,ottimo lavoro

_Edit errore doppio post

La compression power non credo sia deducibile a priori in quanto dovuta alla resisteza di stiramento di sospensione e spyder ed al surriscaldamento della bobina.
E' più un test da fare "sul campo".

Tra i 4 altoparlanti che ho inserito sopra direi che solo il rosso/ TB sub da 6,5" con 100w possa essere al limite. Gli altri tre sono tutti "tranquilli".

il grafico 3 è il livello massimo riproducibile da ciascun altoparlante, nel carico in cui li ho inseriti e con una potenza tale da non fargli superare l'escursione lineare.
Come ho scritto sopra per il TB, è l'unico che nel grafico 3 è sotto al grafico 2 perchè è un woofer dato per 50w rms ma io ho fatto la simulazione per 100.

Visto che ci sono ecco altri due grafici per le stesse simulazioni.
In alto abbiamo il ritardo di gruppo. E' davvero evidente come il rosso sia "tirato per il collo" e 25ms a 30Hz potrebbero già essere avvertibili, con un segnale musicale, meno in HT credo.
Le altre soluzioni sono tutte nella norma, ovviamente il verde, Dayton in cassa chiusa ha un GD molto limitato, non c'è un sistema "risonante".

Escursione con 100W.
Il TB da 6,5" è comunque, nel suo piccolo, un altoparlante molto robusto e con una ampia escursione (11,5mm), l'accordo a 30Hz ne tiene a bada l'escursione proprio a cavallo delle frequenza da "subwoofer". Al di sotto di questa sale rapidamente così come crolla l'emissione. Sarebbe il caso di prevedere un subsonico

l'Arancione non è un sub, come detto sopra.
Il Giallo sta lavorando in tutta tranquillità, da una parte sappiamo che il contenuto energetico va scendendo in zona infrasonica. Dall'altra l'escursione "limite" prima di rotture può essere anche il doppio della nominale e più aumenta, più è "duro" stirare spyder e sospensioni.
Rosso e Giallo sembrano vicine ma in questa situazione abbiamo comunque una produzione di 15dB a 20Hz superiore da Giallo a parità di potenza utilizzata (vedi grafico 2).
La cassa chiusa, in verde, ha il classico comportamento "prevedibile". Non avendo il "buco" del reflex, in gamma infrasonica perde meno pressione dovuta al controfase cono/tubo, l'escursione aumenta più dolcemente.


https://i.imgur.com/EFHAjwG.jpg

Quindi, se non ho capito male, nel grafico 3 (max. Ac. Pow. ) il sub rosso è in grado di fare 99 DB puliti, dopo la sua escursione non è più lineare; a quale frequenza non lo è lo si capisce da quella "svirgola" sui 30hz di un rosso leggermente più tenue?

Per curiosità quale 18 faital stai simulando? Vorrei prendere un 18xl appena lo trovo a prezzo decente.

il faital è questo qui, ma da 8 ohm:

https://www.dibirama.altervista.org/...16-detail.html

cursiosamente la versione da 16 Ohm è più adatta alla cassa chiusa (o il dipolo, se non si tratta di Sub).

Con la diversa bobina i parametri elettromeccanici variano facendo salire il Qts a quasi il doppio.
Con questo valore (del 16 ohm, intendo) il ginocchio di discesa verso le ultra basse si sposta più indietro e diventa più ripido,
rendendolo meno adatto al reflex.

Se ti piace la cassa chiusa e hai spazio per 2 cassoni da collegare in parallelo, da 150 litri l'uno almeno ... :D

Per quanto riguarda la linea meno marcata delle escursioni, che continua a salire non saprei cosa intende BassBox. Ci darò un occhio nei weekend.
Invece sono sicuro di una cosa, il TB, rosso, sta "fermo" sui 99dB dai 26Hz a salire perchè li si passa alla tenuta termica della bobina dei 50W dichiarati, partendo dai fatidici 83 dB con 1W
(83>93dB con 10W, 96 20W, 99 40W, poi nel grafico in realtà è 99,4 con gli altri 10w)

Mentre al di sotto la linea scende a picco perchè si entra nella fase di tenuta meccanica, dove il woofer si trova a lavorare praticamente in ara libera. E bastano pochi W per mandarlo in crisi (grafico dell'escursione che schizza..).
Lo vediamo bene col verde, scende più dolcemente. Il rosso è quello che crolla in modo più evidente perchè come ho già scritto è stato "tirato" in basso (motivo per cui il GD schizza in alto...)

@marklevi

Grazie per aver condiviso tutto ciò.
Ora mi è più chiaro il comportamento dei subwoofer in rapporto ai dati dichiarati.

Sfrutto la tua competenza per chiederti se, a tuo avviso, una soluzione come questa (4 wooferotti da 5,5” + un passivo da 10”), può essere un buon compromesso per evitare la “sordità” come hai definito quella relativa al sub rosso ed avvicinarsi ad una linearità e a una “non invadenza” più da verde che da giallo (ipotizzando ovviamente un ambiente non enorme, diciamo 18/20 mq):

https://www.audiopro.com/wp-content/...bass2-info.pdf

Grazie :)

Allora vediamo, AudioPro ha fatto molte innovazioni nel passato. Questo prodotto ha qualche particolarità.

I 4 wooferini sono piazzati 2 per lato, ottima idea per compensare le spinte sul mobile. Sono collegati con la stessa fase, quindi quando rientrano i due a destra lo fanno pure i due a sinistra.

4 woofer da 5,5 pollici equivalgono come area ad un 11 pollici. Quindi Ha uno spostamento di aria quasi, molto vicino al Dayton da 12", verde, di sopra.

Però ha il radiatore passivo. Quindi si comporta come un reflex che nella zona di accordo ha un ottimo gain di pressione. Mentre al di sotto crolla di meno perchè il passivo fa una certa resistenza al flusso dell'aria in cointinuo aumento.

Il vantaggio di un passivo rispetto ad un classico tubo è che si riesce ad accordare molto in basso senza dover usare un tubo molto lungo e grande (di diametro, necessario per evitare gli sbuffi). Questo porta il "calo" nel grafico dell'escursione, la punta verso il basso, a scendere in frequenza. Molto positivo in HT.

Poi vedo che ha un "HiPass adaptive filter 20-40 Hz 24 dB/octave" che aiuta proprio la tenuta nella prima ottava.

Direi un prodotto molto interessante

Grazie. Peccato sua una soluzione poco o nulla implementata ne’ da audio pro, che ha smesso di produrlo, ne’ da altri. In più è quasi introvabile.

in effetti dopo aver scritto ho cercato ma nisba... :D

Complimenti per il post!

Finalmente qualche grafico su cui basare dei ragionamenti concreti su come si comportano differenti woofer a parità di situazioni!

grazieeee