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Il sistema che propongo è abbastanza inconsueto, si tratta del Reflex a Doppia Camera (DCR) proposto nel Dicembre 1961 su Electronics World dall'americano G.L. Augspurger ed in seguito ripreso prima da R. N. Marsh (Speaker Builder 03/80) e poi da David B. Weems in due suoi articoli su Speaker Builder (04/1985 e 01/1992) ed in vari libri dello stesso autore. Per non creare confusione, guardate la seguente immagine che mostra il Bass Reflex e quattro sue varianti, tra cui quella di Augspurger-Weems:
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BASS REFLEX E SUE VARIANTI |
Ma vediamo più nel
dettaglio come funziona questo sistema: il diffusore è
composto da due camere, una il doppio dell'altra, con quella
maggiore che alloggia il woofer. Nella prima camera, V1,
ci sono due condotti, il primo, P1, accorda V1
con l'esterno mentre il secondo condotto, P2,
accorda le due camere, V1 - V2;
infine il terzo condotto, P3, accorda V2 con
l'esterno. Si vengono a creare, quindi, tre differenti frequenze
risonanza: F1 relativa a V1-P1;
F2 relativa a V1/ V2 - P2
; F3 relativa a V2- P3
. Mantenendo V1 = 2 x V2 ed i tre
condotti uguali tra loro, in lunghezza e diametro, avremo che F2
= 1,126 x F1 mentre F3 =
2,17 x F1 = 1,93 x F2 .
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DCR |
Guardando la curva
dell'impedenza di un sistema DCR avremo tre picchi invece
dei classici due propri del bass reflex; si
noteranno quindi due FB: quella inferiore (F2)
dove l'altoparlante vede un'unica camera (V1+V2),
come se la partizione tra le due camere non esistesse; l'altra (F3)
si presenta a poco meno di una ottava di F2 essendo F3
= 1,93 x F2 . Nel grafico in esame F2=46,1
Hz ed F3=89 Hz,
misurati come valore minimo dell'impedenza nelle due selle;
i valori trovati
di F2 e F3
sono confermati applicando le formule anzidette.
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DCR RISPOSTA DELL' IMPEDENZA |
A conferma che la F2 del DCR corrisponda alla FB della stessa cassa in configurazione reflex, cioè senza la paratia di divisione e con gli stessi condotti di accordo, ho comparato le impedenze delle due non usando materiale fonoassorbente al loro interno; a titolo d'informazione il volume del sistema reflex era di 0,8 litri maggiore a causa della non presenza della paratia divisoria usata nel DCR. Il risultato non fa' che confermarci che alla F2 il DCR vede un'unica camera (V1+V2), come se la partizione tra le due camere non esistesse:
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RISPOSTA DELL' IMPEDENZA: REFLEX - DCR |
La risposta in frequenza tipica dei sistemi DCR presenta un' avvallamento (dip) poco dopo F3 ma che non è pregiudiziale, a detta di Augspurger e Weems, in quanto di lieve entità e anche perché sono i picchi e non gli avvallamenti ad essere più evidenti all'ascolto. Nel caso detto dip sia molto pronunciato, Weems consiglia di inserire dell'assorbente acustico all'interno di P2 , cosa che però porterebbe ad aumentare le perdite proprie del condotto e quindi a variare i valori in uso di una forma non facilmente deducibile. Il grafico sottostante mostra la risposta in campo vicino del solo woofer, senza cioè aver misurato ed aggiunto la risposta dei condotti di accordo; la F2 viene identificata dal profondo buco, visto che negli accordi reflex il punto di minor emissione energetica del woofer avviene proprio alla sua frequenza di accordo: potete notare che la F2 , in questo grafico, risulta uguale a 44,5 Hz mentre la avevamo trovata uguale a 46,1 Hz nel grafico dell'impedenza. Questa differenza è normale, poiché le misure acustiche non coincidono esattamente con quelle elettriche; comunque sia, usare il buco della risposta in campo vicino per definire la frequenza di accordo del sistema è il metodo più accurato. Potete vedere il dip tipico del DCR nei pressi di F3.
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DCR RISPOSTA IN CAMPO VICINO SENZA CONDOTTI |
Per capire cosa causa l'avvallamento tipico della DCR, dobbiamo analizzare le emissioni acustiche delle due porte esterne, P1-P3, guardando il grafico della risposta in campo vicino relativo alle fasi di P1-P3 e del woofer: al di sotto di F2 le porte sono in fase tra loro ma fuori fase rispetto al woofer; tra F2-F3 le porte sono in fase tra loro e anche con il woofer; sopra F3 le porte sono fuori fase tra loro, ed è proprio questo sfasamento a causare l'avvallamento nella risposta.
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DCR FASE IN CAMPO VICINO : P1 - P3 - WOOFER |
I vantaggi del DCR
rispetto ad un convenzionale sistema reflex, come riportato da D. B.
Keele, sono una riduzione dell'escursione del cono dell'altoparlante
anche intorno alla F3, con conseguente riduzione della
distorsione: sappiamo che in un sistema reflex l'escursione del cono
sia minima alla FB (mentre nei sistemi a cassa chiusa la
massima escursione avviene nei pressi della FC ), quindi sia la
distorsione di non linearità del diaframma che la distorsione
di intermodulazione sono minori, nell'intorno della frequenza di
accordo, rispetto ad un sistema in cassa chiusa; in un sistema DCR
detta riduzione dell'escursione del cono avviene a due frequenze, F2
ed F3, cioè in uno range di frequenza più
ampio rispetto ad un sistema reflex. Inoltre l'uso di due camere in
diffusori a torre, cioè là dove è più
facile l'instaurarsi di onde stazionarie, aiuta a ridurre il fenomeno
delle risonanze; per verificare ciò ho confrontato l'impedenza
del DCR con quella Reflex ottenuta eliminando la paratia di
separazione delle due camere; entrambi i sistemi non avevano
assorbente acustico all'interno. Il risultato è molto
incoraggiante: il picco della reflex a 180 Hz è scomparso e
non si notano altri picchi pericolosi se non quello tipico del DCR a
89 Hz; notate come le selle tra i due picchi siano coincidenti, a
riprova che la F2 del DCR sia uguale alla FB della
reflex.
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CONFRONTO RISPOSTE IMPEDENZA: DCR - REFLEX |
Vediamo ora come calcolare
un sistema DCR.