Teoria dei Massimi Sistemi, secondo Earl Geddes

[F.Calabrese]

Iniziamo con quella che è la modestissima presentazione che Earl Geddes fa del suo diffusore...

...insomma, l'Ottava Meraviglia, o giù di lì...!



Vi faccio notare che Geddes afferma che questa configurazione è il frutto di 40 anni di esperienza nella progettazione di diffusori... il che, considerato il suo curriculum di pubblicazioni AES innovative e di estrema complessità matematica, non è davvero poco...!

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Siamo al primo concetto decisamente importante: secondo Earl Geddes in un ambiente con risonanze in bassa frequenza NON smorzate è inutile pensare di risolvere la situazione adottando diffusori di configurazione particolare, come i dipoli...

Secondo lui è importante smorzare appunto queste risonanze, ma questo è possibile solo nelle abitazioni USA o giapponesi, vale a dire in abitazioni dove possono essere presenti ampie superfici in materiale risonante (che per questo assorbe energia) anche alle più basse frequenze emesse dai diffusori. In USA, infatti, si impiega il cartongesso intelaiato per i tramezzi interni, e talvolta anche per il rivestimento interno delle pareti perimetrali. In Giappone ancor più.

Quindi secondo Geddes le nostre abitazioni in muratura rigida, con finestre relativamente piccole, sono da considerare praticamente "senza speranza", perlomeno alle bassissime frequenze (sotto 100 Hz, per capirci).

Per nostra fortuna lui compie due errori, nel fare quell'affermazione: esistono infatti almeno due tecniche che consentono ottimi risultati in ambienti riverberanti, ed una delle due impiega appunto dei dipoli... Ma non chiedetemi quali siano, perché mi sono impegnato a metterle a disposizione solo e soltanto in favore dei clienti dei miei impianti...

Come testimonianza del fatto che "SI PUO' FARE" vi posto qui sotto la risposta per varie posizioni distanti da 1,5 a 3 metri, sia in avanti che indietro che a lato, ottenute impiegando una delle due tecniche e con due soli Sub, non equalizzati...



Notate che l'andamento medio delle curve è perfettamente identico, salvo la presenza occasionale di rari e stretti buchi, inaudibili proprio per la loro limitata banda...

L'alternativa all'impiego di queste tecniche è presto detta: andrebbero impiegati risonatori a cavità in numero enorme (oltre 100), accordati a frequenze diverse tra loro, a passi di 1-2 Hz... Come in questi Studi di registrazione:

http://nuke.fabriziocalabrese.it/Portal ... ia_82A.jpg

http://nuke.fabriziocalabrese.it/Portal ... rds_86.jpg

http://nuke.fabriziocalabrese.it/Portal ... asi_86.jpg

Vi lascio immaginare il costo di questo tipo di trattamenti acustici...

Quanto all'impiego del cartogesso "all'americana" o di ampie vetrate (con vetro sottile), vi invito a riflettere sul fatto che questo tipo di assorbitori è tutt'altro che lineare, rispetto al livello di pressione sonora. Il cartongesso ha spesso una flessibilità diversa in un senso o nell'altro, per cui è possibile che assorba diversamente le due semionde di una stessa frequenza (bassa)... Insomma, gli assorbitori di questo tipo possono creare distorsione...!
Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Due concetti importanti e controversi, in un solo post...

1)- Secondo Earl Geddes i dipoli non mostrano vantaggi, in termini di interfacciabilità con gli ambienti... ma hanno il difetto, a suo dire grave, di essere limitati dinamicamente.
In questo Geddes dimostra di ignorare che di dipoli ne esistono almeno tre tipi diversissimi: quelli "ruspanti" (vale a dire le tavole con un buco per ogni woofer, ed al limite delle fiancatine...), e quelli "potenti", realizzati caricando le emissioni e/o impiegando due unità spaziate ed in controfase. Le due ultime soluzioni NON hanno i problemi di dinamica che Geddes paventa, e possono ridurre il livello del campo riverberato da 5 a 9 dB, a seconda della configurazione...

2)- La seconda osservazione di Geddes è indiscutibile: l'equalizzazione in gamma bassa restringe l'area utile d'ascolto e peggiora le prestazioni in ogni altra parte dello stesso ambiente...
Da parte mia confermo: l'equalizzazione necessaria è solo quella che bilancia gli effetti energetici causati dall'allineamento della risposta del diffusore, in funzione del caricamento acustico che esso riceve dalle pareti cui eventualmente aderisce.
Alle risonanze ambientali SI DEVE porre rimedio in altro modo, se si desidera un impianto bensuonante non solo per un singolo punto di ascolto.

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Questo è un concetto importante e condivisibile...

Secondo Earl Geddes una volta che si smorzano (in alcun modo) le risonanze dell'ambiente alle più basse frequenze,
SI PERDE ENERGIA...

Vero... verissimo...!

Per esperienza personale posso però affermare che i risonatori a cavità non creano grandi problemi, in quanto sono più reattivi che resistivi, vale a dire rilasciano l'energia assorbita in tempi successivi, favorendo la cancellazione delle basse per interferenza di fase negativa, esattamente come possono emettere in fase...
Negli Studi in cui li ho impiegati estensivamente ho sempre avvertito una sensazione di grande potenza in gamma bassa (ma ho sempre impiegato Monitor almeno dieci volte più potenti del sistema di Geddes... per cui non posso affermare con certezza che la perdita di energia sia comunque trascurabile...)!

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Qui Earl Geddes si sbilancia alquanto in favore di una soluzione progettuale piuttosto insolita, che consiste nell'impiego di numerosi subwoofers sparsi nello stesso ambiente... Secondo lui questi Sub non devono essere necessariamente eguali tra loro, ed anzi sarebbe meglio accordarli diversamente.

Curiosamente, questo approccio progettuale è assai più vicino a quello degli autocostruttori, rispetto a quanto potrebbe proporre un progettista esperto. E -se ci pensate- è facile spiegare il perché.

Accade infatti che i woofers di piccolo diametro (da 10"/25cm. in giù) hanno sempre bobine più corte e sospensioni (=centratori) più piccoli rispetto a quelli dei woofers da 12/15/18 pollici (32-38-47 cm.), ragion per cui se pure è vero che la superficie radiante di tra woofers da 10"/25cm. è grossomodo eguale a quella di un solo 18"/47cm., è anche vero che i woofer piccoli non potranno pemettersi escursioni lineari superiori al centimetro, mentre i grossi calibri arrivano a sei volte tanto... NON SOLO... MA I WOOFER PICCOLI SONO SEMPRE ASSAI MENO EFFICIENTI, specie alle bassissime frequenze...!!!

E poi attenzione: se è vero che tante emissioni con fasi diverse (per la diversa distanza dall'ascoltatore) possono riempire i vuoti tra una risonanza e l'altra... è anche vero che possono tranquillamente crearne di altri egualmente profondi, cancellandosi tra loro... Come dire che l'impiego di subwoofers multipli NON E' L'OTTAVA MERAVIGLIA...!!!

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Ancora idee interessanti, da parte di Earl Geddes che, lo ricordo, è stato anche Presidente dell'Audio Engineering Society, vale a dire l'associazione che annovera i massimi esperti in Elettroacustica del pianeta che operano in campo Audio Pro.

La prima osservazione è che le riflessioni da oggetti o pareti vicine sono fortemente negative in termini di qualità dell'ascolto, specialmente se arrivano prima di 20 ms e se sono energeticamente significative sopra 500 Hz.

Questa osservazione cozza frontalmente sia con la pratica comune in materia di progettazione di diffusori Hi-Fi, sia con le teorie dei fanatici del feltro, come Moss. Questi ultimi, infatti, tendono ad impiegare materiali che assorbono e diffrangono solo a frequenze decisamente superiori ai 500-700 Hz che rappresentano il confine tra le frequenze basse (dove l'udito è sensibile alla fase relativa tra gli arrivi alle due orecchie) e le frequenze superiori, dove è l'intensità dei primi arrivi a determinare la localizzazione.

Quanto alla pratica comune, osservate con attenzione uno dei soliti diffusori "tower"... Noterete che il progettista ha fatto tutto il possibile per assicurarsi che il peggio accada...

Ha infatti impiegato trasduttori piccoli rispetto alle lunghezze d'onda che emettono, per cui omnidirezionali...

Ha ridotto al minimo la superficie dei pannelli frontali, perdendo anche quel minimo di aiuto che questi possono garantire, limitando l'angolo di irradiazione ad una emisfera

Ecco dunque che i normali diffusori, nei normali ambienti, favoriscono addirittura l'instaurarsi di riflessioni dal pavimento e dalle pareti di fondo e laterale della stanza... Riflessioni che arrivano all'ascoltatore con quasi la stessa energia rispetto all'onda diretta emessa dal diffusore (che è una sola, mentre le riflessioni sono tante)... anzi, a volte la sovrastano, perché i percorsi sono simili ma il numero di riflessioni è elevato...

Quanto ai sostenitori dei rotoli di feltro in giro per la stanza... Beh... se ci credessero davvero li dovrebbero impiegare anche appesi al soffitto e sulla parte superiore delle pareti laterali... e non solo in terra (dove però riempiono la scena, in foto...). Che senso ha assorbire o diffrangere le riflessioni dal pavimento, se si lasciano libere e riflettenti le altre cinque pareti...?

L'osservazione successiva che fa Geddes, vale a dire che sotto 500 Hz non ci sono quasi problemi, è stata in realtà dimostrata erronea sia da Allison e Berkovits, negli anni '70, che da Glyn Adams (della B&W) più di recente...
Citando quest'ultimo, infatti:



In due parole il concetto di G.Adams è: "Se le riflessioni dalle tre pareti più vicine enfatizzano qualche frequenza o ne cancellano altre, questo influenzerà necessariamente lo spettro di tutte le successive riflessioni e quindi del campo riverberato"...

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Osservazione semplicemente geniale...

Earl Geddes osserva che se le prime riflessioni pervengono all'ascoltatore da una direzione diversa da quella dell'onda diretta, o -per essere più precisi- arrivano prima e più forti all'ALTRO orecchio, rispetto a quello cui arriva l'emissione diretta... allora gran parte della loro nocività viene eliminata da qual meccanismo fisiologico noto come Effetto Haas.

Qui sotto, infatti potete vedere il valore di attenuazione introdotto dal sistema uditivo, in funzione del ritardo con cui perviene una riflessione... (che deve essere di contenuto spettrale praticamente identico a quello dell'emissione primaria).



Notate che le primissime riflessioni, come pure le onde diffratte dagli spigoli del mobile, NON sono attenuate, ma creano picchi e buche nella risposta comunque avvertibili e fortemente penalizzanti in termini qualitativi, come spiegato nel post successivo.

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Geddes spiega per esteso il meccanismo per cui le primissime riflessioni ed i prodotti della diffrazione, che arrivano entrambi con ritardi inferiori a 2 millisecondi, esercitano una forte e negativa influenza sulla qualità all'ascolto.

Secondo lui -ed è nozione condivisa- l'unico modo per eliminarle è quello di intervenire alla fonte, mentre l'impiego di qualsiasi tipo di equalizzazione è sconsigliato, in quanto la correzione sarebbe valida per un solo punto d'ascolto...

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Riassumendo: il diffusore ideale, secondo Earl Geddes, è quello che contiene al massimo l'ampiezza delle prime riflessioni, e specialmente di quelle che potrebbero pervenire all'ascoltatore dallo stesso lato del diffusore che emette il segnale primario.

(Apro una piccola parentesi: se osservate bene la configurazione del mio Mostro di Stereoplay, noterete che sia la gamma bassa che quella medio-bassa sono emesse da sorgenti cilindriche collocate in angolo... In quanto sorgenti cilindriche entrambe le bocche NON producono riflessioni dal pavimento e dal soffitto... ed essendo in angolo non creano riflessioni dalla parete sullo stesso lato e da quella di fondo... DUNQUE LA CONFIGURAZIONE DI GEDDES E' STATA ANTICIPATA DI UNA VENTINA DI ANNI, dal sottoscritto. Aggiungendo una tromba a direttività costante quall'impianto sarebbe stato perfetto.)

Qui si apre un possibile dibattito sul fatto che sia eventualmente preferibile una grossa tromba direttiva, come quella impiegata da Geddes nei suoi diffusori "Magna Cum Laude", o se sia meglio utilizzare trombe corte, di seconda generazione, come quella dei medi del mio Mostro di Stereoplay. Ci sono vantaggi e svantaggi per entrambe le soluzioni.

La tromba a direttività costante necessita di una distanza di ascolto minima, al di sotto della quale le parti più distanti tra loro della sua superficie di bocca producono emissioni che arrivano all'ascoltatore con percorsi diversi e quindi NON in fase.
La tromba corta, a diffrazione, non ha questo difetto ed ha meno distorsione, ma richiede attenzione nella collocazione: quella ideale sarebbe a filo parete, come in questi Monitor:



Segue
F.C.

P.S: Nelle trombe "a diffrazione" il fenomeno è voluto e mitigato nelle sue conseguenze già a livello di progetto, per cui nessuna delle obiezioni proposte da Geddes si applica loro.

[F.Calabrese]

Qui mi sento di sottoscrivere integralmente l'affermazione di Geddes che le stanze acusticamente migliori sono quelle in cui c'è molto assorbimento alle basse frequenze e poco alle alte...

Sono ambienti che io ho realizzato come regìe di Studi di registrazione già negli anni '80, impiegando estensivamente centinaia di risonatori di Helmoltz (che assorbono solo la frequenza alla quale risuonano). Ovviamente si rivestivano anche le pareti, ma in quota assai minore di quanto fosse la regola negli Studi progettati da avventizi.

C'è un problema, però... è che i normali ambienti domestici italiani sono praticamente privi di assorbenti efficaci alle basse frequenze... E questo spiega i pessimi risultati ottenuti anche con diffusori costosissimi e per ogni altro verso sofisticati.

Se però escludiamo -per motivi di costo- l'impiego di risonatori, allora non restano che due alternative: l'impiego di membrane assorbenti o della cancellazione attiva. La prima delle due tecniche, come abbiamo già accennato, può causare distorsione, se l'assorbente non ha un comportamento lineare... E le membrane sono lineari in un caso su cento...

Saluti
F.C.