Trombe: sfatiamo qualche leggenda (WE 555)

[F.Calabrese]

C'è una cosa che a volte trovo assolutamente esilarante, di certi thread che compaiono su forum come quello di VHF, dove non scrivono veri esperti, specie di trombe... ed è la fideistica glorificazione di veri e propri reperti archeologici, come ad esempio il leggendario driver Western Electric WE-555.

A volte, lo confesso, trovo però irritante che agli appassionati meno esperti si presentino come meravigliosi degli oggetti che sono solo e soltanto dei pezzi da museo...

Per questo mi sono armato di pazienza ed ho simulato l'accoppiata di una coppia di questi drivers con una tromba SATO, a sua volta ispirata ad una WE degli anni che furono...(non ricordo la sigla..)

I disegni circolano in rete, e sono abbastanza dettagliati ed in scala... guardate qui:

we_555a_section.gif (43.21 KiB) Visto 3864 volte

Quanto alle misure del diaframma e del phasing plug, guardate qui sotto...

WE555a_rifasatore.jpg (39.07 KiB) Visto 3864 volte

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F.C.

[F.Calabrese]

Quanto ai disegni delle trombe SATO, eccoli qui...

SATO_ok.JPG (54.15 KiB) Visto 3862 volte

Ed eccole impiegate in un "grande Mostro"... (sono i tromboni in alto...)

Mostro_austriaco.jpg (125.8 KiB) Visto 3862 volte

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F.C.

[F.Calabrese]

Perlustrando il Web si trovano anche delle curve di risposta dei WE-555, misurate con altre trombe...

WE555_risposta.jpg (48.61 KiB) Visto 3861 volte

La misura di risposta più attendibile è però questa qui sotto, eseguita da Paul Klipsch in persona, con il WE-555 montato su una sua tromba radiale che tagliava a 400 Hz (invece dei 100 Hz delle Sato).

WE555_meas-by-Klipsch.JPG (403.23 KiB) Visto 3861 volte

Come potete vedere, si tratta di drivers che in alto tagliavano già a 4 KHz...

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F.C.

[F.Calabrese]

Tanto per farci un primo sorriso... guardate bene la risposta di questo "tweeter" Western Electric 597a...
(misurata da Paul Klipsch)

WEtweet-meas-by-Klipsch.JPG (383.2 KiB) Visto 3859 volte

Già... avete visto bene... al di sopra di 10.000 Hz (10 KHz) la risposta crolla verticalmente...

Ma come si fa a considerare ancor oggi valido un oggetto del genere...?

Al prossimo post per riprendere sul WE-555.

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F.C.

[F.Calabrese]

Ora passiamo alla nostra simulazione (non vorrei sbagliare, ma è la prima pubblicata... sul WE-555), eseguita con Hornresp.

La risposta in asse dell'accoppiata di due WE-555 su una tromba SATO è quella in alto, in grigio chiaro, mentre la curva più scura, in basso, mostra la risposta energetica... Nella simulazione ho ipotizzato di avere un volume d'aria davvero minimo tra la membrana del driver e l'imbocco della tromba, perché Hornresp non permette di simulare gli effetti delle risonanze della cavità... In ogni caso è la massa del diaframma più la bobina mobile a tagliare la risposta sopra 2-3 KHz...

Sato_Risp_axis+ener_Rg=Re.jpg (112.71 KiB) Visto 3857 volte

Niente male... vero...? La linearità dell'accoppiata spiega bene il successo di questi pezzi da museo... ancora oggi...

Però... c'è un bel problema... anzi ve ne sono due... uno più grosso dell'altro...!!!

Al prossimo post...

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F.C.

[F.Calabrese]

Osserviamo ora con attenzione il risultato della simulazione dell'escursione di una coppia di drivers WE-555 su una tromba SATO, alla potenza di UN WATT.

Sato_Exc1W.jpg (111.78 KiB) Visto 3856 volte

Già... proprio così... se si vuol far scendere il nostro trombone da museo ad una frequenza dell'ordine dei 150 Hz, occorre un'escursione di circa mezzo millimetro già ad un Watt... ma se lasciamo almeno un millimetro di aria (*) tra la cupola d'alluminio ed il rifasatore a goccia... addio frequenze sopra 4 KHz...!!!

E poi il WE-555 è specificato per una potenza massima di 6 watt per unità...

Vediamo dunque cosa accade a 12 Watt (con due drivers...):

Sato_Exc12W.jpg (105.08 KiB) Visto 3856 volte

Abbiamo capito già una prima cosa importante... vale a dire che l'accoppiata di due WE-555 con una tromba SATO è praticamente inutilizzabile a frequenze comprese tra 150 e 3-400 Hz...

Ma allora che senso ha costruire un trombone-catafalco di quelle dimensioni...???

Se infatti l'idea è quella di tagliare a 3-400 Hz... allora il solito trombone radiale (tipo le JBL 2350) basta ed avanza !!!

Misteri dell'Hi-Fi... specie di quella giapponese...!

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F.C.

(*): E' chiaro che un'escursione di mezzo millimetro dimezzerebbe il volume di questa cavità in occasione della semionda positiva, mentre lo moltiplicherebbe di una volta e mezza per la semionda negativa. DOVETE CAPIRE AL VOLO CHE QUESTO SIGNIFICA TANTA DISTORSIONE...!!!

[F.Calabrese]

Prima però avevamo parlato di DUE grossi problemi, per l'accoppiata WE-555 (2X) su tromba SATO.

Il primo problema è quello dell'escursione, che confligge con la necessità di ridurre al minimo la cavità tra la membrana del driver ed il rifasatore, pena la perdita delle già miserande alte frequenze... (e la moltiplicazione della distorsione, sempre alle alte frequenze...)

IL SECONDO PROBLEMA E' QUELLO DELLA DISTORSIONE DA NONLINEARITA' DELL'ARIA NEL LUNGO CONDOTTO... della tromba SATO.

Ora il caso vuole che la recente release 38 di Hornresp calcoli anche il valore di questa distorsione, per esempio alla potenza di UN Watt ed alla frequenza di 300 Hz... come potete vedere qui sotto (leggete bene alla sesta riga dall'alto)...

Sato_Dist300Hz.jpg (150.88 KiB) Visto 3855 volte

Un bel guaio... perché la distorsione è dell'1,32 per cento già ad un Watt...

Ora confrontiamo le prestazioni dell'accoppiata WE+SATO con quelle di una soluzione moderna, come quella dell'"impianto economico" (vedi: https://www.hifi-forumlibero.it/phpBB3/ ... t=0#p99404 ). C'è un piccolo problema: Hornresp non può simulare completamente la nuova configurazione dei medi di questo impianto (che per me data al 1998... lo ricordo...) se non ad una sola frequenza, che fortunatamente corrisponde proprio a 300 Hz. Guardate qui sotto.

MIDL8_mid_Dist300Hz.jpg (150.94 KiB) Visto 3853 volte

A parità di livello sonoro emesso (107 dB) la distorsione da nonlinearità dell'aria è crollata allo 0,086%...

Abbiamo dunque 15 volte meno distorsione... nella moderna tromba di seconda generazione (avanzata).

A questo punto mi prendo una mezza giornata di pausa, invitandovi a riflettere... Ma questa gente che tanto adora questa ferraglia... si rende conto dei limiti che essa presenta...???

Stiamo parlando di distorsioni causate dall'aria... per cui indipendenti dalla qualità dei trasduttori...!!!

Domani apriremo un lungo capitolo sulle distorsioni magnetiche, l'unico caso in cui i vecchi drivers da museo hanno ancora qualcosa da dire, ma non come credono i loro estimatori...

Saluti
F.C.

[F.Calabrese]

Prima di procedere oltre, non dimentichiamo che esistono trombe ancora più grandi e lunghe delle Sato... vale a dire le Western Electric 17a, che potete ammirare qui sotto...

WE15A17a_diagram.jpg (65.12 KiB) Visto 3852 volte

A parità di drivers (due WE-555) queste trombe garantivano una maggiore estensione della risposta alle basse frequenze:

WE17a_Risp_axis+ener_Rg=Re.jpg (116.68 KiB) Visto 3852 volte

La risposta in colore scuro, in alto, è quella in asse... mentre quella più chiara, in basso, è la risposta energetica.
Notate le oscillazioni in gamma bassa, causate dalle riflessioni indietro dalla bocca (che pure non è certo piccola!).

In ogni caso la risposta non scende sotto 55 Hz, nonostante la tromba sia lunga quattro metri e 26 cm. (!)

Con una tromba di quella lunghezza ed un moderno trasduttore si potrebbe scendere di almeno un'ottava, in basso...

Ma i problemi (di distorsione) della WE-17 sono più gravi di quelli della Sato... come vedremo nel prossimo post...

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F.C.

[F.Calabrese]

Qui di seguito potete osservare, forse per la prima volta con la giusta evidenza, un aspetto della progettazione delle trombe che viene spesso sottaciuto: l'aumento dell'escursione in presenza di riflessioni dalla bocca... Osservate qui sotto la curva di escursione ad 1 Watt di una coppia di drivers WE-555 montati in una tromba WE-17...

WE17a_Excurs1W.jpg (105.38 KiB) Visto 3851 volte

Quindi la potenza massima cui possono operare questi drivers è vicina ad UN Watt (su due drivers)... perché se proviamo a simulare la loro escursione alla potenza "nominale" di ben 6 (sei...) Watt per driver... ecco cosa accade...

WE17a_Excurs12W.jpg (106.06 KiB) Visto 3851 volte

Come potete vedere, il limite di un millimetro di escursione si raggiunge a 200 Hz, per cui è stato del tutto inutile impiegare un trombone lungo quasi tre volte quello della Sato... per ottenere NULLA in più... in pratica.

Ma non abbiamo ancora parlato del secondo tipo di distorsione che affligge proprio questa tromba più di qualsiasi altra: la distorsione da nonlinearità dell'aria... (al prossimo post !)

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F.C.

[F.Calabrese]

Ora non ci resta che utilizzare nuovamente la possibilità offerta dalla più recente release di Hornresp di calcolare la distorsione da nonlinearità dell'aria, questa volta per la lunghissima tromba WE-17a...

WE17a_Distor300Hz1W.jpg (147.42 KiB) Visto 3850 volte

Come previsto, la maggiore lunghezza (e la minore espansione iniziale) del condotto penalizzano questa tromba al punto di comportare una distorsione addirittura del 2,38 per cento ad appena 1 Watt (su due drivers).

Questo livello di distorsione è oltre VENTISETTE VOLTE SUPERIORE rispetto a quello conseguibile con un moderno medio-basso, che impieghi un normale trasduttore Pro da 8"/20cm. in tromba corta...! Riposto l'immagine della simulazione di questo, per confronto...

MIDL8_mid_Dist300Hz.jpg (150.94 KiB) Visto 3850 volte

A questo punto sorge spontanea la domanda... "Ma gli audiofili giapponesi sono sordi...???"

La risposta nel prossimo post.

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F.C.

Poscritto importante: Sulle schermate di Hornresp si legge "distorsione di seconda armonica", mentre nella realtà si forma anche intermodulazione... Nei condotti lunghi, poi, come quelli di cui parliamo, si creano anche "armoniche delle armoniche", con i risultati all'ascolto che potete immaginare...!