Un Box per Subwoofer in sospensione pneumatica

La sospensione pneumatica
E’ la tipologia più semplice e facile da realizzare. Si monta l’AP in un mobile sigillato e a tenuta stagna dove il fronte d’onda posteriore dell’AP non è udibile proprio perché imprigionato all’interno del box. Essendo inudibile dall’esterno non può andare a sovrapporsi al fronte d’onda anteriore.
Risultato: tutto il suono di una cassa chiusa viene esclusivamente dal movimento della membrana, che produce, in maniera udibile, il solo fronte d’onda anteriore.
Il tipo di AP e il volume della cassa determinano la frequenza di risonanza del box (Fc) che può essere solo superiore alla frequenza di risonanza dell’AP in aria libera (Fs) in quanto l’aria contenuta all’interno della cassa si comporta come una sospensione aggiuntiva. Al di sotto della Fc la risposta di un box chiuso cala di 12db per ottava, in assoluto la più bassa pendenza di attenuazione tra tutti i sistemi di caricamento. Nella progettazione di una cassa chiusa è auspicabile partire dalla scelta del valore di Qtc, ovvero, il fattore di merito della risposta in frequenza di un box chiuso. Attenzione al fatto che questo valore non può essere inferiore al Qts dell’AP. Un corretto progetto di cassa chiusa dovrebbe avere un Qtc compreso tra 0.5, molto smorzato, e 1, poco smorzato. Un ottimo valore di compromesso è 0.7 – 0.71 ovvero il massimo valore di Qtc senza enfatizzazioni della risposta. Scegliete l’altoparlante in maniera tale che il Qtc ottenuto con il volume di caricamento desiderato (Vc), sia accettabile.
Ma come si può variare questo fattore di merito?
Se ci pensate, mantenendo lo stesso AP, l’unico parametro che potete variare in una cassa chiusa è il volume di caricamento, il Vc. Anche l’inserimento di materiale assorbente all’interno del box si traduce, semplificando, in un aumento virtuale di Vc. Purtroppo sia la Fc che il Qtc sono inversamente proporzionali al volume di caricamento e quindi non si può variare il Qtc senza variare la Fc.
Parliamo un poco anche del movimento della membrana in un box in cassa chiusa. Più le frequenze che il box è chiamato a riprodurre sono basse più il cono, a parità di pressione, è chiamato a muoversi (escursione). Questo avviene fino alla Fc. Al di sotto di quest’ultima l’escursione tende a stabilizzarsi fino a non crescere più perché il volume d’aria contenuto all’interno del box, chiamato a comprimersi di molto, lo impedisce. Per questo motivo la risposta cala di 12db per ottava sotto la Fc. Più un AP è adatto alla cassa chiusa più, purtroppo, presenta bassa sensibilità e necessita conseguentemente di amplificazioni molto “robuste”.

Scelta dell’altoparlante:
Sulla scelta di AP adatti a ricoprire il ruolo di subwoofer con questo tipo di caricamento, occorre precisare che non esistono regole ferree ma che si ottengono risposte in frequenza soddisfacenti se i parametri caratteristici di Thiele&Small rispettano le seguenti equazioni :
Fs/Qes<75
0.7>Qts>0.4
E’ necessaria anche grande capacità di muovere aria da parte dell’AP se si desiderano alti volumi d’ascolto indistorti. Quelli che seguono sono parametri molto personali ma, per dare un’idea, un diametro nominale dell’AP di almeno 10″ (25cm) congiunto ad una Xmax maggiore di 7mm cominciano ad essere buoni valori. Ad alcuni basta un 20cm con escursione risicata, ad altri non bastano due 30cm con escursioni Kmetriche.

Vantaggi:
· Facile da costruire e tollerante agli errori di progettazione
· Transienti migliori (tradotto significa che è molto rapido e “naturale” se correttamente progettato e realizzato)
· Bassa pendenza di attenuazione sotto la frequenza di risonanza (12 dB/ottava)
· Regge molta potenza in tutta la gamma di frequenza riprodotta
· Box generalmente piccoli

Svantaggi:
· Efficienza bassa
· Minore tenuta in potenza alle frequenze più alte della gamma bassa con maggiore distorsione
· Più un AP è adatto alla cassa chiusa più, generalmente, presenta bassa sensibilità

Formule:
· Vc = Vas/[(Qtc/Qts)^2-1]
· Fc = Fs x Qtc/Qts

di Fabrizio Pinna fabrpinna@yahoo.it