PROGETTO E SIMULAZIONI DEL SISTEMA PROPRIETARIO DI LINEE DI TRASMISSIONE. (DDDL= Dual Drive Dual Line) Implementato per il modello CANTICO CX8.

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1 1 PROGETTO E SIMULAZIONI DEL SISTEMA PROPRIETARIO DI LINEE DI TRASMISSIONE D3L (DDDL= Dual Drive Dual Line) Implementato per il modello CANTICO CX8. CX via ottavio rinuccini, 3 milano info@labirintiacustici.it

2 Andamento dei modi e livelli di pressione a frequenze infrasoniche 2 oofer anteriore emissione Porta Coaxial oof + Compr. Driver anteriore Mappa di colore scala in db emissione Porta CX In questo documento per semplificazione si è scelto di effettuare un confronto diretto fra il sistema e un classico TQT costruito secondo le formule originali e altri contributi e variazioni ricercate nella vastità della rete internet. Va ricordato che i calcoli per linee di trasmissione e derivati (tqwt, etc.) normalmente fanno riferimento a calcoli e formule semplici che non introducono l'uso dei parametri di THIELE e SMALL quindi facendo riferimento solo al diamemetro/superficie dell'altoparlante e alla sua frequenza di risonanza. Immaginiamo di guardare lateralmente la nostra CX8 a cui sia stato rimosso il fianco per consentirci di visualizzare cosa avviene al'interno per quanto riguarda i modi di risonanza. Le mappe di colore indicano diversi livelli di pressione e per convenzione dai colori "freddi viola-blu" dello spettro che indicano livelli in db (decibel) bassi, si giunge ai colori "caldi rosso-marrone" dove i livelli sono massimi. oofer posteriore

3 Andamento dei modi e livelli di pressione a 27Hz 3 oofer anteriore emissione Porta Coaxial oof + Compr. Driver anteriore emissione Porta CX Sopra il confronto fra i due tipi di allineamento alla frequenza di 27Hz. E' evidente come nel la concentrazione dell'energia "la massima pressione" sia ben concentrata vicino le sorgenti (gli altoparlanti) e i Modi decadano lungo il tragitto nelle linee, fino ad avere una contenuta cancellazione verso la porta di emissione. Naturalmente l'emissione dei due woofer è in fase, e le simulazioni tengono in considerazione sia la disposizione che le caratteristiche di assorbimento dei materiali fonoassorbenti utilizzati. oofer posteriore

4 Andamento dei modi e livelli di pressione a 50Hz 4 la linea aperta la linea aperta dietro, la linea chiusa Vista laterale del diffusore, in primo piano la linea "aperta", dietro la linea chiusa. Sopra D3L, a confronto con tqwt sotto. La frequenza di 50Hz possiamo considerarla come ragionevolmente bassa, da poter essere riprodotta da sistemi di tali dimensioni dotati di altoparlanti da 17/20cm. Se il sistema altoparlanti-linee è ben calcolato, i modi di risonanza sono coerenti e di conseguenza tendono a essere costruttivi ai fini dell'estensione dell'emissione delle basse frequenze. Sotto i modi sono caratterizzati da numerosi picchi e buchi di notevole entità, producendo notevoli cancellazioni distruttive. dietro, la linea chiusa

5 Andamento della rotazione di fase a 0 e tempo T 0 del modo a 50Hz 5 Essendo la frequenza un'onda sinusoidale è ragionevole esprimere il tempo che impiega ad effettuare il suo cammino, usando come unità di misura i gradi. A 0 cioè a tempo pari a zero, l'onda parte e termina dopo un tempo 20 millisecondi cioè a 360 compiendo un ciclo. Sarà da 0 fino a metà del suo cammino a 180 nel semi-ciclo posititivo (da 0" fino a 0.01") percorrendo 3,44 metri, per poi essere nel semi-ciclo negativo da 180 fino ai 360 cioè da 0.01 a 0.02 secondi percorrendo 6,88 metri. Le immagini mostrano sopra come nel l'andamento dell'onda all'interno delle linee sia regolare e privo di sfasamenti. Diversamente sotto un tqwt.. Giusto Sbagliato

6 Andamento della rotazione di fase a 270 e tempo T 15 del modo a 50Hz 6 Giusto Sebbene il valore di 50Hz sia stato scelto in modo arbitrario, anche se motivato, è interessante fotografare anche un altro momento del percorso di questa onda, cioè a 270 al culmine della semionda negativa dopo un tempo di 15 millisecondi e aver percorso 5.15metri. la linea chiusa la linea aperta Sbagliato la linea aperta dietro, la linea chiusa Giusto

7 Andamento dei modi e livelli di pressione a 100Hz e 150Hz 7 la linea aperta dietro, la linea chiusa la linea aperta 100Hz DDDL = Dual Drive Dual Line 200Hz Il compito dei volumi di caricamento posteriori è quello di estendere ed incrementare la risposta in bassa frequenza attraverso una bocca o un condotto che comunica verso l'esterno del sistema. Quindi è necessario che le frequenze emesse siano coerenti e in una banda ben definita. In queste immagini oltre l'andamento è importante prestare attenzione ai livelli degli stessi. 100Hz 200Hz dietro, la linea chiusa

8 Andamento dei modi e livelli di pressione a 254Hz 8 A 250Hz ci troviamo in gamma medio-bassa e quindi quello che succede ai modi di risonanza all'interno del sistema comincia a influenzare anche altri aspetti della riproduzione. E' essenziale che i modi non interferiscano con la radiazione anteriore delle membrane degli altoparlanti e che dalla porta non ci siano emissioni spurie.

9 Andamento dei modi e livelli di pressione a 400Hz 9 Talvolta la visualizzazione conferma ciò che già all'ascolto si era manifestato. Il campo a 400Hz nell'immagine in alto è definibile come stabilizzato, il disegno del sistema e lo studio sui materiali fonoassorbenti hanno conseguito il risultato. In basso sono visibili le ragioni per cui molti sistemi hanno forti alterazioni e colorazioni in gamma media.

10 Andamento dei modi e livelli di pressione a 940Hz 10 Riferimento altezza livello tqwt Coaxial oof + Compr. Driver anteriore emissione Porta CX X...=...X Riferimento altezza livello E' incredibile come nella progressiva valutazione dei problemi legati alla bassa frequenza siamo giunti ai 940Hz, quindi in media frequenza la dove massima è la risoluzione del nostro sistema uditivo e per fortuna l'invecchiamento non inficia la corretta percezione di un ascolto musicale. oofer posteriore

11 Il modello Cantico CX8 Per il nostro modello più piccolo avevamo due obiettivi: - Risposta in basso estesa ma priva di 'boominess' o risonanze. - Massima articolazione e velocità. - Elevata efficienza Il tutto partendo da un altoparlante coassiale da 200 millimetri (8 pollici) di diametro. Non facile, addirittura impossibile con i caricamenti canonici. Sono state considerate le linee di trasmissione semplici e quelle più complesse come i TQT, ma la contropartita, ad esempio, è che un TQT ha una risposta molto irregolare. Una delle soluzioni adottate per attenuare le cancellazioni e le armoniche che si estendono in gamma media, è quella di riempire la linea di materiale assorbente diminuendo enormemente l'efficienza del sistema, di fatto occludendo le linee. Non abbiamo potuto accettare nessuna di queste limitazioni. Così ci siamo spinti oltre i sistemi noti seguendo una strada nuova che privilegiasse l'alta efficienza del sistema e quindi dell'emissione delle basse frequenze e riducendo contestualmente l'emissione in gamma media della porta tipica dei sistemi conosciuti. Il Sistema (DDDL, Dual Drive Dual Line) Anno Domini Volendo mantenere la coerenza di emissione anteriore del notevole (anche se solo di 200mm di diametro) altoparlante coassiale, si è implementato un secondo woofer sul lato posteriore di caratteristiche identiche ricercando un adeguato livello della gamma bassa. Il lavoro di ricerca e sviluppo ha evidenziato i limiti dei sistemi noti, ancor più quando gli altoparlanti delle basse frequenze siano in numero maggiore di uno. Inoltre le analisi in laboratorio con metodi propri dell'elettroacustica non ci consentivano di raggiungere risultati innovati e soluzioni interessanti. Ci siamo avvalsi di conoscenze e programmi propri dell'acustica e affrontato il problema tramite l'utilizzo di simulazioni al computer con innovativi modelli matematici che hanno coinvolto professionisti di diversa specializzazione. E' stata creata una camera dove i due woofer (Dual Drive) uniformano il loro campo emesso, e grazie all'uso di materiale assorbente di giusto peso specifico e spessori differenziati si è ottenuta un'impedenza acustica che limita l'emissione delle medioalte frequenze all'interno del mobile. La camera (o volume di accoppiamento) è collegata a due linee di dimensioni diverse (Dual Line), di cui una è chiusa e l'altra aperta con emissione frontale. In particolare la Linea Chiusa è a profilo decrescente (negativo) verso la parte chiusa, mentre la Linea Aperta è a profilo crescente (positivo) e vede un restringimento della superficie di bocca. Ancora, per quanto riguarda il fattore di merito delle linee, la Linea Chiusa non utilizza materiale fonoassorbente, mentre quella Aperta utilizza materiale fonoassorbente di elevato peso specifico, basso spessore e quindi elevata rigidezza. Sono stati realizzati diversi prototipi che partendo da quanto esposto sopra prevedevano differenze sia dimensionali che dei fattori di merito. Attraverso numerose prove d'ascolto in doppio cieco, generi musicali diversi e ascoltatori di "estrazione musicale" ed età differenti si sono confrontati le diverse tipologie dei sistemi con commutazione istantanea dall'uno all'altro. La scelta di Cantico è andata al sistema che meglio integrava prestazioni con qualità dell'ascolto e correttezza della riproduzione. Nella Configurazione le due linee di trasmissione lavorano in sinergia in modo da rendere inesistenti le colorazioni della gamma bassa sempre presenti nei caricamenti dei woofer nei sistemi classici ad alta efficienza, ottenendo un'emissione intrinsecamente lineare e pulita evitando prodotti armonici emessi dalla bocca di uscita che sporcano l'emissione principale frontale in media frequenza. Il sistema garantisce per il modello Cantico CX8 un'efficienza superiore ai 94dB con un'estensione misurata in ambiente fino ai 35 Hz. 11

12 Specifications Cantico CX8 : Sensitivity: 94 4 ohm Power Rating: 400 Continuous Frequency Response: 40Hz-20kHz Configuration: Two ways with one low-end energy filler in a proprietary dual transmission line configuration Loudspeakers: One coaxial unit ( 8" oofer + 1.4" Compression driver) and one 8" rear firing woofer Cabinet: 30mm MDF internally braced, real wood 20mm sides Cabling: Copper Litz Crossover : Three ways, single wiring with super-tweeter output Dimensions (cm) : 33 x 40D x 120H. eight: 50 kg each Per ulteriori informazioni: Germano Ricci ACME Elettronica Via C.F. Trossi, Gaglianico (Biella) Enrico Ricciardi Labirinti Acustici Via Ottavio Rinuccini, Milano Si ringrazia: Stefano Laricchia per le simulazioni 3D e Gabriele Pagano per pag. 5 e 6 "la fase acustica". 12