Audio / Autocostruzione / Diffusori / QNPS-1 - Il progetto

Dopo moltissimi "ascolti" in negozi, fiere e una quantità sconsiderata di "surfing" in rete, alla ricerca dei miei "diffusori ideali" ho capito che, al di là delle proprietà "soniche" dei diffusori, quello che veramente mi colpiva era quello che gli iniziati chiamano "immagine" o "presenza".
La capacità cioè di ricreare una prospettiva sonora realistica dei vari strumenti, così come registrati alla fonte (o ricreata con i computer... ma questo è un'altro discorso).
Da questo punto di vista ci sono diffusori con una risposta in frequenza discutibile (come i Magnepan di fascia bassa per esempio), che hanno una resa incredibile: e nella mia limitata esperienza sono tutti dipoli. Mentre ci sono diffusori assolutamente lineari e "cristallini" in camera anecoide (a leggere le riviste...), che danno delle cocenti delusioni in un ambiente normale.
Inutile dire che i (pochi) modelli che soddisfavano le mie specifiche erano o costosissimi, o non disponibili (ordinai due volte delle Magnepan, con tanto di anticipo, senza riuscire a procurarmele).
Da questa situazione è nata l'idea di autocostruire dei diffusori, con due condizioni fondamentali:
- dovevano essere dei dipoli (per mio soggettivo "gusto" personale)
- dovevano evitare la fastidiosa sensazione che il suono venisse dall'altoparlante, e non dalla "prospettiva" di cui sopra.
Qui interviene il buon Renato Giussani, veterano e guru della comunità audiofila. Giussani, tra mille altre considerazioni, propugna il Natural Perspective System, che parte dall'assunto che per approssimare l'ascolto di un'onda di una lunghezza il relativo trasduttore deve avere una dimensione paragonabile. Per fare questo Giussani realizza una serie di diffusori multi-via in cui ogni banda viene riprodotta da coppie di altoparlanti posti a distanze pari alla dimensione verticale della sorgente acustica. Questo naturalmente porta alle basse frequenze a dimensioni "colossali" dei diffusori. Inoltre per approssimare l'intera banda audio sono necessarie numerose vie, e più sono le vie più si complica la gestione dei relativi incroci...
Per fare un pò di esperienza ho provato quindi a realizzare dei semplici dipoli, con questi vincoli di progetto:

- a tre vie, perchè andando oltre aumentava troppo i costi e la complessità di realizzazione
- un singolo tweeter, approssimando tutte le frequenza alte ad una lunghezza d'onda paragonabile al trasduttore, e tentendo conto della relativa elevata direzionalità
- due mid-range a metà circa della banda
- due woofer alla massima distanza permessa dalla moglie...

Ovviamente con queste limitazioni la filosofia NPS va a farsi benedire... diciamo che è più che altro un omaggio alla filosofia NPS, da cui il nome QNPS (quasi NPS...).
Però il progetto mi dava la possibilità di giocare con una grande quantità di parametri da tenere sotto controllo, e la cosa mi affascinava.

Il tweeter (visto la direttività) andava posizionato in modo obbligato: decisi per un metro dal pavimento.
Per i woofer tutto quello che potevo fare era allontanarli al massimo il che portava a tagliare in basso a circa 180 Hz, confidando nel fatto che le frequenze più basse sarebbero state in ogni caso di difficile "localizzazione". Questo avrebbe diviso il range della voce tra woofer e mid-range, ma era il prezzo da pagare per delle dimensioni WAF compatibili... (WAF= Wife Acceptance Factor)
Rimaneva da decidere la distanza tra i mid-range. L'intenzione era mantenere i toni fondamentali il più possibile all'interno della banda mid-range. A parte il pianoforte e il flauto gli stumenti "classici" non superano i 1800 Hz, e alla fine mi decisi per tagliare a 180 e 1800 Hz (una decade).
Vista l'estensione anomala (per un NPS) della singola banda centrale decisi di calcolare la media geometrica tra questi estremi, 570 Hz o circa 0,6 m.

Rimanevano alcuni problemi:
- come realizzare i woofer mantenendo l'architettura a dipolo ? Il classico "pannello" ripiegato sarebbe stato enorme
- come integrare le tre vie in una costruzione "realizzabile" ?
- come risolvere l'ultimo diktat della moglie: "non deve togliere luce alla stanza" ?

Per quanto riguarda i woofer trovai la risposta sul sito di un'altro guru: Siegfried Linkwitz. Linkwitz si interessa da sempre di dipoli (ne vende anche in kit), e da lui presi l'idea di realizzare un woofer H-frame: con una profondità di circa 50 cm potevo riprodurre frequenze fino a circa 300 Hz, teoricamente senza incorrere in risonanze o altri effetti indesiderati (risposta "a pettine") e con potenze ragionevoli.
Quello che non mi piaceva era l'idea della "scatola" dei woofer, che avrei dovuto duplicare in alto, con un immediato effetto "cucù"...
Decisi di "osare" un pò, e, considerato che alla fin fine sempre di una linea di trasmissione si tratta, decisi di costruire la struttura non con un parallelepipedo ma con un tubo.

Per quanto riguarda la struttura decisi di usare le alette del dipolo come elementi strutturali di sostegno verticale: questo vincolava ovviamente la larghezza del dipolo ad (almeno) la larghezza dei tubi: considerati i vincoli WAF di cui sopra e le alette decisi per una larghezza complessiva di circa 0,73 m, o 1 m "virtuale" (effetto specchio), corrispondente ad una frequenza di taglio di 170 Hz. Naturalmente la dimensione del pannello in verticale non era critica.

Per quanto riguarda la "imponenza visiva" e la perdita di luce, mi gingillai a lungo con l'idea di un dipolo interamente in Lexan (o in vetro ! ci sono dei pazzi che lo fanno...), ma alla fine ripiegai su un compromesso finanziariamente "onorevole": pannello centrale in Lexan e struttura in legno.

C'era poi il problema di come minimizzare gli effetti di diffrazione agli spigoli: il problema, vista la larghezza relativa del pannello, non si poneva per il tweeter, ma in effetti il mid-range poteva risentirne. Sfortunatamente i profilati stondati in legno di un raggio accettabile (almeno un ottavo della frequenza) sono introvabili, e alla fine non potei che consolarmi ripetendo il "motto" Linkwitz: "Much is hypothesized, little is proven and much is overrated when it comes to diffraction"...