La velocità del suono nella TL - Parte prima
Come abbiamo visto nell’articolo introduttivo, Bailey, in [6], sostiene che la lana naturale a fibra lunga, se correttamente disposta lungo la linea di trasmissione, ha la proprietà di rallentare l’onda sonora di un fattore compreso tra 0,7 e 0,8 rispetto alla sua velocità in aria libera. Bradbury [7], attratto dalla possibilità di ridurre le dimensioni delle casse acustiche con caricamento a linea di trasmissione e a tromba, ha approfondito l’argomento e ha rilevato rallentamenti nella velocità del suono fino al 50%. Sebbene questi risultati risalgano al 1976 sono ancora oggi oggetto di dibattito; i pareri più autorevoli tendono però a confutare la tesi di Bradbury. Martin King, ad esempio, ha sottolineato in più di un’occasione che Bradbury potrebbe aver utilizzato per i suoi test una linea di trasmissione a sezione decrescente (tapered) senza tenere conto dell’impatto che questa geometria avrebbe avuto sulla frequenza dei primi modi di risonanza. La trattazione di Bradbury è sostanzialmente teorica e il tipo di TL utilizzato per i test non viene descritto chiaramente. Nella parte finale del suo articolo, tuttavia, vengono analizzati i dati forniti da un modello «simile al diffusore di Bailey». La sezione del diffusore in oggetto è visibile in Figura 1.
Sebbene non si tratti di una linea di trasmissione “tapered”, è senz’altro vero che la camera di accoppiamento di circa 50 litri, presente alle spalle del woofer, avrebbe avuto effetti altrettanto marcati sulla posizione in frequenza delle risonanze misurate all’apertura e, in quelle circostanze, l’applicazione della classica equazione f=c/(4xL), dove c è la velocità del suono e L la lunghezza del condotto, per calcolare la velocità del suono alle suddette frequenze, avrebbe fornito risultati fuorvianti.
Non ho mai testato le proprietà della lana naturale all’interno della TL, ma ho ricostruito il diffusore di Bailey con il simulatore. Un confronto tra il grafico della risposta in frequenza del sistema simulato e quello presente nell’articolo conferma una riduzione della velocità del suono di un fattore pari a 0,8 come indicato dallo stesso Bailey.
Anche Augspurger in [3] sostiene che la lana non è in grado di dimezzare la velocità di propagazione del suono e che, se anche lo fosse, i risultati non sarebbero quelli ipotizzati da Bradbury. Con il suo software esegue quindi la simulazione di una TL accordata a 100Hz e, mantenendo la quantità di materiale assorbente costante, varia la velocità del suono in un range che va da 0,4 a 0,8 volte quella in aria. Il risultato è visibile in Figura 2.
Figura 2. Risposta di una TL accordata a 100 Hz con velocità del suono variabile.
Velocità relativa: 0,80, 0,63, 0,50 e 0,40 (Auspurger).
Augspurger fa notare come, nonostante ci sia un lieve cambiamento nella risposta del sistema, questo diventi significativo solo un’ottava sotto la f a -3 dB, che rimane «cocciutamente» fissa a 100 Hz. Anche il mio software, come quello di Augspurger, consente di impostare la velocità del suono e la quantità di materiale assorbente in modo indipendente l’uno dall’altro. Lanciando una simulazione multipla (in Spice si può implementare molto facilmente con la funzione .step param) con velocità del suono pari a 344, 300 e 250 m/s si ottiene il grafico, moto simile a quello di Augspurger, visibile in Figura 3.
Se però osserviamo i risultati della stessa simulazione dalla prospettiva della curva di impedenza dell’altoparlante ci rendiamo conto che le variazioni sono davvero importanti (Fig. 4) e non possono in alcun modo essere ignorate. Questo è tanto più vero quanto più il materiale assorbente influisce sul comportamento della TL, come nel caso del foam poliuretanico, che vedremo nella seconda parte.
Andrea Rubino