Giano – terza parte – DDELS: Dual Driver Extended Loading System


Giano Bifronte sfondo trasparente

Quando ho deciso di esplorare il DDELS ho pensato che l’approccio più sensato sarebbe stato esagerare, il DDELS non è nato per esagerare, ma se le intenzioni sono esplorative meglio andare a vedere cosa succede nelle condizioni limite, quelle in cui sei ad un passo dal ributtare tutto all’aria.

Per questo poi ho accettato con relativa tranquillità l’aggiunta di una massa importante, che inevitabilmente avrebbe provocato una perdita di sensibilità tale da rendere necessari due woofer secondari in parallelo per raggiungere il livello ipotizzato in partenza, e da qui a cascata tutta una serie di “implicazioni congenite” quali dover accettare che la modalità “passiva”, verificata corretta nella frequenza di accordo, generasse in realtà un contributo piuttosto basso come livello. Tutte cose già scritte anche se non quantificate in simulazione perché al momento BassDesigner non supporta direttamente un radiatore passivo.

Bello pensare le cose, immaginare cosa può succedere ma poi arriva il momento delle verifiche che sono le uniche in grado finalmente di trasformare quei dubbi che ti porti dietro in realtà. Anche qui non si tratta di acqua fresca, quelle elettriche sono “una passeggiata”, le possiamo verificare direttamente con i mezzi che usiamo quotidianamente, quelle acustiche… ahimè coinvolgono lunghezze d’onda non proprio “intrattabili” ma piuttosto impegnative, ottenere misure sicure a bassa frequenza presuppone la disponibilità di spazi generosi, magari “acusticamente puliti”, situazioni non proprio di grande diffusione… per non parlare poi di certi rilevamenti geometrici tipo di quanto si spostano effettivamente le membrane?

Situazioni in cui la mossa vincente potrebbe essere proprio quella di fare una pausa, meditare sui propri limiti e chiedere aiuto a chi può dartelo, e chi meglio di Sica? Chi meglio dello stesso produttore di quei piccoli fantastici altoparlanti impiegati nel progetto?

Così ho preso il computer aperto gmail e scritto a Raimondo Sbarbati, già proprio quel R.S. di RS speakers, patron di Sica, per vedere se poteva ospitarci per una seduta di misure particolari sui diffusori, così da dipanare dubbi, confermare sensazioni intuite ed avere materiale per poter implementare in BassDesigner sia le membrane passive che magari il DDELS.

Ma prima di tutto questo, è necessario passare per il Cross, ovvero cercare di chiudere in qualche modo questo progetto e renderlo funzionante.

La situazione è particolare, Cross simula molto bene la sospensione pneumatica, non altrettanto (nel ramo basso dell’impedenza) i sistemi accordati, che a dirla tutta non sono così significativi nelle simulazioni di incrocio. Con questo progetto ho avuto qualche dubbio, nel DDELS la curva di impedenza dei due woofer collegati ed attivi (primario più secondario) a prima vista sembra quella di un normale woofer montato in cassa chiusa. Siamo però ancora in una fase esplorativa, Giano nasce come un sistema accordato con membrana passiva (due per essere precisi) che poi viene switchata in attiva per arrivare ad un DDELS.

Uno dei vantaggi di cui ho già scritto del DDELS è quello di linearizzare la curva di impedenza proprio al limite inferiore, la zona della risonanza del woofer, nei due grafici sottostanti ho riportato la curva di impedenza del “sistema woofer” nelle due condizioni, con il carico acustico delle due membrane passive (colore viola) e con il carico DDELS (colore ciano), in quest’ultimo caso il gruppo woofer secondario è già filtrato con una cella a due poli costituita da un induttore serie da 7mH avvolta su nucleo in ferrite e condensatore parallelo (elettrolitico non polarizzato da 82 uF)

Giano - Terza parte - Figura 1 - Impedenza del Woofer Passivo
Figura 1 – Impedenza del Woofer Passivo
Giano - Terza parte - Figura 2 - Impedenza dei due Woofer DDELS
Figura 2 – Impedenza dei due Woofer DDELS

Possiamo facilmente vedere le differenze di carico con l’implementazione del DDELS, sia il modulo di impedenza che l’argomento sono notevolmente più lineari, il lato capacitivo del carico di fatto non esiste più, le massime variazioni di fase sono leggermente inferiori ma è interessante come le zone critiche, quelle in cui all’amplificatore viene richiesto il massimo sforzo energetico (dalla risonanza a 500 Hz) il carico non presenta transizioni improvvise da induttivo a capacitivo (stiamo comunque ancora parlando del solo woofer). Altra differenza quella che al momento ci interessa maggiormente riguarda i valori in modulo che abbiamo nella zona di incrocio, se dal punto di vista dell’argomento le due curve sono praticamente sovrapponibili in modulo le cose cambiano, non possono non tenere conto del fatto che risulti collegato un secondo woofer in parallelo che modifica i valori su cui poi dovremmo tarare i componenti del filtro passivo.

Tutto questo per dire solamente che un eventuale sistema switchabile che per sfizio possa passare dal carico passivo al DDELS potrebbe avere un senso solamente con crossover elettronico e non vedo motivo di ragionarci oltre.

Il filtro che ho scelto di usare è molto semplice, solo celle a due poli per tutto, per il Woofer secondario come già scritto, per il woofer e per il tweeter.

Questa sono le celle di fitraggio dei vari altoparlanti:

Giano - Terza parte - Figura 3 - cella del woofer secondario
Figura 3 – cella del woofer secondario
Giano - Terza parte - Figura 4 - cella del woofer principale
Figura 4 – cella del woofer principale
Giano - Terza parte - Figura 5 - cella del tweeter
Figura 5 – cella del tweeter

Se qualcuno volesse provare a realizzare il progetto e volesse variare il livello del Tweeter può portare il valore della prima resistenza serie (5,6 ohm) da 4,7 a 6,8 senza particolari sconvolgimenti del risultato, la seconda, quella da 4,7 modifica lievemente la pendenza dell’intera curva del tweeter.

Di seguito le curve simulate dal Cross, la risposta:

Giano - Terza parte - Figura 6 - risposta simulata con Cross
Figura 6 – risposta simulata con Cross

L’impedenza:

Giano - Terza parte - Figura 7 - impedenza simulata con Cross
Figura 7 – l’impedenza simulata con Cross

Polare a passi di 500 Hz da 2000 a 4500 Hz:

Giano - Terza parte - Figura 8 - diagramma polare
Figura 8 – diagramma polare

In merito a quest’ultima, come al solito ragiono sul posizionamento del Tweeter all’altezza dell’orizzonte acustico (orecchio dell’ascoltatore) e cerco di allineare la fase tra gli altoparlanti per ottenere una scena stabile e circolare in un ragionevole intervallo di posizioni, in modo da avere un ascolto coerente in piedi o da seduti.

Ho volutamente tenuto in secondo piano l’intorno dei 2000 Hz perché in quella zona è facile passare dalla restituzione dei dettagli all’asprezza.

A ben guardare nella risposta reale l’estremo alto del Woofer avrebbe un Qa decisamente inferiore, la differenza è dovuta soprattutto all’approccio scelto di considerare il gruppo woofer (primario più secondario) come un unico componente e ad una certa difficoltà a replicare esattamente l’andamento del ramo alto della curva di impedenza nel Cross.

Non è che ci abbia perso più di 5 minuti, ma questo dettaglio nella simulazione del DDELS potrebbe essere degno di considerazione. Usare le tre celle del Cross per i tre altoparlanti probabilmente porterebbe a risultati più precisi, ma ho scelto di non farlo per un motivo pratico, anzitutto va sempre considerato che il Cross non gestisce curve di impedenza di carichi risonanti, per cui alla fine avrei avuto comunque incertezze, secondariamente uso il cross come base per lo sviluppo mentre aggiorno il filtro reale sui componenti reali verificando con le misure, siccome avevo il limite fisiologico del connettore a quattro poli per il collegamento dei tre altoparlanti interni al box potevo scegliere di bloccare l’ipotesi di poter variare la fase del Tweeter durante lo sviluppo del filtro e collegare le masse dei tre altoparlanti in comune per disporre di tre conduttori caldi per tre altoparlanti oppure lasciare massima libertà usando due poli per Woofer e due per Tweeter, ho scelto di accoppiare fisicamente il woofer primario al secondario lavorando come se fosse un unico componente.

Sarebbe interessante nella simulazione del DDELS poter disporre della possibilità di inserire già in BassDesigner la cella filtro del woofer secondario (anche a due poli) e magari poter esportare dati per inserire nel Cross la curva di impedenza più approssimata possibile.

Ho scelto di lasciare esternamente il filtro del woofer secondario per effettuare ulteriori misure in seguito, sfruttando ancora una volta le possibilità fornita dal connettore a quattro poli, e pur sapendo che il filtro è pensato per la versione DDELS mostro i grafici di impedenza del progetto completo anche usando i woofer secondario come passivi.

Qui sotto le curve nella versione passiva:

Giano - Terza parte - Figura 9 - impedenza passivo
Figura 9 – impedenza con altoparlanti passivi

e quelle nella versione DDELS:

Giano - Terza parte - Figura 10 - impedenza DDELS
Giano – Terza parte – Figura 10 – impedenza nella versione DDELS

Che mostra un carico moderatamente induttivo a qualsiasi frequenza con valori in modulo compresi tra i 3 e i 16 ohm in tutto lo spettro audio e la zona di massima energia richiesta all’amplificatore estremamente semplice da gestire ed un carico generale ben gestibile anche dai sempre critici (e criticati) amplificatori digitali.

Per le altre misure ci avvarremo dei laboratori Sica e della supervisione di Francesco Sorino e Pierfrancesco Fravolini ai quali passo volentieri la palla, sperando magari in cuore mio di non essere eccessivamente coperto di insulti.

Con questo progetto concludo la serie, non andrò oltre con altre applicazioni dei piccoli RS che ho usato in queste occasioni, per cui è giunto il momento delle conclusioni, personalissime ovviamente.

Non è mia intenzione ripetere concetti già espressi né tessere lodi per questo o quell’aspetto, tuttavia dei punti fermi da queste prove sono usciti e sono belli pesanti.

Il primo è l’estrema facilità di uso, già la facilità di replicare i dati fisici nel Cross è disarmante, questa può sembrare una cosa di poco conto ma il valore di Le che poi è responsabile della crescita del ramo alto dell’impedenza è tutt’altro che sufficiente a descrivere il comportamento reale dell’altoparlante, non a caso proprio in questa variante del progetto in cui ho accoppiato due woofer ho avuto le divergenze citate sopra, ma il punto è che la crescita del modulo di impedenza in un altoparlante è condizionata da una quantità di fattori geometrici costruttivi della bobina, del polo magnetico centrale, del traferro, di un eventuale anello di demodulazione interno che portano a variazioni a volte piccole a volte significative, tutte in grado di condizionare la simulazione.

Il secondo è la facilità di filtraggio, le risposte molto lineari unite a quanto scritto sopra permettono di scegliere le pendenze di filtro a piacimento, io passando da Elena RS a Borea a Giano mi sono tenuto su tipologie simili per vedere i tre progetti come un’unica idea declinata in tre modi, ma ovviamente la libertà in questo campo è totale.

Punto terzo, quarto, quinto ecc… tenuta in potenza, assenza di coloriture particolari, prezzo effettivo, estetica, cura del dettaglio, decisamente rispetto ai “cugini” professional Sica siamo di fronte a prodotti che sanno di Hi-Fi da ogni punto di vista.

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