Tutto cominciò quando decisi di costruirmi due nuove casse acustiche. Quelle che avevo, delle splendide Epicure 10, che ancora possiedo, avevano la sospensione azzurra sbriciolata che, a quell’epoca, era impossibile riparare. In quel momento partì il mio percorso nell’autocostruzione, che mi avrebbe portato prima a conoscere poi a lavorare insieme a quello che considero il mio “maestro”, cioè Renato Giussani, il “padre” dell’autocostruzione di sistemi di altoparlanti in Italia.

La decisione di costruire il mio primo sistema di altoparlanti “serio” cioè non costruito dentro una scatola da scarpe e con altoparlanti di vecchi televisori, portò alla realizzazione del kit Micro 1 che venne pubblicato su AUDIOreview n° 84, nel mese di giugno del 1989.

Il kit ha avuto talmente tanto successo che, ancora oggi, cioè dopo più di 30 anni, incontro qualcuno che mi dice “mio padre costruì le Micro 1 tantissimi anni fa. Io le uso ancora nella mia camera e suonano ancora benissimo!”

Poco più di un anno dopo uscì l’aggiornamento Micro 2, con un tweeter diverso e quindi un diverso crossover. Infine le Micro 3, sul numero 166, con tutti altoparlanti Sipe.

E’ da tempo che mi viene richiesto di progettare una nuova versione. ed eccola qua.

Specifiche di progetto

Le Micro 1 erano state concepite con lo scopo di progettare un sistema di altoparlanti di buona qualità ad un costo davvero contenuto. All’epoca la realizzazione di una coppia di Micro 1 veniva a costare, tutto compreso, meno di 100.000 lire, che oggi, più o meno, corrispondono a 200 euro.

Il mobile delle Micro 1 aveva un volume di circa 5 litri, con dimensioni 16x25x18 cm (LxAxP), con condotto bass reflex di 37 mm di diametro collocato posteriormente. Utilizzava un Wooferino Sipe AS 101/20.8 da poco meno di 100 millimetri di diametro nominale, ed un tweeter Philips AD 11400 T8 a cupola morbida da 1 pollice.

La frequenza di accordo era posta a 76 Hz e la sensibilità misurata in ambiente era di poco meno di 85 dB con 2,83V.

Partendo da questi presupposti l’obiettivo che mi sono posto era quello di progettare un sistema del tutto analogo all’originale, ovviamente con altoparlanti moderni e di facile reperimento, con una risposta piuttosto lineare ed estesa, per quanto possibile, verso le basse frequenze, il tutto in un mobile di circa 5 litri. L’ultima specifica riguarda il costo che non dovrà superare, se possibile 200-250 euro di componenti.

Gli altoparlanti

La scelta è ricaduta su una coppia Woofer-Tweeter di Dayton Audio; precisamente il midwoofer dal 100 millimetri DSA115-8 ed il tweeter con magnete al neodimio ND20FA-6.

Il DSA115-8 è un woofer da 4″ (≈ 115 mm nominali) appartenente alla serie “Designer” di Dayton Audio. Il cono è in alluminio anodizzato nero, combinato con una sospensione in gomma: questa scelta garantisce un buon controllo della cedevolezza e soprattutto una maggior durata nel tempo rispetto alle sospensioni in schiuma poliuretanica. Il telaio è in acciaio ed è progettato per montaggio frontale senza necessità di fresature nella cassa, un dettaglio utile per chi costruisce casse in modo semplice; anche nelle Micro 1, e poi nelle 2 e 3 gli altoparlanti erano montati senza fresature, per mantenere i costi di realizzazione.

Dal punto di vista elettrico e meccanico, il DSA115-8 richiama immediate buone sensazioni di linearità e affidabilità. L’impedenza nominale è 8 Ω (la resistenza DC è circa 5,9 Ω), con induttanza della bobina di 0,63 mH a 1 kHz. L’andamento dell’impedenza alle frequenze alte non è in linea con quello riscontrabile in altoparlanti dotati di anello di compensazione; in questi ultimi la crescita del modulo alle alte frequenze è molto meno pronunciato. Comunque questo non dovrebbe creare troppi problemi durante la progettazione de filtro di crossover.

Passando ai parametri di Thiele-Small la combinazione della risonanza in aria libera Fs posta intorno a 63 Hz, del Qts pari a 0,42 e del Vas di poco meno di 4 litri dovrebbero essere perfetti per un volume del mobile attorno a 4-5 litri, come da specifiche.

La sensibilità è dichiarata in 86,1 dB (a 2.83 V/1 m), un valore significativo per un woofer di queste dimensioni; non estremamente “sensibile” come un driver da bookshelf di medio livello, ma comunque adeguato a pilotaggi moderati e integrabile con altri trasduttori.

Dal grafico di risposta in frequenza presente nel datasheet emerge un comportamento relativamente lineare e ben definito: la banda utilizzabile dichiarata va da circa 63 Hz fino a 9 kHz, con un picco di risonanza piuttosto pronunciato posto a circa 10 kHz, molto lontano dalla frequenza di incrocio, e offre una transizione morbida verso il tweeter, dato che le rispettive risposte di sovrapporranno per un buon tratto. Anche la dispersione è eccellente: la risposta comincia a calare a 2 kHz ed a 4 kHz, cioè in prossimità dell’incrocio, la risposta fuori asse a 30° è solo a -3dB rispetto a quella in asse. Questo garantirà un’ottima regolarità della risposta anche fuori asse, con variazioni contenute nella zona di incrocio.

Da notare che esiste una altro Woofer della stessa linea DS di Dayton Audio: il DS115-8, con cono in cartone, che appare del tutto identico al DSA115. Anche i parametri sono molto simili e i due trasduttori possono, sostanzialmente essere intercambiabili per quanto riguarda il funzionamento in gamma bassa. Non bisogna però farsi trarre in inganno dall’aspetto: il DS115-8 ha una risposta molto più tormentata che ne limita fortemente l’utilizzo. Come infatti potete vedere nel grafico qui in basso, il DS115-8 presenta una forte irregolarità tra 1 e 2 kHz, ed un alto picco di risonanza tra 6 e 7 kHz che sarà molto difficile limitare con le celle di crossover tradizionali. Peccato perché il DS115-8 ha un costo inferiore di un buon 20%. rispetto al suo cugino con membrana in alluminio.

Un altro aspetto tecnico che merita attenzione è l’escursione lineare massima (Xmax) di ± 4,1 mm: un valore piuttosto generoso per un driver di 4″, che indica la capacità di muovere un buon volume d’aria e quindi fornire una risposta nei bassi abbastanza consistente, soprattutto se integrato in un cabinet ben dimensionato. Inoltre, il sistema magnetico con “shorting ring” in rame contribuisce a contenere la distorsione e a migliorare la linearità sotto carichi dinamici, oltre a dissipare meglio il calore della bobina.

Naturalmente, come tutti i woofer compatti, il DSA115-8 ha limiti intrinseci: la gamma bassa non sarà profonda come quella di un woofer di diametro maggiore, e in ambienti grandi o in progetti che richiedano bassi potenti e profondi la resa sarà inevitabilmente limitata. Anche la sensibilità non è comparabile a quella di driver più grandi, perciò servirà un abbinamento oculato con un tweeter efficiente e un crossover ben progettato per ottenere un buon equilibrio.

Nel complesso, però, il DSA115-8 si presenta come un woofer molto ben bilanciato per la sua categoria: rigido e ben smorzato grazie al cono in alluminio, con escursione discreta, impedenza prevedibile e una risposta in frequenza adatta a progetti di casse compatte, bookshelf, soprattutto in sistemi a due vie.

Il Dayton Audio ND20FA-6 è un tweeter a cupola morbida da 19 mm, progettato con un magnete in neodimio che permette un gruppo motore molto compatto pur mantenendo un buon controllo del movimento della cupola. L’impedenza nominale è di 6 ohm, con una resistenza DC di circa 5,2 ohm e un’induttanza estremamente bassa (0,05 mH): un valore che permette di avere un comportamento lineare alle alte frequenze e una buona prevedibilità in fase di progettazione del filtro di crossover. La sensibilità dichiarata, pari a 90 dB (1 W/1 m), è più che adeguata per un tweeter di queste dimensioni e consente un’integrazione semplice con woofer da piccoli a medi. Nel nostro caso si adatta molto bene ad essere attenuato per l’accoppiamento con il woofer scelto.

La risposta in frequenza dichiarata si estende da circa 3,5 kHz fino a oltre 20 kHz, un intervallo tipico per un tweeter a cupola da ¾”, che garantisce una riproduzione pulita e sufficientemente estesa della fascia più alta dello spettro. L’analisi del grafico di risposta in frequenza dichiarata conferma un andamento generalmente lineare sul piano frontale, senza irregolarità marcate o picchi anomali che potrebbero caratterizzare prodotti di fascia più economica. Interessante la buona coerenza delle curve fuori asse: le misure a 15°, 30° e 45° mostrano un decadimento progressivo, ma privo di fratture improvvise. Questo è un segnale positivo per l’ascolto domestico, dove il punto di ascolto può non coincidere con l’asse del tweeter.

Il comportamento elettrico, ricavabile dal grafico dell’impedenza, evidenzia una risonanza principale ben controllata, con un andamento pulito e privo di irregolarità nella parte alta della banda. La presenza del ferrofluido contribuisce alla stabilizzazione della risposta e allo smorzamento della risonanza di cupola, oltre a garantire una migliore gestione termica nei momenti di maggiore sollecitazione. Anche sotto questo aspetto il driver si presenta prevedibile e “amichevole” per il progettista, qualità non sempre scontate nei tweeter molto compatti.

Naturalmente esistono alcuni limiti: la potenza nominale di 15 W RMS lo rende inadatto a sistemi che richiedano pressioni sonore elevate, e il diametro ridotto della cupola implica una capacità limitata di scendere molto in basso con il crossover, circostanza che richiede particolare attenzione nell’abbinamento con woofer di diametro più grande. Non tutti i sistemi a due vie possono trarre vantaggio da un tweeter di questa taglia, soprattutto se il punto di incrocio deve collocarsi sotto i 3 kHz, come nel caso di impiego con woofer di dimensioni più grandi.

Nel complesso, però, il ND20FA-6 è un componente ben progettato, con una risposta regolare, un’impedenza pulita e un comportamento fuori asse superiore alla media della sua categoria. È particolarmente indicato per piccoli diffusori due vie, monitor da scrivania, progetti DIY compatti o sistemi in cui è necessario un tweeter efficiente, preciso, poco ingombrante e molto economico. Se utilizzato entro i suoi limiti e filtrato correttamente, può offrire prestazioni sorprendenti per la fascia economica a cui appartiene.

Nella prossima puntata vedremo le misurazioni dei componenti, rilevate con gli altoparlanti montati sul mobile, e lo svolgimento del progetto.

A presto…