Sono indispensabili nei concerti e nei club: i subwoofer, ovvero gli altoparlanti per i bassi, che sono responsabili del rombo nello stomaco e completano il quadro sonoro verso il basso. Cosa c'entra questo con la fisica pura? Molto, perché senza una comprensione di base della fisica che sta dietro all'esperienza del concerto, il suono può risentirne notevolmente. Diamo un'occhiata insieme ai retroscena.
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Comportamento di irradiazione alle basse frequenze
Grazie alle loro frequenze di riproduzione profonde, i subwoofer hanno di norma una diffusione sonora quasi sferica. Ciò significa che il suono si propaga intorno al subwoofer in tutte le direzioni in modo uniforme come una sfera, indipendentemente dalla direzione in cui è rivolta la membrana. Per molte applicazioni, tuttavia, questa diffusione sferica è uno svantaggio: per sfruttare al meglio l'energia dell'altoparlante dei bassi, il subwoofer dovrebbe essere posizionato al centro del pubblico. Per aggirare questo problema, quando si utilizzano più subwoofer è possibile sfruttare in modo mirato gli effetti fisici della teoria delle onde e dirigere il suono esattamente nel punto in cui è necessario. Cosa significa questo nella pratica?
Il posizionamento mirato dei subwoofer può offrire i seguenti vantaggi:
- • Il suono che arriva sul palco è minore, quindi il rischio di feedback è ridotto e il mix delle band risulta più pulito grazie alla minore diffusione del suono.
- • A parità di materiale utilizzato, il suono raggiunge maggiormente il pubblico
- • Il suono si propaga più lontano a parità di materiale utilizzato, il che significa che è possibile coprire superfici più ampie
- • Se necessario, è possibile abbassare il volume in determinate aree al di fuori della sala d'ascolto, ad esempio per non superare i limiti di volume previsti per i residenti vicini, gli altri palchi o la vicina tenda medica.
Le seguenti possibilità di installazione vengono utilizzate nella pratica:
1. Formazione sinistra-destra
La simulazione evidenzia che la tipica e frequente disposizione dei subwoofer a sinistra e a destra del palco non è ideale. Si formano ampie zone nella sala in cui la pressione sonora è notevolmente inferiore (qui rappresentate in viola). Inoltre, non vi è alcun vero smorzamento verso la parte posteriore, ovvero sul palco la pressione sonora è simile a quella nella sala.
2. Configurazione mono
In alternativa alla disposizione sinistra-destra, è possibile realizzare senza grandi difficoltà anche una disposizione mono. A tal fine, tutti i subwoofer disponibili vengono posizionati insieme come un'unica grande unità al centro del palco. A seconda del numero di subwoofer, si ottiene già una leggera direzionalità e una diffusione molto uniforme. Anche con questa disposizione, tuttavia, una grande quantità di suono viene emessa verso la parte posteriore.
3. Disposizione in linea o anche “disposizione a denti di sega”
Nella disposizione a denti di sega, i subwoofer vengono posizionati a una certa distanza l'uno dall'altro, idealmente distribuiti su tutta la larghezza del palco. Ciò garantisce una distribuzione uniforme del livello sonoro nella sala d'ascolto e un buon smorzamento ai lati. La distanza tra i singoli subwoofer non deve superare la metà della lunghezza d'onda della frequenza di riproduzione più alta, altrimenti si verificano effetti di interferenza e cancellazioni. Se i subwoofer devono riprodurre frequenze fino a 100 Hz, la distanza tra il centro di un altoparlante e il centro dell'altro non deve superare circa 1,7 m.
Per diffondere il suono in modo più ampio, la fila di altoparlanti può anche essere “curvata” fisicamente, ovvero disposta leggermente ad arco.
4. Disposizione come array di subwoofer cardioidi (CSA)
UPer smorzare efficacemente i bassi posteriori, si utilizza spesso la configurazione CSA. In questo caso, si utilizzano sempre 2-3 bassi rivolti in avanti e un basso ruotato di 180° all'indietro. Il subwoofer ruotato viene invertito nella sua fase e ritardato della distanza delle membrane degli altoparlanti. In questo modo, il subwoofer ruotato cancella efficacemente il suono irradiato verso la parte posteriore. Per questa configurazione sono necessari almeno 2 canali controller/DSP per poter elaborare separatamente il segnale per i subwoofer ruotati.
Per ottenere un raggruppamento ancora più forte, questa disposizione può essere combinata, ad esempio, con la disposizione degli spazi interdentali.
5. Disposizione come End Fire Array (EFA)
Nel cosiddetto End Fire Array vengono posizionati almeno 2 subwoofer o 2 file di subwoofer uno dietro l'altro. La distanza ideale tra gli altoparlanti è pari a ¼ della lunghezza d'onda della frequenza media. La fila posteriore emette il suono per prima, mentre la fila precedente viene ritardata della distanza e del tempo di propagazione del suono. Ciò crea una direzionalità molto precisa e un ottimo smorzamento verso la parte posteriore. Questo tipo di disposizione è molto efficace, ma anche complessa da realizzare. Anche per questa disposizione sono necessari almeno 2 canali di controllo.
Affinché le diverse disposizioni funzionino in modo ottimale, è consigliabile utilizzare solo subwoofer identici. Inoltre, il comportamento di diffusione può variare notevolmente a seconda delle condizioni locali (pareti, umidità dell'aria, temperatura). Pertanto, è necessario verificare sempre in loco se i risultati effettivi corrispondono alle aspettative e ai calcoli effettuati in precedenza.
6. Conclusione
In sintesi, si può affermare che il corretto posizionamento dei subwoofer durante i concerti e i festival è fondamentale per la qualità del suono e l'esperienza di ascolto. Una conoscenza di base della fisica e della teoria delle onde sonore è utile per sfruttare al meglio l'energia dell'altoparlante dei bassi e dirigerla con la massima precisione possibile verso il pubblico.
Sebbene la disposizione sinistra-destra sia quella più comunemente utilizzata, è stato dimostrato che disposizioni alternative come la disposizione mono, la disposizione a denti di sega o l'uso di array di subwoofer cardioidi e array end fire spesso garantiscono una migliore distribuzione del suono e un migliore smorzamento posteriore. È quindi importante testare diverse disposizioni e verificare quale si adatta meglio alla situazione specifica.
