Il cabinet nei diffusori, la nuova frontiera

Chi osserva un nuovo diffusore tende inevitabilmente a concentrarsi sugli elementi più evidenti. Il diametro dei woofer, il materiale della cupola del tweeter, il numero delle vie o la risposta in frequenza sono dati immediatamente comprensibili anche all’appassionato meno esperto. Molto meno evidente è invece il lavoro che oggi viene svolto su aspetti apparentemente secondari come il cabinet, il sistema di irrigidimento interno, il disaccoppiamento dei trasduttori o la progettazione del crossover. Eppure è proprio qui che si concentra gran parte della ricerca dei principali costruttori.

Per comprenderne il motivo occorre partire da un principio fondamentale. Un altoparlante non produce soltanto onde sonore, ma anche energia meccanica. In realtà ogni trasduttore funziona come un motore lineare: una parte dell’energia elettrica viene trasformata in pressione sonora, mentre un’altra viene inevitabilmente restituita alla struttura che sostiene l’altoparlante. Quando il woofer accelera avanti e indietro migliaia di volte al secondo sviluppa forze considerevoli che non vengono trasmesse esclusivamente all’aria, ma anche al mobile. Se il cabinet non fosse sufficientemente rigido inizierebbe a comportarsi come una seconda membrana, entrando a sua volta in vibrazione. Ed è proprio qui che nasce uno dei principali nemici dell’alta fedeltà.

Il motivo è semplice. Mentre il cono del woofer si muove seguendo fedelmente il segnale musicale, il mobile vibra secondo modalità completamente diverse, determinate dalla propria massa, dalla propria rigidità e dalle proprie frequenze di risonanza. Il risultato è la generazione di un’emissione sonora indesiderata che si somma, o talvolta si sottrae, a quella prodotta dall’altoparlante. È ciò che comunemente definiamo colorazione. L’ascoltatore, in altre parole, non ascolta soltanto il trasduttore, ma anche il cabinet.

Per molti decenni la soluzione sembrò relativamente semplice: costruire mobili sempre più pesanti. Alcuni costruttori arrivarono perfino a utilizzare granito, marmo o conglomerati minerali nella convinzione che la sola massa fosse sufficiente a eliminare il problema. Con il tempo ci si rese conto che la realtà era molto più complessa. Un pannello molto pesante continua infatti a vibrare; semplicemente lo fa a frequenze differenti e con modalità differenti. Il problema, quindi, non era stato eliminato, ma soltanto spostato.

L’approccio moderno è completamente diverso. L’obiettivo non è più costruire un mobile semplicemente pesante, ma realizzare una struttura capace di distribuire e dissipare l’energia meccanica prima che questa possa accumularsi e trasformarsi in vibrazioni udibili. Da qui nascono filosofie progettuali anche molto differenti tra loro.

Bowers & Wilkins, ad esempio, utilizza il sistema Matrix e il cabinet Reverse Wrap per aumentare la rigidità strutturale e distribuire le sollecitazioni meccaniche lungo tutto il mobile. Wilson Audio segue una strada differente, ricorrendo a materiali compositi proprietari con caratteristiche meccaniche diverse, ciascuno impiegato nella posizione in cui può offrire il miglior comportamento vibrazionale. Magico realizza cabinet quasi interamente in alluminio, irrigiditi attraverso una complessa struttura tridimensionale lavorata dal pieno con macchine a controllo numerico. KEF, con il progetto Blade, ha invece scelto una soluzione ancora diversa, disponendo i woofer in configurazione contrapposta affinché le forze meccaniche generate da un altoparlante vengano compensate da quelle prodotte dall’altro, riducendo così l’energia trasmessa al cabinet.

Pur seguendo strade differenti, tutti questi progetti condividono lo stesso obiettivo: impedire che l’energia trovi superfici estese capaci di entrare facilmente in risonanza. È un principio ben noto anche nell’ingegneria aeronautica e automobilistica, dove la rigidità di una struttura non dipende esclusivamente dalla sua massa, ma soprattutto dalla sua capacità di distribuire gli sforzi meccanici. La stessa filosofia viene oggi applicata anche al montaggio dei trasduttori.

Il medio rappresenta probabilmente l’altoparlante più delicato dell’intero sistema. Lavora infatti nella regione di frequenze alla quale il nostro orecchio è maggiormente sensibile, quella nella quale si concentrano la voce umana e gran parte degli strumenti musicali. Qualsiasi vibrazione proveniente dal mobile o dai woofer può alterarne il comportamento, riducendone trasparenza e naturalezza.

Per questo motivo molti costruttori cercano oggi di isolare completamente il medio dal resto del diffusore. Nel caso della Turbine Head di Bowers & Wilkins, ad esempio, il trasduttore viene inserito in una struttura completamente separata dal volume destinato ai woofer. Altri costruttori adottano camere dedicate, sistemi di sospensione elastica o supporti meccanicamente disaccoppiati. Il principio rimane comunque sempre lo stesso: impedire che il medio “senta” il lavoro svolto dagli altri altoparlanti.

Anche il crossover segue oggi una filosofia completamente diversa rispetto al passato. Per molti anni è stato considerato poco più di un insieme di condensatori, induttanze e resistenze. Oggi viene invece trattato come una parte integrante della progettazione meccanica del diffusore. I componenti vengono selezionati non soltanto per le loro caratteristiche elettriche, ma anche per il comportamento alle vibrazioni. Le piste vengono accorciate, le masse separate, l’intera scheda irrigidita o sospesa e perfino la posizione del crossover all’interno del cabinet viene studiata per ridurre ogni possibile interferenza meccanica.

Tutto questo porta inevitabilmente a una domanda. Perché i grandi costruttori sembrano investire sempre meno nello sviluppo dei trasduttori e sempre di più nella struttura del diffusore?

La risposta è sorprendentemente semplice. Il trasduttore moderno ha ormai raggiunto livelli prestazionali straordinari. Materiali come il diamante, il berillio, il magnesio, il carbonio o le moderne membrane sandwich hanno ridotto in maniera considerevole le distorsioni proprie dell’altoparlante. Le maggiori possibilità di miglioramento non risiedono più tanto nella membrana o nel motore magnetico, quanto nella gestione dell’energia che questi componenti inevitabilmente sviluppano durante il loro funzionamento. Oggi il vero limite è rappresentato molto più spesso dal mobile, dalle vibrazioni, dalle risonanze, dall’interazione tra i diversi trasduttori e dall’accumulo di energia meccanica.

È per questo motivo che le ultime generazioni dei grandi diffusori di riferimento, indipendentemente dal marchio, sembrano evolvere più nella struttura che nei trasduttori. A un primo sguardo potrebbe sembrare che cambi poco: gli altoparlanti hanno lo stesso diametro, il numero delle vie rimane invariato e persino il disegno generale appare familiare. In realtà il vero progresso si nasconde sotto il rivestimento del mobile, là dove vengono controllate le vibrazioni, distribuite le tensioni meccaniche e dissipata l’energia prodotta dagli altoparlanti. È un’evoluzione meno appariscente rispetto al passato, ma probabilmente è proprio quella che oggi contribuisce maggiormente al miglioramento delle prestazioni di un diffusore acustico.