Il Plasma Tweeter ... a corona

 

Questo tweeter al plasma sfrutta una scarica a corona (per questo nel titolo ho aggiunto l'appellativo "a corona") lunga 10 - 15mm che garantisce un'emissione acustica omnidirezionale, molto bella e coinvolgente. Tuttavia la pressione acustica ottenuta è bassa. Può essere sufficiente per un piccolo ambiente o per l'utilizzo solo come supertweeter, ma in ogni caso non si possono ottenere volumi "live". Volendo si può accoppiare la scarica ad una tromba in modo da aumentare l'emissione, ma così si perde appunto l'emissione omnidirezionale vanificando parte dei requisiti fondamentali del tweerer al plasma.

Ma questi sono particolari legati all'utilizzo che se ne vorrà fare. Per il momento vorrei concentrarmi sui risultati.

Il mio tweeter a corona è ormai un sistema maturo, che può essere veramente utilizzato tutti i giorni e con ogni tipo di musica. Ovviamente non è il diffusore ideale, tantomeno è perfetto, tuttavia le sue prestazioni fanno invidia agli altoparlanti tradizionali. Inoltre vuoi mettere la soddisfazione di vedere l'amico di turno incredulo di fronte al suono emesso dalla piccola scintilla?

Costruire questo tweeter ha richiesto un lavoro molto lungo, brevemente riassunto su questa pagina.

Di seguito mi concentro sulla versione che considero "definitiva"

E' costruita interamente a mano, a partire da una scatola di alluminio e da profilati di alluminio opportunamente tagliati e imbullonati. In una prima fase avevo montato una camera di combustione (basata sullo Ionophone di Sigfried Klein) accoppiata ad una tromba in alluminio:

I comandi sono suddivisi fra il pannello frontale e quello posteriore. Davanti ci sono

        • Voltmetro per il controllo del punto di riposo
        • Misuratore della percentuale di modulazione
        • Potenziometro per la modifica del punto di riposo
        • Potenziometro del "volume"

Dietro, invece ci sono

        • Ingresso alimentazione
        • Fusibile alimentazione
        • Ingresso audio
        • Interruttore accensione

Le dimensioni del tweeter sono (compresa la tromba), approssimativamente

        • Larghezza: 125mm
        • Profondità: 250mm
        • Altezza: 260mm

In apertura ho fatto cenno all'emissione omnidirezionale che caratterizza la scarica in aria libera. E' vero che la scarica può essere ascoltata anche così, libera, però produce ozono, la pressione acustica è bassa e nasce un po' di distorsione. Montando una buona camera di combustione invece, tutti questi problemi spariscono e le prestazioni del tweeter divengono molto interessanti, anche se, ovviamente, l'emissione diventa direttiva. E' solo apparentemente uno svantaggio, perchè nessuno vieta di dirigere la tromba verso un opportuno diffusore (può essere una superficie, un oggetto, una struttura) in modo da eliminare la direttività della tromba stessa e avere un effetto molto simile all'emissione omnidirezionale di cui sopra.

Ecco altre due foto, così, tanto per dare un'idea.

 


Poi, siccome sono curioso, ho comprato una tromba ME10 della B&C Speaker e l'ho accoppiata alla scarica con un imbutino di pyrex:

 

 

La qualità audio che si ottiene ha dell'incredibile. Per dimostrarlo ho fatto un filmato con una normalissima fotocamera digitale piazzata in asse alla bocca della tromba, a circa mezzo metro di distanza. Durante l'ascolto si consideri che

      • il segnale all'ingresso del tweeter è preso direttamente dall'uscita di un lettore cd
      • è attivo il solo tweeter, quindi non ci sono altri altoparlanti ad "aiutarlo"
      • il filmato è piuttosto grosso: una cinquantina di MB. Avevo pensato di farlo con una risoluzione più bassa, ma alla fine non si vedeva praticamente nulla.

Scarica il filmato

Su questi risultati ci sarebbe da parlare parecchio, tuttavia non voglio dare giudizi, anche perchè sarebbero di parte. Voglio solo far notare che, grazie alla risposta in frequenza molto estesa, il tweeter può essere ascoltato anche da solo e rimane sempre gradevole.


Successivamente ho avuto la possibilità (nell'ambito di un progetto più vasto che spero vivamente possa essere realizzato) di testare il tweeter in camera anecoica.
Per la disponibilità dimostrata e l'aiuto offerto, desidero ringraziare:
      • prof. Livio Mazzarella
      • ing. Roberto Fumagalli
      • dott.ssa Sonia Astorino
del Laboratorio di Acustica presso il Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano.
Nelle foto seguenti: il tweeter in posizione durante le misure del 19 Maggio 2011

 





Per prima cosa è stata misurata la risposta in frequenza del tweeter con scarica in aria libera e microfono posto ad 1 metro:



Questa misura ci suggerisce che il tweeter può essere utilizzato con successo per riprodurre la banda oltre i 5kHz. Il decadimento oltre i 20kHz può essere attribuito in parte al modulatore e in parte ai microfoni di misura.


Successivamente è stata misurata la distorsione a 1kHz e a 4kHz:






Su queste misure c'è poco da dire: il modulatore ha ampio margine di miglioramento e l'intero sistema se lo merita.

Infine è stata misurata la direttività. Sono stati usati 4 microfoni collocati tutti a distanza di 1 metro dalla scarica, ma orientati lungo diverse direzioni:



Ruotando il tweeter rispetto ai microfono non si osservano variazioni apprezzabili, pertanto si può concludere che la scarica può essere effettivamente assimilata ad una sorgente omnidirezionale. Chiaramente, occorre tener presente l'inluenza del telaio, pertanto, ai fini di ottenere una vera e propria sorgente sferica, occorrerà distanziare il più possibile la scarica dalla scatola.

 

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