giovedì 4 ottobre 2012

Le casse attive

Le casse attive, o diffusori amplificati, o active loudspeakers, sono lo standard in campo professionale ma rarissime negli impianti hi-fi casalinghi. Una certa tendenza che si coglie in giro a puntare di nuovo su questa soluzione tecnologica mi ha suggerito questo post. Perché i professionisti del suono sono ovviamente molto esigenti e se preferiscono questo sistema non e' solo perché e' più comodo da installare e trasportare, ma anche perché in teoria garantisce risultati migliori.

I punti critici in un diffusore, o sistema di altoparlanti come lo definiscono altri, sono diversi, e' il componente di una catena audio che deve svolgere il compito più difficile, ma almeno a due elementi critici la tecnologia attiva consente di dare una valida risposta. Il primo e' la rete di crossover, necessaria per tutti i sistemi a due o più vie, ovvero con altoparlanti specializzati per le diverse bande di frequenza, per inviare appunto all'altoparlante solo la banda di frequenza che e' in grado di riprodurre senza distorcere. Si tratta quindi nella accezione più semplice di un filtro passa-basso per il woofer e di un passa-alto per il tweeter, che nelle casse passive ( quelle comunemente usate) e' realizzato con un circuito elettrico, ovviamente passivo, i cui componenti sono tipicamente resistori, condensatori e induttori e che deve operare sul segnale elettrico già amplificato.Il compito del crossover non e' semplice e uno dei punti a favore dei sistemi a larga banda e' proprio poterne fare a meno.

Il secondo punto critico e' l'accoppiamento tra l'altoparlante che richiede più potenza, il woofer, e l'amplificatore, due componenti realizzati tipicamente da costruttori diversi e progettati per adattarsi ad una vasta gamma di componenti di altre marche.
Invece, in una cassa attiva
In una cassa attiva, come si vede nello schema riportato sopra, entrambe queste criticità di connessione sono risolte ricorrendo ad una diversa architettura.

Dynaudio Xeo 5
Per prima cosa il crossover e' attivo, realizzato quindi con componenti elettronici e a monte dell'amplificazione. I componenti attivi consentono di raggiungere tassi di distorsione molto inferiori e di agire con molta maggiore flessibilità sulle caratteristiche del circuito di crossover (frequenza di taglio e pendenza), adattandolo maggiormente alle caratteristiche degli altoparlanti utilizzati.

Come seconda cosa gli amplificatori (ne serviranno ora uno per via per ogni diffusore) potranno essere progettati esattamente come richiesto dal sistema di altoparlanti, e dallo stesso costruttore. Sia come potenza erogata sia come modo di erogarla. Non dovranno essere una soluzione di compromesso in grado di adattarsi a carichi di lavoro anche molto diversi.

Inoltre si può anche pensare di accoppiare ancora più strettamente l'amplificatore alla sezione bassi, inserendo un circuito di controreazione che tramite un sensore comunica all'amplificatore quando l'altoparlante o gli altoparlanti stanno uscendo dalla zona di linearità e quindi iniziano a distorcere. Questo e' il sistema introdotto dalla Philips negli anni '70 con il nome di motional feedback e poi anni dopo ripreso per la realizzazione della maggioranza dei subwoofer attivi, aggiungendo anche una equalizzazione sui bassi che compensa il calo fisico dell'altoparlante alle frequenze inferiori, limitando al minimo la distorsione che si aggiunge in questo modo ed estendendo così la risposta sui bassi. Un sistema che richiede il caricamento del woofer in sospensione pneumatica (cassa chiusa) e non applicabile ai sistemi bass-reflex oggi più diffusi.

Infine, introducendo una linea di ritardo, si possono mettere in fase gli altoparlanti specializzati per gli acuti, i medi e i bassi senza dover costruire un mobile per il diffusore "a scalini" o ad altoparlanti coassiali.

Casse attive digitali
A questi vantaggi di base si aggiungono altre possibilità consentite dalla tecnologia digitale. Se nella cassa (che ormai include quasi tutto l'impianto hi-fi) viene inserito anche un convertitore digitale analogico, un DAC, anche il collegamento tra il diffusore e la sorgente può essere digitale, e quindi anche wireless. Un vantaggio quindi di installazione notevole: niente cavi. Se poi si aggiunge un processore digitale, un DSP (Digital Signal Processor) prima della conversione e' possibile inserire ancora altre funzionalità, come la correzione della risposta degli altoparlanti per renderla più lineare o anche la correzione della risposta in ambiente.

Il risultato all'ascolto sarà poi effettivamente superiore?
Meridian DSP 7200
Sicuramente sarà più facile raggiungere un risultato eccellente, con tutti questi elementi di vantaggio, e difatti le casse attive godono di buona fama e a memoria non ricordo recensioni o pareri anche in rete che non siano più che positivi, ma sulla storia dei tentativi di proporle anche in ambito nome e sulla situazione di mercato attuale torno più avanti. In generale comunque si può affermare che l'accoppiamento personalizzato tra gli amplificatori e i driver e il ricorso a tecniche di controreazione può consentire di raggiungere una dinamica molto elevata mantenendo la distorsione e la non linearità ai minimi livelli, riuscendo a garantire in un solo sistema i vantaggi dei sistemi ad alta efficienza, che spesso devono ricorrere a componenti a tromba, e quelli dei sistemi elettrostatici.

A quale prezzo?
Si e' già intuito dall'architettura delle casse attive: a prezzo della moltiplicazione degli amplificatori. Che da uno, stereo, diventano quattro mono in sistemi a due vie e sei mono in sistemi a tre vie. Ma questo non e' l'ostacolo principale alla diffusione, si tratta comunque di componenti elettronici il cui costo e' funzione della diffusione, ma e' piuttosto la minore flessibilità. Componenti che sicuramente hanno una sensibile influenza sul suono e sui quali e' in corso un progresso rapido o molto rapido. Amplificatore o anche, eventualmente, il DAC sono legati al diffusore e potranno essere aggiornati a modelli migliori soltanto assieme ad esso. Un limite forte per molti appassionati di hi-fi che puntano a torto o a ragione ad una evoluzione continua dell'impianto. Sta di fatto che sinora questi due limiti sono stati all'origine della scarsa diffusione di questi sistemi in ambito home.

La soluzione di compromesso
Ho già accennato al fatto che questa tecnologia e' invece uno standard per i subwoofer, dove i vantaggi sono tali da superare qualsiasi remora. Diversi produttori hanno quindi pensato ad una soluzione di compromesso derivante da questa anche per i sistemi a gamma intera. Soltanto la via per la riproduzione dei bassi e' attiva, con amplificazione incorporata. Le altre due o una via sono invece gestite tradizionalmente, con crossover passivo e amplificatore esterno.

In questo modo si preservano buona parte dei vantaggi consentendo pero' un più facile inserimento in impianti tradizionali. Nel quale si avrebbe il vantaggio di poter usare un amplificatore meno potente, e quindi anche modelli a valvole o in classe D di bassa potenza, ma di alta qualita sonora, almeno secondo le aspettative, che altrimenti sarebbero di difficile utilizzo su un gamma intera passivo.

La fortuna delle casse attive
Genelec 8260A
Almeno un diffusore di questo tipo ha raggiunto una indiscussa fama e critiche universalmente positive, anche se non una grande diffusione per via del costo elevato. Si chiamava Acoustat X ed e' stato prodotto negli anni '70 dalla omonima casa americana. Era un sistema elettrostatico a gamma intera di grandi dimensioni e aveva incorporato un amplificatore a valvole progettato ad hoc per le particolari esigenze di carico dei pannelli elettrostatici. Non più in produzione da moltissimi anni e' diventato nel tempo una specie di mito nel mondo hi-fi. Non so se reggerebbe il confronto con i migliori diffusori ancora oggi, io ho potuto ascoltarle in qualche fiera specializzata e la impressione e' che suonassero molto bene, meglio degli altri modelli proposti da altri costruttori all'epoca. Ma non si trattava di prove oggettive o a confronto ma di semplici ascolti liberi.

La scelta di casse attive oggi e' limitata a pochi costruttori e parte da un livello di prezzo abbastanza elevato, che deve essere confrontato con il costo di una accoppiata ampli + casse. Costo elevato che comunque e' un altro motivo della scarsa diffusione.

Rimandando ad un successivo post per approfondimenti sulla offerta, i principali produttori del settore che hanno una offerta rivolta anche al mercato home sono la finlandese Genelec, con più gamme di diffusori professionali e semi-professionali, anche con DSP, la inglese Meridian, la danese Dynaudio, con una produzione professionale consolidata a cui si sono aggiunti recentemente modelli per ambito casalingo, la linea Xeo, che adotta la soluzione wireless, a cui possiamo aggiungere la inglese Linn come esempio di produttore di casse ibride, attive solo per la sezione bassi.

Linn Majik 140



(E l'immagine dell'Acoustat X? Mi spiace ma non ne ho trovata una decente in Internet e purtroppo non ne ho un paio da fotografare ...)

2 commenti:

  1. Avrei alcune curiosità.
    La prima riguarda in base a quale principio funzionano i crossover attivi. Ne ho visti anche a valvole. Parto dal presupposto che in e out siano analogici. Stante il fatto che potrebbero essere costruiti con piccole bobine e piccoli condensatori.
    Poi ho sempre pensato che trasportare un segnale pre in giro per la stanza ti esponga di più a pericoli di distorsione e/o interferenza.
    Tutto questo e visto che avendo 50 anni non sento più niente sopra i 16.000 mi spinge a volte a valutare i larga banda.

    RispondiElimina
    Risposte
    1. I filtri attivi comprendono uno o più componenti attivi, cioè amplificatori, che possono essere realizzati sia con transistor sia con valvole (ma ora comunemente con amplificatori operazionali). Distorsione inferiore, maggiore precisione nella curva di risposta, maggiore stabilità nel tempo e maggiore flessibilità nella progettazione sono i vantaggi che consentono.
      Riguardo alla trasmissione del segnale effettivamente mi è rimasta nella penna una informazione: per la connessione, tenendo conto delle distanze maggiori che devono essere coperte, per le casse attive analogiche vengono usate connessioni bilanciate (XLR) che sono certificate per lunghezza di cavo superiore a quella delle normali connessioni sbilanciate RCA.

      Elimina