Malachor diffusore DIY con cabinet con sezione a goccia in multistrato di betulla.

“Malachor è un diffusore DIY con Cabinet in multistrato di betulla con sezione a “goccia” e finiture in legno lucido sul fronte ed il retro. Completano il kit gli altoparlanti SB Acoustics e Audax per un diffusore due vie decisamente accattivante. Sorella di Malachor, è l’ammiraglia Geonosis che conserva il corpo ma cambia l’anima con altoparlanti di caratura differente.”

Scelta degli altoparlanti del kit Malachor

Com’è possibile notare dalla struttura e dal design mostrati in Figura 1 il diffusore rispecchia fedelmente la Elekta Deluxe: l’unica differenza è data dagli altoparlanti top gamma montati in quest’ultima. Nel caso di Elekta si è voluto optare per trasduttori di qualità altrettanto elevata, chiamando in causa due aziende storiche dell’hi-fi, stavolta con un occhio più attento anche alla spesa finale.

L’altoparlante per medie e basse frequenze proviene nuovamente dalla Danimarca ma questa volta non si tratta della onnipresente Scan Speak, ma di un altro produttore altrettanto valido: SB Acoustics. Il catalogo SB ha una moltitudine di altoparlanti che soddisfano quasi ogni richiesta. Per la realizzazione del nostro progetto, l’interesse è ricaduto sulla serie MFC che consta di due mid-woofer da 5” e due da 6”. SB17MFC35-8 (Figura 2) è un altoparlante da 6 pollici caratterizzato da una membrana in polipropilene con iniezione a caldo di indurenti minerali. Al tatto, il trasduttore ha una notevole solidità e rigidità delle parti strutturali, come il gruppo magnetico ed il cestello. Quest’ultimo è realizzato in pressofusione e la disposizione delle razze garantisce un’ottima aereazione della bobina mobile. Notevole la potenza supportata grazie anche alla bobina da 35.5 millimetri di diametro e alla generosa escursione della sospensione e spider (5.5 mm). Completa il supporto della bobina mobile, una spira di rame che ha la funzione di ridurre l’induttanza dell’avvolgimento stesso, contenendo le non linearità correlate ad un elevato valore di Le. La realizzazione del supporto della bobina mobile è in fibra di vetro la cui non conduttività permette di ottenere un elevato valore del fattore di merito meccanico Qms.

Misurando i parametri di Thiele&Small in Figura 3 si nota una discrepanza rispetto al datasheet fornito da SB Acoustics, che viene ripartita su entrambe le unità prese in esame.

Tale variazione dei parametri può essere appresa anche dalla curva di impedenza in Figura 4. Il picco massimo dell’impedenza è ben centrato alla fs con una Zmax di 84 Ohm, proseguendo in maniera quasi del tutto costante fino a 1 kHz per poi aumentare leggermente a 10 kHz con un valore di circa 10 Ohm.

La risposta in frequenza (Figura 5) lascia presagire l’impiego di un filtro ad elevata pendenza con altrettanto smorzamento a non più di 3 kHz di frequenza di taglio. La risposta in salita e la presenza di picchi localizzati nella regione di break-up conferma l’ipotesi precedentemente fatta.

I break-up si estinguono in poco meno di 3 ms lasciando spazio ad un grafico di waterfall (Figura 6) libero ed esente da discontinuità di energia. Da 200 Hz a 20 kHz, si può apprezzare la buona performance del 6” danese esente da titubanze di sorta, al più estinguendole in meno di 3 ms.

Nel complesso un buon mid-woofer che, oltre alla sensazione di solidità ed ottima fattezza costruttiva, viene fuori a testa alta al banco delle misure.

Audax TW025 A26

Il tweeter a cupola morbida da 25mm (Figura 7), robusto e solido con magnete al neodimio e di provenienza francese, non poteva che essere di casa Audax. Negli anni addietro, questo marchio fece la storia della riproduzione sonora ad alta fedeltà, commercializzando differenti altoparlanti entrati di diritto nella top list dei migliori trasduttori per impiego Hi-Fi. I recenti trascorsi dell’azienda francese, che ha visto quasi la chiusura dello stabilimento produttivo, non hanno demoralizzato lo staff, che si ripresenta con una serie di trasduttori storici accompagnati anche da qualche novità.

L’assenza del ferrofluido nel traferro manifesta un picco di impedenza con un’ampiezza di 27 Ohm alla fs che si attesta a circa 1.5 kHz (Figura 8).

La risposta in frequenza (Figura 9) ha un andamento caratteristico in salita. All’aumentare della frequenza, nella risposta in asse, il punto massimo si attesta a quasi 100dB. La curva in azzurro (0°) non gode di assoluta linearità ma, nel complesso, se si considera anche la ripresa fuori asse, si potrà notare il buon equilibrio tonale e la compensazione alle alte frequenza che non presenta più il break-up a circa 18kHz.

Per avere un’ulteriore conferma di quanto detto, la Figura 10 fuga ogni dubbio, mettendo in luce una risposta nel dominio del tempo degna di un ottimo tweeter a cupola morbida quale è l’Audax. In 1.8ms netti, il trasduttore francese precipita inesorabile a -40dB senza alcuno strascico.

La costruzione del kit Malachor

Il diffusore viene proposto in due differenti configurazioni, ma sicuramente la più accattivante e interessante è quella rappresentata un Figura 1. La pianta a “goccia”, palesemente un chiaro riferimento a molteplici diffusori che hanno fatto di questa forma un vero e proprio marchio di fabbrica, oltre alla forma che rallegra la vista dell’utente finale, ha un duplice scopo: il fattore estetico e quello strutturale. Se per il fattore estetico basta il senso della vista per apprezzarlo nella sua interezza, per quello strutturale appare evidente che l’assenza di pareti parallele contribuisce in positivo nell’attenuazione del fenomeno delle stazionarie interne.

La struttura del cabinet è formata da anelli complanari incollati l’uno sull’altro volta a raggiungere l’altezza prefissata per l’ottenimento del volume interno. La pianta del diffusore come lo si vede in Figura 1 è rappresentata in Figura 11 dove vi è la sezione disegnata per il taglio a controllo numerico. Ogni singolo anello viene ricavato da un foglio di multistrato di betulla da 18mm per poi essere incollato l’uno sull’altro. Un tal tipo di struttura potrebbe avere innumerevoli vantaggi. Oltre al fattore costruttivo, di tanto semplificato in termini di piegatura delle pareti laterali, si potrebbe avere un contributo in termini di risonanze interne nei pannelli di legno. In linea di principio più e spesso il materiale con cui si realizza il diffusore, più è facile instaurare risonanze interne ai pannelli di legno a frequenza via via decrescete all’aumentare dello spessore. Suddividere il cabinet in più pannelli, ha i suoi vantaggi in termini di vibrazioni e risonanza interne.

Nel complesso una struttura solida e pesante che racchiude al suo interno 22.32l che con un coefficiente correttivo del volume di 1.1 si ottiene un volume di 24.40l. Tanto quanto basta per avere un buon connubio fra estensione, impatto e dimensioni compatte. E’ chiaro che un tal tipo di trasduttore con una buona riserva di litri in più avrebbe potuto garantire una migliore estensione, ma la natura del bookshelf da stand sarebbe andata perduta, ottenendo un diffusore notevolmente più grande.

Per semplificare la realizzazione del mobile è stata sviluppata una versione del diffusore di forma “standard”. Le Figura 12, 13 e 14 rappresentano il disegno standard di forma a parallelepipedo che mantiene lo stesso volume interno e condotto d’accordo, dunque frequenza fb del sistema.

Per dare un’idea della resa finale è possibile visionare la Figura 15, dove viene sviluppato un 3D di del diffusore. E’ chiaro che le prestazione dei due modelli saranno identiche, a patto che si faccia attenzione al tipo di materiale assorbente ed alla quantità che si va ad inserire internamente. Lungo tutte le pareti laterali viene posto del feltro grigio da 8mm più del poliestere da 2 cm. Le pareti superiori, inferiori e posteriori sono allestite da poliestere da due cm e nulla più. L’impiego di due materiali differenti è giustificato dalla doppia funzione che hanno i due materiali. Il primo (feltro grigio) è più compatto, pesante, a celle strette ed ha una densità superiore rispetto al poliestere che ha una densità minore ed è un materiale a celle aperte. I due materiali posseggono un coefficiente di assorbimento differente, garantendo dunque un assorbimento variegato su un rage di frequenze più ampio. Il feltro, garantisce un buon assorbimento sulla gamma media (anche per via del suo spessore) il poliestere, ripulisce egregiamente la medio-alta.

Caricamento acustico

Inserendo il set di parametri di Thiele e Small misurati nell’apposito form del simulatore ALAB 30, si ottiene il grafico di Figura 16. I dati che hanno portato alla presente simulazione sono i seguenti: Vb=22.32l; fb=39Hz; dimensioni condotto circolare = 6.2*22 cm.
Sulla base di questi dati l’allineamento in gamma bassa gode di un ottimo smorzamento e di buona estensione. La f-3dB si attesta a circa 40Hz che per un 6 pollici sicuramente non è un traguardo da record. La natura del diffusore è di chiara collocazione da stand, per tal motivo non ci si poteva spingere troppo con il volume interno del cabinet. E’ stata fatta particolare attenzione nella distribuzione del materiale assorbente interno al fine di ottimizzarne le perdite per l’ottenimento dell’allineamento desiderato. Sono state effettuate due prove: la prima con il solo materiale poliestere bianco e la seconda con la combinazione feltro più poliestere. La seconda versione offriva un controllo leggermente migliore rispetto alla prima che di contro manifestava maggiore estensione.

Crossover

Lo schema elettrico rappresentato in Figura 17, rispetta quanto detto in calce all’articolo. La pendenza del filtro passa basso e passa alto è di ragguardevole entità. Analizzando il passa alto si nota da sinistra verso desta un induttore bypassato da un resistore da 12 ohm. L’attenuatore compensato, questa volta formato da una bobina e non da un condensatore, agisce sulla parte alta della banda passante del tweeter. La natura dell’induttore è quella di essere un corto circuito alle basse frequenze e un circuito aperto alle alte frequenze per tal motivo si avrà un’attenuazione della sola gamma che va da 5kHz in su. Segue un filtro passa alto del terzo ordine con cella RLC serie in parallelo al segnale. Quest’ultima, ha la funzione di lavorare esclusivamente sulla fase del trasduttore. La frequenza a cui è centrata la cella, è di 122Hz con un Q di circa 0.5. Per ultima la resistenza da 15 Ohm il cui scopo è quello di compensare l’impedenza.
Il mid-woofer della sb acoustic viene domato con altrettanta pendenza elettrica 18dB/oct e nulla più. La prima bobina inserita sul percorso del segnale è da 1,2mH in aria da 1,2mm di diametro, subito a seguire la bobina da 0,56mm di egual diametri ed il ramo verso massa comprendente il condensatore da 12uF ed il resistore da 6,8Ohm. Particolare importanza per il resistore verso massa da 6,8 che incrementa lo smorzamento del filtro e dunque la pendenza, governando egregiamente la zona di break-up del mid-woofer.

Caratteristiche rilevate

Al banco delle misure si ottiene una buona performance complessiva. La Figura 18, modulo e fase di Eleckta con annesso filtro, esibisce i due picchi caratteristici del bass reflex con frequenza di accordo centrata a 39Hz come preventivato in sede di simulazione. Nel complesso l’andamento dell’impedenza ha un andamento lineare a meno di una leggera increspatura a 3kHz. Non solo il modulo dell’impedenza ma anche la fase segue un andamento decisamente consono ad esser pilotato senza alcun problema da qualsivoglia amplificatore. Nel complesso, il modulo dell’impedenza, non va mai sotto il limite minimo di 6 Ohm.

Il modulo dell’impedenza (figura 27) mostra “l’unico” picco di risonanza a circa 20Hz ed il secondo picco del reflex quasi del tutto spianato. Attenzione però a guardare anche il grafico della fase che non passa per lo zero come teoria vorrebbe. La ragione è da ricercare nel filtro crossover e nel materiale fonoassorbente in maniera decisamente minore rispetto al primo. Sicuramente il filtro crossover cela un qualche tipo di compensazione o cella di equalizzazione che va a toccare proprio la ziona fra 50 e 150 Hz dove era posto il secondo picco di impedenza prima dell’intervento di suddetta cella elettrica. La fase supera appena i -40° dopo la risonanza con il modulo che subito dopo si colloca a circa 5.5Ohm fino a 500Hz. E’ proprio all’interno di questo range di frequenze che è stata trovata la massima condizione di carico, ad una frequenza di 118Hz per una porzione di frequenza abbastanza ristretta, nel range di 70-200Hz. Il coefficiente di extra corrente, testimonia chiaramente l’onere del carico visto dall’amplificatore che si attesta ad una frequenza di 118Hz su 2.08Ohm. La porzione di frequenza tale per cui si manifesta l’abbassamento del modulo di impedenza è abbastanza ristretta e contenuta per poter supportare e sopportare un buon amplificatore a stato solido dall’ossatura ben strutturata comunque un diffusore coriaceo che necessita di una buona riserva di corrente da parte del suo compagno di viaggio.

La risposta in frequenza in asse e a 45° (Figura 19) segue un andamento calante perdendo circa 1,5 dB/oct. Tale andamento, volutamente conferito, compensa la risalita del tweeter da 6kHz in poi. Il fuori asse conferma quanto detto, esibendo un andamento costantemente decrescente.

In Figura 20, oltre alla ripresa fuori asse, sono rappresentate le risposte acustiche filtrate di mid-woofer e tweeter. La pendenza del filtro passa basso si attesta a circa 9dB/oct per poi aumentare velocemente da 3kHz in poi. Il filtro passa alto, ha un andamento dual-slope, fornendo per il primo tratto di frequenze una pendenza blanda (6dB/oct), per poi aumentare drasticamente l’attenuazione da 2kHz in giù, a 22dB/oct (1kHz – 2kHz).

Nel dominio del tempo la buona performace si ripropone. La Figura 21 grafica la Energy Time Curve (ETC) che vede il primo arrivo del tweeter con picco centrato e ben ampio al punto di inizio, per poi decadere in meno di 1ms.

Nel grafico della waterfall (Figura 22) non si evincono code o strascichi di energia. Con 40dB di dinamica sull’asse delle y si ottiene un decadimento in 3ms, degno dei migliori diffusori che portano il fregio delle più grandi case costruttrici.