Introduzione: la direttività del suono
In acustica, la direttività indica quanto un diffusore concentra il suono in una certa direzione. Non tutti i diffusori irradiano il suono allo stesso modo: la propagazione cambia in base a tre fattori principali:
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La frequenza del segnale emesso
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Il diametro del trasduttore
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La geometria del sistema, come nel caso di guide d’onda o array verticali
A basse frequenze, il suono tende a propagarsi in modo omnidirezionale. Ma man mano che la frequenza aumenta (quindi la lunghezza d’onda diminuisce), il suono diventa sempre più direzionale: si concentra in un fascio sonoro più stretto.
Tipi di Trasduttore e Direzionalità Naturale
Conclusione:
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I subwoofer diffondono in tutte le direzioni, perfetti per riempire l’ambiente.
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I woofer iniziano a restringere la diffusione con l’aumentare della frequenza.
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I tweeter sono molto direzionali, spesso supportati da guide d’onda per allargare il fascio sonoro.
Frequenza, diametro e angolo di diffusione
La lunghezza d’onda λ(lambda) di un suono si calcola con:
dove c è la velocità del suono (343 m/s) e f è la frequenza in Hz.
Il punto di transizione tra un comportamento omnidirezionale e direzionale si verifica quando la lunghezza d’onda si avvicina al diametro del diffusore.
Diametro del Woofer e Frequenza di Transizione
- A frequenze basse, anche woofer di grandi dimensioni sono quasi omnidirezionali
- A frequenze medio-alte, il fascio sonoro si restringe sempre di più
Le guide d’onda: controllo della dispersione
Una guida d’onda (o waveguide) è un componente fisico che si applica generalmente ai tweeter, per modellare la dispersione del suono.
Serve a:
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Controllare la forma del fronte d’onda
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Ampliare la diffusione orizzontale delle alte frequenze
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Uniformare la risposta fuori asse (importante in ambienti larghi)
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Migliorare la transizione tra tweeter e midrange nei sistemi multi-via
Le guide d’onda sono fondamentali per garantire che l’energia ad alte frequenze non sia concentrata in un fascio troppo stretto, evitando così "buchi sonori" fuori asse.
I diffusori a colonna: soluzione per ambienti riverberanti
I diffusori a colonna sono nati come soluzione al problema della scarsa intelligibilità in ambienti molto riverberanti, come:
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Chiese
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Cattedrali
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Auditorium storici
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Sale ampie con pareti riflettenti
In questi contesti, il parlato risulta spesso confuso a causa delle riflessioni prolungate, che si sovrappongono al segnale diretto. I diffusori a colonna limitano la dispersione verticale per evitare che il suono colpisca soffitti o pavimenti e si rifletta in modo dannoso.
Come funzionano:
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Una fila verticale di piccoli altoparlanti (midrange)
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Tutti emettono in fase, formando un array lineare
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Il suono si somma frontalmente (copertura utile), mentre si annulla verso l’alto e il basso, limitando la dispersione verticale
Numero di Trasduttori e Apertura Verticale
Più aumentano i trasduttori verticali, più la direttività verticale si restringe, migliorando il controllo sulla zona da coprire.
Vantaggi:
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Migliore intelligibilità in ambienti riverberanti
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Dispersione orizzontale ampia (fino a 180°)
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Minori riflessioni su superfici critiche
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Copertura mirata e omogenea sul piano orizzontale
Limiti:
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Direttività verticale troppo stretta in alcuni modelli può creare zone d’ombra (es. pubblico su più livelli)
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I modelli più evoluti, steerabili digitalmente, risolvono questo problema modificando elettronicamente l’angolo di emissione
Conclusioni
Capire la relazione tra frequenza, dimensione e geometria del diffusore è essenziale per:
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Progettare impianti audio efficaci
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Evitare riflessioni indesiderate
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Garantire copertura uniforme e intelligibilità
In sintesi:
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Le basse frequenze sono omnidirezionali
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Le alte frequenze diventano sempre più direzionali
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Le guide d’onda aiutano a gestire l’angolo di emissione dei tweeter
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I diffusori a colonna offrono un controllo verticale eccezionale, ideale per ambienti acusticamente difficili
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