Come posizionare i diffusori in ambiente

05.06.2019

Nell'immagine principale, una moderna sala concerti a Baku, in Azerbaijan.

 

Dopo aver composto un impianto di alta qualità, la stanza diventa il fattore limitante delle prestazioni sonore. Ci sono molti articoli e teorie su come ottimizzare l'interfacciamento tra i diffusori e la stanza, e anche sui metodi per contenere le risonanze critiche della stanza. I trattamenti usati per gestire le risonanze della stanza con l'obiettivo di ottenere una risposta in frequenza ampia e piatta sono generalmente costosi e possono portare anche a ottenere una stanza “sorda”, priva di vita. Inoltre, disegnare dei diffusori per una collocazione specifica, per esempio quelli da addossare alle pareti, limiterà le opzioni di posizionamento e fornirà risultati diversi in base alle dimensioni della stanza. Il nostro approccio è invece quello di esaminare come la stanza e i diffusori interagiscono e creare il migliore posizionamento senza la necessità di apportare modifiche radicali alla stanza.

 

Questo approccio limita le interferenze dell’ambiente attraverso il posizionamento degli altoparlanti e della posizione di ascolto, e utilizzando gli effetti della psicoacustica e della fisica. Questo metodo offre risultati eccellenti senza l'uso di trattamenti speciali per l’ambiente d’ascolto: tuttavia, un suo trattamento attentamente progettato può fornire ulteriori miglioramenti.

 

Innanzitutto, cerchiamo di capire come ascoltiamo. Per localizzare da dove proviene un suono, il nostro cervello percepisce il tempo che intercorre tra un suono che arriva a un orecchio e poi all'altro o la differenza temporale interaurale - ITD. Ad esempio, se non c'è differenza nel tempo che impiega un suono per raggiungere ogni orecchio, il cervello determina che il suono emana direttamente davanti a noi. Se il suono raggiunge prima l'orecchio destro, il cervello determina che il suono è a destra e così via. La posizione da cui proviene il suono è determinata dal tempo di arrivo, dal suo ritardo, e la decisione viene presa in modo subconscio ed estremamente veloce. Infatti il cervello determina la posizione nei primi 800 μs del transitorio iniziale, poiché questo è il ritardo massimo possibile a causa della distanza reciproca tra l'orecchio sinistro e quello destro.

 

Dopo questo riconoscimento iniziale della posizione, parte la percezione della tonalità. Ciò è stato dimostrato in studi scientifici e si ritiene che sia una parte critica della nostra sopravvivenza come specie. In altre parole, per prima cosa individuiamo la provenienza di un suono, che potrebbe essere un potenziale pericolo, per esempio, e quindi cerchiamo di identificare ciò che ha prodotto il suono.

 

Di conseguenza, il primo passo per ottenere un buon palcoscenico sonoro è quello di far arrivare il suono direttamente dagli altoparlanti alle vostre orecchie prima di ogni riflessione di quello stesso suono. Se il primo transiente dalla sorgente primaria, i diffusori, arriva prima di qualsiasi riflessione ambientale, impedisce qualsiasi confusione sul punto da cui proviene il suono. Il termine scientifico per questo fenomeno psicoacustico è chiamato effetto Haas. Inoltre, se i diffusori offrono una risposta lineare/piatta misurati in camera anecoica, il cervello percepirà una risposta lineare/piatta quando il primo transiente arriva prima di qualsiasi riflessione. Quindi, anche se le misurazioni effettuate nella posizione di ascolto mostreranno forti deviazioni nella risposta in frequenza rispetto alle riflessioni, il cervello ignorerà questo e percepirà una risposta piatta. Per questo motivo, un obiettivo del posizionamento dei diffusori è eliminare le prime riflessioni, ad esempio dalle pareti o dalle finestre.

Un esempio ideale della applicazione pratica di questi principi sarebbe una stanza di ascolto ben proporzionata in cui gli altoparlanti sono posizionati ai due punti centrali di un ellissoide che tocca le pareti della stanza, come nella figura sotto. La migliore posizione di ascolto è centrata tra i diffusori con la testa da trenta a novanta centimetri circa dalla parete posteriore. In questa posizione il suono dagli altoparlanti raggiunge le orecchie prima di qualsiasi riflesso dalle pareti laterali. I vantaggi sono la massima separazione possibile degli altoparlanti per il più ampio palcoscenico sonoro desiderato e il massimo ritardo della prima riflessione. Ciò produrrà la migliore percezione sia del soundstage che degli equilibri tonali.

 

La distanza dagli altoparlanti, i punti di emissione, all'orecchio dovrebbe essere inferiore di almeno 1,5 metri rispetto alla distanza percorsa dall'altoparlante a una superficie riflettente e da qui all'orecchio. La ragione per la differenza di 1,5 metri o più è che se il suono riflesso arriva 5 millisecondi od oltre dopo il suono primario, il cervello sa che non è riferito alla fonte del suono ma a una sua riflessione. Il suono viaggia alla velocità di poco più di 1,5 metri in 5 millisecondi. Ecco quindi un esempio della formula per determinare la migliore posizione di ascolto. Supponiamo che la distanza tra l'altoparlante e l'orecchio sia di circa 1,8 metri. La distanza dell'altoparlante dal muro è di 1,5 metri e quella del muro dall’orecchio è di 2,4 metri, quindi la distanza totale compresa la prima riflessione è di 3,9 metri. 3,9 metri per la riflessione - 1,8 metri dalla sorgente = 2,1 metri. 2,1 metri è di più di 1,5 metri, quindi funzionerà.

NdR | L’esempio originale è in piedi, in centimetri è stato arrotondato, per la precisione si parla quindi di 1,524 metri, cioè di 5 piedi ogni 5 millisecondi.

 

Come posizionare i diffusori in ambiente

 

Quindi, perché abbiamo collocato il punto d'ascolto vicino al muro posteriore? Il primo motivo è il rinforzo dei bassi. La pressione del suono massima si verifica sul perimetro della stanza e la pressione dà il senso di bassi profondi. In secondo luogo, poiché le riflessioni della parete posteriore sono più corte della circonferenza della testa, il cervello non può misurare il ritardo temporale tra le orecchie. Se non è in grado di misurare il ritardo temporale, non può localizzare la fonte del suono. Quando il cervello non riesce a localizzare le riflessioni, le ignora.

 

Ecco alcuni esempi del cervello che ignora le riflessioni o le informazioni non essenziali. Immaginate di essere in un luogo pubblico rumoroso e di stare parlando con la persona accanto a voi. Se fate una registrazione nel punto in cui vi trovate, sembrerà confusa o simile a un rumore bianco, tuttavia sforzandovi potrete isolare la conversazione. Se sentite invece il vostro nome citato da diversi metri di distanza, potete spostare la vostra attenzione e "sintonizzarvi" sull'altra conversazione.

 

Un altro esempio è dato da come filtriamo le riflessioni naturali di un corridoio, che tendono a distrarci, per ascoltare meglio il parlato, la voce umana. In un ambiente sonoro riflettente il nostro cervello "si sintonizzerà" automaticamente sulla fonte primaria e ignorerà i riflessi.

 

Riassumendo:

  • Individua la posizione di ascolto in modo che il primo suono che arriva alle orecchie sia direttamente dagli altoparlanti. Le riflessioni secondarie dovrebbero arrivare molto più tardi.
  • Colloca il punto d'ascolto a una distanza di 30-90 cm dalla parete posteriore. In questo modo il tempo impiegato dalle prime riflessioni dalla parete posteriore per raggiungere le orecchie sarà troppo breve perché il cervello possa localizzarne la sorgente.
  • Infine, la parete è il limite della stanza – NdR | Praticamente una guida d’onda – quindi la percezione dei bassi profondi viene massimizzata quando ci si siede vicino alla parete posteriore.

 

Aumentiamo ora le opzioni per il rinforzo dei bassi, usando un metodo che chiamiamo “mappatura della stanza”. Questo metodo riconosce che i modi della propagazione del suono nelle stanze sono determinati in gran parte dalle loro stesse dimensioni. La mappatura della stanza consente di identificare le aree tipiche di cancellazione e rinforzo dei bassi, in modo da poter utilizzare tali informazioni per posizionare meglio i diffusori.

 

Per prima cosa misurare accuratamente la stanza, ad esempio con un metro a nastro, e disegnare una semplice pianta del pavimento. Dividere la stanza in quarti. Nei punti pari della stanza, le frequenze dei bassi sono rinforzate.

 

Come posizionare i diffusori in ambiente

Nell'esempio sopra riportato, gli incroci 2A e 2C sono la posizione di partenza ideale per il posizionamento dei diffusori. Posizionare il punto di ascolto sull’asse B tra 30 e non più di 90 cm dal muro. Questa è la disposizione di cui si è parlato nel primo diagramma, nella prima immagine con l’esempio di ellissoide.

 

Se si desidera posizionare i diffusori sulla parete corta, è possibile ottenere un buon rinforzo dei bassi mettendo il punto d’ascolto contro un muro sulla linea 2 e i diffusori su B1 e B3.

 

I successivi migliori posizionamenti dei diffusori potrebbero essere A1 e A3 o C1 e C3. È inoltre possibile posizionare il punto di ascolto su 2B e gli altoparlanti su A1 e A3. Oppure, su 2A e i diffusori su C1 e C3. Lo svantaggio di queste posizioni è una distanza più contenuta tra i diffusori, che può comportare una diminuzione del palcoscenico sonoro e un aumento delle riflessioni dai lati della stanza che, come abbiamo visto, possono essere problematici. Ovviamente la disposizione finale è in genere determinata dalla dimensione della stanza e dalla disposizione dei mobili, ma posizionando i diffusori e lo sweet spot in un punto di divisione uniforme della stanza, si otterrà un naturale rinforzo dei bassi.

 

A volte, però, con questo tipo di posizionamento si ottengono fin troppi bassi. Ma si può usare lo stesso principio per annullare piuttosto che rinforzare le basse frequenze. Ecco quindi un metodo per mettere ulteriormente a punto i bassi e i medi spostando i punti di emissione sulle divisioni dispari della stanza. La seguente illustrazione è un altro disegno di una stanza ma divisa in parti dispari. Gli incroci sono le posizioni con il minor numero di rinforzi sui bassi.

Come posizionare i diffusori in ambiente

È importante ricordare che la stanza può essere divisa in molto più che in quarti o terzi. Nelle suddivisioni pari il basso è rinforzato e in quelle dispari il basso viene cancellato. Sovrapponendo queste griglie si può vedere che anche piccoli movimenti possono avere un grande effetto sul suono.

 

Come posizionare i diffusori in ambiente

Per la messa a punto fine, la tendenza generale è che i movimenti laterali influenzano il medio-basso e i movimenti in avanti e indietro hanno effetto sui bassi più profondi.

 

Dopo aver determinato il posizionamento di massima per le migliori prestazioni dei bassi profondi con la tecnica di mappatura della stanza, il passo successivo è determinare la distanza tra i diffusori. Usando una registrazione con forti informazioni al centro – una registrazione di sola voce o mono funzionano bene – ascoltiamo come si forma il suono al centro dei diffusori con gli altoparlanti puntati leggermente dietro la testa dell'ascoltatore. Allontaniamoli di circa 15 centimetri e ascoltiamo di nuovo. Continuiamo fino a quando l'immagine centrale si assottiglia e diventa sfocata. A questo punto gli altoparlanti sono troppo distanti. Spostiamoli indietro nella posizione che produce il più ampio palcoscenico possibile senza perdere l'energia al centro.

 

Come posizionare i diffusori in ambiente

 

Nei test di ascolto in cieco l'angolo preferito si è rivelato di 72° con l'ascoltatore all'apice. Tuttavia, l'angolo ottimale dipende dal modello di dispersione del tipo specifico di diffusore.

 

Il prossimo passo è quello di regolare il bilanciamento fra canali. Innanzitutto, utilizzare un metro a nastro per ottenere un posizionamento preciso degli altoparlanti misurando la distanza dal tweeter di ciascun diffusore a una posizione fissa sul punto di ascolto. Se la sorgente e l'elettronica sono regolate per la stessa uscita da entrambi i canali e l'immagine centrale non è perfettamente centrata di solito accade perché un altoparlante è più vicino all'ascoltatore rispetto all'altro. Ascoltiamo ancora un brano musicale con grandi quantità di informazioni al centro e una fonte eccellente per questa procedura è sempre una registrazione mono. Se il centro del suono si sposta a destra, l'altoparlante destro deve essere spostato indietro o il sinistro spostato in avanti. Spostiamo un solo diffusore leggermente in avanti o indietro finché l'immagine non è centrata. Spesso i movimenti di pochi centimetri sono avvertibili.

 

L’ultimo passo è mettere a fuoco il soundstage, il palcoscenico sonoro. Ciò si ottiene ruotando il diffusore, fatto che modifica il suo pattern di dispersione rispetto alla posizione di ascolto. Questo è molto più facile da fare in due persone. Iniziamo con entrambi gli altoparlanti rivolti leggermente dietro la testa dell'ascoltatore e ascoltiamo ancora della musica con grandi informazioni centrali. Mentre chi ascolta si concentra sulla messa a fuoco – e qui a volte aiuta chiudere gli occhi – l'altra persona ruota un diffusore facendo perno sulla punta o piedino anteriore interno. Ascoltiamo la dimensione dello strumento e la sua "energia" complessiva. Di solito un'immagine "energica" più a fuoco indica la posizione migliore. L'ascoltatore dovrebbe quindi segnalare quando si raggiunge la migliore messa a fuoco.

 

Quando questo è fatto, l’altro diffusore non deve essere spostato per "rispecchiare" l'altro. Il motivo per cui il suono dai diffusori potrebbe non essere simmetrico è che le stanze non sono simmetriche e le riflessioni che influiscono sulla dispersione non sono simmetriche. Per questo motivo, diverse angolazioni dei diffusori possono compensare le anomalie della stanza. La dispersione varia anche in base al design dell'altoparlante e del crossover. Ad esempio, alcuni altoparlanti sono progettati in modo che la loro risposta fuori asse sia simile alla loro risposta in asse. Ciò riduce i problemi di riflessione della parete laterale e la loro regolazione della convergenza non sarà più critica rispetto agli altoparlanti con una risposta radicalmente diversa su asse e fuori asse.

 

Ecco un riepilogo delle fasi di setup:

  1. Posiziona gli altoparlanti per ottenere le migliori prestazioni dei bassi. Utilizza i movimenti da anteriore a posteriore per bassi profondi e regolazioni laterali per il medio-basso.
  2. Regola la distanza tra i diffusori per ottimizzare la larghezza del palcoscenico.
  3. Sposta un altoparlante per regolare il bilanciamento da sinistra a destra.
  4. Regola la convergenza dell'altoparlante per la migliore messa a fuoco dell'immagine.

 

Ecco alcuni suggerimenti ulteriori:

  1. Poiché le regolazioni sono interattive, il modo per estrarre più prestazioni dal sistema è di ripetere questa procedura di configurazione per la "regolazione fine".
  2. Quando sei seduto con la testa vicino a un muro, alcuni materiali leggeri come un piccolo tappeto o un asciugamano pesante posto direttamente dietro di te possono migliorare il suono.
  3. Se muovi la testa in avanti e all'indietro, in un punto tra il muro e 90 centimetri circa di distanza, puoi sentire cambiamenti dell'energia che percepisci nel suono. Come detto riguardo alla regolazione del basso, le pareti delle stanze sono aree ad alta pressione sonora. Quando la pressione è alta, la velocità dell'onda sonora è inferiore. Man mano che ci si allontana dalla parete, il sistema suonerà un po' più "vivace" ma l'impatto dei bassi diminuirà. È possibile regolare la posizione di ascolto per bilanciare questo effetto.
  4. Quando si effettua la regolazione fine per il bilanciamento tonale, far convergere, “chiudere” i diffusori influenza un po' il suono. Ascolta la differenza tra avere il diffusore puntato direttamente all'orecchio o dritto in avanti, senza alcuna convergenza. In questo modo è possibile rendere il suono un poco più brillante o spento. Normalmente i diffusori puntati direttamente sull'ascoltatore risulteranno più estesi nelle alte frequenze a causa della risposta sull'asse che ha meno roll-off ad alta frequenza. Quando gli altoparlanti sono messi piatti, la risposta fuori asse risulterà in una maggiore quantità di energia che si riflette dalle pareti laterali e l’immagine sarà più ampia, meno focalizzata.

Speriamo che questo ti aiuti a massimizzare la configurazione dei diffusori e ti fornisca una migliore comprensione del suono stereo. Il modo migliore per capire questo approccio è ascoltare e sperimentare.

 

 

Copyright Allen Perkins 1996, revisione 2012

Traduzione Giuseppe Castelli

Per gentile concessione di Joachim Gerhard

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