Nel 1989 durante lo studio dei primi software applicativi per ufficio,  ricorderete tutti  il Lotus 123, durante un esercitazione in aula di informatica a tema libero, fatta per esercitare le conoscenze acquisite, con la mente sempre inquinata dalla passione per l’Hi-Fi, misi a punto un primitivo foglio elettronico con qualche “formuletta” che calcolava il valore massimo della frequenza udibile data una determinata stanza di ascolto. Ho recuperato da un vecchio backup (adesso in versione Excel 2000) tale foglio e ne riporto di seguito un sintetico estratto:    

 
 Frequenza minima che vogliamo ascoltare (Hz): 

            Dalle formule sopra indicate risulta chiaro che la dimensione dell’ambiente di ascolto influenza in modo determinante il livello delle frequenze riproducibili….. Cercherò adesso di essere più chiaro.

            Nel Primo Capitolo abbiamo parlato della riproduzione dei suoni e di come essi si propaghino attraverso onde sonore nell’ambiente. Ebbene tali onde viaggiano, per così dire, ad una determinata velocità che mediamente, a temperatura di 18°, è pari a 340 metri al secondo. Mediamente perché, come abbiamo già illustrato, le caratteristiche intrinseche del mezzo di propagazione, influenzano la velocità di movimento delle onde: una elevata temperatura dell’aria facilita tale propagazione aumentando la velocità del suono. (dal Primo Capitolo……”La velocità del suono in aria secca a zero gradi è di circa 331,6 m/s, ma aumenta al crescere della temperatura: a 20° aumenta già di quasi 10 m/s portandosi a 342 m/s).

            La frequenza più bassa che può essere riprodotta è quella per cui la metà della lunghezza d’onda è uguale alla diagonale della stanza di ascolto. Quest’ultima è, infatti, la dimensione massima dell’ambiente essendo più lunga di qualsiasi altro lato della stanza. Questo ovviamente ipotizzando dimensioni regolari di un classico parallelepipedo.

            Orbene occorre una diagonale di 8,5 metri per poter riprodurre la frequenza minima ascoltabile dall’orecchio umano: i famosi 20Hz. Ora non so in quanti dei moderni appartamenti sia disponibile una tale dimensione, ma in concreto non dovrebbero esserne poi tanti. Ancora è doveroso non tralasciare l’altezza della stanza che determina, anche se in maniera meno determinante, la dimensione della diagonale.

            Per tirare le conclusioni di tutto questo discorso, là dove non si disponga di una diagonale di almeno 8,5 mt (lascio a voi il privilegio dei calcoli della Vostra stanza di ascolto) è del tutto inutile disporre di un diffusore capace di riprodurre i 20 Hz, poiché la dimensione di un tale ambiente non consentirebbe alle onde, che viaggiano a 20 Hz (numero di vibrazioni al secondo), di potersi diffondere.

            Ulteriore aspetto da considerare è la riverberazione del suono, il classico effetto “eco” o più comunemente chiamato “ rimbombo”. Le onde sonore, infatti, sono simili alle onde prodotte dall’acqua: si propagano circolarmente e, se incontrano ostacoli, tendono a rimbalzare, proprio come accadrebbe se buttassimo un sassolino al centro di un recipiente colmo d’acqua: una volta arrivate ai bordi del secchio le onde inizierebbero a tornare indietro scontrandosi con quelle che starebbero percorrendo ancora il “Primo viaggio”. Dal momento che quando ascoltiamo un brano riprodotto, le onde sonore si susseguono in maniera continua, ecco che ben presto, se le pareti o gli oggetti presenti nella nostra stanza d’ascolto riflettono tali onde, esse inizieranno a scontrarsi con le precedenti sovrapponendosi o addirittura annullandosi. Si avete capito bene anche annullandosi: quindi a causa di un cattivo ambiente di ascolto non solo potremo sentire dei suoni riflessi, ma anche non sentirne alcuni che, sebbene correttamente riprodotti dalle nostre apparecchiature, verrebbero annullati dal negativo effetto di rifrazione.

            Le onde generate da riflessione hanno un tempo di propagazione che, come facilmente intuibile, è diverso da quello delle onde che le hanno generate e che dipende, in larga parte, dalle caratteristiche intrinseche degli elementi che le hanno riflesse.

            In alcuni casi, però, la riflessione delle onde viene sfruttata “ in positivo” da alcune case costruttrici di diffusori acustici in modo da irradiare non direttamente, ma indirettamente, le onde. E’ il caso delle Klipschorn che utilizzano un labirinto interno unitamente agli angoli delle pareti per potenziare la gamma bassa o di alcuni modelli Bose che riflettono il suono sulle pareti della stanza per poi farlo giungere all’ascoltatore.

            Ogni elemento che viene investito da onde sonore, infatti, ne respinge una parte e ne riflette un’altra di solito a completo discapito della nostra percezione sonora, ma in alcuni casi questo effetto può essere addirittura saggiamente sfruttato ed utilizzato.   

            Oggetto di queste lezioni non è, comunque, l’esame approfondito dei problemi legati all’ambiente di ascolto, poiché vi sono autorevoli saggi sull’argomento disponibili anche in rete per chi volesse saperne veramente di più. Ho ritenuto, comunque, doveroso introdurre questo capitolo per esigenze di completezza degli argomenti trattati e poiché, visto il nome della sezione (teoria Audiophile) non si poteva prescindere dall’analizzare, anche se brevemente, l’ambiente dove gli amplificatori  e i diffusori autocostruiti, o più semplicemente acquistati, verranno impiegati.

            Tutto ciò al fine di evitare che ottime apparecchiature vengano inconsapevolmente impiegate in pessimi ambienti d’ascolto e che il risultato di tutto ciò venga ingiustamente imputato agli stupendi progetti che di seguito illustreremo, messi appunto dall’amico Alessandro o da qualche altro progettista.

             Riprendendo la trattazione sulle caratteristiche degli elementi presenti nell’ambiente d’ascolto aggiungiamo che, avendo la gamma alta caratteristiche direzionali, è necessario orientare i diffusori che producono frequenze medio-alte, mentre è del tutto trascurabile la posizione degli elementi che producono frequenze basse. Da questo deriva l’esigenza di orientare un sistema stereofonico e di organizzarlo nella classica forma geometrica a triangolo isoscele relativamente ai satelliti o al diffusore completo (se tweeter, midrange e woofer non sono fisicamente separati), mentre la collocazione dell’eventuale unità sub consente molta più libertà. In sintesi la coretta collocazione di un sistema audio risulta essere la seguente:

          ascoltatore

    diffusori (o satelliti)

         con i diffusori e la posizione dell’ascoltatore distanti almeno 1 mt dalla parete di fondo. Su entrambe le pareti di fondo della stanza sarebbe desiderabile la presenza di un qualche materiale fonoassorbente che riduca al minimo la riflessione delle onde sonore, mentre sui lati della stanza la presenza di tendaggi, quadri (possibilmente senza vetro) e magari di un po’ di carta da parati non plastificata  sarebbe sufficiente per smorzare le indesiderate riflessioni laterali.  Anche la natura del pavimento incide in misura non trascurabile sulla corretta riproduzione sonora. In presenza di cotti e parquets si potrebbe anche rinunciare all’introduzione di tappeti che diverrebbero invece indispensabili, (almeno uno che copra per intero la superficie compresa nel triangolo), in presenza di marmo, granito o “gres porcellanato”.  Ancora una stanza perfettamente lineare  crea dei problemi di rifrazione a determinate frequenze, per cui sono preferibili stanze irregolari con i lati in “ proporzione aurea” tra loro. 

BREVE PARENTESI SULLA PROPORZIONE AUREA

           La proporzione aurea non è un concetto nuovo. Questa arte cinese ha una serie di riscontri anche nell’arte occidentale, soprattutto se consideriamo le metodologie di progettazione Auree che da migliaia di anni hanno pervaso tutte le principali culture: dalla civiltà Egizia, alla Grecia antica, Roma e il suo impero, fino alle lontane civiltà precolombiane.

           Nel Rinascimento Italiano trovarono grande espressione anche gli studi matematici iniziati nel XIII° secolo da Leonardo Fibonacci, scopritore della prima serie matematica. Questa serie numerica ha un fortissimo riscontro nelle forme naturali, nelle metriche di riproduzione degli animali, nella disposizione e nella crescita di alcune piante.

            La Proporzione Aurea (chiamata dal matematico Pacioli Divina Proporzione) era ben nota agli antichi Greci che la usarono spesso sia in campo architettonico che artistico (pittura, scultura).

  DEFINIZIONE GEOMETRICA

            Ripartizione di un segmento in due parti, che stanno tra loro come la maggiore (a) sta al segmento intero (1); utilizzando i simboli si ha: 1:a=a:b.

Se AB è il segmento dato, si conduca la per perpendicolare ad AB nell’estremo B e si prenda su di esso il segmento BO, metà di AB, indi col centro in O si descriva la circonferenza di raggio OB, che risulterà tangente in B alla retta AB. Si unisca A con O e si chiamino C e D le intersezioni della retta AO con la circonferenza; si porti infine su AB il segmento AE congruente ad AC. Proveremo che AE è il segmento cercato, cioè che sussiste la proporzione:

AB : AE = AE : EB

            Infatti per il teorema della secante e della tangente (se da un punto si conducono ad una circonferenza una secante e una tangente, il segmento determinato dalla circonferenza sulla tangente è medio proporzionale fra i segmenti determinati sulla secante e aventi un estremo in quel punto) si ha:

AD : AB = AB : AC

Da cui scomponendo si ottiene:
(AD – AB) : AB = (AB – AC) : AC
Ma siccome AB è congruente a CD e AC è congruente ad AE si ha pure:
AD – AB = AD – CD = AC = AE
AB – AC = AB – AE =EB
Perciò l’ultima proporzione diventa:
AE : AB = EB : AE
Da cui invertendo:
AB : AE = AE : EB

RETTANGOLO AUREO

                Esiste uno speciale rettangolo le cui proporzioni corrispondono alla sezione aurea. Il suo nome è rettangolo aureo. Per costruire il rettangolo aureo si disegni un quadrato di lato a i cui vertici chiameremo, a partire dal vertice in alto a sinistra e procedendo in senso orario, AEFD. Quindi dividere il segmento AE in due chiamando il punto medio A'. Utilizzando il compasso e puntando in A' disegnare un arco che da F intersechi il prolungamento del segmento AE in B. Con una squadra disegnare il segmento BC perpendicolare ad AB. Il rettangolo ABCD è un rettangolo aureo nel quale Ab è diviso dal punto E esattamente nella sezione aurea:

AE:AB=EB:AE

TRIANGOLO CON ANGOLI DI MISURA: 72°, 72°, 36°.

                Dato un triangolo isoscele i cui angoli alla base misurano 72° ciascuno, e l’angolo al vertice misura 36°, la bisettrice di un angolo alla base divide il lato obliquo opposto nel punto d’intersezione in due segmenti in modo tale da creare una sezione aurea. Infatti il triangolo ABC è simile al triangolo BCD. E da questo risulta che:

AC:BC=BD:DC

e dunque:

AC:AD=AD:DC

SPIRALE AUREA

Se all’interno di un rettangolo aureo si disegna un quadrato con lato uguale al lato minore del rettangolo, il rettangolo differenza sarà anch’esso un rettangolo aureo. Si ripeta l’operazione per almeno cinque volte al fine di avere un effetto visivo adeguato. Si punti la punta del compasso sul vertice del quadrato che giace sul lato lungo del rettangolo e si tracci l’arco che unisce i gli estremi dei due lati che formano l'angolo scelto. Si ripete l'operazione per ogni quadrato disegnato in modo da creare una linea continua.

         La forma appena descritta ricorda quella della conchiglia marina e dell’apparato auricolare interno di alcuni mammiferi uomo compreso.

        Chiudiamo questa breve parentesi sulla ”Proporzione Aurea” intuendo facilmente l’importanza delle dimensioni sia della stanza di ascolto che di tutti gli altri apparati che entrano nella riproduzione sonora, ad iniziare dalle dimensioni del cabinet del diffusore.

        Il famosissimo e superlativo progetto Nautilus della B&W trae spunto proprio dagli studi sulla proporzione aurea, anche se non è il solo ad aver considerato una forma così particolare da dare al cabinet del diffusore. 

CONSIGLI PRATICI

             Dopo la teoria veniamo illustriamo ora alcuni consigli pratici. La prima cosa da fare, per verificare la qualità di una stanza di ascolto, è, dunque, quella di osservarla attentamente ed immaginare come le onde sonore si potrebbero propagare da punto di diffusione al punto di ascolto.  Successivamente si può passare più praticamente ad esaminare la rifrazione delle onde nei vari punti semplicemente battendo le mani o parlando a voce alta stando attenti ad individuare le rifrazioni. Nel caso in cui queste si manifestino in maniera palese, si potrebbe cercare di intervenire inserendo alcuni elementi volti ad annullare tali rifrazioni come tende, tappeti, quadri, poltrone.

Evitare sempre di inserire in ambiente elementi di interferenza tra diffusori e punto ottimale di ascolto, quali tavoli, sedie o soprammobili in genere e cercare di evitare la vicinanza tra diffusori punto di ascolto e cristallerie o porcellane.

            La forma più idonea che diffusori e punto di ascolto devono formare, come già sopra accennato, è quella del triangolo isoscele con angoli 72° 72° e 36° giusto per rimanere in ambito Aureo (invito tutti a misurare il proprio triangolo formato dai diffusori e dal punto di ascolto), non di quello equilatero. I diffusori debbono sempre stare in asse fra loro poiché tutti i diffusori sono progettati per avere una determinata risposta in frequenza e un determinato timbro solo se posizionati in asse e alla stessa distanza dal punto di ascolto.  

            L’altezza geometrica ottimale del triangolo così formato è sui 4 - 4 metri e 30 collocato in una stanza di circa 6,5 metri per 5,5 alta 3, che dovrebbe sviluppare una diagonale di 8 - 8,5 mt. Oltre tali dimensioni, si dovrebbero iniziare a perdere quei preziosissimi dettagli, tanto ricercati dagli audiofili, sulla gamma alta e quindi è del tutto sconsigliabile creare una triangolazione che ecceda tali misure.

            E’ intuibile, poi, che se si dispone di un ambiente di dimensioni inferiori a quelle ottimali, sopra illustrate, è consigliabile l’introduzione di elementi acustici di dimensioni più contenute nell’intento di limitare i danni e senza avere pretese audiofile troppo elevate. Una stanza piccola non è l’ottimale, ma in molti casi vi si può collocare un impianto che nel complesso può raggiungere livelli soddisfacenti.

La stanza di ascolto è un anello della “catena audiofila” spesso troppo tralasciato o affatto considerato, assolutamente FONDAMENTALE al pari degli altri anelli (diffusori, sorgente, amplificatore e cavi) e si sa che se cede un anello della catena questa si spezza  vanificando tutti i pregi eventuali degli altri anelli. Su queste riflessioni vi lascio e vi do appuntamento al prossimo capitolo, quello dedicato all’IMPIANTO “HI-FI” E ALL’IMPIANTO “PROFESSIONALE.