Acustica ambientale
La stanza suona con te: modi, riflessioni, riverbero e posizionamento dei diffusori
Lo stesso diffusore suona in modo completamente diverso in due stanze. Sotto i 200 Hz circa, la stanza può variare il livello dei bassi di 10-20 dB a seconda di dove si trovano il diffusore e il punto d'ascolto. È più di quanto possa rovinare un crossover progettato male. Per questo Loudsmith ha uno strumento dedicato, Stanza. Qui spieghiamo che cosa calcola e perché.
Che cosa inserisci
- Dimensioni della stanza: larghezza (la parete dietro i diffusori), lunghezza e altezza del soffitto.
- Tempo di riverberazione T60, cioè il tempo in cui il suono, dopo lo spegnimento della sorgente, decade di 60 dB. Un normale soggiorno ha 0,4-0,6 s, una stanza spoglia con pavimento duro anche oltre 0,8 s.
- Posizionamento: distanza dalla parete dietro il diffusore e dalla parete laterale, altezza dello stand, distanza dell'ascoltatore dalla parete di fondo e altezza delle orecchie.
- Facoltativamente la zona d'ascolto, se ascolti solo in una parte di una stanza grande, l'intervallo di larghezza della base stereo e una posizione d'ascolto fissa.
Le dimensioni del diffusore e l'altezza degli altoparlanti l'app le prende dal tuo progetto. Sa anche se si tratta di un diffusore normale o di un dipolo (baffle aperto), che in ambiente si comporta in modo diverso.
Due regioni: modi e campo diffuso
L'acustica delle piccole stanze si divide in due regioni, il cui confine è la frequenza di Schroeder:
fS = 2000 · √(T60 / V)
dove V è il volume della stanza in m³. Per una stanza di 4 × 6 × 2,6 m con un riverbero di 0,45 s si ottengono circa 170 Hz.
Sotto questa frequenza la stanza è un risonatore. Tra le pareti parallele si formano onde stazionarie, i cosiddetti modi. I più forti sono i modi assiali tra due pareti:
f = n · c / (2 · L), per n = 1, 2, 3…
Con una lunghezza di 6 m si hanno 29, 57, 86 Hz e così via. Oltre a quelli assiali esistono anche modi tangenziali e obliqui. Ogni modo ha massimi in alcuni punti e nodi in altri. I bassi possono quindi raddoppiare in un punto e quasi sparire mezzo metro più in là. Loudsmith somma i contributi di tutti i modi fino a circa il doppio della frequenza di Schroeder (almeno 250 Hz). Per il diffusore considera la posizione del woofer, per il punto d'ascolto la posizione della testa.
Sopra la frequenza di Schroeder i modi sono così numerosi da fondersi in un campo riverberante uniforme. Lì l'app considera il suono diretto del diffusore e il riverbero diffuso secondo il metodo di Siegfried Linkwitz.
Distanza critica
Vicino al diffusore prevale il suono diretto, più lontano quello riflesso. Il confine è la distanza critica (o di riverberazione):
rc = 0,1 · √(G · V / (π · T60))
G è la direttività della sorgente: 1 per un diffusore normale, 3 per un dipolo. Il dipolo irradia meno verso i lati e per questo ha una distanza critica circa 1,7 volte maggiore. Se siedi oltre tre volte rc, senti soprattutto la stanza e l'immagine stereo si dissolve.
Riflessioni che creano buchi
Il suono riflesso arriva all'orecchio in ritardo. Alla frequenza in cui il ritardo è di mezza lunghezza d'onda, si sottrae al suono diretto e crea un buco nella risposta. L'app calcola le tre riflessioni più importanti dalla differenza di percorso tra suono diretto e riflesso:
- Parete dietro il diffusore. Buco a f = c / (4 · d), dove d è la distanza dell'altoparlante dalla parete. A 1 m è a 86 Hz. Vicino alla parete il buco si sposta più in alto, sopra la banda del woofer, per questo aiuta anche un diffusore addossato alla parete.
- Parete laterale. Una riflessione più breve di 3 ms si fonde con il suono diretto e offusca l'immagine. Da 6 ms in su è innocua.
- Pavimento. La riflessione dal pavimento tra diffusore e ascoltatore. Se il buco cade nella gamma media (da 120 a 600 Hz), l'equalizzatore non lo corregge. Aiutano un'altezza diversa del woofer o un tappeto.
Nove verifiche del posizionamento
Dal calcolo nasce una tabella di verifiche con obiettivi e consigli:
| Verifica | Obiettivo |
|---|---|
| Influenza della stanza sui bassi (da 25 a 250 Hz) | scostamento entro ±4 dB |
| Triangolo stereo | angolo di 60°, accettabile da 40 a 90° |
| Distanza dalla parete dietro il diffusore | almeno 1 m (dipolo 1,2 m), riflessione dopo 6 ms |
| Distanza dalla parete laterale | almeno 1 m o riflessione dopo 6 ms |
| Riflessione dal pavimento | buco fuori dalla gamma 120-600 Hz |
| Riverbero della stanza | da 400 a 600 ms |
| Ascoltatore e distanza critica | al massimo 3 × rc |
| Altezza del tweeter | all'altezza delle orecchie, entro ±12 cm |
| Dimensioni della stanza | almeno 15 m² (dipolo 22 m²) |
Ricerca del posizionamento migliore
Il pulsante Trova il posizionamento migliore esplora una griglia di posizioni dei diffusori e del punto d'ascolto. Mantiene i diffusori simmetrici e cerca la combinazione con i bassi più lineari nel punto d'ascolto e un angolo del triangolo stereo il più vicino possibile a 60°. Se la posizione d'ascolto è fissa, sposta solo i diffusori. Se è stata definita una zona d'ascolto, resta al suo interno.
Il risultato si vede sulla pianta con la mappa dei bassi: le zone verdi danno bassi più lineari, quelle rosse peggiori. Sulla pianta sono indicati anche i punti di prima riflessione sulle pareti laterali, dove conviene mettere un assorbitore o un diffusore acustico. Un grafico confronta i bassi in stanza con quelli in campo libero e una tabella elenca i modi assiali fino a 200 Hz.
Nella vista 3D il tuo diffusore è collocato in una stanza arredata, con la mappa dei bassi sul pavimento e il triangolo stereo. Puoi guardare dal punto d'ascolto, da un angolo o dall'alto.
Consigli pratici
- Non sederti al centro della stanza. A metà della lunghezza si trova il nodo del primo modo assiale e lì i bassi mancano. In genere è meglio sedersi intorno al 38% della lunghezza dalla parete.
- Diffusori e punto d'ascolto il più lontano possibile dagli angoli. Un angolo eccita tutti i modi contemporaneamente.
- Se il diffusore deve stare vicino alla parete, nel passo Progetto scegli il posizionamento «vicino alla parete». Il modello calcolerà allora un calo dei bassi minore e il crossover una correzione del baffle step più contenuta.
- Un tappeto tra diffusori e ascoltatore, tende e una libreria piena accorciano il riverbero e attenuano la riflessione dal pavimento.
Il modello presuppone una stanza rettangolare con pareti rigide e regime stazionario. Le pareti reali lasciano in parte passare i bassi, i mobili smorzano e una porta aperta modifica i modi. Il risultato è affidabile per confrontare i posizionamenti; i numeri esatti li conferma solo una misura con il microfono nel punto d'ascolto.