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DIP21 : lo schema a blocchi e le elettroniche


M&M

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Seconda puntata della descrizione del mio sistema da studio, una coppia di diffusori a dipolo controllati da DSP e amplificati via per via, senza filtro passivo.

Ho parlato della costruzione del mobile qui :

 

qui ci dedichiamo più alla parte elettronica.

Partendo dallo schema a blocchi :

 

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1) il segnale audio digitale viene inviato al processore DSP miniSDP SHD Studio che funge da preamplificatore digitale (in pratica il solo controllo di volume) ed applica la correzione ambientale Dirac calcolata automaticamente tramite misurazioni con il microfono UMIK-1.

2) Il segnale - sempre digitale - in uscita viene condotto via cavo d'argento al DAC, in questo caso la sola parte di conversione di un Audio-GD R28 che impiega 4 convertitori analogici R2R (e un ulteriore DSP interno per controllarli).

3) dal dac escono due cavi XLR da 10 metri che vanno al controller XILICA SP-4080, un potente processore di controllo per diffusori programmabile che provvede alla ripartizione delle frequenze tra le quattro vie. Questo apparecchio viene usato come cross-over digitale.

4) dal cross-over i due canali in ingresso diventano 4+4 e vengono indirizzati ai due finali specializzati, prodotti per me dalla romana Rouge Audio Srl, sempre via cavi XLR (un finale ha due moduli Icepower da 1200 W per i bassi, l'altro ha 4 moduli differenti hypex ncore per le vie alte : sono finali digitali)

5) dai due finali partono i cavi per i singoli diffusori, una coppia per ogni via per un totale di 8+8 cavi di potenza in rame da 4mm, terminati con banane dorate e connessi ai diffusori su connettori a vite, altrettanto dorati.

Dovrebbe apparire chiaro dal concetto di base, che non è possibile collegare un amplificatore direttamente ai diffusori, in quanto ce ne vogliono 4, stereo, io qui ne uso due a 4 canali.
E che ogni amplificatore necessita di due coppie di ingressi con le frequenze già separate.

Ma anche così, senza il processore DSP iniziale, il suono non avrebbe nemmeno la parvenza di quello che è ciò che avevo in mente.

Parleremo del miniDSP in una prossima puntata, perché le regolazione del sistema Dirac lo richiedono, ma qui abbiamo lo spazio per illustrare cosa fa invece l'altro DSP, quello che si incarica di ripartire le frequenze tra le vie.

Il canadese Xilica XP-4080 (gli altri processori sono cinesi ma con DSP interni di produzione USA) impiega un DSP a 40 bit che opera con errori infinitesimali con una conversione interna a 96 Khz e 24 bit.
E' stato lanciato nel 2009 e per anni ha rappresentato una delle migliori scelte per il controllo dei diffusori da palco e da studio fino a 4 canali di ingresso e 8 di uscita.

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ovviamente, essendo una apparecchio professionale, ha solo ingressi e uscite XLR.

Ha una interfaccia grafica integrata controllata via cavo USB :

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da questa si può programmare la configurazione, quella che vedete sopra è la mia, con a sinistra i due canali attivi (gli altri due sono muted) mixati poi a destra con guadagni e ritardi individuali per le 8 vie separate.

Ogni singola via può essere poi modulata per frequenze ed eventuali filtri :

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questa è la mia configurazione attuale - ma mai finita - che prevede tagli a 48 decibel per ottava di tipo Linkwitz.

I tagli selezionati sono di 23-80 Hz per i woofer bassi, 80-250 Hz per i woofer, 250-4000 Hz per i planari dei medi e 4000 Hz per i tweeter.
Sui bassi è applicata una enfatizzazione che tiene già conto della perdita per interferenza sulle frequenze sotto alla soglia di funzionamento del pannello dei diffusori (ricordo che sono dei dipoli con una figura di risposta sul basso molto dolce ma con una frequenza di taglio sui 60-80 Hz dopo di che la risposta decade di 6-12 decibel per ottava).

Questa figura delle vie è del tutto teorica, in quanto applicata elettricamente. In fase di misura in ambiente, la risposta è tutta diversa.

Ma la vedremo poi nella puntata dedicata alla messa a punto.

Qui vorrei sottolineare i vantaggi e gli svantaggi della soluzione che ho scelto.

Vantaggi :

  • il dipolo secondo le mie esperienze è il sistema di riproduzione più naturale che ci sia : manca semplicemente il rimbombo dovuto alla cassa e la ricostruzione tridimensionale è unica
  • l'uso di altoparlanti planari per le vie medi ed alte senza cassa permette loro di offrire il massimo della risposta
  • l'uso di elettroniche di controllo, che schiferà i puristi, consente di evitare l'impiego di filtri passivi per il taglio delle frequenze, limitati nella flessibilità e nella capacità di filtro, che introducono componenti reattive nel segnale, rendendo più complicato il pilotaggio degli altoparlanti da parte dell'amplificatore. Qui ogni amplificatore vede una sola frazione dello spettro audio ed è connesso direttamente all'altoparlante vedendo un carico praticamente resistivo
  • il controllo dei DSP avviene via computer tramite interfacce grafiche, facile e lineare, modificabile sempre (modificare un filtro passivo a 4 vie è operazione che può richiedere mesi ed sempre complicata oltre che limitata nelle possibilità di intervento : vai a progettare un filtro che esalta la gamma di frequenze a 30 Hz e poi dimmi che bobine ci vogliono ...)
  • il controllo finale della risposta in ambiente, viene determinato ancora una volta per via elettronica, tramite misura dal vero con microfono dedicato, fasi e ritardi allineati temporalmente in tempo reale da un processore dedicato
  • dinamica, pulizia, potenza : tutto ai massimi livelli (per le specifiche del progetto ed avendo in mente musica acustica, per lo più strumentale, non programmi da giostraio)

Svantaggi :

  • complessità del sistema
  • costo delle elettroniche (ma non pensiate che un filtro passivo a 4 vie con componenti di pregio costi di meo)
  • necessità di un amplificatore per via
  • il sistema a dipolo resta poco adatto per la musica elettronica, l'heavy metal etc. (ma comunque questo si difende in ogni campo)

Bene non ho voluto dilungarmi troppo, sperando di aver catturato la curiosità di qualcuno.
Nella prossima puntata vedremo come suona "al naturale" questo sistema e come lo trasforma il DSP.

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  • Amministratori

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il controller DSP che io uso come cross-over elettronico XILICA XP-4080 sopra ai due finali a 4 canali Studio di Rouge Audio, alle prese con la Sonata n. 2 di Rachmaninoff.

In ingresso il segnale è analogico, viene convertito in digitale a 96/24, elaborato, ripartito e poi riconvertito in analogico.

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particolare delle connessioni XLR : a sinistra i due canali in ingresso dal DAC che si trova sulla mia scrivania, al centro gli otto canali uscenti che alimentano i canali degli amplificatori.

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dettaglio delle connessioni di corrente con il diffusore di destra. Otto linee con otto banane Nakamichi su otto connettori dorati a morsetto.

Nel diffusore, cavo dello stesso spessore va direttamente ai morsettoni dei woofer e, tramite faston dorati, ai contatti dei planari delle vie superiori.
Un solo condensatore in polipropilene protegge da malaugurate sovratensioni a bassa frequenza, il tweeter.

 

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