Visto graficamente il comportamento del dispositivo, nelle figure che seguono, 11A, 11B sono schematizzate alcune rappresentazioni assonometriche di taluni esempi di riflettori acustici riproducenti gli aspetti dell invenzione.
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lascio a chi legge immaginare le numerose possibili configurazioni che questa tecnica offre.
Esempio di un applicazione della Guida d onda a doppia riflessione DPRWG , Double Parabolic Reflective Wave Guide (3-4)
La prima applicazione pratica del dispositivo descritto, D.P.R.W.G. - Double Parabolic Reflective Wave Guide, in una delle sue possibili varianti, è presente nel C.D.H. 483 Butterfly Hi-Pack, un elemento per Vertical Line Array del quale più avanti si dà una descrizione delle caratteristiche peculiari (5-6-7)
Fig. 13A Prototipo di D.P.R.W.G. parzialmente smontata.
La Fig. 11D mostra un altro esempio ancora, ottenibile dalla rivoluzione della sezione della guida d onda rappresentata in Fig. 11A
La Fig. 12 schematizza un altra possibilità che il sistema inventato offre, a dimostrazione della gran potenzialità di cui è dotato: la trasformazione di una sorgente reale in una sorgente puntiforme reale , dalla quale, attraverso altre due ulteriori superfici di riflessioni combinate, la trasformazione in una sorgente piana o d altro tipo, pur mantenendo i percorsi sonori della medesima lunghezza.
Ci sono poi molte altre possibili combinazioni che impiegano contemporaneamente, allo scopo di aumentare il livello di pressione sonora, più sorgenti reali, la cui emissione, attraverso lo stesso meccanismo, è convogliata e riflessa nello spazio con la dispersione voluta. Ma dopo quanto già illustrato sin qui
La forma che questimmagine evidenzia appare chiaramente corrispondente al disegno di Fig. 11C più sopra, ma dal punto di vista dello schema di principio e quindi del suo funzionamento deriva direttamente dal disegno della Fig.10D. Anzi con un po di fantasia e con l osservazione del disegno della Fig. 13B che segue, si potrà capire che due dispositivi insieme accoppiati hanno dato corpo al dispositivo reale che proprio per questo ho chiamato D.P.R.W.G., Double Parabolic Reflective Wave Guide.
Certamente questo dispositivo rappresenta la parte tecnologicamente più interessante incorporata in questo elemento/diffusore, perché, come mi pare di aver dimostrato, è
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una buona soluzione alla necessità di ottenere un comportamento da membrana piatta alle medie e alte frequenze in modo da minimizzare il problema del contenimento degli indesiderati lobi secondari e delle interferenze per filtraggio a pettine , nella riproduzione delle alte frequenze in sistemi accoppiati in multiplo a formare Vertical Line Array.
Ma nel Butterfly Hi-Pack, ovviamente, sono state anche adottate tutte le soluzioni geometriche e meccaniche necessarie perché il resto dello spettro audio, non affidato alla sezione medio/alti, potesse essere riprodotto con analoga qualità ed accuratezza. Tutti gli accorgimenti costruttivi quindi sono stati scelti ed adottati allo scopo di ottemperare ai requisiti imposti dalla teoria dei Line Array in misura anche superiore al necessario ove possibile.
Fig. 14 - Immagine di Butterfly C.D.H. 483
Fig. 15A
Fig. 15B
La prima cosa che certamente salta all occhio guardando l immagine qui sopra è la forma esterna dellHi-Pack, oggetto di una domanda internazionale di brevetto per disegno industriale (5-6-7). La forma ha suggerito Butterfly come nome del prodotto per due ragioni: la prima perché ricorda quella di una farfalla, la seconda perché della farfalla conserva la leggerezza. Il suo peso, infatti, considerando che alloggia ben cinque altoparlanti è di circa 35 kg incluso l hardware di serie per la sospensione. La seconda novità, anch essa oggetto di richiesta di brevetto per disegno industriale e anche di richiesta di brevetto per invenzione insieme alla guida d onda D.P.R.W.G., consiste nella mancanza totale delle pareti superiore ed inferiore, che delimitano la cavità della tromba posta davanti allo slot di diffrazione.
La tromba stessa, o meglio le pareti laterali della tromba che determinano la dispersione orizzontale del sistema, terminando dolcemente con superfici tondeggianti che si raccordano con i fianchi esterni del box, è quindi di disegno innovativo ed originale.
Il sistema di sospensione di cui è dotato permette una variazione dell angolo reciproco tra due elementi con step minimi addirittura di 0,125 gradi, se richiesto; lo step minimo standard è di 0,25 gradi (8).
Il dimensionamento e i materiali impiegati hanno reso possibile la certificazione, secondo le più severe normative internazionali, per la sospensione fino a 32 sistemi Hi-Pack in un Vertical Line Array che raggiunge quasi 8 metri d altezza.
Le dimensioni sono molto compatte con riferimento al numero d altoparlanti impiegati (4 woofer/mid da 8 e un Driver da 1.41 ), 240 mm in altezza, 700 mm in larghezza e 600 mm in profondità.
Dal punto di vista acustico, oltre alla novità rappresentata dalla D.P.R.W.G. - Double Parabolic Reflective Wave Guide, vale la pena ricordare che il sistema è un tre vie, ma necessita della sola biamplificazione attiva. La dispersione orizzontale è costante, 90° sino alle più alte frequenze riprodotte. La dispersione verticale, com è ovvio, è determinata dallaltezza e dall apertura degli elementi dellArray. Riporto un grafico delle misure polari rilevate nel piano orizzontale e verticale allo scopo di evidenziare il comportamento descritto ad alcune frequenze di centro banda significative.
Le caratteristiche principali di un solo elemento nella sua versione di serie sono le seguenti:
Banda utile di frequenze
80 - 18000 Hz
Dispersione Nominale
90° orizzontale Altoparlanti
bassi 2) 8 Neodimio medi 2) 8 Ferrite
alti 1) driver a compressione
da 3 - gola da 1,41 + DPRWG
Sensibilità 1W/1 m
bassi 98 dB medi 103 dB alti 110 dB
Tenuta in Potenza continua - Hi-pass inserito bassi 400WAES
medi 400WAES alti 120WAES
Pressione sonora continua calcolata - 1m Bassi/medi 132 dB SPL Alti 131 dB SPL
Pressione sonora di picco calcolata - 1m Bassi/medi 138 dB SPL Alti 137 dB SPL
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Conclusione
I dati qui sopra elencati sono stati forniti come mero riferimento in merito alle prestazioni della Doppia Guida d Onda a Riflessione descritta in questo documento. Da questi appare che il dispositivo descritto, ha prestazioni paragonabili alle migliori realizzazioni che impiegano driver a compressione come motore .
È emerso anche, se si presta attenzione ai grafici polari forniti, che nonostante le ridotte dimensioni in assoluto del dispositivo, che a sua volta è alloggiato in un elemento di ridotte dimensioni, esso possiede una spiccata direttività sul piano verticale, paragonabile a quella tipica di una membrana piatta d analoghe dimensioni, ed un ottima costanza di direttività anche a frequenze altissime sul piano orizzontale.
Tutti convengono che le esigenze attuali di prestazioni e qualità sonora in un sistema audio per Sound Reinforcement sono cresciute in misura elevata rispetto a quelle che solo dieci anni fa sembravano irraggiungibili. La tecnologia dei materiali, nuove idee e, perché no, vecchie idee aggiornate alle possibilità costruttive odierne, hanno reso possibile un salto di qualità e di prestazioni, com è avvenuto riguardo ai Vertical Line Array.
Pur essendo conscio che ancora molto ci sia da indagare sul comportamento delle Guide d Onda a riflessione e a Doppia riflessione descritte in queste pagine, attività che è in pieno svolgimento nel reparto R&D Outline, sono convinto che già adesso questi dispositivi rappresentino una valida soluzione ed un alternativa originale a quanto di meglio, per gli scopi citati, è apparso sul mercato negli ultimi anni.
Brevetti
1. Domanda italiana di brevetto per Invenzione n° BS 2001 A 000073 del 03 Ottobre 2001
2. Domanda di brevetto internazionale PCT n° PCT/ IT 02/ 00605 del 23 Settembre 2002
3. Domanda italiana di brevetto per Invenzione n° BS 2002 A 000063 del 9 luglio 2002
4. Domanda di brevetto internazionale PCT n° PCT/ IT 03/ 00123 del 4 Marzo 2003
5. Domanda italiana di brevetto per Modello o Disegno n° BS 2002 O 000020 del 09 Luglio 2002
6. Modello internazionale n° DM/ 062394 (WIPO) Registrato in data 30 Dicembre 2002
7. Domanda di brevetto per Modello o Disegno U.S. Protocollo provvisorio n° 70804 del 9 Luglio 2002
8. Domanda italiana di brevetto per Invenzione n° BS 2003 A 000094 del 10 Ottobre 2003Referenze e Bibliografia tecnica
Wolfe, I. & Malter L. Directional Radiation of Sound , JASA (Journal of Acoustic Society of America) Vol.2 - No. 2 pag. 201
Sinclair, Rex "Stacked and Splayed Acoustical Sources" AES Preprint 1389; Convention 61; November 1978
Harry F. Olson Elements of Acoustical Engineering , D. Van Nostrand Company, Inc., 1947
Plach, Daniel J. "Design Factors in Horn-Type Speakers" AES Volume 1 Number 4 pp. 276·281; October 1953
Leo L. Beranek Acoustics , Mc Graw - Hill Book Company, Inc. 1954.
Harry F. Olson Acoustical Engineering , D. Van Nostrand Company, Inc., 1957.
P. Taylor The Line-Source Loudspeaker and Its Applications , Vol. 44, No. 3 British Kinematography (J. Brit. Kinematograph Soc.), 1964
William A. Dill Line Radiators for Sound Reinforcement and Public Address 13° AES convention
James F.Novak A Column Loudspeaker with Controlled Coverage Angle , preprint 260, 14° AES Convention, October 1962
David L. Klepper, & Steele, Bolt Beranek & Newman, M.I.T., Constant Directional Characteristics from a Line Source Array 14° AES Convention, October 1962
Allan P. Smith Three-Way Columnar Loudspeaker for Reinforcement of Performing Arts 39° AES convention
E.J. Jordan Multiple-array Loudspeaker System , Wireless World March 1971
Tomas Salava, Praga Research Institute of Radiocommunications, Arrays of Discrete Sound Sources and/or Continuous Line-Radiators , 2° AES Central Europe Convention, Monaco 1972
Morita, S.; Kyono, N.; Sakai, S.; Yamabuchi, T.; Kagawa, Y. "Acoustic Radiation of a Horn Loudspeaker by the Finite Element Method. A Consideration of the Acoustic Characteristic of Horns"
AES Volume 28 Number 7/8 pp. 482·489; July 1980
David G. Meyer Digital Control of Loudspeaker Array Directivity , 74° AES convention 1983
Stanley P. Lipshitz e John Vanderkooy The Acoustic Radiation of Line Sources of Finite Length 81° AES convention 1986.
Geddes, Earl R. "Acoustic Waveguide Theory" AES Volume 37 Number 7/8 pp. 554·569; July 1989
Heil Christian, Sound Wave Guide US Patent N° 5,163,167
Shindo, T.; Yoshioka, T.; Fukuyama, K."Calculation of Sound Radiation from an Unbaffled, Rectangular-Cross-Section Horn Loudspeaker Using Combined Analytical and Boundary-Element Methods"
AES Volume 38 Number 5 pp. 340·349; May 1990
Heil, Christian; Urban, Marcel Sound Fields Radiated by Multiple Sound Sources Arrays , AES Preprint 3269; Convention 92; March 1992
De Haan, P. D. E.; Kok, B. H. M. "A High-Output, Ribbon-Type Loudspeaker for Mid and High-Frequency Reproduction" - AES Preprint 3595; Convention 94; March 1993
Geddes, Earl R." Acoustic Waveguide Theory Revisited AES Volume 41 Number 6 pp. 452·461; June 1993Putland, Gavin R. "Every One-Parameter Acoustic Field Obeys Webster's Horn Equation
AES Volume 41 Number 6 pp. 435·451; June 1993
Henwood, D. J. The Boundary-Element Method and Horn Design - AES Volume 41 Number 6 pp. 485·496; June 1993
Marcel Urban, Christian Heil, Paul Bauman Wavefront Sculpture Technology ,
AES Convention Paper 5488, Convention 111th, New York, 2001
Outlinearray
Butterfly System White Paper 03-2003, Guido Noselli Outline
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