Fattore di Smorzamento – Glossario dell’Alta Fedeltà

“Comprendere” il Fattore di Smorzamento

Con il termine di Fattore di smorzamento (Damping Factor) si indica appunto la capacità di un amplificatore di potenza di controllare il movimento “inerziale” degli altoparlanti.

Partiamo del presupposto che gli altoparlanti hanno una vita propria.
Inviando un segnale ad un altoparlante, gli stessi, aggiungono qualcosa di loro, “qualcosa di personale”. Infatti, anche se il segnale è terminato, l’altoparlante continua a vibrare a causa del fenomeno dell’inerzia. Di fatto l’altoparlante produce (e quindi aggiunge) onde sonore che non fanno parte del segnale originale. In gergo tecnico si parla di “sbavatura temporale”.

Immaginate di avere come segnale di entrata un colpo di tamburo con attacco e decadimento molto breve. Anche quando il segnale del tamburo terminerà l’altoparlante continuerà a vibrare. Questo avviene perchè il cono si muove in avanti ed indietro nel suo dominio fisico (sospensione) anche in assenza (ma in conseguenza) del segnale originale.

Per evitare che un colpo di tamburo veloce, scattante e pulito si trasformi in un booboom allungato e pulsante è necessario che l’amplificatore di potenza eserciti un adeguato controllo sull’altoparlante in modo da prevenire questo tipo di conseguenze.

Poiché l’impedenza dell’altoparlante e l’impedenza di uscita dell’amplificatore variano al variare della frequenza, anche il fattore di smorzamento varierà di conseguenza. Da sottolineare che anche l’impedenza del cavo dell’altoparlante influisce sullo smorzamento: un maggior diametro del cavo equivale ad uno smorzamento superiore rispetto ai cavi sottili.

In sintesi si può dire che più bassa è l’impedenza di uscita dell’amplificatore, maggiore sarà il fattore di smorzamento e più controllato risulterà il suono. Un fattore di smorzamento di 1000 o maggiore è considerato alto.

In che modo un amplificatore controlla il movimento degli altoparlanti?

Quando il cono dell’altoparlante vibra si comporta come un microfono, generando un segnale elettrico attraverso la bobina mobile. Questo segnale generato dall’altoparlante, definito EMF (Electro Motive Force), passa a ritroso attraverso il cavo del diffusore ritornando ai morsetti dell’amplificatore e ritornando poi nuovamente agli altoparlanti. Essendo l’EMF in polarità opposta al movimento dell’altoparlante, il segnale EMF negativo controllerà il movimento dell’altoparlante.

Quanto minore è l’impedenza di uscita dell’amplificatore, tanto maggiore è l’effetto dell’EMF negativa sul movimento dell’altoparlante. Un amplificatore con bassa impedenza di uscita non “impedisce / frena” l’EMF negativa, che quindi controllerà l’altoparlante con un segnale relativamente forte che controbilancia il movimento dell’altoparlante. Quando il cono dell’altoparlante si muove in avanti, la EMF negativa attira l’altoparlante indietro e viceversa.

In breve, l’altoparlante si smorza attraverso il circuito di uscita dell’amplificatore.

Più bassa è l’impedenza di quel circuito di uscita, più la EMF negativa può controllare il movimento dell’altoparlante.
Si può ben comprendere questo fenomeno con un semplice ma efficace esperimento: prendiamo un woofer non collegato a nulla. Avviciniamo l’orecchio al cono e tocchiamolo per produrre un suono, una vibrazione. Dovremmo ascoltare un “bongggg” basso e persistente se l’altoparlante è scarsamente smorzato. Ora mettiamo in corto i terminali dell’altoparlante (+ e -) e tocchiamo di nuovo il cono del woofer: dovremmo sentire un suono più acuto, smorzato e breve. Questo è l’effetto dello smorzamento.
Il fattore di smorzamento varia con la frequenza. Il fattore di smorzamento è più importante ed evidente sulle basse frequenze: indicativamente dai 10 Hz ai 400 Hz.

Un semplice esempio

Per approfondire il concetto di come smorzamento e controreazione possono influire nel nostro sistema musicale vi proponiamo questo piccolo esempio. Trattandosi di una (semplificando) questione di “azione e reazione”, di fatto possiamo assimilare il lavoro dell’amplificatore a quello di una auto che deve trainare un’altra auto in panne (diffusore). Se agganciamo le due auto con una cavo “elastico” il controllo dell’auto trainante sarà minimo. Se invece utilizziamo una barra rigida, il controllo sarà certamente maggiore soprattutto in merito alla reattività: alla partenza dell’auto trainante, l’altra si muoverà immediatamente e lo stesso avverrà in caso di frenata. Un fattore di smorzamento alto è rappresentato dalla barra rigida che permette alle forze in gioco di produrre suoni il più vicino possibile a quelli originali della registrazione evitando “suoni aggiunti” non voluti ed oscillazioni incontrollate degli altoparlanti.

In termini musicali

Una vecchia e famosa pubblicità recitava “La potenza è nulla senza il controllo”.
E questo è quanto mai vero nell’ambito dell’alta fedeltà. Evitare oscillazioni, correnti retroattive e segnali aggiunti possono far “suonare” agli altoparlanti “unicamente” il segnale musicale contenuto nella registrazione originale. Quindi, andando nel concreto, maggiore dettaglio sulle basse frequenze con miglior discernimento di basso e batteria, migliore risposta in ambiente con minor effetto “rimbombo”, percezione più netta delle note di un fraseggio di contrabbasso, maggiore chiarezza delle voci e della parte medio-alta. E soprattutto grande guadagno qualitativo in termini di velocità dell’esecuzione, rendendo il tutto più naturale e realistico creando i presupposti per una maggiore trasparenza delle frequenze medie (voci soprattutto).

Ma attenzione

Il solo fattore di damping/smorzamento non basta a definire un buon amplificatore.
Tecnicamente, non è complesso ottenere fattori di smorzamento “alti”. La vera difficoltà risiede nell’alzare il fattore di smorzamento senza sminuire tutto il segnale musicale da armoniche e contenuto “emozionale”. Spesso per alzare il fattore di smorzamento, si eleva il livello di controreazione negativa. Questa prassi, di fatto risulta in una resa acustica “asciutta”, poco armonica ed innaturale soprattutto nel registro medio-alto.

Hegel Audio

I brevetti HEGEL innovativi ed all’avanguardia, superano questa problematica utilizzando tecnologia proprietaria SOUNDENGINE che restituisce tutto il segnale musicale (nella sua interezza armonica) con fattori di smorzamento che in alcuni prodotti superano il valore 4000 (per intenderci il resto dell’industria audio si attesta intorno ai 100/200). SOUNDENGINE permette agli amplificatori HEGEL di non avere controreazione negativa globale ai morsetti d’uscita in quanto il segnale viene gestito continuamente in molti punti della circuitazione passo-passo in Fast Forward Feedback. Questi risultati permettono virtualmente agli amplificatori HEGEL di potersi interfacciare con qualsiasi diffusore sul mercato.
Queste tecnologie sono alla base del grande successo di HEGEL nel campo delle amplificazioni, rendendola partner residente di riferimento nelle più importanti aziende produttrici di diffusori al mondo.