Fondamenti di Acustica: Onde Sonore, Microfoni e Diffusori

Fondamenti di Acustica

Il suono è un fenomeno meccanico che si propaga come un'onda longitudinale attraverso mezzi elastici (aria, acqua, ecc.).

• Pressione sonora: variazioni di pressione prodotte da un suono durante la sua propagazione nello spazio.
• Loudness: l'energia aumenta con l'ampiezza della vibrazione, incrementando l'energia trasportata dal mezzo.
• Lunghezza d'onda: distanza tra due picchi successivi o tra due valori minimi di pressione di un'onda piana.
• Tono: qualità del suono che permette di distinguere lo spettro di frequenze (bassi, medi e alti).
• Timbro: caratteristica che identifica diversi strumenti musicali con lo stesso tono e intensità.
• Decibel: rapporto tra due grandezze (acustiche o elettriche) rispetto a un valore di riferimento.
• Loudness (percezione): intensità soggettiva prodotta nel nostro orecchio.

Fenomeni Acustici

• Riflessione: si verifica quando l'onda rimbalza con un angolo uguale a quello incidente; l'assorbimento dipende dal materiale.
• Rifrazione: cambiamento di direzione dell'onda sonora.
• Diffrazione: si verifica quando le onde sonore si propagano dietro una barriera o un corpo con dimensioni inferiori alla lunghezza d'onda.
• Eco: riflessione percepita quando l'ostacolo si trova a una distanza uguale o superiore a 17 metri dalla sorgente.
• Riverbero: riflessione percepita quando l'ostacolo si trova a una distanza inferiore a 17 metri.
• Interferenze: effetti prodotti dall'impatto tra l'onda diretta e le riflessioni multiple.
• Distorsione: segnali presenti in uscita da un sistema che non erano presenti all'ingresso.
• Risonanza: vibrazione di un materiale alla sua frequenza dominante.

Tecnologia dei Microfoni

Il microfono cattura le onde sonore convertendo le variazioni di pressione sul diaframma in energia elettrica.

Tipologie di Microfoni

• Omnidirezionale: sensibilità uniforme da tutte le direzioni.
• Bidirezionale: riceve pressioni da entrambi i lati del diaframma.
• Unidirezionale (Cardioide): cattura i suoni frontalmente, attenuando quelli posteriori.
• Ipercardioide: presenta un piccolo lobo di ricezione posteriore.
• A fucile (Interferenza): progettati per catturare suoni da una direzione specifica eliminando l'ambiente circostante.

Principi di Funzionamento

• A carbone: basato su una cavità chiusa.
• Elettrodinamico: utilizza una bobina mobile in un campo magnetico.
• Piezoelettrico: genera carica elettrica tramite deformazione meccanica.
• Dinamico: basato sulla generazione di forza elettromotrice.
• Senza fili (Wireless): composto da microfono e trasmettitore FM che invia il segnale a un ricevitore.

Test del microfono: nei modelli dinamici si verifica la continuità della bobina con un multimetro.

Sistemi di Diffusione

• Altoparlante dinamico: trasforma l'energia elettrica in meccanica e poi in onde sonore tramite un motore elettromagnetico.
• Elettrostatico: utilizza un piatto leggero in poliestere posto tra due piastre.
• Piezoelettrico (o a cristallo): sfrutta l'effetto piezoelettrico per generare vibrazioni meccaniche.

Test dell'altoparlante: si misura la resistenza della bobina; un valore infinito indica una bobina aperta (difettosa).

Componenti e Sistemi

• Crossover: assemblaggio che distribuisce le frequenze corrette a ciascun altoparlante.
• Subwoofer Bass-reflex: sfrutta la risonanza meccanica del volume d'aria e del cono.
• Acustica ambientale: influenza la qualità del suono in base all'ambiente.
• Paging: trasmissione di messaggi da un punto specifico.