Se vi è capitato almeno una volta di vedere una coppia di diffusori elettrostatici e siete rimasti colpiti dalla loro estetica e dalle loro dimensioni, ecco come funzionano questi particolari diffusori e quali sono i loro pregi e difetti
Diversi appassionati di alta fedeltà e la maggior parte dei produttori di diffusori si chiedono perché mai si dovrebbero produrre modelli elettrostatici quando quelli tradizionali sono molto più facili da progettare e costruire e sono disponibili in molti più modelli per qualsiasi esigenza e in qualsiasi fascia di prezzo. La risposta è molto semplice. I diffusori elettrostatici sono diversi da quelli tradizionali e hanno pregi e difetti che li rendono unici e quindi adatti a una particolare cerchia di appassionati e molto meno adatti a un’altra buona fetta di utenti. Ma esattamente cosa sono e come funzionano i diffusori elettrostatici e quali sono i vantaggi? E, cosa altrettanto importante, quali sono i loro limiti?
Come funzionano i diffusori elettrostatici
Un trasduttore elettrostatico, facilmente riconoscibile poiché visivamente si presenta come un grande pannello sottile che può essere anche leggermente incurvato, è composto da tre componenti fondamentali: statore, diaframma e distanziali, assemblati a sandwich. Il diaframma è una pellicola di plastica ultraleggera, impregnata di un materiale elettricamente conduttivo e tesa tra i due statori, che sono fogli di acciaio perforati e rivestiti di un isolante. Quando il diffusore è in funzione, il diaframma viene caricato a una tensione positiva fissa da un alimentatore ad alta tensione, creando un forte campo elettrostatico intorno ad esso (ecco perché i diffusori elettrostatici hanno cavi di alimentazione).
Gli statori, invece, sono collegati all’amplificatore del sistema audio attraverso un trasformatore che converte l’uscita dell’amplificatore in una coppia di segnali ad alta tensione di uguale intensità ma di polarità opposta. Così, mentre la carica su uno statore diventa sempre più positiva, la carica sull’altro diventa negativa esattamente nella stessa misura. Poiché le cariche simili si respingono e quelle opposte si attraggono, la carica positiva del diaframma lo costringerà a muoversi in avanti o indietro a seconda delle cariche dello statore.
Ad esempio, quando la carica dello statore anteriore è negativa e quella dello statore posteriore è positiva, il diaframma sarà tirato dalla parte anteriore e spinto dalla parte posteriore e quindi si muoverà in avanti. Più forti sono le cariche sugli statori, maggiore sarà lo spostamento del diaframma. In questo modo, un trasduttore elettrostatico traduce un segnale audio elettrico nel movimento del diaframma per produrre onde sonore nella stanza. Per irrigidire il pannello (è molto importante che si muova solo il diaframma) e per evitare che il diaframma si avvicini troppo a uno statore, vengono posizionate delle strisce non conduttive chiamate distanziali a intervalli lungo la lunghezza di ogni statore.
Pregi…
I driver di un diffusore convenzionale hanno dei diaframmi collegati a bobine di filo, chiamate bobine mobili. La corrente proveniente da un amplificatore scorre attraverso queste bobine, creando un campo elettromagnetico fluttuante che interagisce con il campo di un magnete permanente fisso per causare il movimento del diaframma e quindi il suono.
La bobina mobile si attacca alla periferia di una cupola o all’apice di un cono, il che significa che solo una piccola parte del diaframma viene effettivamente pilotata; il resto deve seguirla. Se il diaframma non è perfettamente rigido, tenderà a flettersi e a risuonare ad alcune frequenze, causando distorsione e una risposta non uniforme. Tuttavia, i diaframmi dei tweeter, in particolare, devono essere leggeri per consentire un’adeguata efficienza ed estensione alle alte frequenze. Soddisfare contemporaneamente questi due requisiti teorici è estremamente difficile con i materiali reali.
Un diaframma elettrostatico, invece, viene pilotato uniformemente su tutta la sua superficie, quindi non ha bisogno di essere rigido e può essere reso il più leggero possibile. Questo, insieme alla modalità di funzionamento push-pull del trasduttore che cancella le distorsioni, permette al diaframma di tracciare anche i dettagli sonori più delicati con assoluta precisione. Ciò significa anche che il trasduttore può operare in una gamma di frequenze eccezionalmente ampia senza dover passare da un altro driver. L’interferenza acustica tra i driver e lo sfasamento introdotto dai filtri crossover causano irregolarità nella risposta in frequenza che risultano particolarmente fastidiose nei medi e negli alti, proprio dove i crossover sono solitamente posizionati nei diffusori tradizionali.
Un’altra caratteristica fondamentale di un diffusore elettrostatico è il suo modello di radiazione naturalmente dipolare. Un vero trasduttore a dipolo irradia con la stessa intensità dalla parte anteriore e posteriore del diaframma, ma le uscite sono in fase opposta. Di conseguenza, le onde sonore che si propagano verso i lati si incontrano ai bordi del diffusore e si annullano. Questo fatto e le dimensioni relativamente grandi di un tipico pannello elettrostatico fanno sì che l’uscita ai lati sia molto bassa rispetto a quella di un diffusore convenzionale, riducendo così al minimo le riflessioni laterali che tendono a confondere i dettagli sonori e l’immagine stereo. Se da un lato la riduzione dell’uscita ai lati contribuisce alla sorprendente chiarezza per la quale i modelli elettrostatici sono così apprezzati, dall’altro l’energia riflessa dalla parete dietro il diffusore apre e approfondisce il suono.
…e difetti
Di fronte a tutti questi elementi positivi, ci si chiede come mai tutti i produttori di diffusori non producano anche modelli elettrostatici. La verità è che questa tecnologia si porta dietro anche limiti e difetti da non sottovalutare.
Tanto per cominciare, realizzare un trasduttore elettrostatico con l’efficienza e la capacità di uscita date per scontate nei driver elettromagnetici convenzionali richiede campi elettrostatici molto intensi. Ciò significa caricare gli statori e il diaframma a distanza ravvicinata a migliaia di volt. Quanto più vicini sono gli elementi a carica opposta e quanto più forti sono le cariche su di essi, tanto maggiore è la probabilità di una scarica elettrica, che può danneggiare seriamente sia il diffusore, sia l’amplificatore che lo pilota. Purtroppo, il diaframma si avvicina maggiormente allo statore proprio nel momento in cui la differenza di carica tra i due (e tra i due statori stessi) è maggiore, ovvero quando un segnale forte raggiunge il suo picco.
Inoltre, alle basse frequenze, quando le lunghezze d’onda diventano grandi rispetto alla larghezza del pannello, i segnali sfasati provenienti dai lati opposti del diaframma tendono ad avvolgersi e ad annullarsi a vicenda. Quindi, come tutti i veri diffusori a dipolo (da non confondere con i diffusori quasi-dipolo convenzionali), quelli elettrostatici sono inclini ad avere bassi deboli. L’aumento delle dimensioni del pannello aiuta a risolvere questo problema, così come il problema dell’uscita e dell’efficienza discusso in precedenza, ma c’è un limite pratico e non è un caso che alcuni produttori propongano diffusori elettrostatici “ibridi” che alla loro base includono un vero e proprio subwoofer.
Infine, bisogna considerare la dispersione degli alti, che rappresenta un po’ l’altra faccia della medaglia delle dimensioni del pannello; quando un suono ha una lunghezza d’onda piccola rispetto alle dimensioni del diaframma del diffusore che lo riproduce, tende a irradiare un angolo ristretto piuttosto che disperdersi ampiamente nella stanza. Questa “irradiazione” ad alta frequenza produce un punto molto ristretto in cui l’ascoltatore può sedersi e sentire il giusto bilanciamento tonale e spesso una qualità sonora secca e sterile. Poiché ogni altra considerazione fatta fin qui sui diffusori elettrostatici spinge verso pannelli più grandi, la dispersione delle alte frequenze è un problema da non sottovalutare.
Ecco perché, così come per i diffusori tradizionali, quelli elettrostatici andrebbero assolutamente ascoltati e valutati attentamente prima dell’acquisto. Ovviamente, non piaceranno a tutti, ma ascoltandoli (anche per la prima volta) potreste scoprire un modo completamente nuovo e affascinante di ascoltare musica.
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