Sondaggio sui design del piè di pagina audio

Sondaggio sui design del piè di pagina audio

Le vibrazioni parassite dei diffusori possono trasmettersi direttamente alle superfici della stanza attraverso il contatto con il pavimento. Questo fa sì che le superfici della stanza irradino simpaticamente queste vibrazioni come rumore udibile, che può influenzare l’esperienza di ascolto della musica. Il problema è ulteriormente aggravato dalla grande superficie della stanza, che irradia il suono con un’elevata efficienza. Le vibrazioni a bassa frequenza sono le peggiori a causa della loro capacità di attraversare la struttura della stanza con poca impedenza.

 

Anche con un isolamento di base delle vibrazioni, questi effetti degradanti delle vibrazioni trasmesse dalla struttura possono essere mitigati. Il posizionamento di piedini audio antivibranti sotto i diffusori riduce il tempo di riverberazione, gli artefatti di decadimento delle vibrazioni e la distorsione ad alcune frequenze[1]. Effetti positivi simili si hanno isolando l’elettronica audio dalle vibrazioni. L’entità di questi benefici può variare notevolmente tra i design dei piedini audio.

Misurare l’isolamento dalle vibrazioni

Abbiamo cercato di misurare le prestazioni di isolamento dalle vibrazioni di diversi modelli di piedini audio popolari. Abbiamo poi misurato i nostri Carbide Base piedini con gli stessi criteri di confronto. L’isolamento dalle vibrazioni è stato misurato per ciascun piedistallo audio in direzione orizzontale e verticale. Per generare le vibrazioni sono state utilizzate tre diverse fonti di vibrazione: una tavola vibrante elettromagnetica, un subwoofer e un altoparlante a 2 vie. In ogni esperimento, quattro piedini audio sono stati posizionati sopra la sorgente di vibrazione e poi una piastra di alluminio è stata posizionata sopra i piedini audio. I pesi sono stati avvitati alla piastra di alluminio per simulare la massa di un altoparlante o di un’apparecchiatura audio con una massa totale di circa 32 kg (70 libbre). I sensori accelerometrici piezoelettrici ACH-01 di Measurement Specialties sono stati poi fissati alla piastra con nastro biadesivo per misurare l’accelerazione nelle direzioni orizzontale e verticale. I sensori accelerometrici vengono a loro volta alimentati da amplificatori calibrati per i rispettivi sensori.

Tavolo di vibrazione elettromagnetica

Per ottenere la prima serie di misurazioni è stato utilizzato un tavolo vibrante elettromagnetico. Il tavolo è stato controllato digitalmente per modulare con precisione l’ampiezza e la frequenza di vibrazione della superficie del tavolo. Per determinare l’ampiezza di vibrazione del tavolo, un sensore accelerometro è stato collegato al tavolo e poi è stato utilizzato un multimetro per misurare l’uscita dell’amplificatore del sensore. Lo stesso è stato fatto con un secondo sensore accelerometrico collegato alla piastra di alluminio. Le misurazioni sono state effettuate dal sensore a piastra in intervalli di 5 Hz da 10 Hz a 200 Hz. La tavola vibrante è stata regolata ad ogni intervallo per garantire che la tavola vibrasse con un’accelerazione di 2,5 m/s2. Le misurazioni sono state condotte prima con i sensori attaccati ai bordi rivolti in avanti della superficie del tavolo e del piatto per misurare le vibrazioni orizzontali. Le misurazioni sono state poi ripetute con i sensori attaccati ai piani del tavolo e del piatto per misurare le vibrazioni verticali. Queste misurazioni si sono concentrate sulla regione delle basse frequenze, per determinare le prestazioni di isolamento dalle vibrazioni intorno alla frequenza di risonanza di ogni pedana audio.

 

Il vantaggio di questo esperimento era che il tavolo offriva vibrazioni coerenti per tutte le misurazioni. Questo ha permesso di identificare chiaramente le risonanze nei footer audio. Lo svantaggio di questo esperimento era la risoluzione limitata a causa delle misurazioni distanziate. Questo esperimento, inoltre, non ha offerto alcuna comprensione del comportamento di decadimento delle vibrazioni.

 

Subwoofer

Un subwoofer è stato utilizzato come fonte di vibrazioni per ottenere misurazioni di sweep nella regione delle basse frequenze. È stato utilizzato un PC per generare un segnale logico sinusoidale da 15 Hz a 200 Hz, che è stato poi riprodotto attraverso il subwoofer. I sensori accelerometrici sono stati collegati al bordo anteriore e alla parte superiore della piastra per misurare simultaneamente le vibrazioni orizzontali e verticali. Il PC è stato utilizzato per registrare l’uscita dei sensori montati sulla piastra. Le misurazioni sono state poi tradotte in grafici a cascata che mostrano il decadimento delle vibrazioni. L’asse Y dei grafici a cascata è stato impostato per ignorare gli artefatti del rumore di fondo, dove 0 dBFS corrispondeva al limite prima del clipping. L’SPL massimo durante la perlustrazione è stato di 93 dBA, misurato sul pavimento della nostra fabbrica riverberante a una distanza di 1 m . L’accelerazione massima orizzontale del mobile sperimentata durante la spazzata è stata di 2,4 m/s2.

 

Altoparlante a 2 vie

Un altoparlante a 2 vie è stato utilizzato come sorgente di vibrazioni per ottenere misurazioni sweep nelle regioni di frequenza dei medi e degli alti. L’esperimento è stato condotto utilizzando lo stesso processo dell’esperimento con i subwoofer, tranne per il fatto che gli sweep sono stati effettuati da 200 Hz a 1 kHz per i medi e da 1 kHz a 10 kHz per gli alti. Un’altra differenza era che gli amplificatori dei sensori dell’accelerometro erano impostati per fornire un guadagno di +20 dB rispetto alle misurazioni del subwoofer. Il guadagno aggiuntivo è stato applicato a causa dell’ampiezza di vibrazione intrinsecamente inferiore delle frequenze più alte. Il guadagno più elevato ha anche aumentato il rumore di fondo, il che ha richiesto la limitazione della porzione visibile dei grafici a cascata delle frequenze medie e alte per evitare gli artefatti del rumore di fondo. Anche l’SPL massimo dell’altoparlante era di 93 dBA durante gli sweep con la tensione di pilotaggio mantenuta costante durante tutte le misurazioni. L’accelerazione massima orizzontale del mobile sperimentata durante le spazzate è stata di 1,9 m/s2.

 

I vantaggi degli esperimenti con i subwoofer e gli altoparlanti sono stati quelli di offrire una visione ad alta risoluzione del comportamento di decadimento delle vibrazioni di ogni piedistallo audio. Gli svantaggi erano che la vibrazione degli armadi non era coerente con la frequenza come nell’esperimento con la tavola vibrante. Il comportamento vibratorio dei cabinet era comunque coerente tra le misurazioni, consentendo un utile confronto relativo tra i footer audio. Ogni misurazione è stata effettuata due volte consecutivamente e poi è stata calcolata come media per attenuare le irregolarità nel comportamento vibratorio degli armadietti.

Piè di pagina audio in prova

Design del piè di pagina audio

Sono stati testati sette diversi design di footer audio. Sono stati testati anche i picchi per un confronto relativo. Quattro di ogni piedistallo audio sono stati posizionati sotto la piastra di alluminio. I dispositivi che avevano la disposizione appropriata sono stati avvitati alla piastra.

 

I piedini audio testati si dividono grosso modo in due categorie per quanto riguarda l’isolamento dalle vibrazioni: a sfera e viscoelastici.

 

Cuscinetto a sfera

I piedini audio 1, 3 e 6 si basano su un concetto comunemente usato[2] che utilizza cuscinetti a sfera che rotolano in piste curve. Questi cuscinetti deviano la trasmissione delle vibrazioni, riducendo così le vibrazioni che attraversano il dispositivo. Il piedino audio 5 devia la trasmissione delle vibrazioni utilizzando cuscinetti in una configurazione impilata brevettata. I piedini di Carbide Base utilizzano cuscinetti tra piste piane con tamponi viscoelastici utilizzati per centrare il dispositivo durante le vibrazioni.

 

Viscoelastico

Il piedistallo audio 2 utilizza fibre di vetro stampate con proprietà viscoelastiche. Il piedino audio 4 utilizza elementi viscoelastici superiori e inferiori uniti da un cilindro ovale in una configurazione brevettata. I piedini Carbide Base utilizzano un elemento viscoelastico tubolare chiamato ViscoRing™ in una configurazione in attesa di brevetto.

Clicchi sul testo Misurazioni sopra ogni gruppo di misurazioni per attivarne la visibilità.

Le misure orizzontali e verticali sono riportate su schede separate.

Spighe

Dimensioni:

Ø 14 mm (0,55″)

35 mm (1,4″) di altezza

Costruzione:

Punte d’acciaio

Misure degli spuntoni (clicca per aprire)

Tavolo vibrante orizzontale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer orizzontale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante orizzontale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante orizzontale
1 kHz – 10 kHz Alti
Tavolo vibrante verticale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer verticale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante verticale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante verticale
1 kHz – 10 kHz Alti

Piè di pagina audio 1

Dimensioni:

Ø 45 mm (1,78″) (sezione superiore), Ø 70 mm (2,76″) (sezione inferiore)

51 mm (2,0″) – 61 mm (2,4″) di altezza

Peso massimo per 4 persone:

N/A

Altezza regolabile:

Provvedimento per i bulloni:

Costruzione:

Corpo in acciaio inox con 3 cuscinetti a sfera in ceramica montati su piste sferiche.

Misure del Piè di pagina audio 1 (cliccare per alternare)

Tavolo vibrante orizzontale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer orizzontale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante orizzontale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante orizzontale
1 kHz – 10 kHz Alti
Tavolo vibrante verticale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer verticale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante verticale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante verticale
1 kHz – 10 kHz Alti

Piè di pagina audio 2

Dimensioni:

50 mm (2″) di larghezza x 50 mm (2″) di profondità

25 mm (1″) di altezza

Peso massimo per 4 persone:

34,4 kg (76 libbre)

Sono disponibili altre versioni per pesi diversi.

Altezza regolabile:

No

Provvedimento per i bulloni:

No

Costruzione:

Strati di fibre di vetro stampate ad alta densità e compresse a caldo, inserite tra piastre di acciaio. Parte superiore e inferiore in gomma testurizzata.

Misure del Piè di pagina audio 2 (clicca per alternare)

Tavolo vibrante orizzontale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer orizzontale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante orizzontale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante orizzontale
1 kHz – 10 kHz Alti
Tavolo vibrante verticale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer verticale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante verticale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante verticale
1 kHz – 10 kHz Alti

Piè di pagina audio 3

Dimensioni:

Ø 45 mm (1,75″)

24 mm (0,94″) di altezza

Peso massimo per 4 persone:

N/A

Altezza regolabile:

No

(Aggiornamento opzionale)

Provvedimento per i bulloni:

No

Costruzione:

Corpo in alluminio anodizzato con 6 cuscinetti a sfera montati su piste sferiche tra 3 strati separati.

Misure del piè di pagina audio 3 (clicca per attivare)

Tavolo vibrante orizzontale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer orizzontale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante orizzontale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante orizzontale
1 kHz – 10 kHz Alti
Tavolo vibrante verticale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer verticale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante verticale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante verticale
1 kHz – 10 kHz Alti

Piè di pagina audio 4

Dimensioni:

Ø 51 mm (2″)

43 mm (1,7″) di altezza

Peso massimo per 4 persone:

55 kg (121 libbre)

Sono disponibili altre versioni per pesi diversi

Altezza regolabile:

Solo se imbullonato

Provvedimento per i bulloni:

Costruzione:

Isolatori viscoelastici superiori e inferiori in un alloggiamento collegati tra loro con un cilindro ovale in una configurazione brevettata. Design direzionale. Tutte le misure sono state prese con il logo rivolto in avanti, come raccomandato dal produttore.

Misure del piè di pagina audio 4 (clicca per alternare)

Tavolo vibrante orizzontale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer orizzontale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante orizzontale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante orizzontale
1 kHz – 10 kHz Alti
Tavolo vibrante verticale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer verticale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante verticale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante verticale
1 kHz – 10 kHz Alti

Piè di pagina audio 5

Dimensioni:

Ø 76 mm (3″)

57 mm (2,25″) di altezza

Peso massimo per 4 persone:

N/A

Altezza regolabile:

Solo se imbullonato

Provvedimento per i bulloni:

Costruzione:

Il corpo in acciaio inox ospita 5 pile separate di cuscinetti in ceramica in una configurazione brevettata non diametralmente opposta.

Piè di pagina audio 5 Misurazioni (clicca per attivare)

Tavolo vibrante orizzontale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer orizzontale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante orizzontale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante orizzontale
1 kHz – 10 kHz Alti
Tavolo vibrante verticale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer verticale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante verticale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante verticale
1 kHz – 10 kHz Alti

Piè di pagina audio 6

Dimensioni:

Ø 45 mm (1,75″)

72 mm (2,8″) – 89 mm (3,5″) di altezza

Peso massimo per 4 persone:

N/A

Altezza regolabile:

Provvedimento per i bulloni:

Sì (è necessario un bullone)

Costruzione:

Corpo in alluminio con 3 cuscinetti a sfera in ceramica montati su cuscinetti sferici.

Piè di pagina audio 6 Misurazioni (clicca per alternare)

Tavolo vibrante orizzontale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer orizzontale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante orizzontale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante orizzontale
1 kHz – 10 kHz Alti
Tavolo vibrante verticale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer verticale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante verticale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante verticale
1 kHz – 10 kHz Alti

Piedino della Carbide Base

Dimensioni:

Ø 125 mm (4,9″)

56 mm (2,2″) – 74 mm (2,9″) di altezza

Peso massimo per 4 persone:

32 kg (70 libbre)

ViscoRing™ sostituibile per pesi superiori

Altezza regolabile:

Provvedimento per i bulloni:

Costruzione:

Parte superiore in alluminio che ospita il membro viscoelastico ViscoRing™. La parte inferiore in acciaio inox ospita cuscinetti in ceramica e tamponi viscoelastici in una configurazione in attesa di brevetto. Misure prese con i Light ViscoRings™ installati.

Misure del piedistallo della Carbide Base (clicca per aprire)

Tavolo vibrante orizzontale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer orizzontale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante orizzontale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante orizzontale
1 kHz – 10 kHz Alti
Tavolo vibrante verticale
10 Hz – 200 Hz Bassi
Subwoofer verticale
15 Hz – 200 Hz Bassi
Altoparlante verticale
200 Hz – 1 kHz Gamma media
Altoparlante verticale
1 kHz – 10 kHz Alti

Dichiarazioni di non responsabilità

Questi esperimenti hanno simulato le ampiezze di vibrazione sperimentate direttamente sul cabinet di un altoparlante o di un subwoofer che suona a volume moderato o alto. Alcuni piedini audio possono misurare in modo diverso quando isolano le vibrazioni di minore ampiezza. Inoltre, la massa supportata influenza le prestazioni di alcuni footer audio, per cui la modifica della massa può cambiare le misurazioni. Infine, tutte queste misurazioni sono state effettuate con uno stimolo vibratorio sinusoidale approssimativamente stabile, che è diverso dallo stato dinamico della musica.

Conclusione

Le prestazioni di isolamento dalle vibrazioni dei piedini audio testati variano in modo significativo. Nella maggior parte dei casi, le vibrazioni vaganti indesiderate aumentano attraverso i piedini nelle frequenze basse e medie. In altri casi, lo smorzamento era insufficiente e le risonanze continuavano a lungo dopo lo stimolo iniziale, come indicato dai lunghi tempi di decadimento in alcuni dei grafici a cascata.

 

I piedini con Carbide Base sono unici per la loro capacità superiore di isolare e smorzare i bassi e i medi inferiori, massimizzando la chiarezza su queste frequenze.

Riferimenti

[1] Katz, B. (2020). Sulla radiazione acustica dal cabinet di un altoparlante. AES: Journal of the Audio Engineering Society, Convention Paper 10405

 

[2] Kemeny, Zoltan A. “Filtro meccanico del segnale”. US 6520283 B2, Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti, 18 febbraio 2003. Brevetti Google, https://patents.google.com/patent/US6520283B2