Direttività di un diffusore (Point source - Line array) VS direttività di un array (Q costante - Q proporzionale)

Molto spesso mi rendo conto che c’è ancora un po’ di confusione sulle reali differenze tra diffusori Point Source e diffusori Line Array.

Questo spesso comporta a scelte errate rispetto al giusto impiego dell’uno o dell’altro sistema.

In questo articolo il mio obiettivo è quello di cercare di fare un po’ di chiarezza, spiegando in termini semplici i principi di funzionamento delle due tipologie di diffusori concentrandomi sul concetto di “direttività“.

DIFFUSORI TRADIZIONALI “POINT SOURCE“

Un diffusore Point Source ha un “Q Costante” sulle medio alte frequenze ed è “Omnidirezionale” sulle medio basse frequenze.

Quanto descritto per un diffusore tradizionale Point Source vale per la copertura verticale come per la copertura orizzontale.

L’unica differenza risale alle caratteristiche della tromba: 110° H – 50° V / 70° H – 50° V / 110° H – 110° V, ecc...

Andiamo a fare degli esempi.
Come spesso faccio per i miei articoli, mi avvarrò dell’utilizzo di Mapp XT di Meyer Sound.

ULTRA X40 (110°x50°)

COPERTURA ORIZZONTALE

Tracciamo due linee con angolazione a 55° ed a -55° (110° totali)
e poniamo due microfoni a metà dell’area, uno in asse a 0° e l’altro a 55° corrispondenti alla metà del valore nominale di copertura dichiarato dal costruttore

(il nostro -6 dB point).

Osserviamo ora la previsione del nostro diffusore prendendo come primo riferimento 1 KHz (Frequenza di dominio della tromba).

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Previsione a 2 KHz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Previsione a 4 KHz.
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Previsione a 8 KHz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Previsione a 16 KHz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Abbiamo quindi osservato come le frequenze di dominio della tromba in un diffusore tradizionale abbiano un andamento “Costante”.

Previsione a 500 Hz

In questo caso possiamo verificare come la Ultra X40 mantenga ancora una certa direttività nonostante si tratti di una frequenza non di competenza della tromba
(questo grazie alla particolare disposizione concentrica dei driver).

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Previsione a 250 Hz

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore non abbiamo variazione di colore, questa frequenza ha un andamento Omni.

Previsione a 125 Hz

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore non abbiamo variazione di colore, questa frequenza ha un andamento Omni.

Previsione a 63 Hz

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore non abbiamo variazione di colore, questa frequenza ha un andamento Omni.

Abbiamo quindi osservato come le frequenze fuori dominio della tromba In un diffusore tradizionale abbiano un andamento “Omnidirezionale”.

Ora controlliamo la risposta del diffusore con il microfono in asse a 0° sul Virtual SIM.

Qui il confronto tra le misure effettuate con il microfono in asse a 0° verso il microfono posizionato al limite di copertura laterale a 55°.

Anche le misure con l’analizzatore ci confermano quanto descritto finora.

DIFFUSORI «LINE ARRAY»

Una delle più grandi differenze tra un diffusore Point Source ed uno Line Array risiede nel fatto che l’apertura di un diffusore Line Array differisce asseconda il piano d’ascolto.

Un diffusore Line Array sul Piano Orizzontale ha un «Q Costante» sulle medio alte frequenze ed è Omnidirezionale sulle medio basse frequenze.

Un diffusore Line Array sul Piano Verticale
ha un «Q Proporzionale» sulle medio alte frequenze ed è Omnidirezionale sulle medio basse frequenze.

Andiamo a fare degli esempi
(mi avvarrò dell’utilizzo di Mapp XT di Meyer Sound).

LEOPARD (110°)

COPERTURA ORIZZONTALE

Tracciamo due linee con angolazione a 55° ed a -55° (110° totali)
e poniamo due microfoni a metà dell’area, uno in asse a 0° e l’altro a 55° corrispondenti alla metà del valore nominale di copertura dichiarato dal costruttore

(il nostro -6 dB point).

Osserviamo ora la previsione del nostro diffusore prendendo come primo riferimento 1 KHz (frequenza di dominio della tromba).

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Previsione a 2 KHz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Previsione a 4 KHz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Previsione a 8 KHz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Previsione a 16 KHz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Abbiamo quindi osservato come sul piano orizzontale
le frequenze di dominio della tromba in un diffusore Line Array abbiano un andamento “Costante”.

Previsione a 500 Hz

In questo caso possiamo verificare come anche il Leopard mantenga ancora una certa direttività nonostante si tratti di una frequenza non di competenza della tromba.

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Previsione a 250 Hz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo una sola variazione di colore pari a -3 dB,
questa frequenza inizia ad avere un andamento Omni.

Previsione a 125 Hz

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore non abbiamo variazione di colore, questa frequenza ha un andamento Omni.

Previsione a 63 Hz

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore non abbiamo variazione di colore, questa frequenza ha un andamento Omni.

Abbiamo quindi osservato come sul piano orizzontale
le frequenze fuori dominio della tromba in un diffusore Line Array

abbiano un andamento “Omnidirezionale“.

LEOPARD (110°)

COPERTURA VERTICALE

Tracciamo due linee con angolazione a 55° ed a -55° (110° totali)
e poniamo due microfoni a metà dell’area, uno in asse a 0° e l’altro a 55° corrispondenti alla metà del valore nominale di copertura dichiarato dal costruttore

(il nostro -6 dB point).

Osserviamo ora la previsione del nostro diffusore prendendo come primo riferimento 1 KHz (frequenza di dominio della tromba).

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo 2 variazioni di colore che corrispondono a -6 dB.

Previsione a 2 KHz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello. Notiamo un consistente restringimento della copertura.

Previsione a 4 KHz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello. Notiamo un ulteriore restringimento della copertura.

Previsione a 8 KHz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello. Notiamo un ulteriore restringimento della copertura.

Previsione a 16 KHz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello. Notiamo un ulteriore restringimento della copertura.

Quindi abbiamo osservato che sul piano verticale un diffusore Line Array Ha una direttività “Proporzionale“ alle alte frequenze.

Più è alta la frequenza minore sarà la copertura.

Previsione a 500 Hz
Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore abbiamo una sola variazione di colore pari a -3 dB,
questa frequenza inizia ad avere un andamento Omni.

Previsione a 250 Hz

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore non abbiamo variazione di colore, questa frequenza ha un andamento Omni.

Previsione a 125 Hz

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore non abbiamo variazione di colore, questa frequenza ha un andamento Omni.

Previsione a 63 Hz

Nel grafico osserviamo un cambio di colore per ogni 3 dB di variazione di livello.

Dal punto centrale al punto di copertura dichiarato dal costruttore non abbiamo variazione di colore, questa frequenza ha un andamento Omni.

Quindi abbiamo osservato che un diffusore Line Array sul Piano Verticale ha un andamento “Omnidirezionale“ alle basse frequenze.

Questa immagine riassume quanto descritto finora:

Ora vediamo come si comportano i diffusori Line Array in una sorgente curvilinea.

Ora vediamo come si comportano i diffusori Line Array in una sorgente curvilinea.

Lo splay totale dell’array è dato dalla somma dei gradi meccanici di tutti i diffusori.

Otto variazionii da 0,5° (rigging minimo di questo diffusore)
Mi danno 4° di Splay totale.

Qualsiasi Array di diffusori che riproducono il medesimo segnale, senza nessuna manipolazione (Filtri, Delay, ecc) ha “Direttività Proporzionale“ che segue la progressione: 72° - 36° - 24° - 18° ...

In base alla dimensione dell’Array, esso conterrà la lunghezza d’onda di una frequenza, una, due, tre, quattro, o più volte.

La lunghezza totale dell’array corrisponderà alla lunghezza d’onda della ultima frequenza controllata.

In quest’ottica avremo che il nostro Array avrà direttività:

• 72° A 125Hz
• 36° A 250Hz
• 24° A 375Hz
• 18° A 500Hz

e così via..

In questa immagine osserviamo quanto detto prima sulla progressione della direttività:

Che cosa succede se noi variamo l’angolo al nostro array?
In questo esempio andiamo a porre 3 gradi per ogni diffusore per un totale di 24°.

In questo caso l’angolo dell’Array ci indicherà il punto e la frequenza in cui l’Array passa da una “Direttività Proporzionale“ ad una “Direttività Costante“.

Possiamo osservare come la direttività sia costante sulle alte frequenze e segua l’angolo di 24° dell’Array. Nel riquadro in rosso è evidenziata la frequenza di transizione dalla direttività proporzionale a quella costante, è possibile anche notare come in quel punto ci sia un leggero restringimento di copertura.

CONCLUSIONI:
La direttività di un Line Array segue un andamento proporzionale per una porzione di frequenze ed uno costante per il restante range frequenziale.

• Avremo direttività proporzionale fino a quanto eguaglierà l’angolo totale dell’array
• Il valore di direttività costante è uguale all’angolo totale dell’array
• L’angolo totale dell’array è la somma di tutti gli angoli individuali tra i singoli diffusori • L’intersezione tra direttività proporzionale e costante è la zona di transizione
• Maggiore è l’angolo totale dell’array, maggiore è la larghezza di banda direttiva.
• Minore è l’angolo totale dell’array, minore è la larghezza di banda direttiva
• La zona di transizione ha il 66% di angolo di direttività costante

Come sempre mi auguro di essere stato utile e di avervi regalato una lettura interessante. Per tutti gli approfondimenti vi aspettiamo nei nostri appuntamenti in Show Academy.

“This is the Way“

Emiliano Di Marco