Perché la distorsione del subwoofer è diversa dalla distorsione dell’amplificatore

Di recente sono stato allarmato nell’apprendere che alcuni partecipanti a un forum audio affermavano che un subwoofer che avevo misurato aveva una distorsione "terribile". Non mi avrebbe infastidito se il subwoofer avesse effettivamente una distorsione "terribile", ma questo subwoofer è uno dei migliori che ho misurato nella sua fascia di prezzo e dimensioni. Tuttavia, non posso incolpare gli appassionati di quel forum, perché chiunque al di fuori della manciata di persone che effettua misurazioni dell’uscita del subwoofer avrebbe pensato la stessa cosa.

Il problema è sorto quando ho condiviso le misurazioni dell’uscita del subwoofer CEA-2010 con il produttore e il produttore, con la mia autorizzazione, le ha condivise con un altro sito Web. (Condivido felicemente le mie misurazioni CEA-2010 perché voglio promuovere l’uso delle misurazioni dell’uscita nelle recensioni dei subwoofer.) La confusione è nata perché l’altro sito Web ha pubblicato i miei numeri di distorsione, piuttosto che solo l’uscita massima in decibel. E se guardi i numeri di distorsione del subwoofer, possono davvero sembrare "terribili".

Solo un breve background: CEA-2010 misura l’uscita di un subwoofer a diverse frequenze del suono. Il volume viene alzato finché la distorsione non supera una certa soglia, quindi il volume viene leggermente abbassato e il livello viene registrato in decibel. Ecco un esempio di misurazioni CEA-2010 in una recensione e una spiegazione approfondita del processo.

Quel numero di dB è di solito tutto ciò che devi sapere, secondo me, ma il programma software utilizzato dalla maggior parte dei professionisti del CEA-2010 ti dice anche la percentuale di distorsione armonica totale (comprese le armoniche dalla seconda alla quinta), quindi lo annoto per le mie note. Di tanto in tanto menziono alcuni numeri di distorsione nelle mie recensioni nei casi in cui ritengo che illustrino qualcosa di importante, ma generalmente non li includo perché temo che l’osservatore casuale possa guardarli e presumere che il sottomarino sia "terribile". Questo è esattamente quello che è successo in questo caso.

La percentuale di THD consentita dal CEA-2010 non è esatta perché il metodo imposta soglie diverse per armoniche diverse (più alta e più udibile è l’armonica, più bassa è la soglia). Ma di solito il THD medio consentito da CEA-2010 è di circa il 30 percento.

"CHE COSA???" Posso immaginare alcuni appassionati che pensano in questo momento. (Scusa se ti ho appena fatto sputare un sorso di caffè sul tuo computer.) Questo perché i numeri di distorsione che siamo abituati a vedere sono per l’elettronica, come amplificatori e preamplificatori, che operano sull’intera banda audio. Per un amplificatore, l’uno per cento di THD è molto; una soglia di udibilità generalmente accettata per la distorsione dell’amplificatore e del preamplificatore è dello 0,5%. Ma per i subwoofer è del 10 percento. L’ho confermato centinaia di volte durante i test CEA-2010. Di solito posso iniziare a sentire la distorsione quando il volume è un paio di clic in meno rispetto a quanto richiesto per rompere una delle soglie CEA-2010, che in genere significa circa il 10 percento di THD.

Perché la distorsione è molto più difficile da sentire nei subwoofer? La risposta è in realtà abbastanza semplice. La distorsione armonica è la creazione di false armoniche, dovute, ad esempio, al fatto che un amplificatore viene spinto oltre la capacità di tensione del suo alimentatore, o un cono dell’altoparlante viene spinto ai limiti di ciò che consentirà la sua sospensione. Questo converte quella che dovrebbe essere una bella forma d’onda pulita in una forma d’onda "tagliata", con un picco piatto dove dovrebbe esserci un picco arrotondato. Più la forma d’onda diventa quadrata, più l’energia ad alta frequenza spuria viene prodotta. Puoi sentire un esempio di questo nel video di YouTube qui sotto:

Se stai testando un amplificatore con un tono di un kilohertz, la seconda armonica è a due kHz, la terza è a tre kHz e così via. Questo è proprio nell’area in cui l’orecchio umano è più sensibile. Ma se stai testando un subwoofer con un tono a 50 Hz, le armoniche di distorsione più forti sono a 100, 150 e 200 Hz, una regione in cui l’orecchio umano non è molto sensibile. Pertanto, quella che sarebbe una distorsione estremamente udibile in un amplificatore potrebbe essere completamente impercettibile in un subwoofer.

Alcuni produttori di subwoofer potrebbero cercare di limitare la distorsione dei loro prodotti, ad esempio, al cinque percento. In apparenza, questa potrebbe sembrare una buona idea. Tuttavia, il modo in cui stanno raggiungendo questo numero basso è impostando il limitatore nell’amplificatore del subwoofer in modo conservativo. Questo può creare una propria serie di problemi perché gli altri altoparlanti nel sistema non sono governati da un limitatore a meno che non siano progetti attivi (cioè amplificati internamente). In un passaggio ad alto volume di un film d’azione, il resto degli altoparlanti potrebbe esplodere, mentre il subwoofer si tiene a freno. Quindi, tutto ciò che è al di sopra degli 80 Hz o giù di lì viene riprodotto ad un livello alto, ma tutto ciò che è al di sotto di 80 Hz viene bloccato dal limitatore del subwoofer. Otterrai un suono sottile, che è molto più discutibile dal punto di vista sonoro di un po’ di distorsione del subwoofer.

Ovviamente, se stiamo parlando di un grande subwoofer che offre 118 dB a 50 Hz pur rimanendo sotto il cinque percento di distorsione, probabilmente non sentiresti il ​​problema di cui sto parlando sopra. Tuttavia, a meno che tu non sia un maniaco del basso, probabilmente non suonerai il sub molto più forte di così, quindi mi sembra che non abbia senso impostare il limitatore in modo così conservativo, tranne che per scopi di pubblicazione molto bassi numeri di distorsione.

In conclusione: quando si tratta di uscita del subwoofer, i dB sono principalmente ciò che conta.