Cuffie Accutone: quando il berillio fa la differenza

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Il mercato delle cuffie audio, anche di quelle ad alta fedeltà sonora, è invaso da prodotti progettati e ottimizzati solamente per fornire una buona risposta sui toni bassi; questo perché, erroneamente, i costruttori hanno sempre concentrato i loro sforzi sul cercare di ottenere dalle cuffie toni bassi realistici, cosa che appariva la sfida più impegnativa dato che i bassi per essere ben riprodotti richiedono altoparlanti dalla membrana di grandi dimensioni o capaci di compiere grandi escursioni e nelle cuffie questo era difficilmente realizzabile. Di qui, la ricerca di soluzioni acustiche in grado di caricare i bassi. Purtroppo queste soluzioni vanno a discapito della qualità delle tonalità alte e medie, che risultano torbide e incolori. Questo risultato è il compromesso da accettare per ottenere bassi potenti.

Gli appassionati dell’audio ad alta fedeltà non sono però soddisfatti da prodotti del genere e non accettano tale compromesso, che va a svantaggio della riproduzione delle tonalità medie e alte. Quindi si orientano verso quelle case produttrici capaci di realizzare trasduttori considerabili di vera alta fedeltà: una di queste è Accutone, che costruisce cuffie con trasduttori in berillio.
La maggior parte degli altoparlanti utilizzati come trasduttori acustici nelle cuffie viene realizzata impiegando per la membrana un cono o un diaframma in mylar o in carta. Il diaframma o cono è la membrana che nell’altoparlante vibra, mossa dalla bobina mobile per effetto del campo elettromagnetico generato perché viene percorsa dalla corrente ad audiofrequenza, generando le onde sonore costituenti voci, suoni e rumori.

 

I materiali utilizzati per la costruzione della membrana differiscono per densità, rigidezza e smorzamento, e le differenze nel rapporto tra queste caratteristiche influiscono direttamente sulla qualità del suono, sull’intonazione, sulla precisione e la reattività del diffusore.
Per questa ragione nel realizzare cuffie di alta qualità si cerca di andare su materiali metallici come il titanio, che garantiscono eccellenti doti di rigidezza, leggerezza e rapidità di risposta ai transienti.

Un altro materiale impiegato nella realizzazione degli altoparlanti per cuffie di elevata qualità come quelle prodotte dalla Accutone, è il berillio; tuttavia, come per il titanio, scegliere questo materiale comporta il superamento di alcune difficoltà pratiche.

Il berillio è un materiale il cui simbolo chimico è Be (il suo numero nella Tabella Periodica degli elementi è 4); metallo robusto, duro pur essendo molto leggero, il berillio si presenta di colore grigio acciaio. Il berillio è un elemento chimico relativamente raro sia sula Terra che nell’universo ed è un materiale strategico utilizzato in campo medico, aerospaziale e nell’industria militare.
Per le sue proprietà, viene adottato anche in trasduttori audio di pregio, dopo aver esordito nei tweeter (le unità per le note alte) dei leggendari diffusori audio ad alte prestazioni Yamaha NS-1000 e NS-2000, immessi sul mercato rispettivamente nel 1977 e nel 1982.

Anche se, è uno dei materiali più costosi utilizzati per realizzare i diaframmi dei trasduttori acustici, il berillio rappresenta la soluzione migliore in assoluto per conferire il più elevato rapporto tra rigidità e peso; la rigidità è un fattore determinante nella fedeltà con cui i suoni che variano rapidamente vengono riprodotti ed è ciò che determina la qualità della risposta a transienti rapidi (per esempio colpi di batteria) e alte frequenze del segnale audio. Di fatto, la rigidità delle membrane realizzate con il berillio permette di elevare a 50 kHz la frequenza alla quale si verificano fenomeni di risonanza, eliminando la necessità di trattamenti superficiali indurenti di qualsiasi tipo. È proprio questa la caratteristica che dà agli altoparlanti in berillio un’elevata reattività unica, e una nitidezza e cristallinità del suono senza paragoni.

Le cuffie basate sugli altoparlanti con membrana in berillio offrono un suono eccellente, preciso e pulito nei toni medi e acuti, ma senza sacrificare la performance su quelli bassi. Infatti la rapidità di risposta e la reattività ai transienti anche veloci della musica, permettono una riproduzione ottimale in tutta la banda audio.

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Berillio e Balanced Armature a confronto

Una domanda interessante che ci si pone è: come fa una cuffia con trasduttori con membrana in berillio a competere con una i cui trasduttori sono basati sulla tecnologia Balanced Armature? I trasduttori Balanced Armature sono utilizzati principalmente negli apparecchi acustici, ma trovano ampio uso anche nelle moderne cuffie in-ear (intra-auricolari), vale a dire quelle che si introducono nei padiglioni auricolari. La maggior parte dei trasduttori Balanced Armature è accordata per suonare bene in una gamma di frequenza specifica e questo è il motivo per cui molte cuffie in-ear contengono più unità trasduttrici, ognuna delle quali riproduce una gamma, esattamente come avviene nei diffusori acustici per gli impianti hi-fi. In esse un filtro crossover divide il segnale audio in più bande di frequenza, e invia ciascuna banda di frequenza al rispettivo trasduttore.
Il tipico trasduttore Balanced Armature è strutturato come mostra la figura qui di seguito.

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In esso la corrente elettrica corrispondente al segnale audio viene fatta passare attraverso una bobina che è avvolta intorno un’armatura metallica, costruita normalmente in permalloy (una lega ad elevata permeabilità magnetica); la membrana è altresì sospesa tra due magneti e collegata rigidamente alla membrana. La variazione della corrente ad audiofrequenza che attraversa la bobina induce un campo elettromagnetico che induce elettricità nell’armatura, la quale a sua volta interagisce con il campo magnetico prodotto dai magneti, vibrando analogamente a come varia il segnale audio che pilota la bobina. Le variazioni dovute al campo elettromagnetico relativo al segnale audio spostano l’armatura anche migliaia di volte al secondo, alla frequenza del segnale stesso. Il diaframma del trasduttore è collegato all’armatura e questo movimento produce un suono che possiamo sentire dall’esterno attraverso l’apertura da cui viene fatto uscire.

La camera interna del trasduttore crea un percorso acustico studiato per caricare le tonalità basse in modo da conferire loro corposità, per quanto possibile.
A riposo, il sistema Balanced Armature è “equilibrato”, perché non c’è forza sull’armatura in quanto il campo dei due magneti che si trovano opposti da entrambe le parti mantiene il sistema centrato.
Il trasduttore Balanced Armature è quindi molto complesso rispetto ad uno a diaframma in berillio; e lo è a parità di prestazioni. Se poi consideriamo che per avere una risposta ottimale bisogna integrare in ogni “padiglione” anche più di due trasduttori, possiamo immaginare quale sia il vantaggio nell’utilizzare trasduttori in berillio, i quali, seppure siano più costosi, alla fine convengono per semplicità e costo di realizzazione.

Volendo abbozzare un confronto tra le due tecnologie, si può dire che gli altoparlanti Balanced Armature tipicamente forniscono un migliore isolamento acustico perché immettono il suono direttamente nell’orecchio, mentre quelli tradizionali a diaframma si applicano più all’esterno e permettono ai rumori provenienti dall’ambiente di introdursi nell’orecchio. Per contro, i driver Balanced Armature sono carenti sulla risposta frequenza dei toni bassi.

Un rapido confronto fra i trasduttori in berillio (Beryllium) e quelli Balanced Armature è proposto dalla tabella seguente.

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Si vede che sia gli altoparlanti in berillio che le strutture Balanced Armature hanno i loro pro e contro.
È difficile dire quale sia il migliore, perché ognuno fornisce migliori prestazioni in determinate situazioni di utilizzo. In sintesi, gli altoparlanti al berillio danno suoni precisi e puliti, con bassi potenti. I trasduttori Balanced Armature offrono suoni più dettagliati.

Alla fine è anche la geometria della camera del trasduttore, ovvero dell’intero diffusore acustico, a concorrere alle prestazioni in termini di fedeltà sonora.
Accutone pone particolare cura anche in questo.

Tra i modelli Accutone basati su trasduttori a membrana in berillio, le Pisces-HD MMCX, le Gemini-HD, le PiscesBand-HD; meritano menzione anche le Fuji Labs SQ306. Tra le cuffie basate sulla tecnologia Balanced Armature si possono citare le Shure SE315, Etymotic Research HF.

Maggiori informazioni sull’utilizzo del berillio nei prodotti Accutone si possono trovare sul web, all’indirizzo http://audio.accutone.com/blog/beryllium