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Oskar Heil (pregettista del tw a nastro)

Massimo Piantini on 13 febbraio 2013 - 23:23 in Reviews-Articoli

fazzini 2Autore: Bruno Fazzini

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Titolo: Oskar Heil (pregettista del tw a nastro)

Note: Bruno Fazzini dal 1994 è stato recensore per la rivista Fedeltà del Suono, rivestendo dal 2006 il ruolo di Coordinatore di Redazione. Contestualmente a questo incarico ha gestito la sala prove della stessa rivista, preparando e pre-testando ogni apparecchio sottoposto a recensione.
Negli ultimi dieci anni ha composto impianti Hi Fi importanti a privati e ad aziende in diverse regioni d’italia, sia utilizzando la tecnologia valvolare che quella a stato solido, adottando sia sistemi ad alta efficienza che ad alta definizione, con particolare attenzione alle problematiche relative all’acustica ambientale
Attualmente è il patron di Sophos Hi End, rinomato negozio specialista di Hi.End. Profondo conoscitore dell’Alta Fedeltà, con un approccio umanistico e tecnico al “Mondo Audio”. Ha presentato il primo sull’Hi Fi scritto in Italia: Hi Fi forever.

 

Oskar Heil, il progettista che ha inventato il trasduttore più veloce del mondo.

Di Bruno Fazzini estratto da Le Guide di FdS” edito da Fedeltà del Suono

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Estratto da Le Guide di FdS” edito da Fedeltà del Suono

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Costruito nei primi anni settanta, questo rivoluzionario altoparlante rappresenta a tutt’oggi la più grande innovazione nel campo della riproduzione sonora. Ancora presente e molto apprezzato da tantissimi audiofili, venne prima costruito dall’americana ESS ed è oggi proposto, in versione semplificata, da un’azienda svizzera, la Precide, che lo produce e lo inserisce nei suoi bookshelf.

Apertura

Introduzione

Solo un filosofo (prese la laurea in quella disciplina nel 1933 all’università di Gottinghen studiando anche fisica, matematica e musica), poteva immaginare di realizzare un altoparlante che andasse oltre le concezioni dello spazio e del tempo, costruendo una unità per i medio alti assolutamente innovativa, non solo per il periodo in cui fu prodotta, ma che resta anticonvenzionale anche oggi. I bookshelf con l’AMT (Air Motion Trasformer) del dott. Heil di allora e quelli costruiti oggi, risultano avere dei parametri ancora inarrivabili anche da alcune moderne realizzazioni.

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Oskar Heil, la storia e il mito

Fino alla Seconda Guerra Mondiale, Oskar Heil approfondì gli studi iniziati con la moglie, fisico di origine russa, sul trasferimento delle microonde, e pubblicò un libro su questo tema nel 1935. Insieme indagarono il lavoro compiuto da un fascio di elettroni in grado di generare onde di radio frequenza con potenze molto maggiori dei normali tubi termoionici (valvole). Da questi dispositivi presero vita i primi sistemi radar il cui principio di funzionamento è utilizzato, con opportune modifiche, anche ai giorni nostri. Ma il lavoro che lo rese famoso fu quello riguardante i transistor ad effetto di campo (FET), sistema che sembra inventato da Heil prima ancora del transistor bipolare. Lavorò poi all’università di Cambdrige, mettendo a frutto le sue esperienze esplorando il trasferimento dei segnali nei cavi telefonici. Alla fine della guerra lasciò la Germania per andare a vivere stabilmente negli Stati Uniti.

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Il trasduttore di Heil

Il mese di Agosto del 1974 fu un mese particolarmente caldo in America; la presentazione del rivoluzionario trasduttore del dott. Heil avrebbe riscaldato ed eccitato per tanti anni i sogni di moltissimi audiofili. Con questa realizzazione, capace di essere 5 volte più leggera, 5 volte più veloce e 5 volte più dinamica di un normale trasduttore per le alte frequenze, il dott. Heil si conquistò una fama nel mondo audiofilo che è ancora viva. L’accelerazione istantanea di questo driver è pari a 15 ms, valore che lo rende, probabilmente, il più veloce trasduttore al mondo.  Ma come era possibile questo piccolo miracolo di fisica?  Intanto bisogna dire che non è troppo corretto chiamarlo tweeter di Heil come spesso capita di leggere, dal momento che questa fuoriserie della riproduzione è in grado di scendere in frequenza coprendo anche gran parte della fascia media (il suo range di lavoro spazia, secondo i modelli, da 800 a 23.000 Hz). La grande rivoluzione fu quella di aver pensato ad un sistema di riproduzione anticonvenzionale, non tradizionale, a cupola o cono, ma a diaframma. Questo permise di risolvere i problemi che affliggevano gli altoparlanti dell’epoca (come quelli di oggi), relativi alle loro masse, alle loro inerzie e alle relative risonanze. Un classico midrange o tweeter sono caratterizzati da un basso rendimento, una massa elevata e, infine, il cono o la cupola devono sopportare le deformazioni innescate dalla spinta esercitata dalla loro bobina. Nel trasduttore di Heil viene utilizzata una membrana planare, ottenendo la trasparenza di un elettrostatico o di un isodinamico (questo componente è, a tutti gli effetti, un dipolo). Se confrontato con un normale tweeter a cupola tralasciando, per il momento, la riproduzione di parte della gamma media, questo componente risulta superiore in tutto: nell’efficienza che arriva a circa 100 dB, nella dinamica che è superiore di circa 50 dB, nella dispersione orizzontale, nell’impedenza che è puramente resistiva, nel minor livello di distorsione e nella superiore tenuta in potenza che arriva a 1.000 watt di picco.

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AMT (Air Motion Trasformer) di Heil

L’AMT fa uso di una sottilissima membrana di Mylar pieghettata dalla bassissima massa; il segnale passa attraverso delle striscette di materiale conduttivo (alluminio) dall’infinitesimale spessore adagiate sul Mylar stesso, alternativamente polarizzate e immerse in un poderoso campo magnetico. Ad ogni cambiamento del segnale, cioè continuamente, si ha un’alternanza fra attrazione e repulsione della membrana che produce una forte spinta dell’aria (pressione) contenuta all’interno delle pieghe, dando origine alle onde sonore. Dal momento che la massa di quest’aria è praticamente nulla, la sua accelerazione sarà fulminea, determinando una risposta ai transienti velocissima. Il Mylar ha una massa che è circa 5 volte minore di quella dei più comuni altoparlanti, pertanto la velocità sarà circa 5 volte maggiore di quella espressa da un normale trasduttore, e la conseguente dinamica fornita sarà inarrivabile da tutti gli altri sistemi. Pieghettare il supporto di Mylar aumenta notevolmente la superficie radiante, determinando una estesa risposta in frequenza. La struttura del primo trasduttore di Heil prevedeva una forma particolare a lente acustica con delle lamelle metalliche molto sottili che aiutavano la dispersione orizzontale. La struttura delle pieghe del componente costruite oggi, invece, disposte sul piano verticale, determina una dispersione che ben si accoppia all’emissione del woofer necessario a coprire le frequenze che vanno dagli 800 Hz in giù.

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Differenze fra il trasduttore di Heil e gli altoparlanti convenzionali

L’altoparlante tradizionale ideale deve avere la minore massa possibile e, contemporaneamente, la maggiore rigidità possibile. Queste due esigenze, però, non sempre sono soddisfatte contemporaneamente. Alcuni trasduttori sono rigidissimi, ma la loro rigidità è realizzata al prezzo di un aumento della massa, con conseguenti lentezze nella capacità di tornare nella posizione di riposo dopo aver riprodotto un impulso; oppure molti driver sono leggeri, ma la loro rigidità lascia a desiderare, con conseguenti distorsioni del cono (o della cupola morbida) generate dall’impulso elettrico del magnete. In contrasto a quello che fa un diffusore a pistone, il quale eccita l’aria spingendo o tirando il cono o la cupola, l’AMT stringe o espande le plissettature del diaframma come una fisarmonica. E’ grazie a questo che il trasduttore di Heil consuma solo il 5% dell’energia che riceve per muovere le sue parti, al contrario di quanto fa un altoparlante convenzionale che consuma l’85% dell’energia che riceve. Quando, a causa di una esagerata pressione sonora, un altoparlante tradizionale tende a collassare, si percepisce una evidente distorsione sonora; nel driver di Heil ciò non accade semplicemente perché non vi è distorsione, dal momento che la sua tenuta in potenza è mostruosa. Ciò determina la necessità di scegliere un amplificatore per pilotarlo che sia in grado di erogare una notevole quantità di corrente, anche se la sua efficienza è piuttosto elevata. Altro punto di forza di questo innovativo altoparlante è che, a differenza di quelli tradizionali che ricevono l’impulso partendo dal centro ed espandendo verso l’esterno il moto dell’energia, nell’AMT la forza per pilotare la membrana viene esercitata su tutta la superficie disponibile, con evidenti miglioramenti cinetici.

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La necessità di avere dei partner adeguati

Questo componente tecnicamente perfetto ha, però, la difficoltà di aver bisogno, per completare la riproduzione dell’intero spettro sonoro, di un compagno di lavoro che si occupi delle frequenze al di sotto degli 800 Hz (in realtà viene incrociato quasi sempre a 1.000 Hz). E qui arrivano i problemi, dal momento che, praticamente, non esiste un driver per le basse frequenze in grado di avere le stesse caratteristiche di velocità, dinamica, assenza di distorsione, trasparenza ed efficienza che ha l’AMT di Heil. Allora come fare per realizzare non tanto un tre vie da pavimento, impresa ancora più ardua, ma almeno un due vie da stand? L’unica possibilità è quella adottata dal costruttore svizzero Precide che accoppia l’AMT con un midwoofer a cono molto rigido, molto veloce, molto dinamico e dall’elevata sensibilità. Ma per quanti sforzi possa fare questo driver tradizionale, rimane sempre più lento del mid-tweeter del dott. Heil. Resta il fatto che la realizzazione dell’azienda svizzera risulta comunque tanto interessante, con risultati sonori notevolissimi. La casa costruttrice ha deciso di immettere sul mercato un nuovo modello, le Aulos II, poiché immagino che le precedenti e più tradizionali Aulos con il trasduttore di Heil alloggiato sul frontale di un classico cabinet, non permettevano al componente dipolare di esprimersi anche posteriormente, perdendo gran parte della sua magia. La posizione del woofer da 16 cm, inclinata di 45 gradi, con il mid-tweeter posto a ridosso, consente da avvicinare il più possibile i due centri di emissione. Quando il trasduttore di Heil fece la sua comparsa sul mercato, nella prima metà degli anni settanta si ebbe, da un lato, l’intelligenza di metterlo a lavorare in aria libera e non all’interno di un cabinet, ma anche l’incauta idea di abbinargli un woofer grande e lento. Pensate che scollamento poteva esserci fra una automobile sportiva quale era il componente planare e il trattore costituito da un grande e lento woofer a cono. Nonostante questa evidente difficoltà sonica, il sistema ebbe ugualmente successo, poiché gli appassionati apprezzarono le enormi potenzialità del trasduttore del dott. Heil. Il costruttore di allora, l’americana ESS, corse così ai ripari, dividendo il range riprodotto dal precedente woofer in due regioni, una assegnata ad un più piccolo e dinamico woofer, e un’altra assegnata ad un agile midrange con un taglio in frequenza un poco più alto (1.500 Hz), entrambi collocati in cabinet con volumi diversi e separati. Nacque così il modello ESS AMT 330. E fu subito storia.

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