Cosa Sono i Tweeter? A Cosa Servono? Guida Completa agli Altoparlanti Tweeter

I sistemi audio di qualità sono composti da diversi tipi di altoparlanti, tra cui i tweeter. Ma cosa sono esattamente i tweeter? E qual è la loro funzione?

In questa guida completa scoprirai cosa fanno i tweeter, i diversi materiali dei driver, quali offrono il suono migliore e molto altro!

Infografica - Fatti sui Tweeter

Cosa sono gli altoparlanti tweeter?

I tweeter sono altoparlanti che riproducono la gamma alta del suono udibile nella musica. Poiché le frequenze più alte hanno lunghezze d'onda più corte, le loro dimensioni sono inferiori rispetto agli altri altoparlanti con cui lavorano.

Un tweeter è un tipo di altoparlante elettromeccanico che produce suoni e musica nella gamma alta (frequenze più elevate). Completano i woofer e altri altoparlanti che non possono riprodurre suoni acuti, come quelli utilizzati in un design a 2 vie per diffusori da scaffale.

I tweeter sono di dimensioni ridotte poiché producono onde sonore più piccole e hanno un cono compatto. In generale, offrono le migliori prestazioni quando orientati verso l'ascoltatore.

La maggior parte è limitata a un range specifico, ad esempio da 3 kilohertz a 20 kilohertz (kHz) massimo, anche se dipende dalle limitazioni del singolo altoparlante. L'intervallo uditivo umano tipico va da 20 Hz a 20 kHz.

Il kilohertz è un termine che descrive la frequenza del suono prodotto o i cicli al secondo di una forma d'onda del segnale audio.

Componenti base di un tweeter

Immagine di un tweeter per auto smontato. Si vede l'assemblaggio magnetico (a sinistra) e l'assemblaggio cupola/griglia/morsetti (a destra). La bobina mobile è attaccata al retro della cupola. In questa immagine, la cupola è in materiale argentato, probabilmente mylar o altro materiale plastico leggero.

Il design tipico del tweeter (sebbene ne esistano vari tipi) consiste in un piccolo magnete con un'intercapedine circolare al suo interno. Una bobina mobile in filo di rame avvolto è attaccata a una cupola realizzata con uno dei tanti materiali disponibili. Si differenziano dagli altri altoparlanti perché la maggior parte usa una forma a cupola curva verso l'esterno, a differenza del cono inclinato verso il basso.

Questo assemblaggio viene inserito e sospeso all'interno dell'intercapedine del magnete. La cupola è sostenuta sui lati, come negli altri altoparlanti, da un materiale flessibile ma rigido.

A cosa servono i tweeter?

Ti piace la buona musica? I tweeter la rendono possibile nei sistemi audio che vedi ovunque. I diffusori stereo domestici come questi Dayton B652 usano un tweeter economico ma efficace per coprire la gamma sonora che un midrange o un woofer non possono produrre. Insieme riescono a riprodurre l'intero spettro audio per un sistema dal suono gradevole.

I tweeter servono a produrre suoni ad alta frequenza (acuti) e completano gli altri altoparlanti non adatti a questo compito. Anche in un sistema audio di fascia media con subwoofer e diffusori a 2 vie possono suonare in modo fantastico.

Per "acuti" si intendono le parti della musica nella gamma alta, come piatti, suoni di tastiere sintetiche, effetti di batteria e il suono "tssst tsst" (acuto) di vari strumenti musicali.

Quando un segnale musicale amplificato viene applicato al tweeter tramite i collegamenti positivo (+) e negativo (-), la bobina mobile crea un campo magnetico all'interno dell'intercapedine magnetica permanente.

Questo campo variabile fa muovere la bobina e la cupola avanti e indietro, spostando l'aria molto rapidamente seguendo il segnale. In questo modo viene prodotto il suono.

I tweeter nella riproduzione musicale - perché sono importanti

La musica è molto più di una gamma limitata di suoni. È una combinazione complessa di toni, frequenze e altre caratteristiche prodotte da diversi strumenti, voci dei cantanti ed elementi aggiunti in fase di registrazione.

I tweeter sono fondamentali in un sistema audio per riprodurre l'intera gamma di suoni udibili. La musica diventa molto più piacevole e naturale grazie a loro.

Imaging stereo

L'imaging stereo è il termine che descrive come la musica viene registrata e riprodotta per dare indizi spaziali che dicono al cervello da dove provengono i suoni. Ad esempio, una registrazione può avere alcuni strumenti nel canale sinistro, altri al centro e altri a destra. I tweeter aiutano a riprodurre gli indizi audio ad alta frequenza e a creare l'"immagine" stereo.

La musica ha suoni diversi su quasi tutte le gamme udibili. Inoltre, viene normalmente registrata in stereo in modo da permettere la riproduzione del posizionamento originale degli strumenti e dei suoni in studio (sinistra, destra, centro, ecc.).

Questo crea l'imaging stereo quando si ascolta musica di qualità con il proprio sistema audio.

Tweeter per auto

Immagine che mostra 3 delle posizioni di montaggio più tipiche per i tweeter di serie. Sinistra: cruscotto. Centro: montante. Destra: porta superiore. Proprio come i diffusori stereo domestici, vengono usati insieme ad altri altoparlanti come i woofer. Nelle auto sono spesso montati in alto perché i tweeter sono direzionali e questo riduce la perdita di volume.

Poiché i tweeter producono suoni ad alta frequenza, nelle auto vengono usati come parte di un sistema di altoparlanti ma non da soli. Vengono affiancati ad altoparlanti componenti o per migliorare quelli già presenti.

Un impianto audio auto di qualità userà un woofer, uno o più crossover passivi e un tweeter separato. (Nota che i tweeter per auto spesso hanno una griglia protettiva permanentemente attaccata).

Un driver midrange produce frequenze medio-basse con onde sonore più grandi, meno esigenti in termini di posizionamento. I tweeter, invece, sono direzionali: il suono che producono si sente in modo ottimale quando sono puntati verso le orecchie.

I tweeter di serie sono spesso posizionati in luoghi non ideali, un compromesso tra spazio nel veicolo e costi di produzione in catena di montaggio.

La posizione dei tweeter non è considerata molto importante dai costruttori auto, eccetto che per i veicoli di lusso e i sistemi audio premium.

I sistemi audio personalizzati ottengono spesso il suono migliore usando montaggi su misura per superare i limiti di spazio e posizionamento. Inoltre, i tweeter aftermarket (non di serie) sono disponibili in una vasta gamma di livelli qualitativi che approfondirò.

Come vengono usati i tweeter?

Usi comuni nei sistemi di altoparlanti

Per un suono di alta qualità, si può usare un set come questo sistema componenti CT Sounds Strato per auto. I sistemi a componenti usano tipicamente woofer e tweeter collegati ai crossover tramite cavo per altoparlanti.

Sono progettati per abbinare i driver e separare la produzione sonora, inviandola a quello più adatto.

I tweeter vengono usati nei sistemi di altoparlanti per un numero limitato di motivi (non vengono mai usati da soli):

• In un sistema a 2 o 3 vie per produrre suoni che gli altri altoparlanti non possono
• Per aggiungere più suoni ad alta frequenza (acuti) per un effetto maggiore

La maggior parte dei sistemi di altoparlanti in uso oggi sono chiamati "a 2 vie", poiché usano una combinazione di 2 altoparlanti alimentati con una gamma limitata di suoni da riprodurre. Questo perché quasi nessun altoparlante venduto oggi con un singolo cono può riprodurre l'intera gamma udibile.

Il motivo principale è che gli altoparlanti grandi non riproducono bene le alte frequenze (acuti) e quelli piccoli non riproducono le basse (bassi).

In generale, gli altoparlanti sono specializzati e più adatti a una gamma specifica.

Un midrange come i woofer (chiamati anche "midbass" o "mid-woofer") ha normalmente prestazioni terribili nella gamma alta.

Perciò i tweeter sono fondamentali per fornire questa gamma mancante.

Perché i tweeter hanno bisogno dei crossover?

I crossover per altoparlanti auto (sinistra) e home stereo (destra) dirigono i bassi agli altoparlanti corretti. Proteggono il tweeter bloccando distorsioni e potenza dei bassi potenzialmente dannosa.

Come accennato, i tweeter necessitano dei crossover per diversi motivi:

• I tweeter non possono riprodurre suoni a bassa frequenza - distorcono pesantemente
• Possono danneggiarsi se un segnale a bassa frequenza sufficientemente forte li pilota
• Riducono la potenza applicata e li proteggono

Capire i crossover per altoparlanti

I crossover passivi a 2 vie sono molto comuni. Il tweeter riceve i suoni che passano sopra il punto di crossover. Il crossover mostrato combina una sezione passa-alto e una passa-basso. Nel diagramma, l'induttanza (bobina) è indicata come "L" e il condensatore come "C".

In molti casi, i tweeter vengono forniti con un semplice condensatore collegato in serie a uno dei morsetti, solitamente il positivo (+) per convenzione.

I condensatori fungono da crossover di primo ordine (singolo stadio) con una pendenza di -6 decibel per ottava (dB). Un'ottava rappresenta un raddoppio o dimezzamento della frequenza. Ad esempio, 400 Hz è un'ottava sopra 200 Hz.

Crossover di ordine superiore filtrano ancora più bassi che raggiungerebbero i tweeter e sono più efficaci. -12dB/ottava (2° ordine) è tra i più comuni ed efficaci senza costi eccessivi.

Come si vede nell'immagine, un crossover di 2° ordine (-12dB) richiede un componente aggiuntivo chiamato induttanza: bobine di filo che reagiscono alla musica riducendo l'uscita all'altoparlante a certe frequenze.

Mostrato: un tipico diffusore home stereo a 2 vie con tweeter. In questo design economico, un singolo condensatore in serie funge da crossover passa-alto per filtrare i bassi, prevenendo distorsioni e potenziali danni.

Cosa significa l'impedenza nominale di un tweeter?

L'impedenza, misurata in Ohm, descrive la resistenza elettrica totale alla corrente per un altoparlante. La bobina mobile di un tweeter è fatta di un lungo filo avvolto, che ha resistenza elettrica.

L'impedenza è importante perché i crossover sono progettati per l'impedenza nominale dei tweeter. Inoltre, i tweeter dovrebbero essere abbinati a woofer e altri altoparlanti con impedenza simile.

Se si mischiano impedenze diverse, uno suonerà a volume più alto dell'altro poiché più potenza lo pilota. La potenza sviluppata da un altoparlante è direttamente legata alla sua impedenza in Ohm.

Tradizionalmente, i diffusori home stereo sono a 8 ohm, mentre quelli per auto sono tipicamente a 4 ohm. Interessante notare che, ad esempio, gli 8 ohm non sono esattamente 8 ohm: è un'approssimazione, solitamente un po' sotto (es. 6-7Ω).

Potenza nominale dei tweeter

Il tweeter medio non può gestire grandi potenze come gli altoparlanti più grandi. Woofer e altoparlanti maggiori dissipano più calore e hanno bobine con filo di sezione maggiore.

Con alcune eccezioni, potenze come 15W RMS e oltre sono realistiche. 25W-50W è abbastanza comune per i modelli di fascia media oggi.

I tweeter devono corrispondere all'impedenza nominale attesa dall'amplificatore. Gli amplificatori possono surriscaldarsi se usati con altoparlanti di impedenza troppo bassa per il loro design. (Esempio: usare tweeter a 4 ohm con uno stereo rated a 8 ohm minimi non è accettabile).

Efficienza del tweeter (valore SPL)

Come altri altoparlanti, i tweeter hanno un valore di efficienza che indica quanti decibel (dB) producono per una data potenza. Normalmente è indicato come parametro "SPL".

Per gli altoparlanti, un'efficienza più alta è migliore. Per tweeter medi, ci si aspetta tra 89dB e 91dB a 1W.

Nota: dB @ 1W/1m è uno standard di misura dell'efficienza con microfono a 1 metro. Tuttavia, esistono 2 tipi di test che possono confondere.

Quando si confrontano tweeter, è importante verificare che le misure siano basate su standard simili. Confrontare sempre 2 tweeter con misurazioni basate sullo stesso standard (1W/1M o 2.83V/1M).

Il motivo è che i tweeter a 8 ohm richiedono una tensione più alta per creare 1W rispetto a un modello a 4 ohm. Similmente, abbinare tweeter a woofer richiede attenzione analoga.

Tipi e materiali comuni dei tweeter

Materiali

Esempi dei tipi più comuni di tweeter oggi. Un tweeter a cupola morbida (sinistra) spesso usa tessuti o seta. Uno a cupola metallica (destra) tipicamente alluminio, titanio o design ibrido. Alcuni ascoltatori preferiscono uno sull'altro, sebbene un tweeter ben progettato di un tipo possa superare l'altro. È importante controllare tutte le specifiche e la risposta in frequenza se fornita.

Ci sono troppi materiali per elencarli tutti, ma coprirò i più comuni. Ricorda che alcuni modelli oggi usano materiali meno comuni.

Inoltre, controlla sempre attentamente perché a volte le specifiche non sono chiare e possono essere fuorvianti.

Alcuni dei materiali più comuni per le cupole dei tweeter includono:

• Seta, tessuto o altri tessuti
• Mylar o altre plastiche
• Plastiche metallizzate e materiali PEI
• Metalli: alluminio, titanio e leghe
• Ceramiche e cupole rivestite in ceramica
• Kapton (nei tweeter a nastro)

Seta e tessuti sono tra i materiali più comuni. Titanio e metalli come alluminio sono abbastanza comuni per tweeter di fascia media-alta.

Tweeter in seta

Un tweeter a cupola in seta è uno dei tipi più popolari e spesso un buon compromesso tra costo, prestazioni e qualità sonora. Un ottimo esempio è questa coppia di tweeter per auto Polk Audio DB1001.

Questi tipi tendono a performare bene e per la loro rigidità extra sono spesso associati a una certa "colorazione" del suono. Altri materiali speciali come ceramica e persino diamante sono usati in altri modelli.

Tuttavia, è molto importante capire che il tipo di materiale della cupola da solo non determina la qualità. Bisogna sempre controllare specifiche come il grafico della risposta in frequenza se fornito.

Se non è fornito, meglio cercare più informazioni e comprare un modello che le fornisca.

Altrimenti, si rischia di comprare un tweeter troppo "brillante" o "duro", che enfatizza troppo o troppo poco certi range.

Mylar, PEI e altri

Mylar e PEI usano plastiche per la cupola. Si trovano spesso in set componenti economici o altoparlanti coassiali. Pur costando meno, di solito non sono ideali per un suono accurato e cristallino. Spesso si sente la differenza confrontandoli direttamente con una coppia di tweeter a cupola in seta.

Alcuni modelli sono ibridi e usano un rivestimento metallico che può o non può offrire prestazioni migliori. Tutti i tipi elencati sono solitamente tweeter a cono per la loro forma.

Tweeter a tromba e a compressione

Un tweeter a tromba (sinistra) può essere pilotato da assemblaggio magnetico o driver piezo. I tweeter piezo sono molto forti ed efficienti ma non eccellono in qualità musicale. Un "super tweeter" è solitamente a magnete e produce più volume e ha potenza nominale superiore alla media. Entrambi sono spesso usati per eventi musicali all'aperto.

I tweeter a tromba sono una classe speciale. Modelli entry-level come i piezo sono economici e non ottimi per toni musicali di qualità, ma sono economici ed efficienti. Il loro volume è spesso molto superiore ai tweeter standard (96dB vs 91dB a 1 watt).

A differenza dei modelli a magnete, un tweeter piezo usa un cristallo piezoelettrico accoppiato a un diaframma meccanico, come un orologio digitale. Hanno impedenza molto alta e potrebbero non aver bisogno di crossover. Sono economici, efficienti (buon dB per watt) ma non buoni per qualità sonora.

Altri tweeter a tromba usati in sistemi home stereo di altissima qualità hanno ottima risposta in frequenza e suono. Sono quasi sempre tipo "compression horn" con magnete e cupola che si collega a un corpo a tromba che si espande verso l'esterno.

Questo aiuta a dirigere il suono più efficacemente e a irradiarlo più uniformemente.

Modelli Super Tweeter e Bullet Tweeter

Simili ad altri ma possono avere una forma "bullet" attaccata alla cupola per produrre alti livelli sonori. Ottimi per volume e gestione potenza.

Si usano dove potenza e volume alto sono i requisiti principali. Per ascolto critico e piacere in ambienti interni, normalmente non sono molto pratici.

Tweeter a nastro (Ribbon)

Un tweeter a nastro è diverso dagli altri. Usa un design unico con un diaframma a "nast"o" molto sottile che si muove avanti e indietro linearmente per produrre suono.

Questi tweeter sono tra i migliori e più musicali disponibili, ma dipende molto dal design e qualità. Prezzi da circa 25 a 600 euro.

Una ragione della loro unicità è che, a differenza dei tweeter a bobina mobile e magnete, la loro impedenza è molto più piatta sulla gamma di frequenza.

Ciò significa meno interazione col crossover dovuta alle fluttuazioni quando la frequenza del segnale audio cambia.

Tweeter a radiatore ad anello (concentrici)

I tweeter a radiatore ad anello doppio (chiamati anche "concentrici") hanno una superficie mobile costituita da diversi anelli e un tappo centrale. Sono tweeter più accurati sonicamente e musicalmente dettagliati.

Questi tipi sono meno comuni.

Uno svantaggio: a differenza di altri tipi producono molto meno suono ad angoli (risposta off-axis). Quindi sono più adatti a sistemi dove sono puntati direttamente all'ascoltatore.

Nozioni base sulla risposta in frequenza dei tweeter

I tweeter hanno caratteristiche uniche come qualsiasi altoparlante. Nell'immagine si vede il livello sonoro prodotto a diverse frequenze (chiamata "risposta"). Questi grafici mostrano la risposta a diversi angoli.

Nei grafici sopra, il Tweeter A ha avvallamenti e picchi che causano mancanza in certi range ed eccessiva "durezza" (troppo alto) in altri. Il Tweeter B ha una risposta molto più piatta e ideale, quasi costante sulla gamma prodotta.

I tweeter, come qualsiasi altoparlante, hanno limitazioni. Per una data gamma, hanno frequenze dove la loro risposta (livello volume per data potenza) è più alta o più bassa della media.

Questi picchi e valli (aree dove la produzione sonora è più alta o cala) non possono essere superati senza equalizzatore o altra compensazione. Le frequenze all'estremo basso della gamma di risposta vanno lasciate ai midrange.

Non esiste un tweeter "perfetto" - tutti hanno caratteristiche buone e cattive, oltre a fattori di prezzo, montaggio e prestazioni da considerare.

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