ATTIVITA’ DELLA SMPTE ITALIAN SECTION

Giornata di studio "L’Audio, questo misconosciuto", 22 Febbraio 2005, Roma - Aula Magna del Ministero delle Comunicazioni – viale Europa 90

Proseguiamo l’illustrazione delle relazioni esposte alla Giornata pubblicando ora la seconda puntata della relazione presentata dall’ing. Salvatore Morello (la prima è stata pubblicata nello scorso numero del Bollettino) ed accolta con grande favore dal folto pubblico presente.

GLI EFFETTI DELL’AMBIENTE SUI SUONI.

Un suono generato in un ambiente reale, propagandosi in tutte le direzioni, subisce tutti gli effetti dovuti ai già citati fenomeni di riflessione, rifrazione, diffrazione, assorbimento, risonanza, interferenza, battimenti che dipendono proprio dalla presenza di ostacoli d’ogni tipo, dimensione e forma. La posizione d’ascolto condiziona molto, perché, nel punto di ricezione, al suono che si propaga in linea diretta dalla sorgente, s’aggiungono tutti i contributi, ritardati, dovuti alle propagazioni indirette, che subiscono i vari effetti elencati sopra, ciascuno con le sue peculiarità:

fra lo spettro del suono originario e quello del suono complessivo realmente ricevuto non vi possono non essere differenze.

In termini di comunicazione, il contenuto d’informazione trasmesso e quello ricevuto comunque differiscono più o meno, a seconda dell’entità dei contributi "secondari". L’ambiente, quindi, dove nasce e viene fruito l’evento sonoro, determina un "disturbo" nella trasmissione dalla sorgente al ricevente. Nel gergo tecnico, si dice che l’ambiente aggiunge colore. Notiamo che questo termine ha una connotazione abbastanza benigna: non è detto, infatti, che l’effetto finale debba essere sicuramente negativo, anzi!

LA CATTURA, IL TRASPORTO E LA CONSERVAZIONE DEL SUONO

I primi sistemi di trasporto, che agivano direttamente sul suono in quanto onda di pressione, si basavano sul principio di concentrare tutta l’energia emessa in una sola direzione, convogliando le onde sonore in canali tubolari: megafoni, interfono (sulle navi fra plancia e sala macchine), citofoni "ante litteram". La soluzione è venuta con l’elettricità: trasformare l’onda di pressione in onda elettrica, cioè in una corrente elettrica "analoga".

La cattura ("ripresa") del suono - Il dispositivo in grado di produrre una corrente analogicamente corrispondente al suono è il microfono. Il concetto è di predisporre un trasduttore costituito da un elemento capace di vibrare, se immerso in un campo sonoro, all’unisono con l’onda sonora incidente, trasformandosi così in una sorta di doppione della sorgente originale. Il trasduttore deve contemporaneamente essere in grado di interagire con un generatore elettrico, in modo che questo presenti alla sua uscita una tensione elettrica, variabile con le stesse caratteristiche del suono. Si attua così la trasformazione analogica del suono in segnale elettrico e nasce così un neologismo destinato a fare molta strada: il segnale audio.

Caratteristiche del segnale audio - Il segnale audio dovrebbe avere all’origine una forma d’onda perfettamente identica a quella del suono e mantenerla identica in tutti i passaggi successivi. Ma anche il segnale audio è esposto a disturbi propri dell’ambito del fenomeno elettrico, quali: rumore di fondo ed interferenze, distorsioni, risposta in frequenza. Occorre allora fissare dei "paletti", cioè dei valori limite di questi parametri in ogni punto del dominio analogico elettrico, capaci di garantire che la qualità del suono ascoltato sia percepita alla fine del processo come lo sarebbe all’origine. Questi valori sono perciò scelti in funzione delle caratteristiche prestazionali tipo dell’udito umano: Rapporto Segnale/Disturbo >70dB , Distorsione <0,1% , Banda di frequenza

piatta da 20Hz a 20.000Hz con una tolleranza <1dB.

Tipi di microfoni - La tecnologia e l’ansia di creare le condizioni per la più accurata trasformazione possibile hanno prodotto microfoni sempre più sofisticati. I microfoni più noti sono quelli: a carbone, piezoelettrico, elettro-dinamico, elettrostatico, elettrostrittivo.

Caratteristiche direzionali dei microfoni - Per tener conto delle più diverse condizioni che si verificano all’atto della ripresa del suono, è stato necessario creare microfoni in grado di rilevare suoni provenienti da tutte o solo da alcune direzioni, con differenti sensibilità e dinamica: panoramici, di prossimità, bidirezionali, direzionali, ultradirezionali.

Trasporto del segnale dal microfono all’altoparlante - Il problema riguarda la tecnica del trasporto di segnali deboli, in quanto le potenze dei segnali elettrici in gioco sono minime. Se la distanza è breve, può bastare un conduttore su cui immettere direttamente il segnale. Altrimenti occorre appoggiare il segnale su una portante. Naturalmente, l’invenzione della radio ha aperto nuovi e più complessi problemi, ampliando però le potenzialità e la fruibilità degli eventi sonori.

Amplificazione del segnale audio: il segnale audio nasce debolissimo dal microfono (qualche microvolt), deve essere quindi subito amplificato per aumentarne l’ampiezza ad un livello tale da metterlo al riparo dall’inquinamento dovuto al rumore intrinseco del canale dove transita.

Amplificatori di tensione: la caratteristica di essi è di avere un’altissima impedenza d’ingresso ed una media impedenza d’uscita, perché agiscono solo a livello di segnale. Forniscono un guadagno molto elevato e devono anche avere una figura di rumore la più bassa possibile, soprattutto nel primo stadio, e garantire una bassissima distorsione ed una banda passante di frequenze larga a sufficienza, in relazione ai valori già citati. Molto gravoso, in termini di "pulizia" della forma d’onda, è il compito dei relativi alimentatori.

Riproduzione del suono - Il dispositivo duale del microfono, necessario per ritrasformare il segnale elettrico nel corrispondente suono, è l’altoparlante. Esso sfrutta sostanzialmente gli stessi principi funzionali del microfono, ma percorsi all’inverso. In effetti, la trasformazione analogica elettro-acustica pone problemi molto diversi da quelli propri della trasformazione acustico-elettrica, quindi gli altoparlanti sono costruttivamente completamente differenti dai microfoni.

Sistemi di riproduzione: il progresso tecnologico porta oggi a preferire di riprodurre il suono non con un solo elemento, ma con un sistema d’elementi, coordinati e specializzati per bande di frequenza. Essi possono essere inseriti tutti in un unico contenitore (cassa acustica) o ciascuno in un diverso contenitore (sistema acustico).

Amplificatori di corrente (cioè di potenza): necessari a pilotare, alla fine della catena, il sistema di riproduzione elettro-acustico. Poiché il segnale audio deve essere dotato della potenza elettrica necessaria a vincerne il modesto rendimento energetico ed a "rinascere" come suono con l’intensità voluta, la caratteristica fondamentale degli amplificatori che assolvono a questo compito è di presentare una impedenza d’uscita praticamente nulla. Non hanno bisogno di realizzare un guadagno di tensione, dovendo invece fornire un segnale di potenza molto elevata. Hanno comunque le stesse necessità di quelli di tensione di ottenere alte prestazioni in termini di distorsione e banda passante. Il compito degli alimentatori è quello di fornire tutta la corrente necessaria in ogni istante, anche quando le richieste dei circuiti di potenza hanno il carattere di impulsi brevissimi, ma di picco molto elevato.

Registrazione del suono - Poco dopo l’invenzione del telefono (1849, Meucci) che diede inizio alla soluzio1ne del trasporto dell’audio, s’è posto il problema della sua registrazione, risolto da Edison nel 1877 con il fonografo e nel 1888 con il grammofono. Nel 1930 nacque la registrazione magnetica prima su filo, poi su nastro. Per molti anni, il supporto magnetico è stato contenuto su bobine aperte, poi, nel 1958, la RCA lanciò le cassette e nel 1962 la Philips mise a punto le compact cassette, ancora oggi in uso. (segue alla prossima puntata)

TECHNICAL CONFERENCE AND EXHIBITION, Hotel Hilton New York, New York City dal 9 al 12 novembre prossimi. E’ l’appuntamento annuale di quattro giorni della SMPTE. La conferenza raccoglie quanti desiderano imparare e scambiare pareri ed esperienze sulle più avanzate tecnologie e del Motion Imaging, discutendo sui progressi dei sistemi e sulle loro prestazioni.

Una delle principali missioni della SMPTE riguarda la propagazione delle informazioni sulle più recenti tecnologie delle immagini in movimento. La Conferenza SMPTE, è indirizzata, in modo non puramente accademico, a presentare solide informazioni tecnologiche ai partecipanti, sviluppando nello stesso tempo fra di loro un efficace scambio di punti di vista. A tale riguardo Peter Ludé, SMPTE Editorial Vice President, ha rilevato che "il successo dei partecipanti alla Conferenza è il nostro successo: noi siamo estremamente soddisfatti quando rileviamo che un partecipante ha appreso qualcosa alla Conferenza SMPTE e che l’ha successivamente sviluppato".

Sotto la guida del noto esperto Larry Thorpe, la Conferenza Tecnica si focalizzerà sugli ultimi sviluppi del Digital Content Creation, del DVB broadcasting, delle tecnologie di compressione e networking ed ospiterà inoltre alcune sessioni formative per aggiornare i partecipanti sulle ultime innovazioni nel campo del Motion Imaging. Ulteriori informazioni sulla SMPTE Technical conference possono essere trovate sul sito www.smpte.org

SMPTE – Bollettino della Sezione Italia

c/o Franco Visintin

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