What loudspeakers and audio transformers do have in common
Or: WTF is “group delay”?
Immaginate un gruppo di persone che visitano una mostra con una visita guidata. Ci si potrebbe aspettare che tutto il gruppo raggiunga insieme l'uscita della mostra, ma in realtà potrebbe esserci una parte del gruppo che si attarda, arrivando dopo gli altri.
Ora, parlando in termini di risposta in frequenza all'interno dei sistemi audio, questo tipo di ritardo, misurato in secondi, viene definito "ritardo di gruppo". Se frequenze diverse non raggiungono l'orecchio dell'ascoltatore nello stesso istante, questo ritardo di gruppo viene definito non più costante.
Una risposta in frequenza piatta non dice nulla su questo fenomeno. Il ritardo di gruppo deve essere sempre misurato separatamente. I ritardi superiori a 1-4 ms (a seconda della frequenza effettiva) possono essere effettivamente percepiti dall'udito umano (NdR: alcuni studi suggeriscono che la soglia di sensibilità possa essere anche minore).
Questo si è sempre rivelato un vero problema nella progettazione dei sistemi di altoparlanti, perché (in presenza di ritardi di gruppo) alcuni eventi audio possono non essere più percepiti come un singolo evento nel tempo, ma distribuiti in una determinata finestra temporale. La causa principale di questa anomalia risiede tipicamente nei componenti elettrici come filtri crossover, amplificatori o circuiti di filtraggio in generale, ma anche nei modelli fisici di costruzione dei diffusori come le porte bass reflex o le linee di trasmissione.
Soprattutto questi ultimi cambiano in modo molto evidente il ritardo di gruppo per le frequenze più basse. Questo può essere visto come un difetto di progettazione, ma d'altra parte a molti appassionati di Hi-Fi piace davvero questo comportamento in gamma bassa, che è in grado di fornire un suono molto rotondo ed un'esperienza dei bassi "completa" anche con diffusori piuttosto piccoli. In questi casi è possibile misurare un ritardo di gruppo superiore ai 20 ms al di sotto dei 100 Hz; ho visto grafici di progetti reali con 70 ms a 40 Hz, che è un valore enorme.
Progetti simili dovrebbero essere evitati in situazioni di missaggio o mastering in cui è richiesta precisione e accuratezza. È anche uno dei motivi per cui possiamo ancora trovare diffusori a driver singolo (monovia) come opzioni di monitoraggio primarie o aggiuntive negli studi di tutto il mondo. Questi hanno inerentemente un ritardo di gruppo costante: non ritardano maggiormente alcune frequenze rispetto alle altre.
Come accennato in precedenza, anche alcuni circuiti analogici sono in grado di causare un ritardo di gruppo non costante. Possiamo vedere alterazioni del ritardo di gruppo in gamma bassa molto tipici nei circuiti che impiegano trasformatori audio. [...]
