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Introduzione

Il Dayton Audio B652-AIR che andremo a modificare è stato provato su AV Magazine qualche tempo fa. Si tratta di un diffusore estremamente economico realizzato con un progetto ridotto veramente all’osso. Mobile economico, altoparlanti economici e crossover MOLTO economico. Nonostante le prestazioni accettabili e un rapporto qualità prezzo fuori dall'ordinario, abbiamo pensato che il progetto potesse utilmente essere migliorato, per ottenere con poca spesa una prestazione decisamente migliore.

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Abbiamo smontato tutto e siamo partiti da un mobile vuoto, dagli altoparlanti e dal filtro, senza snaturare ovviamente il progetto della cassa chiusa e della resa della gamma altissima, ottenuta con un clone del tweeter di Heil. Il risultato, oltre ad essere stato ottenuto con poco meno di 30 euro, mi ha convinto a scrivere queste note che possono tornare utili anche a chi si appresta a migliorare le prestazioni di altri diffusori molto economici oggi presenti in rete.

Il filtro originale: un condensatore elettrolitico bipolarizzato da 6,8 microfarad sul tweeter
preceduto da una resistenza di attenuazione di tre ohm posta ovviamente in serie
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L’idea di modificare questo diffusore ci era venuta durante il test che conducemmo nell'estate del 2018. Evidenziammo anche allora la poca consistenza del mobile e l’enfasi che aveva il woofer in gamma media, due caratteristiche relativamente facili da correggere con un minimo di impegno. Il costruttore non poteva fare diversamente per mantenere quel prezzo di vendita. Pochi sanno che un euro in più speso dal costruttore diventano alla vendita almeno 8 euro che poi vanno raddoppiati se i diffusori sono, ovviamente, due. Ho cercato uno spezzone di tempo libero e mi sono posto il problema di come modificare il diffusore in maniera economica senza dover cambiare i mobili, i filtri crossover ed i componenti. Così sono bravi tutti. Ho preso uno dei due diffusori e l’ho smontato in tutti i suoi pezzi analizzandoli uno per uno.

Il tweeter reca perfidamente un colpo di pennarello di colore rosso… sul negativo,
visto che il tweeter viene collegato in controfase anche sul modello originale.
Ho dovuto fare una misura con MLSSA per rendermene conto
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Le modifiche

Una volta smontato tutto il diffusore ho concentrato la mia attenzione sul box, che è realizzato in medium density dallo spessore molto ridotto, appena 13 mm. Il risultato è un box che, sotto la spinta non proprio dirompente degli altoparlanti, è molto ben disposto sia a deformarsi che a vibrare e quindi emettere una pressione propria, ovviamente indesiderata. Fatta una analisi accurata degli interventi da fare, mi sono recato in un 'brico center' ed ho acquistato dei pezzi di legno da 1 metri con sezione quadrata di 1 cm. Per sicurezza ne ho acquistati due, all’esorbitante prezzo di 1 euro e 60 centesimi. Ho acquistato anche una confezione di colla vinilica da 50 cent. Sono passato anche dal mio 'pusher' di accessori audio, Ciro Desiderio di 'Teleprodotti Store' ed ho chiesto un mezzo metro quadrato di catrame adesivo per smorzare le pareti del cabinet. In tutto ho speso così poco che non me ne ricordo nemmeno. Giunto in laboratorio ho cercato e trovato una vecchia antenna estraibile che usavo per misurare le dimensioni interne dei diffusori; con questa ho rilevato la larghezza, l’altezza e la profondità del mobile a mia disposizione, ovvero152 x 272 x 128 millimetri.

Quattro dei cinque rinforzi sono in basso, per rimontare agevolmente il woofer
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Ho segato uno dei pezzi di legno in modo da ottenere due segmenti da 274 mm per coprire tutta l’altezza interna, in modo da suddividere la larghezza in tre parti uguali. Con qualche ritocco con carta vetro, con molta pazienza, ho fatto in modo che entrassero in maniera gentile - ma decisa - nel box a circa 70 mm dalla parete di fondo, per non interferire col woofer e con gli altri rinforzi. Ho segato anche un rinforzo che collega la parete anteriore e quella posteriore e l’ho posizionato giusto tra woofer e tweeter. Infine ho segato due rinforzi per collegare insieme le due pareti laterali, sempre tenendomi un po’ largo nella misura da ridurre poi con la carta vetro, così da entrare nel box in maniera precisa, anche questi un po’ in profondità per poter riposizionare il woofer al suo posto. Ho anche acquistato da un tappezziere due metri quadri di quell’acrilico che loro utilizzano per foderare internamente i cuscini: il mio tappezziere è l’unico che non me ne vuole vendere per forza un rotolo intero. Tra le alternative, ci sono i fogli di acrilico che propone il distributore Axiomedia. Gran 'giro' di colla vinilica attorno e sotto i rinforzi e due giorni di attesa.

Sul fondo, gli strati di catrame adesivo ed i 5 rinforzi sistemati tra le pareti
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Con l'interno del diffusore completamente asciutto, ho ritagliato dei pezzi di catrame adesivo e incollati sulle pareti, lì dove i rinforzi mi consentivano di passare con le mani, che non sono proprio piccolissime. Dopo aver pressato con decisione il catrame, assicurato che fosse incollato per bene alle pareti, mi sono seduto avanti al PC per progettare il crossover. Un'alternativa al catrame più funzionale ed elegante, è il materiale smorzante a base di gomma e polimeri proposto sempre da Axiomedia: il foglio da 37x50 cm,  più che sufficiente per entrambi i diffusori, costa poco più di un paio di caffè. Fatto anche questo, ho soltanto telefonato ad Axiomedia e mi sono fatto spedire il materiale necessario, scegliendo, esclusivamente per abitudine, dei componenti di medio pregio, come resistenze a strato di carbone e condensatori non bipolarizzati, che per il condensatore da 22 uF e la resistenza da 5,6 ohm è stata una esagerazione che potevo risparmiarmi.

Costo? Poco più di 20 euro più la spedizione per ogni filtro crossover. Due giorni di attesa ed i componenti erano sul mio tavolo. Presi, controllati e incollati su un supporto di legno di 14 x 5 cm, come potete vedere dalle foto più in basso, ho collegato poi i cavi (rigorosamente rosso e nero) ed ho sistemato l’assorbente. Per fare ciò ho tagliato l’acrilico in tante strisce da 10 x 50 cm che poi ho arrotolato non proprio strettamente e sistemato tra i rinforzi fino a riempire il volume interno, riservando un po’ di spazio per far entrare il woofer. Nel pomeriggio il diffusore, diventato comunque più pesante, è stato sottoposto alla serie di misure standard, a cui ho aggiunto delle rilevazioni appena più originali, così, per verifica ulteriore.

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Cosa mi aspetto

Oltre ad una risposta più regolare in gamma media mi aspetto una distorsione dispari migliore, anche se non contenuta, in gamma bassa. "Come?", direte voi: "una distorsione simile dopo le modifiche"? Occorre comunque fare un paio di considerazioni sulle modifiche meccaniche apportate. La maggiore rigidità del mobile, ottenuta con i rinforzi interni, ci permette da un lato di accorciare drasticamente i tempi di decadimento dell’energia al cessare del transiente, ma dall’altro occorre considerare che le perdite ridotte forzano il piccolo woofer a muoversi un po’di più, almeno nella gamma cosiddetta 'a pistone' ed il movimento mediamente genera, come sappiamo, distorsione. In gamma mediobassa e media mi aspetto un miglioramento del quadro generale, pur ricordandovi che in effetti il filtro interviene soltanto alla frequenza di incrocio e non può migliorare la qualità degli altoparlanti.

Il dettaglio della gamma media certamente sarà aumentato, così come migliorata dovrebbe risultare la risposta all’impulso, la risposta al gradino, non diversa ma più pulita, ed il decadimento dell’energia nel dominio del tempo, che invece dovrebbe essere importante. Anche le rilevazioni accelerometriche dovrebbero essere drasticamente migliori, indicandoci che il box “suona” decisamente di meno. Tenete comunque presente che si tratta di un diffusore estremamente economico e che gli altoparlanti ed il mobile sono gli stessi, motivo per il quale non vi aspettate caratteristiche stratosferiche tali da rivaleggiare con i modelli dal costo 20 volte maggiori.

Sono molti, in vero, quelli che cambiando soltanto la componentistica del filtro crossover credono di poter migliorare drasticamente la qualità di ascolto anche se il vantaggio dato dalla componentistica migliore, e quindi più costosa, spesso si perde nella bassa qualità degli altoparlanti. Per questo upgrade non utilizzeremo condensatori in carta e olio e nemmeno resistenze… 'incredibilmente' resistive, ma semplicemente la componentistica che ci offre Axiomedia ai prezzi più abbordabili consentiti dal budget risicato, ma useremo una discreta dose di buon senso, qualità che non dovrebbe mai mancare in un buon laboratorio di appassionati del 'fai da te'.

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La misura dell’accelerazione del pannello frontale

La misura delle vibrazioni del pannello frontale è stata effettuata con l’accelerometro B&K 4393, dopo una accurata taratura. In questi ultimi anni, vista la proliferazione di accelerometri a basso costo di buone prestazioni molti hanno 'svelato al mondo' i segreti dell’accelerazione, pubblicando anche schemi interessanti di preamplificatori per poter visualizzare l’effetto delle vibrazioni sia sul pannello frontale che su quelli laterali. Io credo però che senza un briciolo di misure reali non si vada da nessuna parte. Infatti a nessuno è passato per la testa di fornire qualche grandezza, tanto per valutare davvero le vibrazioni a dimostrazione della poca, pochissima esperienza dei 'soloni' su questo argomento.

Anni fa affrontai questo problema che risolsi fidandomi della precisione delle calibrazioni della Bruel & Kjaer. Ho utilizzato quindi l’amplificatore di carica 2635, che ho attentamente misurato, facendo salire la tensione di ingresso dell’eccitatore fino a leggere all’uscita del 2636 ben 25 mV, come prescritto dal costruttore. Visto che il 2635 è dotato di guadagno variabile ho amplificato il segnale di uscita fino ad ottenere un dato di sensibilità totale di 1 Volt per ogni G di accelerazione, ovvero 9,806 metri al secondo quadrato. E’ stato possibile allora misurare con MLSSA, il mio sistema di riferimento per le misurazioni acustiche, senza immettere tensioni di riferimento, direttamente i G rilevati, così da fornire dei valori utili alla valutazione.

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Certamente il box in versione originale, ovvero non trattato, rappresenta il valore più elevato e quindi peggiore di accelerazione, sia sul pannello frontale che su quelli laterale una volta pilotato il diffusore con un segnale estremamente robusto, fornito dal fido amplificatore di misura di CLIO. Insomma siamo di fronte al box più 'vibrante' che mi sia capitato di misurare! Come possiamo vedere dalla curva rossa nel grafico sopra, la massima accelerazione del box originale sfiora il valore di 0,14 G, mentre nel box rinforzato (curva blu) a malapena riesce a superare 0,02 G, ovvero sette volte meno di quanto visto prima. Oltre a ciò occorre aggiungere un interessante dato visualizzabile dalla waterfall e cioè l’andamento nel tempo di tale vibrazione che dovrebbe, in teoria, smorzarsi prima possibile.

 
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Come possiamo vedere dalla misura del box non trattato (figura a sinistra o sopra) il mobile originale continua a vibrare da solo, anche se non si vede, fino a circa 40 ms per raggiungere il 'pavimento' imposto (il limite inferiore del grafico), mentre la versione rinforzata (figura a destra o sotto) ferma il cronometro sui 16 ms e soltanto in gamma mediobassa, visto che tutto il resto della banda passate è praticamente pulito. Forte di queste indicazioni sarà possibile valutare con estrema attenzione i grafici proposti dagli altri che effettuano questo tipo di misure, ora che avete un riferimento concreto. Vi faccio notare che la waterfall di MLSSA esprime l’ampiezza in decibel/G mentre le misure effettuate sono correttamente visualizzate in G, visto che la gravità è una grandezza lineare.

Il nuovo crossover

Il nuovo filtro crossover pensato per questo diffusore ha preso spunto dall’analisi accurata dei singoli altoparlanti una volta montati nel volume rinforzato, ovvero nel box definitivo. Si tratta di una analisi che andrebbe sempre effettuata prima di realizzare il filtro crossover, che va 'tentato' dopo aver smussato tutte le possibili fonti di inquinamento delle singole risposte. Ho analizzato quindi il comportamento del woofer e quello del tweeter sia nel dominio della frequenza che nel dominio del tempo, che personalmente ritengo fondamentale prima ancora del progetto della rete crossover, che, come vedrete è appena originale. Rimane il fatto che difficilmente si riuscirà a migliorare le caratteristiche degli altoparlanti utilizzati, che comunque sono allo stesso livello di molti diffusori di medio prezzo sinora provati.

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Lo schema commentato

Come potete vedere dallo schema elettrico in figura non ho ritenuto utile disegnare una cella notch, ovvero una attenua-banda, da sistemare in parallelo al woofer per abbattere il picco della sua emissione centrata a circa 3200 Hz. Ho ritenuto più utile, redditizio ed economico, modellare la risposta giocando sulla pendenza e soprattutto sullo smorzamento, con una realizzazione addirittura più economica. Infatti ho disegnato un filtro crossover con la configurazione dei trasduttori in serie, caratterizzato da una risposta del woofer estremamente smorzata così da poter attuare il taglio appena più in alto dei 3200 Hz, imponendo un andamento della fase relativa tra i due altoparlanti che fosse quanto più aderente ai miei desideri. Progettare un filtro di questo tipo non è particolarmente difficile se si ha ben chiaro quello che si vuole ottenere. La frequenza di incrocio è stata leggermente abbassata a circa 3800 Hz in quanto, se è vero che alle prove di tenuta in potenza è stato il tweeter a dimostrarsi più fragile attorno ai 3000 Hz, è pur vero che il nuovo filtro ne aumenta drasticamente la tenuta in potenza.

Infatti la risposta ai morsetti del piccolo tweeter da parte del filtro originale presentava a 1000 Hz una attenuazione di soli 16 dB col trasduttore simil-Heil che avrebbe potuto 'prendersela a male', almeno dal punto di vista termico, sopportando la tensione presente ai suoi morsetti. Cerchiamo comunque di analizzare il filtro crossover nelle due celle, passa basso e passa alto, come facciamo di consueto per i diffusori di produzione. Il passa basso del woofer è del secondo ordine elettrico e vede, come mia abitudine, una resistenza in serie al condensatore verso massa, giusto per controllarne lo smorzamento ed abbattere 'quasi gratis' il picco nell’emissione del woofer. Questa rete RC è posta in parallelo ad un condensatore dalla capacità molto contenuta che, a seconda del suo valore, funge da controllo dell’emissione del tweeter che potrebbe variare in relazione alle caratteristiche più o meno assorbenti de vostro ambiente di ascolto.

Vista ravvicinata del condensatore da 22 uF acquistato dal Frattacapo
(basterebbe un elettrolitico bipolarizzato). Per lo stesso motivo la resistenza
da 5,6 ohm può essere sostituita da una equivalente ceramico da 5 Watt
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Personalmente ho scelto il valore di 1 microfarad, ma aumentando questa capacità è possibile far salire il livello del tweeter di circa 2 dB passando dai 2,2 uF fino ai fin troppo udibili 3,3 microfarad. Sceglierete voi il valore ottimale in base alle vostre esigenze e le vostre preferenze. Il passa alto del tweeter costituisce la vera cella in serie ed è quella più delicata, che condiziona pesantemente le scelte operate sul woofer. Come per il woofer, ci troviamo di fronte ad un passa alto del secondo ordine elettrico a 1000 Hz, che consegna ai morsetti del tweeter un segnale a -35 dB rispetto al segnale di ingresso, così da metterlo al sicuro dal punto di vista termico. Vi ricordo che la risposta totale di un altoparlante, ovvero quello che ascoltate, risulta essere la somma del filtro crossover e la risposta propria del trasduttore che di suo è già un passa alto a pendenza più o meno elevata, a seconda delle caratteristiche costruttive.

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I componenti del filtro crossover sono sistemati su una basetta di multistrato da 7 mm con dimensioni 15 x 5 centimetri. Sistemando i componenti in questo modo (l’induttanza a sinistra è quella da 0,25 mH mentre quella a destra è da 0,4 mH) si è sicuri che il crossover finito riuscirà ad entrare nel box, sistemato alla base con un po’ di colla termo fusibile.

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Infatti come possiamo vedere dalla figura la risposta del tweeter senza alcun filtro ai morsetti rappresenta già un deciso passa alto. Per quanto vi possa sembrare strano la risposta in frequenza del tweeter è quasi la stessa del diffusore originale, con la fase acustica che si differenzia da quella originale dalla frequenza di incrocio a scendere alle medie frequenze. Sono convinto comunque che il peso di questo passa alto si farà sentire nella misura della distorsione a pressione elevata, con in più il fattore di merito leggermente diverso.

La perdita di inserzione del passa basso assomma a circa mezzo decibel a causa del valore resistivo dell’induttanza posta in serie al woofer ma il valore della sensibilità media è leggermente più basso a causa dell’assenza del picco a 3200 Hz che è stato livellato donando al diffusore un buon rigore timbrico. Va notato che l’attenuazione del tweeter è minore rispetto all’originale, vista la direttività del piccolo trasduttore e la risposta fuori asse che col filtro originale risultava troppo attenuata. Ricordate infatti che quello che sentiamo in sala d’ascolto è la somma di tutte le emissioni in asse, e soprattutto fuori asse, variamente miscelate insieme, a seconda delle dimensioni e dell’assorbimento della nostra sala d’ascolto.

Finalmente le misure

 
A sinistra (in alto) il 'prima' e a destra (in basso) il 'dopo'
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La risposta in frequenza mostra di aver ritrovato una discreta linearità, sia nella ripresa in asse che in quella fuori asse, effettuata come di consueto a 45° sul piano orizzontale. Notate come in effetti il tweeter sia leggermente in evidenza rispetto alla vecchia misura e come il picco in gamma bassa sia meno 'appuntito' e meglio smorzato, pur con poche variazioni circa l’estensione e la pendenza.

 
A sinistra (in alto) il 'prima' e a destra (in basso) il 'dopo'
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Anche l’impedenza risente del trattamento sia del mobile che dell’assorbente sistemato al suo interno, con una risonanza tutto sommato simile, ma con un picco più basso, ed una massima condizione di carico più favorevole, vista la minor rotazione di fase.

 
A sinistra (in alto) il 'prima' e a destra (in basso) il 'dopo'
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Il decadimento dell’energia nel dominio del tempo risulta migliore di quella originale, con un andamento verso il fondo del grafico esente dalle esitazioni proprie che il woofer aveva in gamma media.

 
A sinistra (in alto) il 'prima' e a destra (in basso) il 'dopo'
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La risposta al gradino, a ben guardare, è praticamente identica a quella del modello originale, ad eccezione del picco del woofer, che pure con poco ritardo, è in leggero ritardo sul velocissimo tweeter. La punta rivolta verso il basso del tweeter testimonia che il trasduttore sta emettendo in controfase.

 
A sinistra (in alto) il 'prima' e a destra (in basso) il 'dopo'
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La waterfall, ovvero il decadimento dell’energia nel tempo frequenza per frequenza appare addirittura migliore rispetto a molti diffusori di notevole pregio. Paragonata a quella del diffusore originale mostra un decadimento molto più veloce e la sparizione quasi totale delle risonanze in gamma media, a causa del maggior controllo del woofer. Notate anche come il tweeter, che in gamma altissima quasi 'non vede' il filtro crossover, appaia molto più pulito nel decadimento. Lo studio delle vibrazioni evidentemente 'paga' anche alle misure.

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Quasi in sordina ecco il primo grafico della misura dell’articolazione, una misura messa a punto dopo oltre un anno di lavoro teso ad ottenere una affidabilità ed una ripetibilità da manuale delle misure. Certamente ne parleremo in un articolo verticale dedicato ad una misura estremamente originale, che in circa cinque minuti consente una valutazione notevole in termini di articolazione del diffusore. Come possiamo vedere dal grafico è la gamma media dai 2000 ai 4000 Hz che appare quella più penalizzata rispetto alle medio basse ed alle altissime. Notate anche come gli estremi banda siano volutamente contenuti. Ammetto candidamente che nella mia esperienza di ascolto la banda della misura è quella effettivamente influenzata dall’articolazione.

 
A sinistra (in alto) il 'prima' e a destra (in basso) il 'dopo'
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Ad 85 dB di pressione media non si notano differenze eclatanti rispetto alla misura originale. Ciò accade perché i trasduttori a bassa frequenza non sono affatto influenzati dal filtro crossover. Nonostante ciò notiamo come le armoniche dispari siano inferiori a quelle del diffusore originale, anche in gamma medioalta ed in gamma alta.

 
A sinistra (in alto) il 'prima' e a destra (in basso) il 'dopo'
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Anche a 90 dB di pressione media le armoniche superiori sono più contenute, col picco a 7 kHz quasi invisibile, quasi 20 dB più in basso.

 
A sinistra (in alto) il 'prima' e a destra (in basso) il 'dopo'
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Alla massima pressione che ritengo utile per la valutazione vediamo come tutte le componenti tendano a salire, con le armoniche superiori ed anche la terza armonica che si mantengono ancora inferiori al modello originale fino alla gamma medioalta. La terza armonica in gamma altissima appare estremamente più controllata. C’è da pensare che la sola cura del mobile abbia fatto bene anche alle non linearità del tweeter, perché oltre i 4 kHz il crossover è trasparente per il tweeter.

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Considerazioni all’ascolto

Non sarò certo io ad esprimere considerazioni sul mio lavoro, così come spesso leggo in giro, ma due considerazioni su quello che ho ascoltato voglio comunque raccontarvele, così, come spunto per adattare questa revisione della Dayton a vostro uso e consumo. Il primo consiglio che mi sento di dare è quello di tapparsi le orecchie per i primi 10 minuti di ascolto. La membrana del tweeter, vecchissima o nuova di zecca che sia, ha bisogno di 'stiracchiarsi' ben bene prima di dare il massimo. Il tweeter rimane comunque un po’ tagliente in gamma altissima, vista la sua risposta non proprio regolare.

Anche sistemando in serie al tweeter una resistenza si corre il rischio di snaturare appena anche l’emissione della gamma medioalta. Una escamotage che ha dato buoni risultati è stata quella di sistemare direttamente dietro al tweeter un parallelo di una resistenza da 4,7 ohm e di un condensatore da 4,7 uF, che assieme formano un attenuatore abbastanza deciso a 7 kHz ma che evita questa attenuazione da 10 a 20 kHz. Si ottiene una sorta di equalizzazione-attenuazione sulle medioalte ed un leggero guadagno soltanto sulle altissime. La cosa all’atto pratico sembra funzionare bene, ma è ovvio che vi tocca effettuare qualche prova.

A più di tre anni di distanza, una coppia di Dayton Audio B652-AIR costa ancora oggi circa 120 Euro ed è finalmente distribuita in Italia da Axiomedia, anche se la disponibilità al momento è decisamente limitata. Il distributore ci ha assicurato che tornerà disponibile tra un paio di settimane anche se, purtroppo, ad un prezzo leggermente superiore, a causa della particolare congiuntura. Nel frattempo, sempre Axiomedia ha preparato un 'kit' che include diffusori e tutti i componenti per il modding esclusi legno e colla vinilica. Una volta che i diffusori saranno nuovamente disponibili presso il distributore, se dovessimo verificare che questo argomento è di vostro interesse, ci organizzaremo per farveli ascoltare in uno dei più classici 'shoot-out', sia nella versione 'classica' che in quella che ho elaborato. Nel frattempo, buona autocostruzione a tutti!

Lista della spesa (spedizione esclusa):

Dayton Audio B652-AIR in kit: 176,85 euro IVA inclusa - Link su Axiomedia.it
Dayton Audio B652-AIR 'base': 122,72 euro IVA inclusa - Link su Axiomedia.it
Kit crossover per 2 diffusori: 48,07 euro IVA inclusa - Link su Axiomedia.it
Foglio acrilico da 15mm: 8,86 euro IVA inclusa - Link su Axiomedia.it
Foglio bitume adesivo: 3,29 euro IVA inclusa - Link su Axiomedia.it