Le casse acustiche o diffusori sono sistemi in grado di diffondere il suono tramite un processo di trasduzione, ossia di conversione di elettricità in onde sonore: ne esistono molti tipi diversi, sia per dimensioni che per funzionamento.

Le origini delle casse acustiche

Oggi le casse acustiche sono ovunque. Ci sono altoparlanti nei computer, nei telecomandi del televisore, nei lettori mp3 e così via…ne siamo letteralmente sommersi. Tuttavia, ci è voluto molto tempo e molto ingegno per raggiungere questi risultati. Le origini degli altoparlanti risalgono infatti a oltre un secolo fa.

I primi altoparlanti

La storia degli altoparlanti inizia parallelamente all’invenzione del telefono, ed è proprio all’interno di un telefono che è stato inserito il primissimo altoparlante, nella seconda metà del XIX secolo, per cercare di riprodurre la voce dell’interlocutore.
Dopo un tentativo dagli esiti incerti da parte di Johann Philipp Reis, il primo altoparlante in grado di riprodurre decentemente il parlato è stato brevettato nel 1876 da Alexander Graham Bell. Da quel momento in poi, molti inventori – tra cui Edison e Short –, si sono dedicati al perfezionamento di quel rivoluzionario sistema, ognuno contribuendo a migliorarne la qualità rispetto ai modelli precedenti. In particolare, nel 1877 Von Siemens ha creato, sulla base del progetto di Bell, un altoparlante elettromagnetico a bobina, senza ottenere successo. Oggi, a un secolo e mezzo di distanza, quello di Von Siemens è l’unico tipo di altoparlante ancora utilizzato.
Una cinquantina di anni più tardi, nel 1924, Chester Rice e Edward Kellogg hanno brevettato una tecnologia che si avvaleva di una bobina mobile, mossa tramite un magnete e l’induzione, in grado anche di produrre onde sonore. Grazie a questa innovazione, nel 1926 Rice e Kellogg furono in grado di commercializzare Radiola: diffusori di qualità molto superiore rispetto a quelli presenti sul mercato all’epoca. Con questo prodotto, i due ricercatori sono riusciti a ridurre notevolmente la distorsione dell’audio e migliorare la qualità del suono, caratteristiche che hanno reso Radiola molto popolare, tanto da diventare la prima radio senza batterie, che ha permesso di ascoltare notizie, sport e soap opera a puntate trasmesse via radio.

La rivoluzione nel cinema

Presto, gli altoparlanti giunsero anche nel mondo del cinema, che vide il tramonto dei film muti e il sorgere dell’era di quelli sonori.
Negli anni ’30, i ricercatori e i produttori continuarono a dedicarsi al perfezionamento degli altoparlanti, fino a che, nel 1937, Metro-Goldwyn-Meyer giunse al sistema Shearer Horn, che utilizzava una tromba singola e due driver a compressione per i suoni ad alta frequenza. Nacque così il suono ad alta fedeltà, o Hi-Fi, in uso ancora oggi. Nel 1943 Altec Lansing inventò i driver duplex e i diffusori 604 – noti anche come Voce del teatro – che rendevano il suono molto chiaro anche a volumi alti; proprio per questo il sistema divenne uno standard nell’industria cinematografica, ed è ancora utilizzato.

La riduzione delle dimensioni

Edgar Villchur, nel 1954, inventò la sospensione acustica per i driver duplex, ossia un sistema che migliorava la qualità dei bassi nei cabinet più piccoli.
Questa è stata una svolta fondamentale nelle registrazioni e nelle riproduzioni stereo, in quanto era complicato, fino a quel momento, registrare musica in alta definizione controllando i bassi. Questa scoperta ha anche fatto in modo che ci si concentrasse sulla creazione di cabinet sempre più piccoli senza perdere la qualità del suono. Per capire quanto velocemente avvenissero questi progressi, basti pensare che negli anni ’80 si andava in giro con dei pesanti stereo portatili sulle spalle, e negli anni ’90 con dei piccolissimi walkman agganciati alla cintura.

L’amplificazione viene integrata nel diffusore

Un traguardo molto importante è stato l’invenzione del sistema attivo a 2 vie da parte della Meyer Sound Laboratories nel 1980. Si trattava di un diffusore amplificato con altoparlanti separati per i suoni ad alta e a bassa frequenza, e circuiti di crossover che servivano ad alimentare i segnali di entrambi. Questo nuovo amplificatore riusciva a coprire l’intero spettro sonoro grazie alla gamma di frequenze molto ampia.
Successivi progressi tecnologici fecero approdare al sistema a 3 vie, aggiungendo un altoparlante per le frequenze medie e un subwoofer in grado di gestire le frequenze molto basse.
Nuove scoperte, sperimentazioni e ulteriori progressi tecnologici si sono susseguiti molto rapidamente nel corso degli ultimi anni, sia per quanto riguarda le dimensioni che per la potenza. Grazie a questo, oggi è possibile utilizzare autoradio, musica sugli smartphone e altoparlanti bluetooth senza fili.

Funzionamento, componenti e materiali

Innanzitutto bisogna dire che con il termine cassa acustica ci si riferisce all’intera struttura, composta dal mobile – chiamato anche box o cabinet – all’interno del quale sono posti gli altoparlanti, che sono una delle parti fondamentali, in quanto fungono da trasduttori, ossia convertono i segnali audio in suono.

Prima di approfondire il meccanismo che consente questa conversione, conviene analizzare le varie componenti degli altoparlanti.

Componenti e materiali

Gli altoparlanti sono il cuore delle casse acustiche, poiché principali responsabili della produzione del suono. Ogni altoparlante è composto da:

• Membrana: generalmente è conica, ed è quella che vibra, producendo le onde sonore. Il peso e la dimensione varia in base alla gamma di frequenza che deve riprodurre. La membrana può essere di cartone o di materiali sintetici.

• Cestello: struttura circolare che serve a contenere tutti gli elementi che compongono gli altoparlanti.

• Sospensione: è un anello che unisce e mantiene fermi membrana e cestello.

• Bobina: di metallo, la sua funzione è ricevere il segnale elettrico dall’amplificatore. Si trova al centro del cestello.

• Magnete (o calamita): è collocato di fronte alla bobina perché deve interagire con essa tramite il campo magnetico.

Come funzionano, in pratica, le casse acustiche?

Quando il segnale elettrico – amplificato – arriva alla bobina, questa genera un campo magnetico che interagisce con quello della calamita. Ciò fa sì che la bobina si muova, e con lei anche la membrana che la circonda, la quale produce onde sonore adeguate alla frequenza del segnale ricevuto.
La membrana ha un ruolo importante, in quanto le sue dimensioni e la sua forma influiscono sulle frequenze di suono da produrre. Ci sono altoparlanti destinati a produrre toni alti – tweeter – che di solito hanno forma a cupola invece di conica –, altri destinati ai toni medi – mid-range – e altri ancora ai toni bassi – woofer e subwoofer. Anche il cabinet influisce sulla resa finale del suono, ne esistono diversi tipi di varie misure.

Tipi di casse acustiche

Esistono diversi tipi di casse acustiche/diffusori, che possono differenziarsi per dimensioni, potenza, modalità di amplificazione – attive o passive –, numero di vie (cioè il numero di bande di frequenza prodotte dal crossover), qualità, materiali e così via. Maggiore è il numero di vie, maggiore è quello degli altoparlanti, e di conseguenza anche le dimensioni del cabinet.

Bisogna fare attenzione alla terminologia degli esperti e non: la definizione cassa acustica è spesso utilizzata come sinonimo di cassa acustica passiva, quindi il diffusore senza l’amplificatore integrato.

Qui potete approfondire il funzionamento tecnico e meccanico dei diversi tipi di casse acustiche.

Grandezza

In base alla grandezza, possiamo distinguere tra casse da pavimento – che possono essere collocate direttamente a terra, sono dotate di due, tre o più altoparlanti e sono molto grandi – e casse da supporto – molto più piccole, possono essere posizionate su supporti specifici o su una mensola. Fanno parte di quest’ultima categoria le casse portatili, quelle per pc, quelle wireless eccetera.

Tutto dipende dall’impianto audio che si sta costruendo e con quali obiettivi: home theater cinema, con setup che vanno dai 2.1 fino ai 7.1, e con tecnologie Dolby Surround o Atmos, fino a casse stereo per utilizzo prettamente musicale o di home recording, quindi monitor da studio.

Altoparlanti

Come accennato in precedenza, le casse possono differire per il numero di altoparlanti. Possiamo avere:

• Casse a tre vie: sono composte da altoparlanti in grado di catturare le gamme di frequenza alte, medie e basse, quindi tweeter, mid-range e woofer.

• Casse a due vie: hanno due altoparlanti, uno per le frequenze alte e uno per quelle basse.

• Casse monovia: un solo altoparlante riproduce l’intera gamma.

Tecnologia di costruzione

Esistono principlamente due tecniche:

• A sospensione pneumatica: in questa modalità, la cassa è totalmente isolata. Questo vuol dire che l’aria contenuta nel cabinet non comunica con l’esterno, ed esercita una pressione più forte in base al movimento della membrana.

• Bass-reflex: questa cassa presenta un’apertura sul fondo, e l’aria mossa dal movimento della membrana riesce a uscire, creando delle onde che esaltano le frequenze basse.

In questo video potete trovare una breve guida sulle casse bass-reflex, compresi alcuni consigli su come sceglierle.

Prezzi delle casse acustiche

Come abbiamo visto, le casse acustiche possono essere molto diverse tra loro, di conseguenza anche il prezzo varia molto in base alle caratteristiche, alla qualità delle componenti utilizzate, al numero di vie, alla grandezza eccetera. In generale, possiamo dire che i prezzi oscillano tra i 100 euro e i 1000 euro.

Il consiglio è quello di informarsi bene sul prodotto che corrisponde meglio alle proprie esigenze prima di procedere con l’acquisto. Nel caso in cui il modello desiderato fosse eccessivamente costoso, si può provare a scandagliare il mercato dell’usato.

Tra i migliori brand nel settore delle casse acustiche segnaliamo Yamaha, Indiana Line, Dali, Klipsch, Elac, Wharfedale, Jamo.