Focus on: Beyma

Qualche settimana fa, nella nostra trasferta Valenciana, abbiamo avuto modo di visitare tra le altre anche la sede di Beyma, aziende leader mondiale nella produzione di altoparlanti per sistemi hi-fi e pro audio.
Nella struttura che comprende la mainfacture e gli uffici amministrativi posta a qualche chilometro dal centro di Valencia, grazie all’ospitalità di Paloma Martinez (responsabile marketing e comunicazione) e di Jorge Serrano (Product manager), abbiamo avuto modo di conoscere meglio questa azienda e scoprire l’innovativo prodotto TPL-150, un nuovo trasduttore per alte frequenze di cui andremo a parlarvi a breve. Un momento decisamente interessante è stata la visita alla catena di montaggio che si avvale di tecnologie molto all’avanguardia e di un efficiente reparto R&D che, per motivi legati alla riservatezza, non abbiamo potuto fotografare nella sua totalità.
Peccato, perché vi assicuriamo che il reparto R&D di Beyma è uno dei laboratori di ricerca e sviluppo più “anticonvenzionali” e affascinanti che abbiamo visitato nel corso dello nostre scorribande redazionali.
Capitanato da Jose Martinez e da un luminare accademico nonché brillante scienziato (nel vero senso della parola) spagnolo Mr. Fernando Bolaños e il collega Pablo Seoane, il laboratorio si presentava ai nostri occhi pieno dei soliti strumenti di analisi e simulazione acustica più tutta una serie di “tools” assolutamente hand made, di fattura piuttosto semplici ma dall’efficacia straordinaria.
Come accennato sopra purtroppo non possiamo mostravi nel dettaglio le foto e le descrizioni di tali oggetti esoterici ma, molto sinteticamente immaginate un po’ di legno, qualche griglia disegnata sopra e della sabbia per simulare i comportamenti acustici di driver e altoparlanti, il tutto ovviamente ben architettato e reso assolutamente funzionale e veritiero…
Un macchinario sul quale Beyma fa molto affidamento, in dotazione al reparto R&D, è l’analizzatore Klippel Analyzer 2 di Bruel&Kjaer. Il team ci spiegava come questo metodo di analisi e predizione sia una delle piattaforme hardware/software più evolute nel settore e, cosa molto importante, completamente dedicata al controllo qualità di altoparlanti e driver.

In questo contesto abbiamo avuto modo di conoscere e approfondire il prodotto e la tecnologia che sarà poi protagonista del “focus on” tecnico.
Prima di procedere alla mera parte tecnica un primo contributo è dedicato all’azienda Beyma, in modo da inquadrare e scoprire come opera una struttura di questo livello.

Beyma Slide Show – Valencia 05/08.

Acustica Beyma è un’azienda nata nel 1969 con sede a Valencia che ha il suo core business nella produzione ai più alti livelli di loudspeakesr, divisi per linea hi-fi/car audio e audio pro.
Il reparto R&D, la grande attenzione nella comunicazione col cliente e nell’innovazione tecnologica sono alla base delle strategie di sviluppo dell’azienda, come Paloma Martinez ha specifica fin da subito nella presentazione che aveva preparato apposta per noi.
In effetti, il fatto che negli anni si sia sviluppato un grande numero di clienti appartenenti alle diverse aree dell’audio (hi-fi e pro), ha fatto sì che la cooperazione e il continuo scambio di feedback con le varie realtà diventasse un reale plus per Beyma.
Abbiamo avuto modo di visitare la nuova catena produttiva, caratterizzata da ambienti spaziosi e da un’organizzazione votata all’automazione e alla robotizzazione con macchinari dedicati e costruiti su specifiche direttive dell’azienda.
Per esempio, una particolare che i tecnici ci hanno fatto prontamente osservare, è dato dal fatto che in praticamente tutto il processo lavorativo - partendo dal magnete fino al cestello e alle varie fasi di assemblaggio – l’altoparlante non viene praticamente mai capovolto o tolto dalla sede d’alloggiamento del nastro trasportatore permettendo così assemblaggi sempre precisi e sicuri.
Una fase importante poi è relativa agli incollaggi che prevedono l’uso di una miscela (ovviamente segreta) di diversi tipi di collanti opportunamente dosati e porzionati a seconda dello scopo.
Tutti questi processi sono programmabili e configurabili in remoto tramite un’apposita postazione computerizzata.
Un ultima fase del processo di produzione è riservata alla diagnostica e all’ascolto del prodotto finito.
Oltre ai vari strumenti di misura un tecnico specializzato ascolta uno per uno i vari altoparlanti e i vari driver, quando si dice “avere un buon orecchio”…
In questo caso è stato particolarmente divertente vedere come il tecnico fosse in grado di riconoscere ad orecchio un impercettibile problema su un driver creato ad hoc, che le macchine poi hanno prontamente segnalato e scartato…

Un’ultima nota sull’azienda, che merita sicuramente di essere messa in luce, è relativa alla recente installazione di un gran numero di pannelli solari che possono provvedere in gran parte al fabbisogno energetico della struttura.
Stiamo parlando di 378 pannelli solari ad alta efficienza che generano una potenza di 90 Kwh, tutto a vantaggio dell’ambiente e dell’energia pulita.
Questo ha permesso di evitare di gettare nell’atmosfera circa 36,500 kg di CO2, 43.7 kg di diossido di zolfo, 35.64 kg di biossido di azoto e 205 cc di scorie radioattive.
In effetti la sede di Beyma, situata nella soleggiata zona di Valencia, ben si presta a questo tipo di intervento, intervento che è ha comunque richiesto un investimento di 600.000 euro ammortizzabile certamente in un giro di anni neppure così lungo, visto l’andamento statistico dei prezzi dell’energia…

Focus on: Beyma TPL-150

Beyma ha sviluppato un nuovo tipo di componente per l’audio professionale, portando una tecnologia più appartenente al mondo dell’HI-Fi e degli “audiofili” al mondo della musica dal vivo.

Questo trasduttore per alte frequenze si basa sulla tecnologia AMT (Air Motion Transformer).
Nei trasduttori in questione, inventati dal fisico tedesco Oskar Heil, la generazione del suono avviene in modo estremamente differente da quanto accade abitualmente nei tweeter a nastro.
Nella figura uno possiamo notare come in questo componente il diaframma sia formato da pieghe longitudinali, come nel mantice di una fisarmonica. Sul lato diritto di ciascuna di queste pieghe, si trova una trama conduttiva di rame.

Il vantaggio di questo tipo di apparecchiatura consiste nel movimento limitato nello spazio e molto controllato di ciascuna piega provocando un’accelerazione dell’aria circostante contenuta all’interno di ciascuna piega, che produce un output acustico pressoché perfetto, sia in ampiezza che in fase, per tutta l’area radiante del trasduttore.
Questa tecnologia, in effetti, pare farsi molto apprezzare per la coerenza di fase, caratteristica molto importante per i moderni sistemi di rinforzo sonoro con tecnologia “line array”.

Il diaframma è prodotto da Beyma utilizzando un material in grado di sopportare temperature estreme e dotato di grande flessibilità. Infatti, questo material viene utilizzato in applicazioni militari e aerospaziali e nella produzione di circuiti stampati flessibili.
Il principio operativo è identico a quello di un tweeter tradizionale, ma la geometria è totalmente diversa:

Come si può apprezzare dalla figura sopra, il campo magnetico è particolarmente contenuto nella zona in cui si trova il diaframma.
Quando una corrente elettrica alternate circola lungo i filamenti di rame posti sulla membrana, si verifica un movimento nelle pieghe da sinistra a destra.
L’onda Sonora viene generata dalla compressione dell’aria posta tra le pieghe. Dato che lo spazio entro cui ogni piega può muoversi è molto ridotto l’aria si muove a grande velocità, producendo pressioni sonore considerevoli.

I vantaggi di questo tipo di tweeter sono riassumibili in quanto segue:

- Superficie radiante quattro volte superiore di quella di un tweeter o di un driver a compressione equivalente, grazie alla particolare geometria.

- “Trasformatore” della mobilità dell’aria (Air Motion Transformer), in quanto l’aria viene mossa ad una velocità quattro volte superiore a quella delle pieghe (relazione 4:1).

- Conferimento di una dinamica enorme e una straordinaria risposta ai transienti, decisamente superiore a quella di qualsiasi tweeter convenzionale, inclusi i tweeter a nastro e i driver a compressione.

La ricerca di Beyma in questa tecnologia ha fatto sì che si arrivasse a produrre un componente per uso professionale, di cui si possono elencare le caratteristiche seguenti:

- Elevata sensibilità: 99 dB@1W, 1m.

- Ampia risposta in frequenza: da 1 a 23 kHz.

- Capacità di gestione della potenza senza precedenti: 80 W AES.

- Applicabile direttamente a sistemi Line Array, con totale coerenza del fronte d’onda e senza bisogno di adattamenti.

- Adatto anche ad alter applicazioni convenzionali, con una copertura orizzontale superiore a 100º fino a 10 kHz.

Analizzando la risposta in frequenza, sebbene sia utilizzabile a partire da 1 kHz, sembra che il livello di pressione sonora fino ai 2 kHz sia inferiore rispetto a quella necessaria per un uso equivalente ad un driver a compressione. Si deve tenere conto del fatto che tale risposta viene raggiunta senza trombe o baffle, ma semplicemente con l’unità inserita in campo libero. In queste condizioni, la dispersione orizzontale del TPL-150 è decisamente interessante.

Come si può notare inoltre sulla tabella della dispersione, la copertura orizzontale è pari a 180º a meno di 1 kHz.
Utilizzando un diffusore di piccolo dimensioni e limitando la copertura di tali frequenze a 90º è possibile raggiungere con efficacia una SPL elevata da 800 Hz a 5 kHz, ottenendo un incremento superiore a 4 dB, senza perdere la coerenza della dispersione. È possibile, inoltre, modificare la risposta in frequenza con una nuova tromba, la TDTPL, in modo da rinforzare la banda passante medio bassa del TPL-150.

Con l’ausilio di questa tromba, il TPL-150 raggiunge una sensibilità più elevata, specialmente tra 1 e 7 kHz, attestandosi su una sensibilità media di circa 104 dB, pur mantenendo valori di distorsione estremamente contenuti.

Ma come si comporta il TPL-150 rispetto ad un normale driver a compressione? In Beyma, hanno effettuato una serie di misurazioni estese ed esaustive per illustrare il comportamento del TPL rispetto ai driver a compressione convenzionali.

Iniziamo con la definizione temporale. Un diagramma waterfall potrà spiegare facilmente le differenze esistenti tra una cupola, caratterizzata da inevitabili risonanze e dall’effetto di time smearing (irregolarità della riproduzione nel tempo) ed una struttura in cui la bobina stessa è la superficie radiante:

Come si può dedurre dal grafico Waterfall, quasi tutta l’energia del TPL-150 svanisce in meno di 2 millisecondi. Tuttavia, se si analizza la risposta del driver a compressione, anche dopo 5 millisecondi, si mota una risonanza che tende a sfocare il messaggio acustico.
Esistono artefatti causati da distorsione?
Sono state effettuate molte misurazioni diverse, incluse misurazioni della distorsione armonica, la distorsione da inter-modulazione, misurazioni “near field” e di stimolo multi-tonale, tutte per tre livelli di potenza, 1W, 7W e 23W AES. E’ stato verificato che in queste misurazioni il TPL-150 si dimostra chiaramente superiore alla media intermini di distorsione (vi risparmiamo le diverse immagini in grafico ndr).

Una delle misurazione più spettacolari, comunque, è la risposta multi-tonale, in quanto può essere più facilmente posta in relazione con il comportamento dell’unità nella riproduzione di segnali musicali. Utilizzando diversi segnali sinusoidali allo stesso tempo, può insorgere un numero maggiore di artefatti da distorsione correlati fra loro, creando una specie di “noise floor”, estremamente interessante per effettuare confronti.

Nel grafico si può notare chiaramente l’enorme quantità di artefatti da distorsione che il driver a compressione crea con un solo watt (figura sopra). Il rapporto segnale/rumore è inferiore a 45 dB tra la componente principale e i prodotti della distorsione, su tutta la banda passante dell’unità. Se analizziamo la traccia blu del TPL-150, risulta incredibile quanto bassa sia la distorsione, addirittura impossibile da misurare in molte regioni delle frequenze. Nella successiva misurazione poi, detta a 7W, si può notare come gli artefatti da distorsione aumentino drasticamente nel driver a compressione, mentre nel TPL-150, il noise floor viene mantenuto proporzionale alla potenza applicata.
Quindi, non solo la distorsione risulta molto bassa nel TPL-150, ma non aumenta drasticamente con l’aumentare della potenza applicata, come nel caso del driver a compressione.

Questo approfondimento ci da occasione per conoscere questa nuova tecnologia e per capire, almeno in questa prima fase, come essa potrà essere applicata con gli sperati vantaggi, al mondi del sound reinforcement e del live sound.

info: wwww.beyma.com

La redazione
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