INTRODUZIONE AI SISTEMI "LINE-ARRAY"

Pur non volendo essere un saggio approfondito sui sistemi line-array, questo capitolo cercherà di fornire alcune informazioni sulla teoria che sta alla base del loro funzionamento e sui risultati che con essi si possono ottenere. 
La comprensione dei principi fisici che determinano il comportamento di questi sistemi permetterà all'utilizzatore di ottimizzarne le prestazioni, in installazioni sia fisse che mobili.
Il risultato che ci si aspetta più di ogni altro, da un sistema di amplificazione, è il conseguimento di un'alta pressione sonora e una copertura uniforme dell'area di ascolto.
Con i sistemi convenzionali, si è spesso cercato di ottenere questo risultato usando diffusori più potenti o in numero elevato, ma queste soluzioni introducono nuovi, ben noti, problemi. 
I sistemi line-array affrontano queste problematiche in un modo diverso.

COSA TRASFORMA UN GRUPPO DI DIFFUSORI SOVRAPPOSTI IN UN "LINE-ARRAY"?

La definizione più semplice di un "line-array" è: un certo numero di speciali moduli indipendenti (diffusori), sovrapposti verticalmente ed allineati, che operano come una singola sorgente sonora e che, se vengono rispettate alcune condizioni, sommano le loro emissioni in modo coerente. 
I diffusori sovrapposti generano un campo sonoro con una copertura verticale molto stretta, direttività e pressione sonora superiori a quelle di sistemi convenzionali.
Le onde sonore emesse dal sistema sono definite "onde cilindriche" (figura 1), ed il livello sonoro ha una attenuazione di 3 dB per ogni raddoppio di distanza, mentre le "onde sferiche"  emesse da sistemi convenzionali hanno una attenuazione di 6 dB per ogni raddoppio di distanza.

Questo è vero per una distanza dalla sorgente che dipende dalla frequenza e dalle dimensioni dell'array, per cui più l'array si allunga (realizzandolo con più diffusori) maggiore è la gittata del sistema.
Le onde cilindriche si espandono solo sul piano orizzontale, non in quello verticale. L'area raddoppia per ogni raddoppio del raggio (distanza dalla sorgente), che corrisponde ad una perdita di pressione di soli 3 dB.

I diffusori (elementi o moduli) che compongono un "line-array" devono soddisfare un certo numero di condizioni affinché il risultato sia coerente e accettabile su una vasta gamma di frequenze:
1 - la distanza tra i centri acustici dei vari elementi deve essere uguale o minore della lunghezza d'onda corrispondente alla massima frequenza da riprodurre. Ciò significa che un array realizzato con piccoli diffusori può lavorare in modo efficace fino ad una frequenza più alta (questo è il motivo per cui il diffusore RA16 del sistema PALCOPLUS è equipaggiato con altoparlanti da 8"). Questo è valido per frequenze che sono più alte di una certa frequenza critica, che è funzione della lunghezza dell'array. 
Ciò significa che per generare onde cilindriche di bassa frequenza, l'array deve essere molto lungo. 
2 - la separazione tra i radiatori delle alte frequenze (guide d'onda)deve essere minima: le guide d'onda devono essere montate il più vicino possibile l'una all'altra. Questo è il motivo per cui l'array è montato mantenendo accoppiate tra loro le pareti frontali dei diffusori.
Le guide d'onda, inoltre, devono essere di tipo particolare, poiché devono emettere onde sonore coerenti nel dominio del tempo: devono emettere onde piane. In questo modo non ci sono interferenze distruttive tra le radiazioni delle guide d'onda: esse generano, infatti, onde piane che si sommano in modo coerente.

Onde piane, radiazione coerente delle guide d'onda

Il line-array teorico dovrebbe essere rettilineo, ma in molti casi ciò non è possibile, soprattutto quando tale sistema deve essere sospeso. 
Un array rettilineo sospeso non coprirà, infatti, adeguatamente tutta l’area di ascolto e, in pratica, sarà necessario curvarlo per fornire adeguata copertura, soprattutto all'area più vicina.
Si otterrà quindi un array a forma di "J", dove la parte superiore (rettilinea) verrà utilizzata per coprire le aree distanti, mentre quella inferiore (curva) permetterà di coprire le aree più vicine.

Radiazione di un array curvo

Ogni diffusore che compone il line-array deve essere dotato di un sistema di sospensione che ne permetta l'angolazione sul piano verticale.
Il sistema di sospensione, generalmente integrato nel diffusore, permette di unire più elementi mantenendo i pannelli frontali ad una distanza costante, mentre le piastre posteriori rendono possibile la regolazione dell'angolo tra di essi ("splay angle").
Per determinare l'angolo corretto tra i vari diffusori viene utilizzato un programma (nel caso di PALCOPLUS il programma EASE Focus) che, partendo dalla geometria dello spazio da sonorizzare, dall'area di ascolto da coprire e dal numero di diffusori disponibili, permette di calcolare 
l'angolo ottimale tra i diversi diffusori e il punto corretto di sospensione.

RIPRODUZIONE DELLE BASSE FREQUENZE

Per quanto detto prima, la gamma di frequenze controllabile da un line-array è limitata in basso dalla sua lunghezza (e dai componenti dei diffusori). Si usano quindi diffusori dedicati per le basse frequenze.
Per estendere la gamma fino alle frequenze bassissime, il sistema  PALCOPLUS utilizza un sub-bass progettato appositamente, il modello RAB1815. Esso impiega due woofer, un 18" ed un 15", caricati acustica-mente in modo diverso. La geometria del sistema e le elaborazioni eseguite dal controller digitale LM24 trasformano il RAB1815 in una sorgente sonora direttiva, con un diagramma polare di tipo cardioide. Il sub-bass RAB1815 non è previsto per la sospensione.