Fase minima

Fase minima

Nelle discussioni relative all’equalizzazione ed in particolare a quella applicata al tentativo di migliorare la risposta acustica di una stanza, spesso affiora il termine “fase minima”, che generalmente rientra in un contesto che definisce se l’equalizzazione può o non può essere usata con successo per risolvere un problema di risposta. Quindi, che cos’è la “fase minima” e perchè dovremmo preoccuparcene?

Esistono formule matematiche rigorose e definizioni della teoria dei sistemi che definiscono cosa costituisce un sistema a fase minima, ma non lo ripeterò in questa sede. Nel contesto delle misure acustiche, un sistema a fase minima, possiede due importanti proprietà: introduce il più basso ritardo ai segnali che lo attraversano e può essere invertito.

Fase minima e Tempo di ritardo

La proprietà "lowest time delay" (più basso tempo di ritardo), si riferisce alla quantità delle componenti ritardate in frequenza di un segnale, che allo stesso tempo forniscono la risposta in frequenza misurata (SPL). Possiamo vedere le caratteristiche di ritardo, direttamente nel grafico Group Delay del sistema. Data una risposta in frequenza misurata, non siamo in grado di stabilire dalla sola risposta SPL, se ciò che abbiamo rilevato, possiede la caratteristica di “minimo ritardo”. Se da qualche parte nel sistema, esiste un ritardo come quello impiegato dal suono per viaggiare dall’altoparlante al microfono, quel ritardo rappresenta la fase non-minima (nel senso stretto del termine) ma non altera la risposta SPL che abbiamo misurato.

Un tempo di ritardo, causa uno sfasamento che aumenta con la frequenza. Per esempio, un ritardo di appena 1ms, produce uno sfasamento di 36 gradi a 100Hz, ma lo sfasamento diventa di 3600 gradi a 10kHz, poichè 1ms è 1/10 del periodo di 10ms di un segnale a 100Hz ma è 10 volte il periodo di 0,1ms di un segnale a 10kHz, e ogni periodo è di 360 gradi. Lo sfasamento causato dal ritardo, è lineare con la frequenza. Ciò significa per esempio, che 1ms di ritardo produrrà uno sfasamento di 36 gradi a 100Hz, 2 ms a 200Hz, 3ms a 300Hz e così via. Se l’asse della frequenza è stato impostato su lineare, il grafico della fase di un ritardo, si presenterà come una linea retta che decresce all’aumentare della frequenza. Quanto ripidamente questa decresce, è determinato da quanto grande è il ritardo.

Mentre i ritardi costanti rendono difficile interpretare la risposta di fase, la loro rimozione dalle nostre misure, non causerà nessun problema con l’applicazione dell’EQ. Tuttavia, la loro rimozione (o il loro effetto), non è sufficiente a determinare una fase minima del sistema.