ESB ultrashort history
ESB is an Italian company, officially founded in 1972 but entered the high fidelity and electro-acoustic sector since 1969, thanks to the design and sale of the 240L loudspeaker. This one was planned by Vincenzo Biasella, who would become the ESB’s founder.
ESB 240L
In a market at that time dominated by American brands, the 240L, whose production was initially only handcrafted, soon managed to gain the audiophile attention not only in Italy but also abroad. The 240L was a large speaker, consisting of a 45cm woofer and nine mid-high frequency drivers. It turned out to be a speaker of remarkable acoustic quality, especially for jazz but also for classical music.
Storia breve della ESB
La ESB è un’azienda italiana nata ufficialmente nel 1972 ma che già dal 1969 si era affacciata nel settore dell’alta fedeltà e dell’elettroacustica, con la progettazione e la vendita del diffusore 240L, ideata da Vincenzo Biasella, che sarebbe poi diventato il fondatore della ESB.
ESB 240L
In un mercato allora dominato dai marchi americani, la 240L, la cui produzione fu inizialmente solo artigianale, riuscì in breve ad imporsi all’attenzione non solo in Italia ma anche all’estero.
La 240L era un diffusore di grandi dimensioni, costituito da un woofer di 45 cm e nove altoparlanti per le frequenze medio-alte. Si rivelò un diffusore di notevole qualità acustica, specie per la musica jazz ma anche con la classica.
Unità UMA (Unità Medio Alti)
Vincenzo Biasella e Renato Giussani
Thanks to the intuitions of Vincenzo Biasella and Renato Giussani, ESB’s chief engineer since the end of 1979, the design and construction of the UMA (Medium-High Unit) was born. UMA upset canonical concepts about acoustic phase and arrangement of the medium and high units in the loudspeaker.
Conventional Speaker’s Phase
Up to this point, the main focus had been on phasing the various drivers by aligning them on the panels. Thereby, their acoustic centers were equidistant from the listening position but not necessarily aligned with the vertical. In other words, a perfect phase response was considered essential for all frequencies. Subsequent research has shown that the human ear is unable to perceive phase shifts of even more than a millisecond for low frequencies and within a few tenths of a second for medium-high frequencies. On the other hand, even the slightest displacement of the listener, with respect to the position foreseen by the speaker designer, inevitably leads to even more accentuated phase shifts.
Phase at frequencies close to crossover ones
Therefore, much more important is the control of the phase at frequencies close to the crossover ones, not only on the axis of the loudspeaker but on the widest possible front. In fact, at crossover limit frequencies, both speakers work simultaneously. If the signals arrive out of phase or even in phase opposition to the two speakers, destructive interference will be produced, altering or even canceling the phase response for that frequency. To avoid this, the distance between the two acoustic centers must be as short as possible, or at least not greater than one third of the wavelength. In this case the drop in frequency response will be only 3 dB.
Example
The crossover frequency 5000, corresponding wavelength 6.8 cm. Better frequency response: distance between the two acoustic centers less than 2 cm. (frequency response loss -3dB)
Conclusions
Biasella and Giussani conclude by saying:
1. Equidistance of speaker centers is not critical to the woofer and has only minimal effect on midrange and tweeter coupling. So it doesn’t make sense to have speakers on different floors.
2. The centers of the speakers reproducing mid-high frequencies should be aligned in a vertical line.
3. The position of the speakers reproducing mid-high frequencies must be asymmetrical with respect to the center line of the speaker.
4. The mid-high frequency speakers should be as close together as possible, in reference to the frequency with which they cross.
Vincenzo Biasella e Renato Giussani
Grazie alle intuizioni di Vincenzo Biasella e di Renato Giussani, ingegnere capo della ESB dalla fine del 1979, nacque il progetto e la realizzazione della UMA (Unità Medio Alti) che rivoluzionò la concezione canonica relativa alla fase acustica e alla disposizione delle unità medio e alte nel diffusore.
La fase degli altoparlanti (concetti tradizionali)
Fino a qual momento si era badato soprattutto a mettere in fase i vari driver allineandoli sui pannelli in modo tale che i loro centri acustici fossero equidistanti dalla posizione di ascolto ma non necessariamente allineandoli rispetto alla verticale. In altri termini si riteneva essenziale per tutte le frequenze una perfetta risposta in fase. Ricerche successive hanno dimostrato che l’orecchio umano non è in grado di percepire sfasamenti anche di oltre un millisecondo per le frequenze basse ed entro qualche decimo di secondo per le frequenze medio-alte. D’altra parte lo spostamento anche minimo dell’ascoltatore, rispetto alla posizione prevista dal progettista dei diffusori, comporta inevitabilmente sfasamenti anche più accentuati.
Controllo della fase a frequenze prossime a quelle del crossover
Ben più importante è invece il controllo della fase alle frequenze prossime a quelle di crossover, non solo sull’asse del diffusore ma su un fronte il più ampio possibile. Infatti, alle frequenze limite di crossover, funzionano contemporaneamente entrambi gli speaker. Se i segnali arrivano sfasati o addirittura in opposizione di fase ai due speaker, si produrrà un’interferenza distruttiva, alterando o addirittura annullando la risposta di fase per tale frequenza. Per evitare ciò, è necessario che la distanza tra i due centri acustici sia la minore possibile, o almeno non superiore ad un terzo della lunghezza d’onda. In tal caso il calo della risposta in frequenza sarà di soli 3 dB.
Esempio
Frequenza di crossover 5000, lunghezza d’onda corrispondente 6,8 cm. Risposta in frequenza migliore: distanza tra i due centri acustici inferiore a 2 cm. (perdita della risposta in frequenza- 3 dB)
Conclusioni
Biasella e Giussani concludono dicendo che:
1. L’equidistanza dei centri degli altoparlanti non è critica per il woofer e ha solo un effetto minimo all’accoppiamento di midrange e tweeter. Quindi non ha senso avere altoparlanti su piani diversi.
2. I centri degli altoparlanti che riproducono le frequenze medio-alte devono essere allineati su una linea verticale.
3. La posizione degli altoparlanti che riproducono le frequenze medio-alte deve essere asimmetrica rispetto alla linea di centro del diffusore.
4. Gli altoparlanti delle frequenze medio-alte devono essere il più vicino possibile, in riferimento alla frequenza con la quale incrociano.
In case of vertical alignment of two systems of a speaker and spacing 18 cm from each other, if the listening point is located three meters away, the response will be linear at any point in the space between ± 30 cm from the horizontal axis (see picture above). Under normal use, this makes speakers placement more critical and the listening will be correct for narrow emission front only.
If the crossover frequency between woofer and midrange is equal to 600 Hz, because one thirth of its waveleght is about 20 cm, will be easy to verify that, even in case of misalignment of their acoustic centers equal to ± 5 cm, if they are no more than 30 cm apart, the frequency response over two meters will be linear in all environment. To optimize frequency response for mid-high cross frequencies too [in the text is written mid-low frequencies but it seems to me a writing mistake], the ESB designers placed in the loudspeaker 100 LD these two units as close as possible together. The distance between them has been reduced to 9 cm, forcing its assembly on a single one flange. This new ensemble, initially called 100 MTD (midrange tweeter dome), became later UMA (Unità Medio Alti), allows linear response in a 120 cm high front (see picture above). Therefore it was obtained an easier loudspeaker placement.
ESB XL10
Introduced in 1980’s. Three-way loudspeaker, UMA design.
28 cm Woofer, 10 cm dome midrange and 5 cm dome tweeter. All drivers have been produced by Italian company Ciare exclusively for ESB.
Immessa sul mercato negli anni 80, è un diffusore a tre vie che si avvale del design UMA.
Woofer da 28 cm, midrange da 10 e tweeter da 5 centimetri, entrambi a cupola. Tutti i driver sono stati prodotti dall’italiana Ciare per la ESB in esclusiva.
UMA UNIT (10 cm dome midrange+5 cm dome twetter), which looks like the digit eight.
Upper level: Low-mid range controls: Decrease/increase switch – Laboratory Ref./Control In switch
Mid level: Overload led
Low level: Fuse burnt out led – Fuse housing
SPECIFICATIONS
Impedance 8 ohms
Recommended amplifier power up to 150w (RMS) per channel