dal 3-3-2004

Introduzione

Da anni si parla di controreazione come uno dei peggiori mali. Diciamo che ogni tanto compare qualcosa su qualche rivista del settore, ed il poco che si e' detto non e' mai stato esaustivo. Diciamo anche che non se ne vuole parlare molto, perche' il 98 % del mercato audio utilizza circuiti controreazionati (ma forse sono stato in difetto). Aggiungiamo pure che questo favorisce la pubblicita' sulle riviste del settore che comunque devono e tentano di sopravvivere ad un mercato sempre piu' in calo dove l'offerta non solo e' superiore alla domanda, ma lo e' di centinaia di migliaia di volte.  Il mercato dell'Hi-Fi e' finito o in via di estinzione, almeno per ora (forse se ne riparla piu' in la', fra un ciclo di almeno altri 8-12 anni quando i telefonini li avremo come appendici delle orecchie con conseguente aumento della leucemia e le play station integrate negli occhi dei ns. figli con conseguente aumento della miopia).

Il perche' la controreazione causi così tanti problemi al suono e' un concetto molto semplice da capire, almeno per me, per cui le pagine di seguito riportate NON sono rivolte a chi dell'HI-FI ne ha e ne fa una speculazione o uno status symbol, e neppure la usa per guardare o compiacersi del proprio impianto tanto sudato (o no) e tanto faticosamente messo insieme nel corso degli anni con continui cambi nell'intento di migliorare il suono rispetto al precedente. Non e' rivolto neppure a chi di solito ascolta l'impianto invece che la musica, ma piuttosto a chi, dopo anni, purtroppo per lui  o per altre cause, non e' ancora riuscito ad essere soddisfatto di cio' che ha e che con mente aperta e' disposto a capirne i perche'.

La mente che viene richiesta in questo caso non deve essere aperta solo a 180 o 360°, ma aperta in modo SFERICO, in modo da poter capire cosa sia accaduto nel corso degli ultimi 60 anni in questo campo, dove si sono persi di vista i concetti fondamentali di tutto cio' che poteva essere una crescita interiore invece che solamente esteriore.

Della controreazione forse si e' parlato, ma forse nessuno ha mai spiegato in modo approfondito la questione. Non so se e' per carenza di informazioni, per volonta' espressa ma nascosta o per altri motivi o perche' effettivamente non c'e' nessuno nel campo che lo ha mai capito. Non lo so. So solamente che la cosa e' piu' semplice di cio' che si possa pensare. Forse e' per questo che nessuno lo ha mai espresso. 

Tutto cio' che ho trovato nei vari articoli che trattano l'argomento, riguarda la Forza contro-elettromotrice generata dall'altoparlante, ma fino ad ora, nessuno si e' cimentato a spiegare cosa esattamente succeda e perche' le distorsioni misurate su un ampli alla fine non concordano con il suono ascoltato. Bene. Questo non e' un mistero, e provero' a trasmettere a coloro che hanno la mente aperta questi semplici concetti, senza per questo introdurre formule matematiche che alla fine forse, solo 10 persone al mondo riuscirebbero a capire. Una cosa del genere non serve a nulla e a nessuno, nemmeno a me. Per cui non troverete formule da qui in avanti. I concetti matematici si possono tranquillamente esprimere in modelli piu' semplici e con esempi alla portata di tutti. Qui di seguito trovate una traduzione veloce (che mi e' stata richiesta da diversi lettori/navigatori), per cui, se troverete delle cose stringate o non ancora ben spiegate e' solo per mia mancanza di tempo. Chiamatemi e raccontatemi i vs. dubbi ed aggiornero' gli argomenti non chiari appena possibile. Si potrebbe scrivere un libro su queste cose, ma lo compererebbero in 3 forse: Io, il mio amico (per farmi un favore e non essere scortese)  e mia figlia (solo perche' mi vuole bene).

Lo scopo di queste pagine e' tentante di trasferire cio' che ritengo importante per conoscere (se ancora oscuri) concetti secondo me fondamentali sui danni della controreazione applicata nell'audio. Questo portera' forse al fatto che si acquistera' piu' apparati senza controreazione e senza crossover? Non lo so, non penso proprio perche' la teoria e' una cosa, la messa in pratica un'altra. Il mio fine non e' questo, e quello che importa e' l'intenzione vera. Del resto a nessuno e' richiesto di leggere cio' che segue e a nessuno e' nemmeno richiesto di sostituire il proprio sistema se esso e' confacente alle proprie aspettative. Fine della premessa.

entrando in argomento

Per decine d’anni ci è stato insegnato che un sistema audio è formato dall’accoppiata amplificatore+diffusori, ma un’amplificatore può essere usato per molteplici applicazioni e non solo con dei diffusori; questo è solo un caso su migliaia di possibilità. Il fatto che si usi un’amplificatore (la sola cosa che abbiamo, allo stato della tecnologia corrente) per pilotare un diffusore, non sta a significare che siano nati uno per l’altro.

Normalmente anzi è l’esatto contrario, così da non sposarsi perfettamente come si penserebbe. In questo modo, il mondo dell’HI-Fi, al solo scopo di far spendere alla gente un sacco di soldi, ha cominciato ad inventarsi delle teorie davvero incredibili che ormai sono considerate oro colato… teorie dalle quali è impossibile ottenere un suono “fedele”.

Se guardiamo al funzionamento degli oggetti in altri campi (sceglietene uno qualsiasi) troveremo facilmente che c’è sempre un perfetto equilibrio  affinche' un progetto funzioni alla perfezione.

Non ho mai visto, ad esempio, un’automobile CON LE RUOTE di un camion, o l’ala di un Boeing 747 usata su un Concorde. Se invece guardiamo al mondo Hi-Fi,  e particolarmente all’Hi-End, troveremo invece che questa è la regola, ma ogni cosa, in questo universo necessita avere invece  il suo PERFETTO equilibrio.

Prendiamo come esempio i cavi di potenza. Quando riusciremo a fare il “Cavo Perfetto a RESISTENZA ZERO” potremmo  ritenere di aver realizzato il miglior cavo in assoluto e quindi di poter ottenere il miglior accoppiamento elettrico possibile (trasferendo tutta la potenza nella banda di frequenze interessata); ma dal momento che abbiamo impiegato un modello elettrico enormemente semplificato (come fanno poi tutti) trascuriamo completamente i problemi relativi alla “compressione del suono” e alla “distorsione temporale” che vengono invece sempre più in evidenza introdotte man mano che l’amplificatore, elettricamente parlando, è sempre meglio accoppiato al diffusore e si puo’ anche spiegare facilmente il perche’ (Gli effetti della distorsione temporale sono riportati nei grafici alla fine di questo documento) ed ha a che fare anche con lo smorzamento del sistema. Per smorzamento si intende la velocita' (piu' o meno grande) per l'altoparlante di muoversi e di fermarsi (quando serve) e per l'amplificatore di fornire l'energia corretta all'Ap senza essere danneggiato dall'energia di ritorno che questo produce in opposizione di fase e ritardata nel tempo in funzione della frequenza emessa.

Anche in questo caso (nell’Hi-FI) c’è un PERFETTO EQUILIBRIO che DEVE essere trovato sistema per sistema e che normalmente non è il “Cavo Perfetto a RESISTENZA ZERO”, oppure il cavo che è 55 volte più grosso dei morsetti di uscita dell’ampli.

Il sistema Audio Hi-Fi è come un’automobile

Cercare un cavo per dei diffusori è come cercare che tipo di cambio o di albero motore una persona debba comprare per la propria auto. (Quale auto? Bè, a dire il vero non l’ho ancora scelta, ma mi piacerebbe averne uno di riserva nel caso questa mi lasci per strada).

Il sistema Hi-Fi è come un’automobile, con la differenza che vorremmo costruircela da soli invece che lasciarlo fare ad un team di progettisti… e posso comprenderne le ragioni.

Come in fisica si equiparano i sistemi elettrici a quelli idraulici (e viceversa) per comprenderne le analogie di funzionamento, così possiamo prendere l'automobile come esempio per comprendere il funzionamento di un sistema di riproduzione audio:

1)                 Il motore è l’amplificatore: cioe' chi genera la potenza

2)                 Il cambio è il trasformatore d’uscita: cioe' chi adatta i giri del motore con quelli delle ruote

3)                 L’albero motore è il cavo del diffusore: cioe' chi connette il motore alla ruote

4)                 Le ruote sono i diffusori: cioe' quei dispositivi che scaricano la potenza del motore sulla strada.

5)                 La strada è la sala d’ascolto. L'ambiente dove il tutto poi viene utilizzato.

6)                 La benzina è la corrente elettrica

7)                 La pompa della benzina e gli iniettori sono lo stadio di alimentazione

8)                 Il tubo della benzina sono i cavi di connessione alla rete elettrica

9)                 Il motore può essere diesel o a benzina, così come un’ amplificatore può essere a valvole o a stato solido

10)            La potenza di uscita dell’ampli è la potenza del motore

11)            Il numero dei cilindri rappresenta il numero di valvole o di transistor o la complessita' di realizzazione dello stesso

12)            Il tipo di ruote rappresenta il tipo di diffusori. Ruote grandi hanno bisogno di muoversi lentamente, ma ci vogliono meno giri per percorrere la stessa distanza rispetto a ruote più piccole; allo stesso modo i diffusori ad alta efficienza sono più ingombranti ma hanno bisogno di meno potenza per essere pilotati… e così via. Gli esempi continuano,  potete farne tanti altri da voi

Ora, qualcuno può indicarmi che tipo di pompa della benzina posso montare su quest’auto, senza conoscere di che auto si tratta? O meglio ancora: mi piacerebbe costruire un'automobile e ho già 4 ruote di camion… che tipo di motore ci posso mettere?

Se prestate attenzione, qui ci sono tutti i presupposti per capire com’è che ci sono in giro talmente tanti sistemi Hi-Fi che non funzionano per nulla: e non voglio dire che non suonano bene, praticamente non suona bene nessuno, quello che voglio dire è che non funzionano proprio, perche' ogni sistema viene messo a paragone di un altro sistema dicendo questo e' meglio di quello. Così senza accorgersi diventano fastidiosi all’ascolto, cercando di tirar fuori l'"apertura al divino" senza sapere cosa effettivamente e' inciso su quel dato disco e come e' stato inciso; un 'esempio sono le modifiche che si fanno sugli stadi digitali dei CDP togliendo l'oversampling.

Ho provato a fare la modifica ed ho ascoltato anche quella fatta da altri, ebbene, spero che non mi veniate a raccontare che il suono dal vivo e' così fastidioso come quando si toglie l'oversampling prima di un DAC, a meno che voi per sistema Hi-Fi intendiate ascoltare distorsione e fastidi, allora potremmo anche fermarci qui. Io non sono resistito un quarto d'ora. Sono d'accordo sul fatto che se un dente e' marcio, va tolto, ma non bisogna togliere quello sbagliato.

Queste cose avvengono di norma perche' non facciamo mai il confronto con il suono dal vivo. Attenzione NON e' strettamente necessario avere la stessa marca di strumento registrato per capirlo, e nemmeno la stessa sala in cui e' stato registrato. Esistono dei presupposti fisici basilari tali per cui se voi assaggiate del latte di mucca capite subito che non e' ne latte di soia ne latte di riso, indipendentemente che questo sia stato fatto da una mucca dell'est o italiana, ma capite subito che e' latte di mucca.. poi al massimo discuterete se la mucca e' piu' grassa o magra.. ma dopo. Bene, questo in hi-fi non succede mai, anzi succede il contrario: si discute in pratica se e' stato il bue a fare il latte e se e' di riso o di soia. E' così si finisce per parlare di "punch " del basso o di acuti "setosi". Io non ho mai sentito una crash o un ride con acuti "setosi" nemmeno un contrabbasso con il "punch". Potersi esprimere e confrontarsi puo' essere importante, ma creare dei riferimenti di questo tipo mi sembra di sentire i "sommellier" che "ascoltano " il vino con il loro palato e che tramite la TV ci dicono che sapore ha. Da quello che capisco da loro, il Brunello di Montalcino e' uguale al Barolo e all'Aglianico e se non fosse per il colore e' anche uguale all'Arneis. Non e' forse meglio parlare tramite riferimenti veri? Come si fa? ne parleremo. Non ora.

Questo normalmente succede perché ci hanno abituato (volutamente) a ragionare secondo una logica di mercato (lo stesso vale per il vino e tutto quanto) ed alla fine il risultato nell'HI-FI e' diventato: appiccichiamo insieme questo o quel pezzo e vediamo che succede... ho letto che migliora.....e magari poi lo si fa anche per motivi estetici/logici/mitici, non tanto perché il dato pezzo abbia una sua funzione specifica all’interno del sistema audio in esame, ma forse piu' che altro per dire a noi stessi ed agli amici che siamo stati bravi. In psicologia si chiama "maschera" o "io negativo".

Questa tendenza avviene piu' che altro perche' ci hanno resi succubi della pubblicita' (il consumismo e la ns. societa' sta in piedi secondo questa logica) quindi provato "per bene" su questa o quella rivista del settore. Questo ha poi anche creato i miti e gli status symbol che tutti conosciamo  e che la gente rincorre e vuole avere. Non dico che tutti sono così, ma la maggior parte si e' adeguata. Anche a me piacevano i VU-Meter blu di certi bellissimi amplificatori... e mi piacciono ancora... in fondo l'Acqua e la Luce sono i fondamenti del nostro Universo per cui e' facile riconoscersi in certe espressioni. Se poi il blu e' il tuo colore preferito, allora lì non hai scampo, diventa un prodotto subliminale.

Un po’ di informazioni sull’approccio all’alta efficienza e la scelta degli altoparlanti

LA PRIMA REGOLA PER RIUSCIRE AD AVERE UN SISTEMA CON UN BUON SUONO E' INIZIARE AD ASCOLTARE MUSICA  ANCHE DAL VIVO OD ALMENO FARSI UN'IDEA DI COME SUONINO GLI STRUMENTI MUSICALI. DOPODICHE' SI CAPIRA' CHE NEGLI IMPIANTI AUDIO ESISTE UN GRANDE AMMONTARE DI DISTORSIONE. QUESTA E' LA COSA PIU' IMPORTANTE PER ORA.

LA DISTORSIONE VIENE GENERATA IN DUE PUNTI FONDAMENTALI DEL SISTEMA AUDIO E PER ELIMINARLA E' NECESSARIO:

1. NESSUN CROSSOVER SUI DIFFUSORI
2. NESSUNA CONTROREAZIONE SUGLI AMPLIFICATORI. QUALSIASI SIA NELLA CATENA AUDIO, SIA NEL CDP CHE NEL FINALE DI POTENZA CHE NEL PRE CHE ALTROVE ma nemmeno all'interno di un microfono (l'ampli a FET di un microfono a condensatore p.e.). LA CONTROREAZIONE NON DEVE ESSERE UTILIZZATA NEPPURE LOCALMENTE SU UN MISERO TRANSISTOR O FET O TUBO ELETTRONICO

QUESTE SONO LE PREMESSE - BELLE A DIRSI, MA DIFFICILI DA REALIZZARE.

C’è una ragione molto importante a favore dell’alta efficienza: permette di usare amplificatori SENZA CONTROREAZIONE di alta qualita’.

Possiamo tornare sull’argomento controreazione più avanti dato che ci sono parecchie problematiche da capire.

Gli amplificatori economici sono tutti controreazionati, e non c’è né nessuno sopra i 30-40 Watt senza controreazione neppure a valvole a parte qualche caso sporadico di tentativo di assiemaggio. Nessun amplificatore a stato solido (SS d’ora in avanti) può essere progettato completamente senza contro-reazione (F.B.) dato l’alto guadagno dei dispositivi stessi. Personalmente per controrezione intendo anche quella locale, cioe’ la classica resistenza che si mette sull’emettitore di un transistor o sul catodo di un triodo o sul source di un Fet per diminuirne il guadagno. Il motivo e’ semplice: interviene a diminuire il segnale di ingresso man mano che questo invece aumenta. Diminuisce quindi il segnale effettivo che vuole entrare nell'ingresso del dispositivo utilizzato come amplificatore (FET, tubo, transistor). Da qui il nome: controeazione o reazione NEGATIVA. Se si sommasse sarebbe POSITIVA ed il tutto diventerebbe un oscillatore invece che un amplificatore.

Un’altra grande differenza, in termini di qualità del suono, è rappresentata dal tipo di collegamento utilizzato per i diffusori. Una connessione in BI-WIRING da' la possibilita' di ridurre la compressione del suono ed aumentare la dinamica dello stesso. Esistono diverse ragioni, di cui almeno una fondamentale, così come....

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Progetto e costruzione dei diffusori

esistono numerose ragioni fisiche che spiegano perché un CROSSOVER piu' o meno "uccide" il suono. Questo non significa che un monovia completo sia il meglio, penso proprio di no, per ragioni che ho spiegato altrove su questo sito, ma se si vuole progettare un buon diffusore si deve cercare d’evitare il crossover e scegliere invece un buon woofer che si integri correttamente con la gamma alta. Il punto di incrocio acustico deve essere al di fuori della gamma MEDIA, almeno oltre i 5-6KHz. Più questo punto d’incrocio è alto, meglio suonerà il diffusore. Qualsiasi incrocio acustico nella ZONA compresa tra i 300 e i 4000 Hz sarà chiaramente udibile ed il suono risultante si può definire in due parole come “fastidioso” o comunque parecchio confuso e non veritiero. I diffusori a tre vie poi, di solito, suonano veramente male se gli incroci bassi e alti sono nell’intorno dei 500 Hz (per il basso)  e 2-4  KHz (per gli alti). Si sente chiaramente lo stacco tra la gamma bassa e quella media, senza contare eventuali rotazioni di fase che fanno spostare gli strumenti sulla scena quando cambia la nota suonata, perche' il contenuto maggiore della stessa passa da un trasduttore all'altro e viceversa a secondo dell'altezza della nota. Mettere un filtro in una gamma dove, la maggior parte degli strumenti e delle sue prime armoniche siano riprodotte dallo stesso trasduttore e' sicuramente un grosso vantaggio. La correlazione di emissione di fase almeno nelle prime armoniche sara' coerente con la fondamentale.

Il fatto che si siano adottati diffusori 2 vie con crossover minimalisti a 6 dB/ottava o anche meno, la dice lunga. La fase di solito si "aggira" sui 45°, quindi una rotazione minima (si fa per dire) nell'intorno dell'incrocio. Se fosse ZERO sarebbe molto meglio, ma esistono i filtri a fase ZERO? Ma il 6dB/ottava (crossover del primo ordine), non sempre e' una scelta vincente, o meglio, non in tanti sanno mettere insieme un diffusore del genere che suoni decentemente bene per riprodurre un suono "dal vivo"; e comunque bisogna fare i conti pure con la commerciabilita' del prodotto progettato/costruito e la destinazione finale dello stesso. Ogni tecnica scelta ha i suoi limiti e molte delle tecniche scelte si sposano bene per ovvii motivi commerciali. Il fatto poi che per produrre un diffusore senza crossover che suoni dal vivo, porti a costi molto piu' elevati (per es. per lo studio dell'altoparlante o chesso' di una tromba), non significa che gli stessi costi siano invece giustificati su diffusori che sono solo belli da vedere. Sì, forse sono giustificati per i bei legni sfoggiati, un po' come in una sfilata di moda... ma le mode passano in fretta....e ci vengono ripropinate con l'andamento sinusoidale ogni tot anni. 

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Qualche dettaglio per capire perche' un CROSSOVER distrugge il suono

Prendiamo in considerazione un due vie per semplicita’ di esposizione. Una pendenza di 6dB/ottava sul woofer si ottiene con un’induttanza in serie. L’induttanza genera del ritardo. Dire che alla frequenza di incrocio la fase e' 45°, significa che prima dell'incrocio la fase e' 40, 30, 20 o 15° ecc. Dire cio' significa dire che i segnali che entrano nell'induttanza sono SFASATI in funzione della frequenza, per cui, se l'incrocio e' a 2000 Hz, un segnale a 500 Hz arriva all'altoparlante PRIMA di uno a 1000 Hz e MOLTO prima di uno a 2000 Hz. 

Tutto torna, perche', nel dominio del tempo (cioe' con il passare del tempo), un segnale complesso (una nota musicale formata da un attacco, un "sustain" ed un rilascio) può essere studiato come composto dalla sua frequenza fondamentale più tutte le armoniche che sono in fase con la fondamentale e di ampiezza minore (questo forma la timbrica di un suono, che e' la differenza p.e. tra un LA di un pianoforte e di una tromba o di un pianoforte di marca diversa).

Inoltre, oltre al regime stazionario, bisogna prendere in seria considerazione l'inviluppo dell'attacco e del decadimento di una nota suonata. Questo e' quello che caratterizza come viene per esempio premuto il tasto di un pianoforte oppure che fa la differenza tra una nota soffiata in un SAX ed una pennata su una corda di chitarra o contrabbasso o il colpo di un rullante.

Dicevamo che, l’induttanza in serie al woofer comporta l'introduzione di un ritardo che aumenta all'aumentare della frequenza. Nel dominio del tempo, questa farà prima passare la fondamentale, in un secondo tempo la seconda armonica, poi la terza e così via. Se così non fosse, cadono i principi matematici della scomposizione delle armoniche rispetto alla fondamentale (chi vuole si veda la scomposizione in serie di Fourier) e lo stesso dicasi per la formula che stabilisce che l'induttanza crea un ritardo.

Il woofer le riprodurrà man mano che arrivano ai suoi morsetti. Quindi le mette nel tempo una dopo l'altra e non contemporaneamente. Questo lo si puo' verificare matematicamente.

Cosa dovrebbe fare allora il tweeter per ricostruire le condizioni musicali originarie?

Dovrebbe fare esattamente l’opposto, ma è praticamente impossibile, cioe':  e' un paradosso.

Anche se si mette un condensatore in serie al Tweeter (il minimo per ottenere un passa-alto dello stesso ordine cioe': 6 dB per ottava, che crea uno sfasamento uguale e contrario a - 45°,  che in teoria dovrebbe comportarsi in maniera esattamente opposta all’induttanza in serie al woofer), il segnale dovrebbe arrivare in anticipo nel tempo rispetto a quello che arriva al woofer, per ogni frequenza da riprodurre. In questo modo, la somma algebrica  dei segnali emessi dal WF e dal TW rimetterebbe a posto le fasi elettriche. Questo infatti e' quello che avviene in regime sinusoidale. Per "regime" si intende un momento dove NON esistono transitori. Solo e solo in questo caso (cioe' dopo essersi esaurito qualsiasi transitorio), il segnale che attraversa il condensatore del TW si presenta VERAMENTE in anticipo di 45° rispetto a quello che arriva al WF. Solo in questo caso quindi, facendo la somma algebrica elettrica si ottiene il ripristino del segnale originale.

Dato che i segnali musicali sono praticamente SOLO transitori, tutto cio’ NON e’ possibile, perche’ l’ampli fornisce il segnale contemporaneamente sia al Woofer che al tweeter. In realtà la corretta ricostruzione non avverra' MAI essendoci una scorrelazione delle fasi e quindi viene "ricostruito" un segnale elettrico (SOMMA dei 2) che e' DIVERSO da quello che e' uscito dall'AMPLI. E ... non abbiamo ancora parlato del fatto di fare muovere le membrane con questi segnali.

Queste sono le ragioni:

1.     La prima in assoluto e' che il filtro e' calcolato a regime stazionario e non a regime transitorio: cioe' non funziona come dovrebbe se non dopo che il transitorio si sia esaurito. Questo avviene di solito dopo 5 o 6 TAU. (TAU= R x L costante di tempo del filtro, in parole povere dopo un tempo piuttosto lungo )

2.     Il regime transitorio e' su ogni attacco o rilascio di una nota, ma lo e' anche quando la nota sembra stabilizzarsi, perche' scende di volume, quindi varia in ampiezza, quindi non e' stabile, quindi e' ancora un regime transitorio.

3.     All'inizio del regime transitorio, non c'e' corrente nei dispositivi WF e TW ( o se c'e' e' da considerarsi come situazione precedente e comunque non stabile e da questa partira' un altro transitorio) e quindi il TW non puo' teoricamente "tornare indietro nel tempo" per recuperare una situazione che l'induttanza in serie al WF ha provocato, ma parte anche lui da una situazione iniziale, cioe' corrente zero (per ora consideriamo questa condizione altrimenti ci complichiamo la vita e la comprensione)

4.     La situazione si sussegue simile, ogni volta che cambia un transitorio musicale, partendo da un punto in cui il WF ed il TW hanno accumulato una certa corrente (o energia) (cioe' ci sta transitando dentro) e da questa situazione se ne genera una nuova sempre in regime transitorio.

5.     L’induttanza ed il condensatore sono calcolati sul punto di incrocio usando una resistenza come simulazione e non un’ altoparlante reale, che (tra le altre cose) rimanda indietro fuori fase ed con un certo ritardo, energia elettromagnetica sia agli altri altoparlanti dello stesso diffusore, che all’amplificatore. (vedi grafici a fondo documento)

1)    Il modello matematico di questo sistema è valido solo nel caso di onde sinusoidali stazionarie, non di fenomeni impulsivi propri invece del segnale musicale. Questo è il principale problema, dal momento che fin dalla partenza gli altoparlanti sono elettricamente gia' fuori fase uno con l’altro anche alla frequenza di incrocio.

inoltre

2)    Un tweeter è da 10 a 100 volte più veloce di un woofer; quindi non si riuscirà mai ad avere la riproduzione di entrambi in fase, neanche rendendo meccanicamente coincidenti i loro centri di emissione. E questo è un secondo problema di fase. In pratica il TW emette lo stesso suono del WF alla frequenza di incrocio, ma lo emette prima ed in modo non controllabile, perche' dipende dalla velocita' di risposta meccanica dello stesso. Ed il fatto che lo emetta prima non significa che ripristini la fase elettrica precedentemente scorrelata dal crossover. La cosa NON e' controllabile fisicamente, perche' non c'e' relazione tra le due cose o se c'e' e' minima e dipende dalla frequenza emessa.

Il risultato finale di un diffusore progettato con un buon woofer e con un tweeter ed il suo condensatore (altrimenti si rompe) è gia' migliore di qualsiasi diffusore dotato di un crossover completo. L’unica accortezza è scegliere un buon woofer e lavorarci sopra in modo da incrociarlo meccanicamente al tweeter molto in alto, come si diceva oltre i 5 KHz controllandone i break-up. Commercialmente costa di piu'.

Il problema peggiore nei diffusori è rappresentato dalla differente velocità dei driver. Non è importante quello che l’amplificatore fa o sarebbe capace di fare, importante invece è quello che arriva alle nostre orecchie in termini di risposta in fase totale di tutto il sistema, che è la risultante di:

1.   Fuori fase dovuto all'utilizzo di crossover che non forniscono fasi  elettriche corrette perche' presuppongono un funzionamento a regime stazionario e calcolati su carichi resistivi

2.   Fuori fase dovuto alla differenza di velocita' di risposta dei dispositivi (WF e TW utilizzati nel diffusore)

3.   Fuori fase dovuto alla somma delle energie prodotte dai driver (WF e TW che interferiscono tra loro (in maniera diversa, in tempi diversi) e verso l'amplificatore.

Questi tre punti sopra sono i termini che stabiliscono una "distorsione del suono" che viene introdotta, perche' i parametri fondamentali che formano il suono stesso si spostano "temporalmente" nel tempo , sia la fondamentale che le sue armoniche.

Possiamo chiamarla "distorsione temporale totale del sistema audio".

In questo caso abbiamo solo analizzato alcuni punti di introduzione di distorsione temporale di tipo elettrico, piu' avanti prenderemo in considerazione anche quella di tipo acustico (punto 2 piu' sopra) che sommandosi a quella elettrica, peggiorerà ancor di piu' il suono finale riprodotto, e che le nostre orecchie dovranno ascoltare.

La compressione sul tweeter (caricamento a tromba), riduce la velocità della bobina portandola più vicina ai valori propri di un woofer. Ovviamente anche sul woofer si possono operare delle scelte in base alla sua velocità di risposta. Coni in carta e sospensioni in foam di solito aiutano parecchio. Anche il diametro del woofer è molto importante, in termini di velocità: più è grande peggiore sarà la sua velocità di risposta; più è piccolo e piu' alta sarà la sua frequenza di risonanza, limitando la risposta verso il basso.

La scelta per esempio di un woofer da 21cm sulle Laura & Diana è la sola alla fine per me possibile per creare un diffusore “quasi” full-range con una buona estensione in basso ed una gamma complessiva molto estesa con una efficienza medio alta (circa 98 dB)

Considerando dei driver “custom” di ottima qualità:

3)     Un 16cm. non può scendere facilmente sotto i 60-55Hz, anche se fatto bene può arrivare oltre i 10-12kHz.

4)     Un  25cm. può anche scendere sotto i 35hz, ma la risposta in alto comincerà a calare intorno ai 3-4 o 5 KHz.

5)     Un 20- 21cm. molto ben fatto può arrivare agli 8-10 KHz e nello stesso tempo avere una frequenza di risonanza intorno ai  35-40 Hz a volte anche meno.

Ovviamente nel nostro caso è meglio avere 10 Hz di più in basso (la differenza tra un 16 ed un 21cm.) piuttosto che avere 2 o più KHz in alto e la ragione è molto semplice. Per 2 motivi:

A - Con una risonanza di soli 50 Hz, c’è bisogno di rinforzare la gamma bassa con un SUB o con un complicato caricamento a tromba. Incrociare la tromba degli alti (il tweeter) a 8 invece che a 10kHz, non cambia fondamentalmente la qualità del suono dal momento che siamo nella gamma delle armoniche più alte dello spettro sonoro.

B - L'efficienza di un 16 cm normalmente arriva solo fino a 93 dB circa.

Scegliere un 25cm. per ottenere un basso più esteso significa scontrarsi col problema più grosso in campo Hi-Fi. L’uso di un crossover o anche solo l’incrocio acustico tra i due driver, sarà udibile come “distorsione temporale” sul segnale musicale (emissioni fuori fase) come già spiegato nei precedenti tre punti perche' l'incrocio sara' troppo basso nell'intorno dei 3-4 KHz.

Inoltre un 20 cm fornisce anche a livello musicale una voce che non e' ne troppo "stretta" ne' troppo cupa. Questo dipende dalla quantita' di aria mossa e dai break up intrinseci che cambiano con il diametro del cono.

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Problematiche di interfacciamento ampli-diffusori

DOMANDA: la controreazione dell’amplificatore e il Crossover

Quanto appena detto sembra un’ottimo argomento a favore di un crossover elettronico e di amplificatori separati per ogni driver del diffusore. Integrare il finale di potenza nel diffusore aggiunge inoltre il beneficio di non aver più bisogno di costosi cavi. Questa è la grande area trascurata dall’Hi-Fi, forse a causa del fatto che diffusori e amplificatori sono prodotti in genere da ditte differenti. L’interfaccia ampli-diffusori e una delle aree più caotiche e prive di controllo dell’intera catena audio… con talmente tante variabili in gioco non c’è da sorprendersi se una piccola industria può prosperare producendo dei cavi attraenti.

Per quanto riguarda poi i malanni della controreazione… bè questo è davvero un campo minato. Basti dire che nessun tipo di controreazione sembra essere attraente come proposta, ma è anche vero che la controreazione ha ricevuto una pessima fama a causa di decenni di elettroniche malamente progettate.

RISPOSTA

1)  Qualsiasi amplificatore Hi-Fi non alimenta un carico resistivo. (Mi occupo di elettronica da quando avevo 16 anni ed il mio primo lavoro – per 4 anni – è stato progettare regolatori per motori in corrente continua fino a 100Hp e oltre. Qui la controreazione è INDISPENSABILE.)

2)     I motori elettrici in corrente continua non riproducono musica.

3)  Un woofer è un motore elettrico in corrente continua, non una semplice resistenza. Diventa a corrente alternata quando il cono si muove avanti e indietro. Oltre al classico modello di Resistenza, Induttanza e Capacità (R,L, C), dobbiamo aggiungere un generatore di tensione orientato verso l’amplificatore. Il woofer produce energia. Questo generatore (di energia) crea dei grossi problemi perché la potenza  ritornata all’amplificatore non è solo di polarità invertita (un primo caso di sfasamento) ma è anche ritornata in ritardo, cioe' solo quando il woofer inizia a muoversi. Il Woofer infatti ha una sua inerzia meccanica. Come del resto tutti i motori elettrici. Cosa succede quando si connette un ampli ad un altoparlante? Succede esattamente la stessa cosa di quando si connette un motore in CC ad un azionamento a tiristori o a transistor che sia o un Inverter ad un motore in alternata. Basta provare a progettare un azionamento in CC per un motore da 100 o 200 Hp e si capira’ subito cosa succede quando ci connettete il motore VERO invece delle classiche lampadine di prova o l'induttanza per vedere la stabilita' dell'azionamento. Quale e' la differenza? Semplice: il motore non suona, ma serve per fare girare qualcosa connesso poi al suo albero e se il segnale di pilotaggio oscilla, perche’ il carico e’ cambiato, poco importa, ci si mette una costante di tempo sulla rete di controreazione per smorzarne l'oscillazione ma... l'altoparlante invece? Questo purtroppo viene connesso all'ampli (che internamente non si tocca piu') per cercare di fargli riprodurre un messaggio musicale .. che pretese...anche l'ampli in questo caso inizia ad oscillare, l'unica differenza rispetto all'azionamento in CC o CA sono le costanti di tempo, che nel caso dell'ampli sono piu' brevi, molto piu' brevi, ma sempre esistono e modificano paurosamente il segnale musicale intervenendo sull'ingresso dell'ampli per mezzo del ramo di controreazione.  Come si fa a vedere? Dato che le oscillazioni sono veloci, piu’ che vederle si sentono. Tengo a precisare che quando ho parlato di back EMF "segnale di fase opposta ed inoltre  ritardato nel tempo generato da un Woofer" non intendo dire che e' ritardato nel tempo dal cavo di connnessione e nemmeno dalla rete di controreazione che e' praticamente trasparente e normalmente di banda "infinita" (un resistenza di solito tra uscita ed ingresso).

4)     Il woofer si muove molto, molto piu' lentamente rispetto al segnale fornito dall’amplificatore.

I punti 3 e 4 sono quelli che danno origine a tutti i problemi perche’, se la catena e’ completamente controreazionata (anche solo localmente non dimentichiamolo mai), il segnale di fase opposta ed inoltre  ritardato nel tempo generato da un Woofer (o altoparlante che sia: cioe' la classica "back EMF"),   arriva fino al DAC di un CD player o ai contatti di una testina magnetica di un giradischi, alterando in modo irreversibile il contenuto armonico e temporale del segnale emesso in quel momento dalla sorgente. E la back EMF ci torna attraverso gli stadi di amplificazione dall'uscita all'ingresso, passando attraverso i meravigliosi cavi da migliaia di euro che magari interconnettono tutto il sistema,  attraversando tutti gli stadi... non ci arriva solo attraverso l'eventuale effetto larsen acustico....l'effetto larsen non e' garantito, la distorsione temporale uscita-ingresso invece e' garantita anche dalle migliori marche di detersivi: cioe' garantita la limone.

5)     Non è corretto dire che la resistenza di uscita di un’ amplificatore è ZERO.

Questo solo in teoria. Anche se applichiamo un bel po’ di controreazione, la resistenza di uscita ha un valore reale, magari basso, ma c’è l‘ha e varia al variare dell’ampiezza del segnale di uscita. E per segnali impulsivi o transitori questa e' calcolabile istante per istante e NON e' uguale a quella che si calcola in regime sinusoidale da cui deriva il famoso fattore di smorzamento. Vedremo di tornare su questo problema per fugare ogni dubbio.

6)  La conclusione è che l’energia rimandata dal woofer indietro verso l’ampli non è vero che sia tutta cortocircuitata dalla sua bassa impedenza d’uscita. Tutt’altro. Se così fosse, significa che l'amplificatore potrebbe funzionare anche con le sue uscite messe in cortocircuito. Ma così non e', di solito la maggior parte degli ampli controreazionati a stato solido esplodono.

7)  Il circuito di controreazione dell’amplificatore cercherà di correggere la situazione inserendo all’ingresso dell’ampli il segnale di controreazione modificato.

Qui è dove si verifica il fattaccio. Qui è dove il suono subisce delle modificazioni che portano con se ogni tipo di distorsione.

8) Amplificatori privi di controreazione non hanno nessun problema del genere (o meglio, e' veramente irrisorio al confronto), mentre invece la controreazione è una delle cause peggiori di degrado della qualità del suono. Il segnale di ritorno all’amplificatore arriva parecchio tempo dopo essere stato generato e si somma all’ingresso completamente fuori fase e così via…Attenzione: NON arriva in ritardo perche' la rete di controreazione lo porta indietro in ritardo, ma perche' e' gia' in ritardo. Lo stesso dicasi per i cavi di connessione Diffusori-amplificatore, che riportano indietro il segnale ritardato a velocita' luminali.

8.1)       Un’amplificatore controreazionato è perfetto se pilota carichi che non gli rimandano indietro nulla. Di esso rimanne solo la componente di intermodulazione dinamica scoperta da OTALA.

Avete presente per esempio le misure di distorsione effettuate dalle riviste Hi-Fi, con un’induttanza o un condensatore sull’uscita dell’amplificatore? Il woofer è dieci volte peggio dal momento che si muove avanti e indietro: induttanze e condensatori stanno fermi.

9)   Da questo punto di vista, la prima cosa che ho da dire è che più un’amplificatore è lento nella risposta, meglio si interfaccia con un woofer.

9.1)       I due mondi (ampli & diffusore) sono completamente diversi. C’è sempre stato insegnato che un’amplificatore DEVE essere il più veloce possibile. Non è possibile far questo con i motori. Il regolatore (l’amplificatore, nel nostro caso) DEVE avere la stessa inerzia del motore (il woofer). Se è così tutto funziona per il meglio, inteso come qualità audio.

9.2)        Relativamente alla velocita’ dell’ampli, questo pensiero si e’ creato nel corso del tempo a seguito del fatto che si e’ sempre pensato che l’ampli dovesse controllare al meglio lo smorzamento dell’AP. Questo e’ un grosso errore, perche’ ci si e’ dimenticati della FCE (forza controelettromotrice che questo genera)  e l’AP non si fa controllare tanto facilmente e continua a generare. L’ampli controreazionato e’ solo succube della situazione. 

10)      Il fattore di smorzamento sale, applicando controreazione all’amplificatore, ma non è così importante come comunemente si crede. Dirò cosa penso più tardi.

DOMANDA: L’interfaccia ampli-diffusori e una delle aree più caotiche e prive di controllo dell’intera catena audio… con talmente tante variabili in gioco non c’è da sorprendersi se una piccola industria può prosperare producendo dei cavi attraenti. Vedere a questo proposito il progetto del CAVO EPIGENETICO

RISPOSTA: (queste conclusioni sono tratte da parecchi esperimenti differenti e anche dai suggerimenti ricevuti da altri ingegneri). Ho provato solo ad immaginare un “qualcosa” (i cavi, nel nostro caso) NON INTESO COME UNA CONNESSIONE vera, ma a qualcosa di diverso. Da lì mi si sono schiarite meglio le idee. Il cavo è un mezzo che DEVE fare 2 cose e non una sola come comunemente si crede.

11)   CONNETTERE due mondi completamente differenti

12)    SEPARARE due mondi completamente differenti

Non è una stupidaggine.

13)      Maggiore è la resistenza del cavo, meno problemi avrà l’amplificatore.

      BENE. Qui si riduce la distorsione.

14)      Maggiore è la resistenza del cavo, più elevata sarà la perdita di potenza.

            MALE se è eccessiva. Qui non si introduce distorsione.

15)       Maggiore è la resistenza del cavo, più di solito sale l’induttanza serie, e questo porta ad una attenuazione alle alte frequenze. MALE se è eccessiva. Qui non si introduce distorsione se l’attenuazione e’ a frequenze fuori dello spettro audio (oltre almeno 20 Khz)

16)      Maggiore è la resistenza del cavo, minore sarà la capacità dell’amplificatore di obbligare il woofer a seguire il segnale in uscita dall’ampli (smorzamento). Questo è sia MALE che BENE.

17)      Minore è la resistenza del cavo, peggiore sarà il suono dal momento che si creeranno dei problemi all’amplificatore. MOLTO, MOLTO MALE. Qui si introduce distorsione con gli ampli controreazionati. Questi problemi sono evitati senza controreazione.

Questo può essere un’inizio, ridurre i problemi che generano distorsione.

Dal PUNTO 16: lo smorzamento può essere incrementato in parecchi altri modi senza ricorrere alla controreazione.

Valvole:

16.1        Trasformatori di uscita sovradimensionati

16.2        Tipi di valvole.

16.3        Scelta della corrente anodica.

16.4        Altri fattori.

Sugli amplificatori a valvole, il trasformatore d’uscita è “una mano santa”, perché aiuta a separare i due mondi. Un buon trasformatore ha un’impedenza serie dai 0,4 ai 0,6 ohm in un’amplificatore valvolare senza controreazione. Questo è già più che sufficiente per assicurare uno smorzamento soddisfacente.

Lo smorzamento sul woofer può essere aumentato usando dei grossi magneti. Questo ci da due punti positivi e uno negativo:

BENE

Aumenta l’efficienza

Aumenta lo smorzamento

MALE

E’ più facile che sopraggiungano fenomeni di break-up ed è più difficile avere una risposta in frequenza lineare. Anche la scelta del caricamento (a tromba, bass-reflex, ecc. cambia il tipo di smorzamento).

AMPLIFICATORE

La distorsione armonica introdotta da un BUON ampli non controreazionato può raggiungere valori molto bassi (0,1%) se vengono impiegati amplificatori da 15 Watt per canale ma usati intorno a 1-2 Watt. Amplificatori come il BLU EYES fornisce fino a 50 watt per canale in CLASSE A alla massima potenza, ma esistono anche i MONOBLOCK che forniscono fino a 150 watt senza l'utilizzo di controreazione.

Qui però c’è bisogno di alta efficienza. Ricordate che l’alta efficienza NON è uguale al caricamento a TROMBA, ma:

ALTA EFFICIENZA = ALTA EFFICIENZA

Non vado oltre, dal momento che è ora comprensibile che l’approccio comporre un sistema stereo diventa a tutti gli effetti una completa filosofia nello scegliere anzitutto il tipo corretto d’approccio, poi la scelta del diffusore, quindi quella dell’ampli e poi quella dei cavi, senza considerare ancora per nulla quello che è presente sul mercato. 

Il cavo, alla fine, deve rappresentare il giusto compromesso sia per l’amplificatore che per il diffusore, e deve essere ottimizzato considerando la totalità dei parametri tecnici di entrambi.

Da tutto ciò è facilmente comprensibile la ragione dell’esistenza di così tanti tipi diversi di cavi (quanti, forse nessuno lo sa), ma se vi fate un semplice calcolo delle possibili combinazioni di amplificatori+cavi+diffusori che ci sono in giro, diventerete matti a provarli tutti. Ma la cosa peggiore è che nessuno è in grado di consigliarvi. Chi lo fa ignora i problemi connessi, o forse conosce perfettamente le necessità del vostro ampli e dei vostri diffusori.

Quello che penso io:

1)        Più è lento l’amplificatore meglio suonerà tutto quanto.

2)        Più è alta efficienza del diffusore, meno potenza sarà necessaria e meno distorsione verrà introdotta.

3)        Più è alta l’efficienza minore sarà la distorsione del woofer (il cono si muove meno), la distorsione decresce con andamento quadratico.

Le semplici regole che abbiamo elencato, dopo tutti i test fatti ed i suggerimenti di esperti del settore, sono diventati per me una specie di vademecum. Molte volte non capisco i perché di qualcosa, ma ciò non significa che sia meno vero o reale. Ringrazio tutti quelli che continuano ad aiutarmi a capire quello che non so in quello che cerco.

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BI-WIRING

Il bi-wiring è necessario per ridurre il livello di energia che il woofer rimanda verso il tweeter (questa energia genera parecchia compressione nel suono, di solito molto alta se è impiegata una connessione singola). In questo caso i cavi vanno scelti con molta cura.

Se è impiegato il bi-wiring, l’energia del woofer è ridotta dal momento che prima di arrivare al tweeter deve prima tornare indietro all’uscita all’amplificatore (che è QUASI un cortocircuito, ma non lo e’ completamente purtroppo) e poi andare al tweeter. Questo andare avanti e indietro (ATTRAVERSO I CAVI) sommato all’impedenza d’uscita molto bassa dell’amplificatore, che quasi cortocircuita questa energia, ne riduce il valore e di conseguenza la compressione sul suono (non tutta, ma una buona parte si). Ma questo dipende anche da parecchi altri fattori.

BI-AMPING

Il passaggio alla bi-amplificazione è qualcosa di nemmeno lontanamente immaginabile. La differenza è incredibile. Allora si può (in caso di diffusori con o senza crossover):

                                   filtro passivo (o niente del tutto) ---- amplificatore --- woofer

Preamplificatore ----

Filtro passivo --- Amplificatore --- tweeter (la potenza richiesta di questo amplificatore è 1/10 di quella richiesta per il woofer), ma si arriva a volte anche meta' potenza necessaria.

In questo modo si può eliminare il crossover dai diffusori (se c’era) e connettere i driver direttamente. Le scelte riguardanti l’incrocio seguono fedelmente i concetti sopra esposti.

Il filtro in ingresso all’amplificatore DEVE essere progettato su misura, perché è funzione dell’impedenza di ingresso dell’ampli e di altri fattori. La bi-amplificazione è il massimo ma non e’ semplica da attuare. Attuarla utilizzando due ampli uguali e senza togliere il crossover sul diffusore ha poco senso e costa troppo.  

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CAVI 

1)                 Fig.1 – Connessione normale

Diamo un’occhiata ad un segnale di segno positivo (lo stesso avviene per onde di segno opposto) in partenza dall’amplificatore verso l’altoparlante:

Il flusso della corrente (IL) genera un campo elettrico con associato campo elettromagnetico (vettore: HIL). Anche se apparentemente sembra che sia la stessa corrente a circolare in entrambi i cavi, così non è perché:

1.1      C’è una caduta di tensione tra il + dell’amplificatore ed il + dell’altoparlante a causa della resistenza del cavo.

1.2      Il cavo ha anche un’induttanza serie che porta ad un ritardo del segnale. Questo ritardo è variabile in ogni punto del cavo rispetto al punto corrispondente sull’altro cavo.

1.3      Esiste una capacità tra i due cavi, distribuita per tutta la loro lunghezza.

Il vettore H sul cavo positivo (H IL+) non è esattamente l’opposto del corrispondente vettore H sul cavo negativo (H IL-). I due campi elettromagnetici interferiscono l’uno con l’altro dal momento che tra loro esiste una differenza che si deve cercar poi di eliminare.

La differenza tra i due campi elettromagnetici è qualcosa che noi non vogliamo. Questa differenza interferisce con la corrente del segnale sull’altro cavo.

Questa è solo una semplice spiegazione.

2)        Fig.2   Cavo schermato connesso da ambo le parti

La differenza in questo caso, rispetto alla Fig.1, è rappresentata da una seconda corrente che scorre tra lo schermo e il CAVO DEL NEGATIVO stesso, dovuta alle differenze tra loro in termini di resistenza, capacità ed induttanza.

Lo schermo in questo caso è efficace solo nel caso di correnti esterne (campi elettromagnetici generati da altri cavi vicini). In questo esempio le cose peggiorano rispetto a quanto visto in Fig.1. La corrente che scorre nello schermo DEVE essere evitata. Lo schermo stesso diventa un generatore elettromagnetico nei confronti degli altri cavi, inoltre, nel caso di cavi di segnale si avrà RONZIO.

le connessioni dovrebbero essere come indicato nella Fig.3

3)        Fig.3 – Cavo schermato connesso solo da un lato

In questo caso non ci saranno i problemi mostrati nella Fig.2 e lo schermo servirà solo ad evitare la interferenze derivanti da altri conduttori (campi elettromagnetici di cavi vicini).

Per aver un buon CAVO in linea teorica dovremmo ridurre l’induttanza serie e la capacità parallela, lasciando la giusta resistenza in serie che dipende dall’impedenza dell’altoparlante, dallo smorzamento del woofer e dal tipo di stadio d’uscita dell’amplificatore.

I cavi tra amplificatore e diffusori non rappresentano una scelta casuale, DEVONO essere progettati e realizzati in dipendenza di numerosi fattori:

 1)        Tipo di amplificatore

- controreazionato o meno

- a valvole o allo stato solido

- con uscita a trasformatori e non

2)        Tipo di diffusore

                        - cassa bass-reflex, chiusa o con caricamento a tromba posteriore

                        - caricamento frontale a tromba o a radiazione diretta

                        - numero di altoparlanti coinvolti nel sistema

                        - mono o biwiring

                        - multiamplificazione o amplificazione singola

Chi vi vende dei cavi senza chiedervi nulla di tutto questo e quindi senza sapere nulla di come affrontare questo problema, direi che cerca solo di vendervi qualcosa. Non dico che non ci sarà una differenza udibile, ma certamente non saprete se questo è davvero il “miglior suono” che possa uscire da quel particolare sistema. Ora, se andate là fuori e comprate semplicemente il cavo più costoso che c’è sul mercato e lo connettete al vostro sistema senza aver prima considerato nessuno dei punti precedenti… bè state solo gettando soldi fuori dalla finestra. Tutti normalmente fanno questo, e ognuno è libero di fare quello che creda sia meglio con i propri soldi, ma forse sarebbe meglio investirli in qualcosa di piu’ proficuo.

Dovete comunque sempre considerare il fatto che sebbene possiate trovare una quantità di cavi “esoterici” sul mercato (che costano quanto una mezza Ferrari al metro) nessuno vi da’  garanzia alcuna che essi possano essere adatti al vostro sistema. Inoltre va considerata anche l'impedenza su cui essi lavorano. A questo proposito leggere cio' che di seguito viene riportato che fara' capire come sia il tipo di interconnessione di cavi di segnali che delle eventuali terre di protezione possano influire sul risultato finale del suono riprodotto:

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AMPLIFICATORI IN CORRENTE

Domanda: Forse il problema può essere risolto usando un’amplificatore in corrente invece che un’amplificatore in tensione.

Risposta: La mia opinione è che non è una questione di pilotaggio in corrente o in tensione. E’ come parlare di crossover con componenti in parallelo invece che in serie. Il problema grosso è insito nella natura completamente differente dei due apparati: il diffusore e l’amplificatore.

Il cavo (tra ampli e diffusori) si comporta come una giuria che cerca di mettere pace tra due persone che litigano continuamente e che hanno idee opposte sulla soluzione della lite. La soluzione migliore non si trova né da una parte né dall’altra, dal momento che ognuna porta con se sia vantaggi che svantaggi.

La soluzione migliore è anzitutto scegliere il diffusore che piace di più, sia in termini di efficienza che di qualità sonora, e poi abbinargli un’amplificatore che può dare il meglio di se proprio con questo diffusore (questo è il lavoro più difficile).  

[La selezione NON DEVE ESSERE determinata dalla regola: “questo è il miglior ampli mai fatto” pubblicizzato qui o la’, ricordiamoci che nelle recensioni vengono provati i “pezzi hi-fi” con criteri che non sono dettati da scelte di comporre un sistema audio che suoni bene, ma dal fatto di “provare che succede” inserendo un apparato nella propria catena di amplificazione adottata come “riferimento”. Cioe’ il riferimento” non e’ il suono dal vivo].

Infine una messa a punto molto fine può essere fatta con il cavo giusto che NON E’ equivalente ad un BUON CORTO CIRCUITO. Normalmente migliore è l’interfaccia (elettrica) e peggiore è il suono che ne risulta specialmente se l’ampli utilizzato e’ controreazionato.

Infine, non c’è modo di controllare la corrente in un diffusore (questo è quello che un’amplificatore in corrente tenta di fare) senza l’uso della controreazione.

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CAVI DI ALIMENTAZIONE e FILTRI DI RETE

Non sempre cambiare un cavo di alimentazione fa differenza. Dipende dal sistema e dal progetto dell’alimentatore del sistema stesso. Qualche volta le differenze semplicemente non ci sono o addirittura il suono peggiora. Non sto dicendo che cambiando questo cavo non serva a nulla, quanto piuttosto porti ad una delle seguenti situazioni:

1)     Migliore qualità del suono

2)     Stessa qualità del suono

3)     Peggiore qualità del suono

Accade esattamente lo stesso che accade quando si cambiano i cavi tra ampli e diffusori. Se si usa un’ottimo conduttore (un cavo di resistenza zero), su certi sistemi si vanno solo a cercar guai (il suono peggiora parecchio a causa della controreazione, l’amplificatore si trova ad avere dei problemi) e non si ottiene di certo una qualità migliore. Nel caso in cui il cavo inserisca in qualche modo un’alterazione in serie all’alimentatore, questo fa sì di diminuire lo smorzamento del sistema. Così facendo un sistema controreazionato lascia “piu’ libero” l’altoparlante di esprimersi e quindi, suonare in modo piu’ dinamico. Ma non si risolve il problema cambiando un cavo (sarebbe come mettere una pezza), ma cambiando l’ampli e passando ad uno senza controreazione. Lo stesso dicasi per FILTRI DI RETE che sembra migliorino il suono. Se avviene, questo succede sia che ci siano disturbi di rete o che non ci siano, perche' modificano sostanzialmente le resistenza serie e l'induttanza serie dell'alimentatore interno all'apparato a cui sono connessi. Il risultato e' quello di alterare lo smorzamento del sistema. In un buon ampli S.E a tubi senza controreazione con un alimentatore ben progettato normalmente il risultato e' quello di peggiorare il suono.

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PROBLEMI DI ONDE STAZIONARIE

DOMANDA: Possono cambiare le onde stazionarie cambiando tipo di amplificatore?

RISPOSTA: Le onde stazionarie sono dappertutto in qualsiasi locale, dipende dal fatto che l’aria non può uscire dalla stanza quando, viene messa in movimento dal diffusore.

Nel caso specifico non è solo una questione di onde stazionarie dal momento che cambiando amplificatore è cambiata la risposta del sistema mentre la stanza è rimasta la stessa. In ogni caso non è possibile rimuovere totalmente le onde stazionarie per mezzo di un’equalizzatore, né usando del materiale assorbente sui muri e nemmeno usando delle Trappole Acustiche. Questi ultimi cominciano a funzionare a partire almeno dai 300Hz. C’è solo un modo, completamente diverso, per eliminare le onde stazionarie sotto i 200Hz e consiste nel cambiare forma alle pareti della stanza, ognuna in maniera differente: normalmente impossibile per qualsiasi audiofilo dati i problemi inerenti ai mobili ecc.

Come avere un’idea di come cambiare pareti

Qui sono applicate tutte le tecniche per rimuovere abbastanza efficacemente le onde stazionarie nell’ambiente alla posizione d’ascolto. Nella parete di fondo, ad esempio, è stato costruito un muro di lana di vetro di forma variabile con uno spessore di 90cm. per eliminare completamente le riflessioni dovute alle basse frequenze. Da questo punto in poi si interviene progressivamente per cancellare le onde stazionarie dalle altre pareti e dal soffitto. C’è anche la possibilità di calcolare a tavolino la presenza di onde stazionarie. Personalmente ho scritto un programma per PC in grado di calcolare tutte onde stazionarie e la loro distribuzione sotto i 200Hz. date le dimensioni del locale, ma si trovano anche in commercio e su internet.

Penso che il problema debba essere risolto alle radici cercando le differenze rispetto alla situazione precedente (prima di cambiare amplificatore):

1)        Il nuovo amplificatore potrebbe avere un fattore di smorzamento minore e forse anche una minore controreazione (questi due parametri sono normalmente correlati tra loro). Questo significa che se i cavi sono rimasti gli stessi, la capacità dell’amplificatore di cortocircuitare la forza elettromotrice ricevuta indietro dal woofer è diminuita, ed è quindi aumentata la risposta in bassa frequenza. Non si può dire con certezza se la risposta sui bassi è migliorata o peggiorata. Normalmente, se il diffusore, l’amplificatore ed i cavi sono scelti opportunamente, la risposta in basso è decisamente migliore, ma anche sul medio, se questo l diffusore e’ un due vie.

2)        A causa di quanto appena detto, forse il mobile del diffusore avrebbe bisogno di essere disaccoppiato meglio grazie a qualche sistema o materiale anti-risonante.

3)        Potrebbe essere necessario spostare i diffusori. Normalmente questa è la prima cosa da fare. Se possibile, mantenere il diffusore lontano dalla parete di fondo e dalle laterali, questo riduce di parecchio l’emissione in bassa frequenza ed aumenta la scena sonora in profondita’ e larghezza.

Ricordate che il caricamento del woofer è dovuto alle riflessioni della parete di fondo, quelle laterali ed il pavimento. Ma le stesse operano pure delle cancellazioni a frequenze determinate dalle distanze. Il rinforzo è differente per ogni parete e dipende dalla distanza tra questa ed il diffusore. Il caso peggiore si ha quando una particolare frequenza arriva al punto d’ascolto rinforzata da tutte le pareti e dal soffitto.

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RODAGGIO

C’è una spiegazione scientifica per l’accertato cambio del suono dopo un periodo di rodaggio di amplificatori, cavi ed altoparlanti. Un’ amplificatore, o qualsiasi altro componente di elettronica audio, può senza difficoltà suonare differente dopo un rodaggio a causa dei vari e misurabili parametri dei condensatori elettrolitici che cambiano assieme alla “formazione” del’elettrolita e così di tutti i materiali che vengono percorsi dalla corrente elettrica. Per gli altoparlanti la cosa piu’ normale e’ che le sospensioni si lascino andare e cambi sia la risposta in alto che in basso.

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PREAMPLIFICATORI PHONO

Quelli senza controreazione e con RIAA passiva suonano di un’ordine di grandezza meglio rispetto agli altri. I migliori preamplificatori da me sperimentati sono risultati quelli a soli TRASFORMATORI

vedi PREFONO VERO

tutto il resto distorce il segnale qualsiasi sia la natura del preamplificatore, se questo utilizza componenti attivi per amplificare in tensione il segnale di ingresso. In pratica tutti i prefono  e i preamplificatori e gli amplificatori in commercio suonano molto ma molto male.

Quando sentite parlare di "suono valvolare", si parla in pratica di colorazione del suono dovuto ad introduzione di distorsione in funzione della tipologia circuitale utilizzata. Anche i circuiti valvolari ne sono affetti - il fatto che piaccia un po' di piu' non significa nulla – piace di piu’ rispetto ad una situazione peggiore precedentemente ascoltata e normalmente in questi casi esiste la controreazione. Diffidate inoltre dei circuiti ibridi, normalmente sono specchietti per le allodole. Un circuito quando e' in funzione non deve esistere. Se riuscite a sentire un "tipo di suono" significa che c'e' qualcosa che non va da qualche parte nel vostro sistema audio.

Al fine di poter utilizzare anche testine Moving Coil a basso livello di uscita, il preamplificatore deve essere internamente provvisto di trasformatori di STEP-UP selezionabili a scelta sull'ingresso dello stadio PHONO, e non di un ulteriore stadio di preamplificazione. I trasformatori adattano  l'impedenza delle testine Moving Coil a basso livello di uscita, trasferendone il segnale senza perdite e ulteriore introduzione di rumore. L'alimentatore esterno incrementa l'immunita' al rumore di rete.

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EFFETTO DELLA CONTROREAZIONE SULLA QUALITA’ DEL SUONO

I migliori amplificatori al mondo sono quelli che amplificano il segnale in tensione solo per mezzo di trasformatori su tutta la catena di amplificazione. Viene di seguito riportata la modalita' invece dell'utilizzo  OBSOLETO di circuiti ATTIVI che amplificano la tensione come si e' fatto dal 1930 speigandone gli effetti. Cio' non singifica che un amplificatore SENZA utilizzo di controreazione possa riprodurre meglio un segnale di un AMPLIFICATORE VERO.

AMPLIFICATORE SENZA CONTROREZIONE

Qui di seguito sono riportati i grafici del segnale di uscita trattato da un amplificatore senza controreazione connesso ad un altoparlante. 

Prendiamo in considerazione i grafici sotto riportati per vedere cosa avviene nel dominio del tempo quando l’ampli manda un segnale sui cavi verso l’AP. Il segnale GA non e’ per forza una mezza sinusoide, ma puo' essere benissimo una piccolissima porzione di questa, cioe' un qualsiasi segnale o parte di questo preso in considerazione come “impulso”. Es: la parte di un segnale di attacco di una nota di pianoforte.

Nota: i disegni sono esagerati di proposito per una migliore comprensione dell’effetto. Entrambi I segnali Sr ed Sr1 potrebbero essere migliori in funzione della capacita’ dell’amplificatore.

AMPLIFICATORE CON CONTROREAZIONE

Qui di seguito sono invece riportati i grafici del segnale di uscita trattato da un amplificatore CON controreazione connesso ad un altoparlante.

Questo e’ cio’ che succede nel dominio del tempo. Il risultato finale e’ visibile nell’ultima forma d’onda in basso: segnale Ga1. La cosa si sussegue ad ogni nuovo impulso modificando la situazione in modo continuo. La distorsione introdotta nel tempo e’ dovuta alla connessione dell’AP invece che di un carico fittizio all’uscita dell’ampli.

Prendiamo per esempio il segnale musicale indicato nel grafico e consideriamo una porzione piccolissima dell'andamento di questo, analizzando l'effetto delle controreazione. Consideriamo quindi la porzione "Ga" mostrata anche nel cerchietto in modo piu' amplificato

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Controreazione  e Distorsione temporale: che cosa e'?

Molti di voi hanno provato nel corso del tempo amplificatori senza controreazione totale riscontrando molta piu' espressione, vivacita', dinamica e ritmo rispetto a qualsiasi altro amplificatore o preamplificatore  controreazionato. Lo stesso dicasi per diffusori senza crossover anche se questi normalmente  introducono colorazioni sul suono. Questo problema e' abbastanza recente ed e' uscito negli ultimi anni. Sembra che la scienza ancora non sappia la ragione e lo stesso vale per le misure effettuate che sembrano dire esattamente il contrario.

Un giorno ho voluto fare un esperimento alla presenza di amici audiofili, facendo ascoltare loro una vecchia radio a transistor che aveva al suo interno un altoparlante da 10 cm in carta. La radio era tedesca ed  approssimativamente degli anni 60. Tutto ad un tratto, inserisco sulla presa altoparlante esterno un diffusore acustico a due vie con woofer da 10 cm e tw con crossover in banda audio nell'intorno dei 2,5 KHz.

Lo sguardo terrificante si aggirava tra le persone presenti. Si chiedevano cosa fosse successo. La naturalezza era sparita e faceva posto solamente un suono di alti e di bassi con frequenze medie confuse e fastidiose. Cosa era successo effettivamente? Non rispondiamo alla domanda. Lasciamo ad ognuno scoprire nel prossimo futuro quanti riferimenti errati stiamo seguendo dimenticando le basi su cui si fonda la corretta riproduzione del suono.

Le misure sembrano dire che gli amplificatori utilizzanti la controreazione hanno  minore distorsione. Ma di quale distorsione stiamo parlando?

per capirlo dobbiamo avere almeno la pazienza di leggere qui di seguito:

LA CONTROREAZIONE e i DANNI PROVOCATI AL MESSAGGIO MUSICALE

Sembra incredibile che fine anni 30 sia stata introdotta quella che sembrava essere le panacea per tutti i problemi relativi alla progettazione degli amplificatori. Veniva introdotta la controreazione negativa. Alle soglie del nuovo millennio ancora la scienza non vuole ammettere che per la riproduzione AUDIO questa sia il peggiore dei mali della riproduzione. E' fatto a bella posta, o semplicemente i dotti ingegneri delle associazioni come AES ed altre non lo capiscono? E' vero che  nessuno ci vuole credere? Ci stanno prendendo tutti per i fondelli o e' fatto tutto a regola d'arte? Il mercato e' sostenuto da apparecchi con controreazione... togli la controreazione e non c'e' piu' mercato...negli USA il recensore/giornalista CONSTANTINE SOO ha dovuto andarsene dalla rivista ONLINE per cui lavorava solo perche' nella recensione delle LAURA STUDIO asseriva che dovevano essere pilotate SOLO da amplificatori SENZA controreazione (come stabilito dal costruttore Royal Device). I suoi  superiori lo hanno "invitato" a togliere la frase o ad andarsene..... dopo "infinite" discussioni ha dovuto andarsene...

meditiamo gente meditiamo... !!

PRIMA PARTE

La controreazione negativa altro non e' che un segnale prelevato dall'uscita di un amplificatore (o stadio amplificatore) e riportato in contro-fase verso l'ingresso dello stesso.

Si chiama NEGATIVA perche' tende a DIMINUIRE l'ampiezza o l'intervento del segnale di ingresso. Si comprende se esiste una CONTROREAZIONE NEGATIVA se il segnale in ingresso viene diminuito dall'intervento del segnale di uscita. Un'altra metodologia per comprendere se un circuito ha una controreazione negativa applicata e' quello di verificare l'amplificazione del circuito preso in esame (es: un circuito differenziale) comparandola con l'amplificazione NATURALE dei dispositivi presi in esame (es: i 2 transistor di un circuito differenziale) se funzionassero da soli con lo stesso carico.

Per rendere l'idea, se il circuito differenziale preso come esempio ha una amplificazione in tensione di 20, ed i 2 transistor utilizzati da soli senza la resistenza di emettitore amplificherebbero chesso' 50 (in condizioni di stesso carico),  il circuito preso in esame puo' tranquillamente essere considerarlo CONTROREAZIONATO NEGATIVAMENTE, perche' invece di 50 amplifica solo 20.  In pratica lo stadio amplifica in una "SORTA di COSTRIZIONE".

Questo dico perche' anche certe applicazioni di generatori di corrente (non ideali) e certi carichi attivi (non ideali), quando applicati ad uno stadio amplificatore, provocano alla fine una  DIMINUZIONE del segnale di ingresso o come piu' sopra una "costrizione del regime di amplificazione" naturale dello stadio rispetto allo stesso se avesse invece un carico passivo (o induttivo).  Questo in altri termini provoca una diminuzione del guadagno naturale. In campo audio questo normalmente si traduce in una  compressione finale del suono, deleteria per la dinamica e per la QUALITA' intrinseca: modifica del segnale musicale.

Questa metodologia (la controreazione negativa) assicura diversi risultati in linea teorica positivi, alcuni di questi sono:

- una diminuzione del guadagno totale dello stadio (infatti diminuisce il segnale di ingresso)

- una riduzione del rumore di fondo

- un aumento della banda passante

- una riduzione della distorsione armonica introdotta dalla NON linearita' dello stadio amplificatore.

queste le principali caratteristiche ottenute dall'applicazione del N.F.B. (Negative FEED BACK= reazione negativa o retroazione negativa), ma ce ne sono altre non meno importanti, come quella di poter progettare un amplificatore senza dipendere dalle caratteristiche intrinseche dei dispositivi utilizzati, in pratica se un transistor amplifichi 100, 150 o 200, non e' piu' così importante.. basta rimanere sotto l'amplificazione minima e tutto e' a posto. Tutti gli ampli che assembleremo con quel dato circuito e quel dato transistor amplificheranno quel tanto stabilito dal circuito di controreazione. I problemi costruttivi sono risolti ed i costi si abbassano di decine di volte solo per quanto riguarda i componenti dell'ampli e le tarature che non  servono piu'.

Sembrano tutte cose eccezionalmente importanti e risolutive, al punto che l'introduzione di questa fa in modo che le misure poi effettuate a banco su un amplificatore con NFB, danno come risultato delle prestazioni eccezionali.

Non voglio stare a tediarvi con dimostrazioni matematiche su quanto amplifichi un circuito e cerchero' di non dilungarmi troppo, partendo dal risultato FINALE di cio' che la controreazione fa sul SUONO. Chi invece vorra' entrare sempre piu' nel merito, andra' avanti a leggersi la trattazione fino alla fine che prevedera' pure l'esame dei circuiti controreazionati anche in modo locale.

Il problema della distruzione del messaggio musicale originale  per mezzo dell'applicazione della controreazione si verifica NON quando si connette un carico in uscita, come una RESISTENZA,  un CONDENSATORE  o UN 'INDUTTORE (#),  ma quando si connette un ALTOPARLANTE o piu' altoparlanti (ancora peggio).

Semplicemente perche' un carico fisso come R, C o L, su un banco prova con una sinusoide, non crea nessun problema all'amplificatore, dato che dopo alcuni cicli della sinusoide applicata, il circuito controreazionato si stabilizza in un punto di lavoro e non lo schioda piu' nessuno. La distorsione misurata normalmente e' dell'ordine dello 0,0000 ... all'infinito %. Serve per vendere bene il proprio prodotto, ma non per il suono.

Con l'applicazione dell'onda quadra, si vedono cose varie, ma nessuno finora ha stabilito cosa bisogna guardare e perche', o meglio, nessuno ha stabilito come costruire un ampli che funziona bene a livello di suono,  o meglio, qualcuno ha tentato, ma invano, guardando le sovraoscillazioni di un'onda quadra. Il fatto che un'onda quadra esca perfetta non significa affatto che l'ampli alla fine SUONI BENE, questo puo' forse valere nel dominio  analogico ma non nell'ambito digitale.

Personalmente penso che le sovraoscillazioni non siano così importanti (verifichiamone la

 frequenza e capiremo il perche' (#)), ma la prova la si ha ascoltando un ampli con NFB e  non misurando con metodi ormai obsoleti che non danno risposta alcuna a nessuno.

Con l'applicazione di un'onda quadra piu' sinusoidale, le cose si complicano ancora di piu'. Nel senso che non sto neppure a parlarne perche' si fanno misure solo su carichi che non hanno nulla a che vedere con un Altoparlante. Lascio la trattazione inutile e fatta su modelli semplificati a chi ha voglia di perdere tempo. Il mio normalmente lo dedico a qualcosa di piu' sano.

Inoltre nessuno parla della cosa piu' importante.

Che succede se si connette un diffusore e ci si manda della musica invece che  segnali STABILI di prova verso un carico fittizio.

Bene, qui parleremo SOLO DI QUESTO. Della trattazione invece di distorsioni che si misurano senza l'altoparlante connesso e che non si sa se e quanto danno fastidio ne trovate trattazione in tutte le riviste di alta fedelta' di tutto il mondo.

Io vorrei parlarvi di cio' che solo qualcuno ha tentato di accennare.

Prendiamo quindi in esame un sistema controreazionato formato da un preamplificatore e da un amplificatore di potenza interconnessi tra loro con i bellissimi cavi di segnale e potenza che abbiamo faticosamente acquistato dove ci connettiamo finalmente questi BENEDETTI diffusori e ci mettiamo un bel disco da ascoltare e vediamo un po' che succede.

In FIG. 1 troviamo i due nostri apparati interconnessi con una puntina di giradischi come sorgente e prendiamo in considerazione per ora SOLO i nostri bellissimi CONTROREAZIONATI appena portati a casa e pieni di lucette e fantastiche valvole e transistor con tanti contenitori luccicanti e satinati o a specchio da qualche decina di migliaia di euro tanto ben pubblicizzati per sostenerne il "mercato" (!)

Ho indicato con R1 ed R2 il ramo di controreazione di ogni apparato. Poi vedremo a che servono. Per ora dimenticateli. Il segno PIU' sull'ingresso significa che il segnale in uscita e' in fase con il segnale di ingresso, il segno MENO significa che il segnale in uscita e' in CONTROFASE (in opposizione di fase- sfasato di 180° elettrici) con l'INGRESSO.

Il preamplificatore lo consideriamo integrato, cioe' che ha il pre-fono al suo interno, anche se non e' indicata la rete RIAA che puo' essere passiva o messa sul ramo di controreazione (O Signore non sia mai!!!no).

Lo schema e' semplificato, ma in pratica e' quello che esiste nella realta' nel 99 % dei casi, siano essi con operazionali (diversi in cascata), sia a transistor (sempre diversi in cascata). Alla fine un preamplificatore puo' essere schematizzato come in figura e lo stesso vale per l'ampli di potenza.

Teniamo presente che nulla vale dividere i rami di controreazione o suddividerli in diversi stadi.

Se il circuito sopra lo moltiplicate in cascata per due o tre volte non cambia nulla. Il problema sussiste sempre nello stesso modo. Lo stesso vale se la controreazione sui vari stadi e' applicata in modo locale invece che totale e piu' avanti ne vedremo l'effetto, e ci accorgeremo che appunto fa lo stesso danno.

Possiamo anche stabilire a priori quanto i due stadi amplificheranno per ottenere la potenza in uscita.

Questo (amplificare 28.000) lo fa con la controreazione applicata, altrimenti i 2 stadi guadagnerebbero molto ma molto di piu' (chesso' 700.000 o 1.500.000 di volte, non e' un scherzo)

Ora vediamo che succede appena la puntina del giradischi tocca la superficie del disco e ne produce un segnale musicale.

Ecco qui un grafico, produce un segnale variabile e complesso, di cui ne prenderemo in considerazione poi una piccolissima parte segnata con il cerchietto con la sigla Ga per vedere come lo "concia" la nostra bellissima controreazione.

                                                                                                                                          FIGURA 1

• Questo segnale e' applicato all'ingresso pre e finisce in un battibaleno (diciamo tempo ZERO, anche se non e ' vero..) all'uscita dell'ampli producendo una cosa che mai fino ad ora (con le misure a banco) era stata considerata e cioe': L'altoparlante si muove, mentre i carichi fittizzi usati per le misure, stavano fermi...

• ma, il nostro altoparlante ha un bel da fare a stare dietro a questo segnale che continua a variare, non riesce a trovarne un punto su cui stabilizzarsi...lui vorrebbe tanto ma..

• inoltre nel momento in cui ha iniziato a muoversi ha generato un segnale che torna verso l'amplificatore. Questo segnale PURTROPPO NON E' UGUALE a quello che gli e' arrivato fornitogli dall'ampli, non tanto perche' l'AP muovendosi in un senso, genera il segnale in opposizione di fase, ma perche' il segnale che genera e' DIVERSO e comprende l'INERZIA MECCANICA dello stesso AP, e' quindi leggermente spostato nel tempo, perche' l'AP impiega un certo tempo a produrre questa energia. Si deve muovere per farlo e piu' si deve muovere e piu' la sua produzione di energia ritarda ad uscire.

• Cio' significa alla fine, che l' AP GENERA un segnale SIMILE, ma non  UGUALE a quello che riceve, e lo MANDA indietro verso l'uscita dell'amplificatore - DOPO un certo TEMPO - ed in piu' in OPPOSIZIONE DI FASE. Se fosse SOLO in opposizione di fase ed esattamente UGUALE a quello fornitogli, il problema non sussisterebbe,  ma DIVERSO e SPOSTATO NEL TEMPO crea all'ampli grossissimi problemi.  Il SEGNALE E' IN RITARDO.. TANTO RITARDO, per cui all'uscita dell'ampli ad ogni istante si trova alla fine la somma dei due segnali, quello fornito, piu' quello di ritorno DISTORTO e prodotto dall'AP. LA prima cosa che uno si chiede e':

• ma quanto e' grande questo segnale?

• RISPOSTA: TANTO, TANTISSIMO  anzi TROPPO, TROPPO GRANDE .....  ma lo vedremo piu' avanti

bene....

ecco cosa fa la controreazione:

nella figura vediamo la freccia di colore VIOLA  che indica il segnale entrante, e con  la freccia di colore ROSSO il segnale inviato DOPO un certo tempo dall'AP verso l'uscita dell'ampli.

Il risultato e' che questo NON VIENE CORTOCIRCUITATO dall'uscita dell'ampli

specialmente se questo e' un stato solido  limitato in corrente. Se e' limitato in corrente significa che l'IMPEDENZA di uscita NON E' ZERO, se NON e' limitato in corrente l'impedenza di uscita ha un valore che e' sempre COMUNQUE ancora troppo alto per poter cortocircuitare completamente il segnale proveniente dall'AP.

La figura mostra come il segnale generato dall'AP, dopo opportuna attenuazione attraverso i due rami di controreazione arriva fino alla sorgente e ne deturpi il messaggio originale.  Il segnale che arriva alla testina e' dello stesso ordine di grandezza di quello generato dalla testina stessa, solo un po' piu' basso (piu' avanti faremo due conti della serva che chiariranno il concetto).

FIGURA 2

bene, il segnale ROSSO (vedi nota)

torna all'ingresso sulla testina magnetica, cioe' sulla puntina del giradischi insomma,  e ne "deturpa" il segnale NUOVO che essa sta leggendo sul disco.

EHH sì, il problema NON e' nel fatto che il segnale arriva in ritardo all'ingresso per effetto del ritardo introdotto dai rami di controreazione..nella maniera piu' assoluta, lo dico per tutti gli ingegneri elettronici che nel tempo mi hanno scritto, i rami di controreazione NON INTRODUCONO RITARDO (per fortuna, solo lo STADIO  RIAA ha un ritardo) ma la controreazione dove e' lineare, non introduce ritardo, se lo avesse staremmo proprio freschi...!!!

E' il segnale ROSSO che E' GIA' in ritardo quando si presenta al morsetto "Positivo " del diffusore appunto perche' generato da un organo elettromeccanico che ha un'inerzia meccanica. Ma  questo gli americani, che sono sbarcati sulla Luna, su Giove e sono arrivati fino alla Heliosfera,  non lo sanno, ma come e' possibile?. Hanno fatto diverse riunioni in cui erano presenti tutti i TOp Engineer dell'HIFI all'AES ed hanno stabilito che il problema non sussiste, perche' i cavi di connessione tra AP e ampli non introducono ritardo....!!!

Buon Dio (parlo di quello che conosco io e che mi suggerisce di notte le soluzioni), come si fa a spiegare agli americani che il problema non sono i cavi  e che lo sanno tutti che i cavi non introducono ritardo?

questo,  penso che ormai  lo sappiano tutti. E' il segnale prodotto dall'AP che viene prodotto in ritardo....ed in ritardo viene presentato indietro al morsetto dell'ampli.  E NON che "i cavi di connessione ne provocano il ritardo." o che "la rete di controreazione ne crea il ritardo"

speriamo che questa frase passi alla storia.. non importa chi la passera' (passatela voi, non voglio i diritti di autore, me li  faccio nella pipa i diritti di autore - anche se non fumo), ma che passi almeno, così da fare un passo avanti nella riproduzione del suono, accidenti... e che si rivedano queste inutili misure a banco che non servono a nessuno......SE NON SI SANNO FARE le poche che servono

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SECONDA PARTE - RIFERIMENTO FIG.3

La prima domanda che si pone spontanea e': come fa il segnale che torna dall'AP e che arriva all'ingresso MENO - nodo D dell'amplificatore di potenza (dopo aver attraversato R2) a finire sull'ingresso PIU' dello stesso, se questi due ingressi non sono connessi tra loro (punti C e D)

FIGURA 3

La risposta la da' l'elettrotecnica ( o l'elettronica se volete). L'impedenza di ingresso di un OPERAZIONALE o di un amplificatore con un circuito differenziale di ingresso, ha di norma un altissimo guadagno ed un'altissima impedenza tra i due ingressi. Il risultato e' che il segnale che si presenta ai capi di R1 (dopo aver attraversato R2), sviluppa una tensione ai capi della stessa. Detta tensione vale circa R2/R1 volte la tensione di uscita. Per intenderci se l'amplificatore amplifica 28, ne ritroveremo un ventottesimo.

Per cui se calcoliamo che un 50 % del segnale dell'amp torna sull'uscita dello stesso (dato che una piccolissima parte si traduce in suono (1%), ed una parte un po' piu' cospicua in calore) la rimanente parte ritorna indietro e tende ad essere cortocircuitata (solo una parte purtroppo) dall'uscita dell'amplificatore. Esso tende ad avere una "resistenza dinamica di uscita" molto bassa, ma non così tanto da cortocircuitare tutto il segnale, il resto viene riportato all'ingresso dell'amplificatore stesso.

A nulla serve aumentare la controreazione, per tentare di tendere l'IMPEDENZA di uscita piu' prossima a zero, per un semplice motivo:

1 - se l'impedenza di uscita dell'amp tende ad essere ZERO veramente (cosa impossibile), avviene una compressione del suono in gamma media sia che adottiamo un sistema di AP a due vie o a 3 vie. La bassa impedenza e' vero che smorza di piu' il WOOFER, ma in un 2 vie, il Woofer emette anche la gamma media e quindi si smorza anche in quella gamma, non solo nella gamma bassa, per cui il suono rimane compresso e fastidioso. Se il diffusore e' a 3 vie, avviene la stessa cosa perche' la troppo bassa impedenza dell'amp smorza anche l'AP usato come MIDRANGE. Qualche intervento benefico lo fa il crossover con la sua RESISTENZA IN SERIE alle bobine messe in serie al WOOFER (ma gia' sappiamo che il crossover altro non fa che distruggere il segnale musicale in modo anche peggiore della controreazione, vedi whitepapers in italiano), ma in serie al MID potrebbero anche non essercene di bobine. Da qui si inizia a capire perche' dello sbando generale degli audiofili, ma anche dei costruttori che costruiscono o solo ampli o solo diffusori e magari anche entrambi, ma non sanno come smorzare il loro sistema e farlo suonare decentemente bene. Da qui anche il fatto che alla maggior parte delle fiere non c'e' un sistema audio che suoni almeno decentemente bene. Sono pochi, forse pochissimi e sappiamo tutti di chi sono questi...e guarda caso, in questi casi il costruttore non usa controreazione. Io non sono alle fiere, per cui non sto parlando di me.

Ora sapete anche perche' non do' diffusori senza crossover da provare alle riviste, che nella loro OGGETTIVITA', altro non sanno fare che inserire detti diffusori nel loro SISTEMA DI RIFERIMENTO (!) (chiaramente controreazionato, anche se il costruttore magari obbietta..), dando poi giudizi OGGETTIVI su come i DIFFUSORI SUONANO, (ehh certo, e' il diffusore poverino che alla fine deve emettere il suono) e non si pongono nemmeno minimamente il problema che forse a distorcere così tanto e' l'amplificatore, ehh gia' a banco va bene, ha lo 0,001 % di THD e lo 0,00001% di THC e lo 0,000001% di H₂O e un po' meno di HCO₂ ecc. ecc.  per cui, questo diffusore in prova proprio non va bene !! Poi parlano di accoppiamenti e che bisogna cercare l'abbinamento (che non trovano mai), ma nel contempo vogliono che tutti i diffusori suonino con tutti gli ampli... Cari ragazzi, mettetevi d'accordo, o facciamo una cosa o facciamo l'altra...

ma fare un ampli che sia UNIVERSALE si puo'? Certo che si puo', ma non nel modo in cui vengono proposti ora gli amplificatori cioe': per vendere.....ma non lo trattiamo ora.. forse alla fine di questo .. come lo chiamiamo articolo? trattato? white papers parte seconda? Ognuno lo chiami come vuole... io la chiamo solamente "INFORMAZIONE". Qualcuno la chiamera' PUBBLICITA?.. nessuno pero' e' stato obbligato a leggere qui. La scelta l'ha fatta di sua spontanea iniziativa facendo un click, non ha trovato nulla sulle pagine di un giornale, o di un telegiornale o di uno stacchetto di una radio.

In pratica questi recensori, non si pongono neppure il problema che FORSE e' l'AMPLI CONTROREAZIONATO CHE STANNO UTILIZZANDO che stia andando in crisi per effetto del fatto che senza crossover torna indietro piu' energia dal woofer e che l'ampli alla fine provoca maggior DISTORSIONE TEMPORALE.

Gia', e' come dire che a casa mia, dove le porte sono tutte alte 210 cm, se mi portano una porta alta 220 cm questa non va bene.  Non e' una porta, ma chi l'ha fatta non capisce nulla....

Certo che non va bene. Non va bene a casa mia!! Ma casa mia e' mica IL RIFERIMENTO DELLE CASE DEGLI ALTRI staremmo freschi!!! Ma se di mestiere faccio il recensore di porte, devo adattare la mia casa ad accettarle tutte e montarle come dice il produttore che mi porta la porta da provare... ehh gia'..., ma qui siamo in Hi-fi e quindi la cosa e' differente. Le porte da 220 si possono montare anche in uno stipite  da 210, vabbe' poi non va bene, pero' con un po' di adattamenti e cavi vari.... Stiamo dimostrando la ns. completa ignoranza nel campo e basta. Potremmo darci ad un altro mestiere che forse faremmo piu' bella figura... eh no...nel campo hi-fi questo e' permesso... ed e' concesso a tutti avere un riferimento: il proprio  impianto AUDIO: cioe' come detto nell'esempio: CASA LORO con tutti gli stipiti a 210 cm. Come dire che tutti, per capire cio' che vien recensito, devono avere l'impianto del recensore in casa come riferimento. Robe da matti che succedono solo in Hi-FI. Dove siamo finiti!!!

Personalmente non saro' un grande progettista (non mi reputo tale) ed il mio mestiere fortunatamente non e' quello dell'HI_FI (e me ne guardo bene che lo sia) così come e' considerato oggi dal 99% delle persone,  ma  mio riferimento NON e' la mia sala audio, e neppure il mio  STEREO. Il mio riferimento possibilmente (se così possiamo chiamarlo) e' il mio BLUTHNER a coda che sta in taverna (lo si vede nella pagina iniziale del sito), la mia BATTERIA YAMAHA (la si vede nella sala audio) così come la mia OVATION, la mia FENDER STRATOCASTER (che caso ne ho 2 e suonano in modo diverso) con il suo amp, la mia GIBSON LUCILLE, l'acustica a 12 corde Yamaha, la Fender Acustica ecc. ecc... suoni veri insomma e questi si riconoscono anche se suonano in un ambiente 3 x 3 x 3 (assordante) o in una sala audio quasi completamente smorzata.

A chi viene a casa mia e mi dice che ha un riferimento su uno stereo di solito gli indico la "via del ritorno" (tipo controreazione) mostrandogli la porta da cui era entrato.

La mia taverna (dove c'e il piano a coda) non e' trattata ed i diffusori posizionati malissimo, ma all'ascolto del BLUTHNER coda e dello stereo in contemporanea (stesso pezzo suonato e riprodotto insieme), se il pianoforte registrato e' di levatura superiore al Bluthner che non e' proprio l'ultimo arrivato (p.e. uno Stainway gran coda) e l'incisione e' eseguita con tutti i sacri crismi, la gente all'ascolto dice che suona meglio lo stereo (e con 1,5 watt/ch e cavi che passano nei muri e nemmeno lunghi uguali... ed un CD PLAyer di recupero modificato)

Mahh dove siamo finiti...

Un sistema perfettamente accoppiato ed adattato senza controreazione alcuna suona bene anche in un locale da 3 x 3  x 3 senza nulla alle pareti... ma anche in un 2,5 x 3,5; magari un po' assordante per i riverberi vari ma MAI fastidioso dal suono compresso e gracchiante come tanti impianti che ho sentito e che mi invitano a volte ad ascoltare  e che negli ultimi anni rifuggo nella maniera piu' assoluta.

Un sistema con controreazione ed in piu' male accoppiato (tutti i sistemi in pratica, dato che nessuno osa pronunciarsi sull'accoppiamento tra amp e diffusori che utilizzano, parlando solo di MARCHI ESOTERICI DI CAVI UTILIZZATI ALLO SCOPO e BEN RECENSITI come i MIGLIORI DEL MOMENTO - che caso!!) suona male anche nella mia sala audio, dove tutte le frequenze sono smorzate (mancanza di riverbero) e le STAZIONARIE sotto i 200 Hz, praticamente non ci sono al punto di ascolto (parete posteriore anecoica)

Quindi tirando le somme, sembra che la cosa piu' importante e' centrare accuratamente lo smorzamento del sistema AMP-Diffusori e questo non lo sanno fare in molti, (potremmo contarli sulle dita di una mano forse) semplicemente perche' bisogna conoscere alcuni dettagli dell'impianto (tutti), metterli insieme mentalmente e trarre le dovute considerazioni non tralasciando nulla. Centrare lo smorzamento di un sistema controreazionato e' solo da folli, perche' la compressione del suono non e' praticamente eliminabile, ma a volte mi chiedono anche questo, ma per i miracoli, dicono che bisogna attrezzarsi. Esistono diverse teorie e trattati sull'argomento "smorzamento" che non staro' qui a disquisire, dato che qui stiamo parlando per ora degli effetti negativi della controreazione verso la modifica del segnale di ingresso.

Pensate al perche' per esempio un amplificatore in classe D o T che sia (che pure ha al suo interno un amplificatore di ingresso controreazionato, suoni gia' meglio di tutti gli stato solido con diversi anelli di controreazione presenti sul mercato e tanto bene recensiti fino ad ora dagli stessi che hanno in mano il giocattolino in classe T o D o F o ZETA...:

PERCHE' a parita' di altri parametri, l'anello  di controreazione tra USCITA ed INGRESSO e' spezzato dallo stadio intermedio in CLASSE D  che funziona in SWITCHING , mentre per tutti gli altri tipi di amplificatori Classe A, AB, gli anelli rimangono di norma internamente connessi tra loro anche nello stesso amplificatore di potenza, anche se la controreazione degli stadi e' LOCALE.

Assimilando i concetti giusti e' facile capire se un amplificatore suoni male o bene, solo guardandone lo schema elettrico. Non mi stupisco che l'ampli in classe T, suoni solo "decentemente meglio" di altri super blasonati "oggetti da culto" in  classe A o AB da diverse migliaia di euro con quintali di controreazione al loro interno. In detto chip e' comunque presente un OPERAZIONALE in ingresso che comprime il suono. E non mi stupisco che ancora oggi esista una guerra aperta tra MISURONI ed ASCOLTONI. Finche' non si riuscira' ad utilizzare la propria testa per pensare o forse anche iniziare solo a fidarsi del compagno accanto, o forse anche avere un po' di umilta' nel dire un giorno a se stessi (indipendentemente che il proprio stipendio arrivi sì o no a fine mese): forse così come abbiamo fatto finora abbiamo sbagliato......... le guerre sempre esisteranno... un po' come l'esempio del SENSO DELLA RUOTA, ma in una economia dettata dal consumo, questo e' quasi praticamente impossibile che avvenga.

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TERZA PARTE

In questa parte verranno riportati alcuni semplici esperimenti che mostreranno come il segnale GENERATO da un ALTOPARLANTE, ritorna indietro attraverso il ramo di controreazione e distrugga LA COERENZA del segnale entrante in quel momento. Verranno utilizzate 3 diverse modalita', per verificare quanto affermato.

PRIMA MODALITA' o ESPERIMENTO: INIEZIONE DI UN SEGNALE DISTURBANTE SU UN ALTOPARLANTE CHE E' GIA' PILOTATO DA UN AMPLIFICATORE CON CONTROREAZIONE. Cio' porta a dimostrare che:

1 - l'uscita di un amplificatore con controreazione NON ha impedenza di uscita ZERO ohm  o di pochi milliohm

2 - il segnale presente all'uscita di un amp con controreazione (nel caso e' un MARANTZ 250: 125 watt /ch 8 ohm - 150 watt/ch/4 ohm) ritorna all'ingresso e NON viene cortocircuitato dall'uscita dello stesso amp.

3 - detto segnale che torna all'ingresso si trova sovrapposto al segnale che entra in quel momento (nel caso una sinusoide a 200 Hz di 470 millivolt)

guardare foto please.....dell'oscilloscopio.

3.1.Tensione all'uscita dell'AMPLIFICATORE QUICKSILVER (usato come iniettore di segnale all'uscita dell'amp MARANTZ 250): 10 Veff a 10 KHz in onda quadra

3.2. Tensione dell'onda quadra ai capi del WF LAURA 0,62 Veff (alla faccia dell'impedenza ZERO OHM dell'ampli con controreazione: il MARANTZ che e' usato come test).

3.3 - Segnale all'ingresso del MARANTZ (Amp 1): onda sinusoidale a 200 Hz a 0,47 Veff, che produce una tensione in uscita al Marantz di 10 Veff (il MARANTZ amplifica 21 volte) che viene fornita al Woofer da 21 cm ROYAL DEVICE LAURA usato in aria libera. L'amplificatore NON E' in SATURAZIONE.

Il segnale di ingresso a 200 Hz da 470 millivolt efficaci (1,3 Vpp) e' perfettamente visibile con sovrapposto un segnale di 1 millivolt picco picco di onda quadra...che significa che il rapporto tra i due segnali e' di 1300 !! cioe' circa 62 dB di risoluzione....!!! che ce ne facciamo ora dei ns. 95 dB del CDP? o dei tanto ben affermati 130 dB di un DVD o SACD?

tengo a precisare, che nel caso di riproduzione audio dovremmo tenere conto invece della forza CONTROELETTROMOTRICE prodotta dall'AP, che viene ributtata indietro sfasata (di 180°) e in ritardo nel tempo (questo il grosso problema). Se si considera inoltre il regime dinamico (transitorio, dato che la musica altro non e' che transitori), la cosa e' ancora piu' accentuata.... 

NOTA BENE: i due segnali sono asincroni ed ho fatto una gran fatica a sincronizzare l'oscilloscopio e fermare la traccia.. ne ho altre di foto, con due segnali sinusoidali interferenti e frequenze diverse e tensioni diverse... questa pero' devo dire che e' uscita proprio bene...

FIGURA: 3.1.

FIGURA: 3.1.1

per i meno addentro: l'asse Y e' amplificato al massimo,  l'asse X (asse dei tempi) e' posizionato a 0,2 ms per poter vedere l'onda quadra a 10 KHz che dall'uscita del MARANTZ 250, dopo l'attenuazione del ramo di controreazione arriva fino all'ingresso dell'amp, e si sovrappone alla sinusoide di 200 Hz che entra in quel momento ( la sinusoide e' visibile SOLO IN PARTE data l'amplificazione dell'asse Y dell'oscilloscopio)

da tenere presente che l'impedenza bassa del generatore (circa 200 ohm), non cortocircuita il segnale, ma solo lo attenua. L'impedenza di uscita di un AMP (gia' detto), non e' una costante e varia con diversi parametri e vale anche per un generatore di segnali o di un CDP o di quello che volete voi.

Qui sotto trovate la stessa immagine solo con la sinusoide senza il segnale interferente ad onda quadra che arriva dall'uscita dell'amp. Purtroppo un po' sfuocata, ma rende l'idea. La predisposizione dell'oscilloscopio e' la stessa. 1 millivolt a quadretto (asse Y) e 0,2 ms asse x)

FIGURA: 3.1.2

e adesso che si dira' sui FORUM? che delle curti le spara senza prove di laboratorio solo perche' delle curti nelle mailing list non e' presente ed usa il suo sito per informare la gente?

la gente che mi segue non ha bisogno di tributi, sente e capisce, perche' usa le orecchie, cosa che non succede piu' da tante parti... dove invece si preferisce chesso' delegare il progetto di un diffusore a Sw di simulazione... (!)

calma ....

se volete posso stendere ed enunciare la "teoria della relativita'" applicata ai sistemi di riproduzione audio, dove si dimostra che il quadripolo lineare non e' INDIPENDENTE dal segnale di ingresso, ma relativo ad esso (ed al tipo di carico: l'AP!!! che e' un motore, che a sua volta ha un carico che sfasa di nuovo e fa da contro-generatore DIFFERENZIALE: l'aria).

e se qualcuno tentera' ancora una volta di fare due conti con la legge di ohm applicata a segnali sinusoidali o costanti, aggiungo che questo e' solo l'inizio, dato che:

(sempre per informazione), l'impedenza di uscita di un amp NON e' una costante, ma varia con la frequenza (in regime di segnali costanti, cioe' assestati), inoltre se si prende in considerazione il regime transitorio invece che segnali costanti, l'impedenza dell'amp e' ancora diversa, ma lo stesso vale per l'impedenza di un diffusore. A regime transitorio, NON e' la bellissima curva che ci tracciano tutti i bei sistemi di misura, semplicemente perche' non tiene conto di un parametro fondamentale....!!! finito nella penna dei softwaristi..o dimenticato dagli ingegneri del suono

meditiamo gente.. meditiamo.. che l'hi-fi che forse si sta vendendo e' un po' una bufala... (io direi anche - ma non con cattiveria - approssimata ad una vacca) e si sente... almeno io lo sento...

non credete alle misure esposte? potete provare da voi ci vuole poco..

lo schema e' dato e un paio di generatori ed un oscilloscopio li si trovano anche al supermercato oggi... i controreazionati li avete in casa per cui...!!!

pero' se c'e' ancora qualcuno che asserisce che l'iniezione del segnale a 10 KHz sull'uscita dell'amp non prova nulla, dico che e' meglio che si riveda il principio dimostrato della sovrapposizione degli effetti, e se non gli basta, di rivedersi  anche quello di Thevenin e Northon, se non basta ancora sarebbe meglio rivedersi anche i principi su cui si basano i criteri della controreazione dei nodi sommatori ecc.., e se cio ' non gli basta ancora,  bhe' allora...... arrampicandosi sui vetri..... direi che forse e' meglio non parlare ...

di solito si fa brutta figura... c'e a chi piace ed io lo rispetto comunque... contento lui...

SECONDA MODALITA' o ESPERIMENTO: UTILIZZO di un WOOFER a doppia bobina per misurare la FORZA CONTROELETTROMOTRICE PRODOTTA DALL'Altoparlante QUANDO QUESTO VIENE ECCITATO DA UN SEGNALE IMPULSIVO (ma non solo esso, ma anche sinusoidale)

Cio' porta a dimostrare che:

1 - che la FEM prodotta dall'AP e' molto elevata e cioe' circa del valore ad esso fornito e che la potenza fornita dall'amplificatore torna tutta indietro e non se ne va in calore (brucerebbe la bobina in poco tempo se cio' fosse)..

2 - l'uscita di un amplificatore con controreazione NON ha impedenza di uscita ZERO ohm  o di pochi milliohm

3 - Nulla vale caricare l'AP in una cassa acustica per diminuire l'effetto della FEM indotta.

4 - Che la forma d'onda di detta FEM e' completamente diversa da quella ad esso fornita.

verranno forniti diverse foto a diverse frequenze per rendere l'idea. Il concetto dell'esperimento in questo caso si basa sul fatto di utilizzare due amplificatori UGUALI con il primo dei quali (AMP1) e' possibile pilotare la PRIMA bobina di un AP da 21 cm (a doppia bobina), e misurare il segnale e la forma d'onda all'uscita della seconda (COIL 2). Siccome le bobine dell'AP sono identiche, il segnale prelevato e' quello generato dall'AP. Si ricorda che un trasformatore o un autotrasformatore sono la stessa cosa ai fini del flusso indotto. Nel caso di doppia bobina e' come se l'AP fosse un trasformatore, cio' che abbiamo su un primario (coil 1) e' presente sul secondario (coil 2), ma anche viceversa...

Si preleva il segnale dalla seconda bobina (coil 2)  e si fornisce all'uscita di un altro MARANTZ 250 (AMP 2) e si va a vedere all'ingresso di quest'ultimo che compare. Please vedere foto.

5 - il segnale di ingresso AMP 1 e' di 1 Volt picco picco (0,552 Vp o efficaci in onda quadra a 4 KHz). Segnale in alto sull'oscilloscopio (0,5 Volt a quadretto)

FIGURA: 3.2.1

6 - Cio' produce un'uscita di 21 Vpp sul WOOFER COIL 1, segnale in basso sull'oscilloscopio FIG. 3.2.1 (vedi anche schema di collegamento sotto FIG. 3.2.2). L'ampli MARANTZ amplifica 21, ed in questo caso NON e' in saturazione. La saturazione avviene a circa 24,5 Veff/ 4 ohm che di picco sono 34,5 Vp ed il doppio come Vpp. Quindi molto lontani.

FIGURA: 3.2.2

7 - Dalla figura 3.2.3 sottoriportata e' possibile vedere il segnale prodotto dalla seconda bobina dell'AP che ha un'escursione massima di 23,55 Vpp, ma con un a media di circa 20 Vpp, (3 quadretti sono  15 volt piu' la parte obliqua di cui si fa la media, ed esce tra la semionda sotto e quella sopra un altro quadretto). La seconda bobina e' misurata a VUOTO. Cortocircuitandola fornisce una corrente di circa 0,5 ampere.. mica poco...l'AMPLIFICATORE AMP2 per contenere l'energia che arriva alla sua uscita scalda come se stesse fornendo potenza al carico... (cosa normale). DA qui si capisce che la FEM mandata indietro all'AP non e' una piccola frazione di quella ricevuta, ma quasi la totalita'. Solo una piccolissima parte viene tradotta in SUONO e poca altra in CALORE.

FIGURA: 3.2.3

8 - Dalla figura 3.2.4 e' possibile vedere il segnale prodotto dalla seconda bobina dell'AP quando e' connessa all'USCITA dell'AMP 2. ha un'escursione massima di 1,245 Vpp (prima forma d'onda in alto), la seconda sotto, riporta ancora il segnale di uscita dell'AMP 1 (21 Vpp- asse Y scalibrato)

FIGURA: 3.2.4

8.1 - Dalla figura 3.2.5 sotto e' possibile vedere il segnale che torna all'ingresso di AMP 2. Circa 1 mVpp, tenendo conto che all'ingresso e' gia' connessa una resistenza di chiusura che simula l'impedenza del generatore (200 ohm)

FIGURA: 3.2.5

Dalla figura 3.2.5.1 sotto e' possibile vedere il segnale che torna all'ingresso di AMP 2 senza la connessione della resistenza di 200 ohm il carico e' 100 Kohm. Circa 3,5 mVpp. La forma d'onda in basso e' sempre l'uscita dell'AMP 1 a 20 Vpp a 10 KHz.

FIGURA: 3.2.5.1

Dalla figura FIGURA: 3.2.5.2 (segnale di uscita ad onda quadra sotto, e segnale di ingresso disturbato SOPRA) e FIGURA: 3.2.5.2-1 (solo segnale di ingresso disturbato e meglio sincronizzato) sottoriportate e' possibile vedere il segnale che torna all'ingresso di AMP 2, quando ad esso e' connesso un generatore sinusoidale che emette un segnale di 0,5 Veff a 200 Hz. La sincronizzazione delle due forme d'onda (non essendo sincrone tra loro), non e' facilmente eseguibile. L'asse Y dell'oscilloscopio che riprende il segnale a 200Hz all'ingresso di AMP 2 e' alla massima amplificazione, per cui si vede solo una piccola parte delle sinusoide (linea obliqua in salita), e' chiaramente visibile sovrapposto ad essa il segnale disturbante che viene dall'uscita dell'AMP 2 (quello a 10 KHz). La forma d'onda QUADRA sotto e' sempre il segnale all'uscita di AMP 1 di 20 Vp a 10 KHz. In pratica siamo nelle stesse condizioni della figura 3.1, ma utilizzando un metodo diverso di misura e cioe' quello con il WOOFER a doppia bobina. Manca solo la sincronizzazione corretta dell'oscilloscopio (cosa quasi impossibile con segnali asincroni tra loro in frequenza), per il resto le forme d'onda sono identiche a fig 3.1.

FIGURA: 3.2.5.2	FIGURA: 3.2.5.2-1

9 - Vengono di seguito riportate altre forme d'onda prelevate ai capi di COIL 2 (la seconda bobina del Woofer utilizzato) a frequenze diverse da 4 KHz. Si nota come la forma d'onda del segnale generato dall'AP (altoparlante) sia completamente DIVERSA da cio' che viene ad esso FORNITO. Questo e' cio' che ritorna poi all'uscita dell'AMP e che viene a sua volta traslata (dopo opportuna attenuazione), all'ingresso dello stesso amplificatore tramite la RETE di CONTROREAZIONE. Una volta avvenuto cio', il segnale di ritorno si somma algebricamente FUORI FASE a cio' che in quel momento sta entrando. Il tutto varia con la frequenza del segnale preso in analisi. Immaginatevi l'interazione di 2 altoparlanti (invece che uno solo) interagenti tra loro ed interpolati con un crossover calcolato su regime sinusoidale e non invece TRANSITORIO come e' effettivamente la musica. Un macello!!

FIGURA: 3.2.6

FIG.3.2.6.1 - Segnale su BOBINA 1 a 100 Hz (onda quadra in basso). VEDERE invece segnale prodotto sulla Bobina 2 come forza controelettromotrice indotta e relativa forma d'onda a vuoto. Completamente diversa da quella fornita!!!	FIG.3.2.6.2 - segnale su BOBINA 1 a 100 Hz (onda quadra in basso 20 Vpp). VEDERE invece segnale prodotto sulla Bobina 2 come forza controelettromotrice indotta e relativa forma d'onda dopo la chiusura dell'interruttore SW1. Completamente diversa da quella fornita!!!
FIG.3.2.6.3 - Segnale su BOBINA 1 a 200 Hz (onda quadra in basso). VEDERE invece segnale prodotto sulla Bobina 2 come forza controelettromotrice indotta e relativa forma d'onda dopo la chiusura dell'interruttore SW1. Completamente diversa da quella fornita!!!
10 - Vengono di seguito riportate altre forme d'onda prelevate all'ingresso di AMP 2. Questo e' cio' che torna indietro verso l'ingresso, e che si somma algebricamente a cio' che al momento entra sull'ingresso stesso (in questo caso nulla). La cosa varia in funzione della frequenza. Immaginatevi l'interazione di 2 altoparlanti invece che uno solo!!! la dinamica effettiva rimane circa sempre di 60 dB!! EVVIVA
FIG.3.2.6.4 - Segnale a circa 8 KHz che ritorna all'ingresso di AMP 2.	FIG.3.2.6.5 - Segnale a circa 15 KHz che ritorna all'ingresso di AMP 2
In pratica questi sono lo stesso tipo di segnali che vi ritrovate sull'ingresso dell'AMP 1 mostrato nella figura 3.1. della prima prova o modalita' di misura.

TERZA MODALITA' O ESPERIMENTO

Questa modalita' tende a verificare che la tensione all'uscita dell'amplificatore NON e' generata solo dall'AMPLIFICATORE, ma l'altoparlante interviene in modo molto marcato sulla definizione del segnale di uscita dello stesso.

La verifica si basa sull'analisi di un principio diverso da quelli precedenti, quello del nodo sommatore di uscita di un amplificatore (ma anche all'ingresso sarebbe la stessa identica cosa). In pratica, non e' possibile, distinguere in un nodo sommatore di tensione o di corrente, le entita' dei segnali andando a misurare ESATTAMENTE sul nodo, perche' in questo caso si visualizza LA SOMMA ALGEBRICA DELLE SITUAZIONI ISTANTANEE che concorrono a FORMARE il segnale in quel momento, siano esse correnti o tensioni.

FIG.3.3.1

Per definizione si pensa che chi fornisca la tensione all'uscita di un amplificatore sia l'amplificatore stesso. Noi andremo a verificare se cio' e' vero. E' importante sapere che il segnale all'uscita dell'amplificatore e' per definizione formato dalle correnti IAMP (freccia rossa), ISPK (freccia BLU) [da dimostrare che esista, ma facilmente verificabile con due altoparlanti in serie connessi all'uscita di un amp. Se si fa muovere con la mano la membrana di uno la membrana dell'altro si muove in direzione opposta senza toccarlo, questo sia che l'amp sia acceso o spento],  e IFB (freccia verde).

La sommatoria istantanea di queste correnti forma il segnale VU-AMP (segnato con la freccia blu verticale sul nodo di uscita dell'amplificatore stesso). L'unico modo per poter effettivamente verificare cosa succede in un nodo sommatore e' quello di utilizzare la metodologia del disaccoppiamento del nodo inserendo una variabile LINEARE che dia, nel nostro caso, la possibilita' di verificare cosa succede all'uscita dell'AMP e cosa succede nello stesso momento ai capi dell'Altoparlante.

Noi lo faremo inserendo una resistenza di basso valore (0,25 ohm NON induttiva) e per fugare ogni dubbio, useremo una frequenza di analisi MOLTO bassa cioe': 50 Hz. Bene il banco di prova e' quello in figura 3.3.2 sotto 

FIG.3.3.2

bene. andiamo a misurare ora i segnali sia all'uscita dell'AMP OUT e sul nodo SPK OUT. E' facilmente verificabile che le due forme d'onda SONO DIVERSE - VEDERE BENE IL TETTO DELL'ONDA QUADRA STORTO E DEFORMATO ALL'INIZIO. Questo e' dovuto al fatto che nel momento in cui il NODO di uscita si disaccoppia, compare sempre piu' la forma d'onda della FEM generata dall'altoparlante AI CAPI DELL'ALTOPARLANTE.

Se fate caso e' simile a quella riportata in fig.3.2.6.2 (RIPORTATA ANCORA PER COMODITA' QUI SOTTO) in alto. Se infatti si aumenta la resistenza in serie portandola a valori piu' alti (chesso' 1 o 2 ohm), vi ritrovate esattamente la stessa forma d'onda con le gobbe che compaiono sempre di piu'. Cioe' si fa largo la FEM generata dall'AP al morsetto SPK OUT.

fig.3.3.2.1	fig.3.2.6.2

La forma d'onda all'uscita di un AMPLIFICATORE e' SEMPRE LA SOMMATORIA del SEGNALE GENERATO DALL'AMPLIFICATORE STESSO E LA FORZA CONTRO-ELETTROMOTRICE GENERATA DALL'ALTOPARLANTE.

Il segnale in ingresso all'amplificatore e' di conseguenza SEMPRE la sommatoria del segnale di ingresso che arriva dal generatore (CD PLAYER, DVD o altro), e il segnale che torna indietro dal nodo di controreazione di uscita ( questo e' stato visto nelle due prove precedenti).

Dato che il nodo di uscita e' continuamente influenzato dal segnale continuamente generato dall'AP, non avremo MAI un segnale in ingresso COERENTE con cio' che davvero la SORGENTE VORREBBE FORNIRE.

L'unico modo per evitare cio' e' togliere la controreazione, altrimenti accettare che un qualsiasi amplificatore controreazionato abbia una dinamica massima di COERENZA sul segnale di ingresso variabile tra i 55 ed i 60 dB (tenendo presente l'eventuale PRE con controreazione che ha anche esso una perdita di COERENZA per il segnale di ritorno (circa 3 dB che si sottraggono).

In pratica questo e' un grosso collo di bottiglia. E SI SENTE !!!

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QUARTA PARTE

Vengono descritte LE CONTROREAZIONI di tipo LOCALE. I circuiti che vengono implementati  e perche' sono da evitare.  Esempio di diversi tipi di controreazione locale. Un  semplice circuito differenziale e' controreazionato? Come e perche'. Come la Controreazione Locale agisce e ri-trasferisce il segnale tra l'uscita e l'ingresso esattamente come fa la controreazione totale.

Inizia qui di seguito la rappresentazione dei vari circuiti ad uno stadio amplificatore semplice di un transistor ad emettitore comune con la maggior parte delle possibilita' di applicazione. La spiegazione rimane sempre semplificata. Importanti sono i concetti di base, non verra' qui di seguito riportato come progettare uno stadio amplificatore, ma al massimo vedere se e' controreazionato localmente oppure no. I circuiti a transistor (a parte la polarizzazione per l'eventuale punto di funzionamento diverso per valvole e Mosfet) puo' comunque essere riportato (ai fini della controreazione) a triodi o Transistor ad effetto di campo a giunzione o a MOSFET sostituendone gli opportuni parametri.

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QUARTA PARTE

I circuiti OPERAZIONALI, PERCHE' anche una banda passante di 100MHz di un circuito operazionale NON E' sufficiente ad eliminare il problema della DISTORSIONE TEMPORALE, e perche' non elimina neppure il problema della distorsione di intermodulazione dinamica.