giudicare e' bene, ma non giudicare e' meglio, si fanno meno figuracce

dal 17-10-2009

Prenderemo ora in considerazione l'amplificatore BLU EYES MONOBLOCK EVOLUZIONE 120 watt con ALIMENTAZIONE BLU POWER. In questo caso, ho voluto di proposito fare delle prove estreme aumentando la tensione di alimentazione fino al limite massimo ammissibile. Questo per studiare a fondo la questione e vedere dove ci si puo' spingere con soli 4 transistor di uscita. Con queste potenze in gioco pero' (ed ora vedrete dove si arrivera') la condizione ottimale e' quella di avere 3 transistor in parallelo (6 in totale per canale, sì, no, non 50 per canale come fanno tanti). Comunque vediamo un po' che succede:

MISURE DI EFFICIENZA

FIG. 16 - BLU EYES MONOBLOCK 120 - schema a blocchi

Prendo in esame il BLU EYES 120 MONOBLOCK di cui riporto sempre il circuito di uscita, (che poi e' esattamente come lo vedete). Per fare le misure di efficienza ho aggiunto un condensatore da 22 mila microfarad in parallelo alla RC. Questo serve per diminuire il segnale sinusoidale e facilitare la misura del valore medio della corrente nel ramo. Garantisco che il risultato NON CAMBIA.

FIG. 17 - BLU EYES MONOBLOCK 120 - misure di efficienza.

per misurare l'efficienza ottenuta alla massima potenza e' molto semplice. Si misura quanto e' la potenza di uscita e quanto invece e' quella consumata dall'alimentatore e si fa il rapporto in base 100. La misura e' fatta sullo stadio di uscita caricato ad 8 ohm. Nell'esempio la potenza di uscita in assenza di distorsione su 8 ohm e' di 121,83 watt, mentre la potenza consumata e' di 177,7 watt con un rendimento di circa il 68,5 %. in questo caso la polarizzazione dei transistor e' quasi massima, ma non proprio, ci sono ancora margini di manovra e vediamoli...

il rendimento alla massima potenza e' approssimabile a quello di un classe AB, ma per la conformazione del circuito, siamo in piena classe A. Anche il fattore di merito e' buono perche' i transistor, scaricano la potenza assorbita sul carico, durante l'amplificazione del segnale. 

perche' ce n'e' ancora da far schiattare i progettisti di audio del mondo?

bhe vediamo perche':

Il carico e' di 6 ohm, ma attenzione, l'uscita del trasformatore e' cambiata, cioe' e' quella che e' in grado di dare 120 watt su 6 ohm (nella foto prima l'uscita era la 0A del trasformatore di fig. 16; ora invece per caricarlo a 6 ohm ho scelto l'uscita 8-9 carico nominale 5 ohm): guardate le forme d'onda per favore

FIG. 18

qui sotto (fig. 19) siamo a 160 watt e la forma d'onda si arrotonda solo leggermente e a 190 watt ci sta chiedendo se dobbiamo berci un caffe'... caricando a 5 ohm la potenza e' leggermente piu' alta

avete mai visto un valvolare (gli stato solido non prendiamoli neppure in considerazione, sarebbe un'offesa) che distorce così poco a circa il 60 % in piu' della potenza di targa?

ecco, mi raccomando, non fate paragoni, ne' con gli stato solido scarafoni del commercio che segano in orizzontale in alto ed in basso, ne' con i valvolari a mono triodo da 2,9999988 watt per canale del giapponese di turno, che, dopo tutti quelli che ho misurato, nessuno e' in grado di dare circa il 60 % in piu' di potenza con questa pulizia. Questa distorsione, se vi interessa saperlo, in regime dinamico, NON e' molto udibile. o meglio la distorsione piu' elevata in questo caso e' data dal movimento della membrana dell'altoparlante (troppo elevata) piu' che dal fatto che la forma d'onda sia arrotondata. ma...

FIG. 19

vediamo cosa succede oltre questo limite..... miiii, ma qui non c'e' limiteeeeeeee

FIG. 20

bene, abbiamo superato pure i 200 watt e la forma d'onda non da' segni di SEGAMENTO orizzontale puro e con soli 4 transistor di uscita da 1 euro, un trasformatore di ingresso ed uno di uscita progettati dal sottoscritto e non fatti sulla luna, in classe A PURA SEMPRE, senza controreazione e con bassa distorsione anche a potenze del 70 % oltre il limite... e senza quintali di alette di raffreddamento... e con rendimenti che arrivano quasi al classe AB.

scusate se e' poco

qualcuno sta gia' pensando: ma il mio amplificatore, se dimezzo il carico (non e' riferito tanto all'esempio dei 200 watt qui sopra), raddoppia la sua potenza di uscita. Quindi il mio va meglio...

Sì, ma quegli amplificatori sono delle beate chiaviche per l'audio, perche' non mantengono costante lo smorzamento del sistema e suonano da cani. Lo vedremo piu' avanti come andremo a vedere anche alcune cose che forse pochi si sognano di pensare.

C'e' qualcosa che non vi piace? come? vi fa specie il condensatore di uscita in serie al trasformatore? dico siete indottrinati bene bene vero? ve l'ho gia' spiegato a pagina 1, e dobbiamo ricordare che: ogni condensatore di FILTRO (dopo il raddrizzatore) che avete nell'alimentatore del vostro amplificatore e' in SERIE AL SEGNALE che amplificate. devo mettere altre pagine del mio libro di elettronica? non serve, basta che torniate sopra e guardiate la FIG. 4 della mia pagina 95 alla pagina 1 precedente (circuito equivalente per il segnale). Cosa c'e' al posto della linea di alimentazione? visto bene?

bene: vi conviene toglierli tutti (i condensatori sulle alimentazioni - son tutti in serie al segnale) oppure e' meglio che stiate svegli di notte per le stupidaggini che vi hanno fatto bere fino ad oggi in hifi. cuuumplimeeeent !!!

certo, non ho spiegato come mai questo amplificatore funzioni (dal punto di vista della distorsione armonica) meglio di qualsiasi altro amplificatore valvolare e non, e ci mancherebbe, me ne guardo bene dal dirvelo, pero' non ci vuole molto a comprenderlo.  E va bene ve lo dico:

distorce poco perche' la linea della caratteristica tra ingresso ed uscita e' verticale e non arrotondata e quindi si puo' togliere ogni sorta di controreazione.

pag. 96 - continua dalla pag. 95 e si continua a parlare dell'amplificazione in classe A e di come venga prodotta la famosa distorsione armonica. Lo so, son cose che non digerite.... ve le spiego in altre parole dopo che avete letto la pag. 96
In pratica se la caratteristica di ingresso  e' curva  (FIG. 21) vengono generate armoniche (FIG.22 riprese dalla pagina sopra) perche' esiste una dissimmetria tra la parte positiva e quella negativa del segnale. Ma se la curva diventa una RETTA, la dissimmetria NON ESISTE ed abbiamo eliminato la distorsione, gia'... cose da non credere, ma la derivata di una costante e' appunto ZERO e questo lo dice la matematica. Nel caso curva caratteristica incurvata come in fig. 21 e 22, si producono le seguenti distorsioni: 1 - distorsione di incrocio (nel caso di un push pull) 2 - distorsione armonica 3 - distorsione di intermodulazione o distorsione non lineare causata appunto dal funzionamento dei circuiti attivi (transistor , mosfet, valvole) che hanno appunto una caratteristica di trasferimento incurvata. Segnali di diversa ampiezza verranno amplificati in modo diverso, così se la tensione di ingresso e' una sinusoide, la forma d'onda di uscita e' distorta, cio' significa che si sono aggiunte altre frequenze non presenti all'ingresso. Quando un certo numero di frequenze e' presente contemporaneamente (vedi fig. 23.1), si producono in uscita le somme e le differenze di tutte le frequenze presenti. Queste non sono in relazione armonica con le frequenze originali e vengono considerate dall'orecchio come un rumore fastidioso.         FIG. 21                                                    FIG. 22	Se la caratteristica di ingresso (dopo il ginocchio)  e' DIRITTA, e viene utilizzata solo dopo il ginocchio (nella fig. 23, da appena sotto il PUNTO A verso il punto B ed oltre), NON vengono generate armoniche e nemmeno intermodulazione dinamica, il tasso di distorsione rimane a livelli infinitesimi - cio e' importante specialmente se non c'e' controreazione che corregga nulla. Sappiamo quanto la controreazione sia deleteria se poi si connette un altoparlante in uscita. Se notate da circa 30 milliampere in su', la caratteristica del transistor usato nel BLU EYES e' una RETTA. Dato che lo stadio finale utilizza  l'amplificazione in tensione (purtroppo) oltre che in corrente essendo un Single Ended senza controreazione alcuna, sarebbe stato deleterio utilizzare dispositivi amplificatori con caratteristica d'ingresso incurvata. Quindi: non e' importante che caratteristica di trasferimento sia verticale o leggermente obliqua, ma e' importante che sia RETTA e non CURVA. Se la caratteristica di trasferimento e' DIRITTA,  non si produce intermodulazione e distorsione armonica. Il passaggio all'incrocio di un push pull, in questo caso, diventa estremamente verosimile e potrebbe anche essere migliore  di un  valvolare Single Ended in classe A a tubi. Incredibile ma vero. E' necessario precisare che normalmente NON e' il tipo di circuito che FA SUONARE bene, bensì come esso viene strutturato nei minimi termini RELEGANDO  l' AMPLIFICAZIONE in tensione ai soli TRASFORMATORI, unici elementi lineari in assoluto utilizzabili in audio (se fatti bene e non inseriti in un anello di controreazione) FIG. 23

Bene abbiamo visto la CLASSE A, abbiamo visto la capacita' di pilotaggio, abbiamo visto la distorsione infima, abbiamo visto l'efficienza del sistema, ma ce n'e' ancora una piu' bella da vedere.

L'EFFICIENZA DELL'AMPLIFICATORE BLU EYES CON SEGNALE MUSICALE NEL TEMPO

I parametri di efficienza sono misurati, come detto dall'inizio della trattazione alla  MASSIMA POTENZA. Ma questo amplificatore ha una prerogativa che nessun altro amplificatore al mondo possiede cioe': durante il segnale musicale l'efficienza e' molto piu' elevata rispetto a qualsiasi altro amplificatore in classe A. Perche'?:

Perche' se noi prendiamo in considerazione il fatto che un amplificatore da 50+50 watt SINGLE ENDED in classe A del commercio (senza trasformatore di uscita: vedi push pull in classe AB tirati in classe A, ma anche i SINGLE ENDED in CLASSE A) all'accensione consuma  4 volte e se amplifica UN SOLO WATT consuma sempre 4 VOLTE (cioe') 400 WATT (nell'ipotesi piu' plausibile), il BLU EYES 50+50 per amplificare 1  WATT per canale consuma in MODO SOLO ISTANTANEO circa 26 watt, se il segnale di ingresso si annulla, il consumo scende a circa 10 watt TOTALI (parlando dell'intero amplificatore, non solo dello stadio di uscita).

La differenza di rendimento tra i due ampli per amplificare 1 WATT per canale e' di:

n = 400 watt / 25,75 watt x 2 canali = 7,7 volte 

- vedi figura 14 dove, ad 1 watt, la media della corrente sinusoidale e' di circa 560 milliampere (28 millivolt / 0,05 ohm - con alimentazione VCC = 46 volt si hanno 25,76 watt consumati - di cui solo 1 va verso l'uscita)

cioe' e' 7,7 volte piu' efficiente di un qualsiasi altro amplificatore in classe A di pari potenza.

se il segnale di ingresso invece scende a zero, l'efficienza e' 400 watt/ 10 watt TOTALI = 40 volte !!!!! se si prende in considerazione il solo stadio di uscita consuma 6,44 watt.

Quindi a regime dinamico, l'efficienza del BLU EYES NEL TEMPO e' soprendentemente piu' alta di qualsiasi amplificatore.

EIIIII come diceva, FONZIE!!!

tutto cio' e' sufficiente per ascoltare bene la musica? PURTROPPO NO, e' solo un BUON INIZIO

Intanto c'e' gente che con un BLU EYES da 33 watt canale ci pilota senza problemi delle Magneplanar che con 200 watt canale non facevano neppure uscire i bassi, mentre ora sì.

E magari penserete che sia perche' il BLU EYES da' piu' potenza di quella dichiarata. NO, non e' così, siete fuori strada. ma ci arriviamo anche a questo. torniamo un passo indietro:

Qualcuno vorra' sapere quanta distorsione c'e'. Ebbene,  guardate, ho un altro oscilloscopio digitale Tektronix che calcola anche le distorsioni (FFT), ma mi sono  veramente rotto le palle nel misurare cose che non si sentono quando invece nessuno si e' posto il problema di misurare le cose che invece si sentono e danno fastidio e di non preoccuparsi del perche' i diffusori a bassa efficienza volano con 30 watt e stanno fermi con 200!!!. Vi basti cio' che e' riportato sopra, ricordando che sia il trasformatore di ingresso, che quello di uscita NON SONO inseriti in ANELLI di CONTROREAZIONE, per cui qualsiasi ritardo ingresso uscita del ramo di andata non ha nessuna valenza. E per chi vuole vedere i trasformatori Royal Device come si comportano in fase (oltre che in ampiezza) e' sufficiente che faccia un click qui, penso che nessuno al mondo (costruttori di hi-fi e di trasformatori) abbiamo mai dato o diano le caratteristiche dei loro trasformatori, furbi questi, alcuni provati sono anche onesti, ma comunque sempre senza caratteristiche al seguito per paura di critiche e mancate vendite)...

bene, ce n'e' per una meditazione di una settimana ai piedi del monte Everest o forse meglio all'interno del deserto australiano

Se qualcuno che sa tutto, vuole misurare la distorsione, puo' sempre portare il suo ampli, e gli dimostrero' che non si e' ancora capito l'arcano. Chi fa suonare bene i diffusori e' in buona parte la cura dell'alimentazione (che e' in serie al segnale da amplificare) ed il corretto smorzamento tra amplificatore e diffusore, dove, se non si ha un trasformatore di uscita regolabile come sul BLU EYES nulla vale cercare cavi di accoppiamento da 75 miliardi di euro.

Qualcuno di voi non ci crede? e chi se ne frega.

A quelli invece che ci credono dico che la situazione e' questa:

La credenza popolare che un amplificatore si possa adattare ad un diffusore semplicemente connettendo i cavi e’ pressoche’ fourviante. E’ di estrema importanza impostare correttamente il trasformatore di uscita (UNICO ELEMENTO CHE NON PERDE POTENZA nel fare detta operazione) verso i propri diffusori con l'impedenza corretta (certo nessuno ce l'ha, ed io che ci posso fare se non ce lo avete? e non basta avere un trasformatore di uscita con prese a 4 o 8 ohm). Una non corretta predisposizione comporta, non tanto la possibilita’ di avere il miglior trasferimento di potenza, ma piuttosto la possibilita’ di regolare il corretto SMORZAMENTO tra amplificatore e diffusori. Un sottosmorzamento dei driver provoca intermodulazione da parte degli stessi con bassi non controllati e rimbombanti, sovrasmorzamento comporta invece un suono stridente. Anche una variazione dell’impedenza di uscita di pochi decimi di OHM favorisce un miglioramento molto incisivo sul risultato finale. L’amplificatore Blu Eyes implementa un trasformatore di uscita unico al mondo con numerose possibilita’ di adattamento (piu’ di 50) con variazioni anche di  soli 0,2 - 0,3 – 0,5 ohm per ogni predisposizione (vedere a questo proposito l’apposita sezione piu’ avanti descritta).

Il trasformatore di uscita Royal Device BE 51 e’ predisposto per fare da adattatore di accoppiamento tra l’uscita ed i diffusori. E’ stato studiato in modo di avere il maggior numero di possibilita’ di adattamento come se fosse un potenziometro regolabile in modo FINE, senza pero’ avere la perdita di potenza che un resistore appunto provocherebbe. Tutto cio’ al fine di ottenere:

1 – il miglior smorzamento tra AMPLIFICATORE e DIFFUSORI

Uno smorzamento basso, provoca intermodulazione dinamica, che significa un altro tipo di distorsione molto assimilabile a FASTIDIO. Un corretto smorzamento del sistema Amplificatore-Diffusori, comporta un suono corretto. Cioe’ quello che il diffusore puo’ dare intrinsecamente parlando, nel limite delle sue capacita’. Normalmente con diffusori utilizzanti crossover in banda media, oltre una certa capacita’ risolutiva non si puo’ andare. Il suono viene confuso dal crossover stesso, che da un punto di vista matematico e’ in grado di funzionare solo a REGIMI COSTANTI (e  quindi non con la musica) e solo se i carichi del filtro sono PURAMENTE RESISTIVI; cio’ non e’ mai vero in quanto gli altoparlanti sono carichi complessi (tranne che per alcuni casi particolari) che assorbono correnti diverse sui rami del woofer e su quello del tweeter o Midrange tweeter, senza dimenticare il problema piu' grave: rispondono a velocita' differenti e tanti saluti alla fase.

RISPOSTA all’IMPULSO ottenibile modificando la regolazione dell'impedenza di uscita.

FIG. 26

Impedenze NOMINALI singole impostabili tramite il trasformatore di uscita BE 51

TABELLA 1

ESEMPIO DI INTERCONNESSIONE DEL TRASFORMATORE CON DOPPIE USCITE PER simil BI-AMP      con disaccoppiamento tra woofer e tweeter con 2 secondari separati, senza differenza di impedenza ed ampiezza

ESEMPIO DI INTERCONNESSIONE DEL TRASFORMATORE CON DOPPIE USCITE PER simil BI-AMP      con disaccoppiamento di 0,6 dB tra woofer e tweeter.                           

FIG. 27

FIG. 28

Note:

1 -  una piccola differenza di ampiezza dell’ordine del mezzo dB non comporta differenze sostanziali nell’ascolto, mentre la compressione del suono diminuisce.

2 – normalmente si sceglie l’impedenza piu’ bassa per connettere il WOOFER (maggior freno), ma in alcuni casi,  puo’ essere utilizzata anche in modo contrario, per “addolcire” gli acuti di un CD Player o di un diffusore eccessivamente stridente a cui hanno inserito il crossover in banda media. La confusione prodotta dal crossover restituisce come risultato un bum bum sui bassi, degli acuti stridenti e una gamma media sporca, stridente, innaturale e confusa, in pratica, se avete un crossover in banda media taglaito chesso' verso i 2,5 KHz o 3 a 6 dB/ottava,  non sperate di ascoltare la chitarra acustica di Eric Clapton come e' incisa sul supporto CD, ma nemmeno una lontana imitazione.

3 – l’impedenza minima e’ calcolata per la massima potenza di uscita.

4 – Le configurazioni riportate non comprendono tutte le possibilita’. Alcune configurazioni possono essere leggermente piu’ performanti rispetto ad altre, da un punto di vista elettrico, ma non e’ detto che lo siano da un punto di vista sonoro.

La risposta in frequenza del trasformatore BE 51 e’ lineare ALMENO da 20 Hz a 40 KHz (entro 1 dB agli estremi di banda) – La risposta totale dell’amplificatore varia al variare dell’impostazione del trasformatore e dal tipo di trasformatore di interstadio utilizzato nelle varie versioni. Nelle condizioni normali (impedenza nell’intorno dei 6 ohm) la risposta in frequenza si estende anche fino a 65 KHz (-1 dB).

 FIG. 28

La configurazione corretta dipende anche da come viene strutturato il cavo Epigenetico di potenza che fa la sua porcaccia funzione.

Multimetro digitale: AGILENT 34410 A – 6,5 cifre

Oscilloscopio analogico: TekTronix 2465 B – 400 MHz

altri riferimenti vari:

Generatore: Rodhe Schwartz APN 04

Frequenzimetro: Hewlett & Packard 5315A

e non fatemi incazzare troppo senno' per il futuro, per la mia sala audio faccio un mega-amplificatore con una scatola con dentro la nutella e lo faccio suonare...

anche perche' il BLU EYES lo avevo progettato per amplificare la mia chitarra, mica le LAURA, pensate un po'....

la nutella, per l'alta fedelta' penso che funzioni meglio ... e vi garantisco che ce l'ho gia' in mente.. mi manca solo il nome.