Cause di distorsione delle protezioni nei circuiti amplificatori.
Sono diverse le cause che possono determinare distorsione in un circuito amplificatore. Non sto qui ad analizzare le distorsioni derivanti dalla scelta circuitale, bensì quelle causate dai circuiti di protezioni, in quanto i primi rientrano nella serie di compromessi dettati da scelte progettuali mentre i secondi si possono manifestare dopo anni di funzionamento.
La protezione al sovraccarico. Il collegamento in corto dei morsetti di uscita dell’amplificatore, per quanto accidentale, a differenza delle valvole, può danneggiare i transitori dello stadio finale nel giro di pochi secondi. Negli anni si sono cercate varie soluzioni al problema tra l’utilizzo di fusibili e circuiti elettronici. Per quanto riguarda i fusibili questi dovrebbero essere utilizzati solo sulla linea di tensione (positiva e negativa) in modo che in caso di sovraccarico, anche se probabilmente non riusciranno a salvaguardare i transistori, potranno limitare i danni al circuito stampato. I fusibili devono essere di tipo ritardato e vanno dimensionati in base alla corrente assorbita dall’amplificatore. A questi è bene associare un fusibile di protezione sulla rete elettrica a monte del trasformatore. Utilizzando trasformatori separati per ogni canale, anche i fusibili di protezione devono essere separati. In uno stadio finale sovradimensionato i fusibili sul ramo negativo e positivo dell’alimentazione in CC potrebbero non essere previsti lasciando la protezione ai fusibili di rete. Ovviamente questa soluzione, nel caso di guasto, comporta un rischio maggiore per l’amplificatore.
Sui sistemi di protezione c’è una letteratura molto vasta e molti sostengono, spesso a ragione, che le protezioni degradino la qualità del segnale audio. La scelta diventa comunque obbligatoria per le aziende che producono amplificatori e devono garantirne la durata del prodotto anche in caso di errori di collegamento da parte dell’utente. Personalmente, nei miei amplificatori, ho preferito ridurre al minimo indispensabile le protezioni riducendo i fusibili a quelli di rete, separati per canali nella doppia alimentazione e in alcuni casi, per una protezione maggiore, oltre ai fusibili sulla rete elettrica ho previsto anche fusibili sull’alimentazione in corrente continua.
Protezione offset in uscita. Una protezione indispensabile è quella che rileva l’eventuale presenza di corrente continua in uscita dell’amplificatore. Perché questa protezione è indispensabile? un qualsiasi amplificatore alimentato con un’alimentazione duale ( positiva e negativa) nel funzionamento regolare presenta in uscita una corrente continua prossima a poche decine di mv. Se per una qualsiasi ragione la tensione continua in uscita raggiunge valori elevati, la bobina mobile del woofer subirà un surriscaldamento che nella migliore delle ipotesi ne determinerà la rottura del filamento. La funzione del circuito di controllo è quella di scollegare il relè connesso ai morsetti d’uscita dell’amplificatore. Questa soluzione è molto efficace e fa passare in secondo piano la lieve perdita di qualità del segnale che attraversa i contatti del relè. Bene! È chiaro che nel tempo l’ossidazione di questi contatti ne aumenta la resistenza fino ad interrompere il passaggio del segnale soprattutto a basso livello. Infatti nel caso di assenza di segnale in uno dei due diffusori, se provando ad alzare il volume la cassa acustica riprende a funzionare, è probabile che la causa vada ricercata nell’ossidazione del contatto del relè. Una valida soluzione, per ridurre la resistenza, è l’utilizzo di relè con doppi contatti collegati in parallelo. Resta sempre il problema che negli anni i contatti possono ossidarsi per cui se da una parte è bene utilizzare relè di elevata qualità dall’altra bisogna essere coscienti del problema e prevedere la pulizia dei contatti o sostituzione dei relè.
Quindi, riassumendo un amplificatore ma anche un preamplificatore negli anni è facile presenti un degrado delle prestazioni che si trasformano in una aumento della distorsione del segnale in uscita. La causa può essere di ordine elettrico e meccanico. Nel primo caso si può individuare nei circuiti di protezione inseriti nel progetto, nella perdita di capacità dei condensatori per invecchiamento, resistori che surriscaldandosi hanno modificato il loro valore ecc. Ho avuto modo di verificare condensatori elettrolitici con oltre 30 anni perfettamente funzionanti mantenendo la capacità di origine cosi come condensatori non polarizzati che hanno perso capacità. Nel secondo caso il degrado può essere determinato da connessioni allentate, sporche o ossidate dei cavi e morsetti di ingresso e uscita, dei contatti dei relè di protezione dell’amplificatore, dei commutatori meccanici dell’ingresso dell’amplificatore, se con pre integrato, o del preamplificatore.
Come abbiamo visto l’ossidazione dei contatti introduce un aumento della resistenza che può anche variare in base alla potenza del segnale che li attraversa. In uscita avremo una resistenza in serie che andrà a sommarsi alla resistenza del cavo di potenza riducendo il DF. Una verifica sull’efficacia dei contatti di uscita dell’amplificatore può essere fatta proprio misurando il DF (Damping Factor) prima e dopo il contatto del relé. Il DF prima del relè, se non uguale, deve essere solo di poco più alto.
Attenzione che anche i contatti dei fusibili possono essere soggetti ad ossidazione. In alcuni casi possiamo trovare fusibili anche nei crossover delle casse acustiche, in particolare in serie al tweeter e che se ossidato determina le anomalie descritte in precedenza.
In conclusione qualsiasi contatto che non è saldato può nel tempo andare incontro a ossidazione modificando le caratteristiche elettriche e sonore dell’impianto audio.
