{"id":1166,"date":"2021-06-16T21:54:08","date_gmt":"2021-06-16T19:54:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.brunopelle.it\/?p=1166"},"modified":"2021-09-30T11:04:47","modified_gmt":"2021-09-30T09:04:47","slug":"lamplificatore-di-potenza-filosofia-progettuale","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.brunopelle.it\/?p=1166","title":{"rendered":"L\u2019amplificatore di potenza – Filosofia progettuale"},"content":{"rendered":"\n
\"\"
Amplificatore di potenza “Nice Audio reference”<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

L\u2019impianto ad alta fedelt\u00e0, tanto auto-costruito quanto commerciale, \u00e8 il mezzo pi\u00f9 appropriato per riprodurre la musica e avere l’impressione di ascoltarla dal vivo negli spazi domestici dedicati. Senza entrare nel merito dell’ambiente e di tutte le problematiche connesse, una configurazione ragionata sulla scelta delle elettroniche dovrebbe rispecchiare la personale preferenza di ascolto. In realt\u00e0 pi\u00f9 che di ascolto dovremmo parlare di percezione psicoacustica. Questa \u00e8 il risultato della cultura del suono formatasi nel tempo dall’eventuale studio di uno strumento e dalle caratteristiche del suono relativo, dall’ascolto di voci, rumori, suoni naturali, canto, strumenti musicali dal vivo, dalla fruizione di concerti classici e leggeri. Inoltre la percezione psicoacustica \u00e8 influenzata dalle distorsioni acustiche, dalla risposta in frequenza, dal timbro, dall’impressione spaziale. Se la risposta in frequenza dell\u2019impianto audio \u00e8 un elemento misurabile e la qualit\u00e0 delle frequenze alte e basse e la risposta uniforme \u00e8 un obiettivo ricercato, il timbro, il riconoscimento e l’apprezzamento generale del contenuto armonico \u00e8 quello che maggiormente colpisce la nostra percezione uditiva. Grazie alla capacit\u00e0 di localizzazione binaurale del nostro organo uditivo, mentre ascoltiamo un brano formiamo un’immagine mentale del posizionamento dei musicisti, dei cantanti e del contesto ambientale. L’immagine pu\u00f2 essere molto reale quando l\u2019impianto \u00e8 posizionato correttamente. In essa sono raffigurate le dimensioni e la forma della sorgente sonora. L’amplificatore di potenza rappresenta l’ultimo componente attivo della catena audio. Gli amplificatori possono essere a valvole, a stato solido o ibridi (utilizzando valvole e transistori nel loro circuito). Un’ulteriore distinzione riguarda la classe di funzionamento: A; AB; B; C; D; G; H; S.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Percezione…<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

L’interesse per gli amplificatori in classe A e in classe AB a stato solido risale alla met\u00e0 degli anni 70. Pur ritenendo gli amplificatori a valvole elettroniche di tutto rispetto, le problematiche di linearit\u00e0, distorsioni e il degrado dei tubi termoionici nel tempo, mi hanno portato a concentrare l’attenzione sulle elettroniche a stato solido. Utilizzando componenti a stato solido si possono realizzare circuiti di indubbia qualit\u00e0 sonora con caratteristiche tecniche e prestazioni che non variano nel tempo. Gli amplificatori si differenziano nella riproduzione audio per la topologia circuitale e a seconda che siano realizzati con valvole, transistor o mosfet. <\/p>\n\n\n\n

Perch\u00e9 parlo di filosofia? Gi\u00e0 agli inizi degli anni 80 con il mio amico Lucky iniziammo la progettazione e sperimentazione di un amplificatore che avesse determinati requisiti timbrici e sonori e che fosse in qualche modo diverso da quelli che generalmente si trovavano nella letteratura elettronica. La continua ricerca e i miglioramenti che ne seguirono ci portarono alla realizzazione di un circuito che si distingueva nella riproduzione musicale per la raffinatezza del dettaglio e la qualit\u00e0 timbrica del suono. <\/p>\n\n\n\n

Non vi \u00e8 dubbio che la percezione musicale \u00e8 diversa da individuo a individuo. Questa differenza, spesso oggetto di animate discussioni, tende a contrapporre sostenitori di misure strumentali e sostenitori di qualit\u00e0 percepita. In realt\u00e0 la ragione pu\u00f2 stare d’ambo le parti. Infatti nella progettazione di un amplificatore di potenza \u00e8 necessario ricercare il giusto compromesso tra il risultato ottenuto con misure strumentali e la qualit\u00e0 percepita all’ascolto. Ovviamente, quest’ultima assume significato se \u00e8 fatta in condizioni tali da non influenzare gli stessi ascoltatori. Un buon amplificatore pu\u00f2 scaturire da diverse soluzioni circuitali e ognuna potrebbe essere considerata quella ideale. In ogni caso molte caratteristiche tecniche-progettuali del nostro amplificatore hanno trovato conferma nelle numerose occasioni di ascolto e confronto con altri amplificatori cosiddetti “esoterici”. Annotando negli anni le modifiche, le misure strumentali e i test di ascolto, abbiamo avuto conferma della “filosofia progettuale” e della validit\u00e0 del circuito messo a punto. Si possono, quindi, cos\u00ec riassumere le caratteristiche minime da ricercare nella realizzazione di un buon amplificatore di potenza a stato solido:<\/p>\n\n\n\n

1 – Capacit\u00e0 di pilotare qualsiasi carico<\/strong>: facile pi\u00f9 a dirsi che a farsi. Il carico di un amplificatore \u00e8 un carico complesso. La cassa acustica \u00e8 composta da crossover, altoparlanti e cavi, e fa s\u00ec che l\u2019amplificatore si trovi a pilotare un carico capacitivo, induttivo e resistivo che varia di fase e impedenza secondo la frequenza riprodotta. Tenendo conto che nella musica spesso le frequenze riprodotte contemporaneamente sono molteplici, come ad esempio nella riproduzione di orchestre sinfoniche, spesso \u00e8 la capacit\u00e0 di erogare corrente a fare la differenza.<\/p>\n\n\n\n

2 – Distorsione di fase quasi assente<\/strong>: nel range da 20 a 20000 Hz la rotazione di fase dovrebbe essere contenuta. La rotazione di fase \u00e8 il ritardo del segnale di uscita rispetto quello di ingresso. Le cause, spesso, sono legate alle compensazioni utilizzate per stabilizzare il circuito, in particolare nella retroazione. L’orecchio umano \u00e8 sensibile alla distorsione di fase sui suoni di natura transitoria mentre \u00e8 insensibile ai suoni di natura statica.<\/p>\n\n\n\n

3 – Bassa retroazione (feedback): <\/strong>una piccola porzione di segnale riportato all\u2019ingresso in opposizione di fase (retroazione) rende il circuito pi\u00f9 stabile e funzionale. La retroazione deve essere comunque bassa perch\u00e9 va ad incidere sulla qualit\u00e0 di riproduzione musicale. La scelta di retroazioni elevate servono a diminuire la distorsione armonica o in alcuni progetti a stabilizzare il circuito. Per ridurre la retroazione totale si pu\u00f2 agire anche con retroazioni locali dei vari stadi.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Fig.1 -Schema semplificato amplificatore a <\/em>tre stadi con retroazione locale<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

4 – Distorsione contenuta<\/strong>: ricercare un distorsione armonica (THD) con numerosi zeri prima della virgola non ha senso e spesso \u00e8 a discapito di altri parametri . Studi (Olsen – 1950) hanno dimostrato la bont\u00e0 del nostro orecchio che nelle condizioni migliori non riesce a percepire distorsioni inferiori allo 0,75% ( Vedi articolo)<\/a> . Sebbene la distorsione armonica sia quella pi\u00f9 conosciuta, ci sono altri tipi di distorsione che incidono sulla qualit\u00e0 audio di un amplificatore, tra cui quella di intermodulazione e, come sembrerebbero dimostrare ricerche pi\u00f9 recenti, quella di memoria (memory distorsion G. Perrot – 1996<\/em>).<\/p>\n\n\n\n

5 – Risposta in frequenza elevata<\/strong>: proprio perch\u00e9 la risposta in frequenza \u00e8 responsabile della rotazione di fase questa deve essere elevata. Un range minimo che va da 10 a 100.000 Hz soddisfa il contenimento della distorsione di fase del segnale da 20Hz a 20Khz.<\/p>\n\n\n\n

6 – Fattore di smorzamento uniforme<\/strong>: sul fattore di smorzamento ho dedicato uno specifico articolo<\/a>. Ottenere fattori di smorzamento molto alti significa dover penalizzare altri parametri senza alcun beneficio nella qualit\u00e0 di riproduzione audio. Utile, invece, che il fattore di smorzamento misurato riguardi tutto il range della frequenza udibile e non solo, come spesso accade, quello delle frequenze pi\u00f9 gravi.<\/p>\n\n\n\n

7 – Potenza minima di 80-100 watt per canale<\/strong>: anche su questo argomento ho pubblicato un articolo<\/a> che ne spiega le ragioni.<\/p>\n\n\n\n

8 – Classe di funzionamento : <\/strong>anche se la classe A sembra suonare meglio, la realizzazione di un amplificatore in classe A con potenza elevata richiede un investimento notevole e un dispendio di energia assorbita. Il compromesso pu\u00f2 essere quello di prevedere il funzionamento in classe A a bassa potenza e in classe AB per il resto della potenza erogata. Ad esempio 5 -10 watt in classe A per un finale da 100 – 200 Watt per canale.<\/p>\n\n\n\n

9 – Topologia circuitale: <\/strong>la topologia circuitale definisce differenze soniche negli amplificatori.<\/p>\n\n\n\n

10 – Semiconduttori di potenza: <\/strong>la potenza totale dei semiconduttori implementati nello stadio finale dell’amplificatore dovrebbe essere nettamente superiore alla potenza nominale alla minima impedenza. Il beneficio sar\u00e0 una maggiore affidabilit\u00e0 e un maggiore fattore di smorzamento.<\/p>\n\n\n\n

11 – Alimentazione separata per canale: <\/strong>l’alimentazione separata per canale aumenta la separazione dei canali riducendo la diafonia (Vedi articolo<\/a>).<\/p>\n\n\n\n

12 – Elevata dinamica e risposta ai transienti:<\/strong> ottenibile solo con amplificatori con potenza superiore a quella necessaria nel proprio ambiente di ascolto. Questo dar\u00e0 la garanzia che l’amplificatore potr\u00e0 riprodurre qualsiasi genere musicale senza rischio di incorrere nel clipping del segnale audio.<\/p>\n\n\n\n

13 – Slew Rate elevato<\/strong>: \u00e8 bene che lo Slew Rate sia pi\u00f9 alto di quello minimo necessario (vedi articolo<\/a>)<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Vista laterale – Dissipatori laterali e frontale spesso per una migliore dissipazione del calore<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

La messa a punto di un’amplificatore richiede numerose misure tecnico-strumentali e numerosi test di ascolto; soprattutto se si cerca di ottenere un\u2019amplificazione lineare, cio\u00e8 che non aggiunga o tolga nulla al segnale originale. L\u2019amplificatore di potenza “Nice Audio reference<\/em>“, che ritengo risponda alla massima qualit\u00e0 sonora fra tutti quelli che abbiamo progettato, si basa su uno schema tipico a tre stadi a simmetria complementare con soluzioni originali nello stadio di ingresso e soprattutto nello stadio di uscita. L’architettura a tre stadi rappresenta la migliore filosofia di progettazione perch\u00e9 consente la modifica, la messa a punto ed il controllo dei parametri di ogni singolo stadio. Gi\u00e0 dagli anni 60 la maggior parte degli amplificatori utilizzava un\u2019architettura a tre stadi (fig.1). Lo stadio di ingresso o primo stadio (a transconduttanza), lo stadio amplificatore di tensione o secondo stadio ( a transimpedenza) e lo stadio a guadagno in tensione unitario ed elevato guadagno in corrente o terzo stadio (stadio finale). L’amplificatore di potenza pu\u00f2 essere progettato con un numero limitato di componenti oppure cercando di affinare per ogni stadio i flussi di tensione-corrente, impedenza e dinamica, per ottenere il massimo della stabilit\u00e0, della larghezza di banda e ridurre al minimo le distorsioni tipiche. Quest’ultima \u00e8 la scelta che abbiamo fatto implementando topologie circuitali adeguate. Inoltre abbiamo effettuato una scelta accurata dei componenti attivi e passivi e nella fase di costruzione ogni componente elettronico \u00e8 stato sottoposto a controllo meticoloso. I trasformatori toroidali sono stati costruiti su nostre specifiche. Ogni semiconduttore \u00e8 stato selezionato con tracciacurve e ogni componente passivo verificato nella tolleranza del proprio valore. Il risultato \u00e8 stato quello di ottenere misure tecniche pressoch\u00e9 identiche dei due canali. Per dare un’idea della complessit\u00e0 del circuito sono stati utilizzati 104 semiconduttori, 4 circuiti integrati, 26 diodi e due ponti raddrizzatori. Particolare attenzione \u00e8 stata posta nel percorso del segnale, nel cablaggio delle masse, nel layout dei circuiti stampati. I grossi condensatori elettrolitici, che fungono da serbatoio di corrente, sono stati posizionati in prossimit\u00e0 dei trasduttori di potenza e saldati sulle piste che alimentano gli stadi finali. Questa soluzione dovrebbe consentire una risposta immediata ai transienti. Inoltre l’utilizzo di retroazione locale ha permesso di mantenere bassa la controreazione totale pur mantenendo un’ottima stabilit\u00e0 del circuito. La protezione, separata per canale, \u00e8 affidata a due fusibili di rete e due circuiti che rilevano l’eventuale presenza di corrente continua in uscita con conseguente interruzione dell’alimentazione dei rel\u00e8. Gli stessi circuiti agiscono come temporizzatori all’accensione del finale. Lo stato dell’amplificatore (acceso\/spento) \u00e8 indicato da un piccolo led rosso che non sottrae attenzione durante l’ascolto.<\/p>\n\n\n\n

\n
\n

Caratteristiche tecniche per canale:<\/strong>
Potenza su 8\u03a9 250Watt
Potenza su 4\u03a9 480Watt
Potenza su 2\u03a9 800Watt
Potenza in classe A su 8\u03a9 10Watt
DF >=70 da 20 a 20Khz
THD <0,1% Slew Rate = 120V\/\u00b5s su 8\u03a9
Rotazione di fase da 20 a 20Khz assente
Risposta in frequenza da 1Hz a 400Khz
Impedenza di ingresso 100K\u03a9<\/em>
Segnale ingresso max potenza 1,15 Volt <\/em><\/p>\n\n\n\n

La stabilizzazione termica dei vari circuiti viene raggiunta dopo circa 30 minuti.<\/em><\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

\n
\"\"
Vista lato inferiore<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
\n
\n
\"\"
Vista interno lato alto<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Nell’immagine in alto \u00e8 evidente il numero elevato di componenti attivi e passivi utilizzati e la disposizione ragionata dei vari stadi. La progettazione dello schema elettronico risale alla seconda met\u00e0 del 1996, gli interventi di miglioramento negli anni sono stati minimi mentre la manutenzione, ad oggi, ha richiesto soltanto la sostituzione dei rel\u00e8 di protezione.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
binary comment<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Per quanto riguarda la qualit\u00e0 audio dell’amplificatore, rientrando questa nella percezione psico-acustica, la descrizione \u00e8 espressione di un parere soggettivo. Durante l’ascolto quello che maggiormente si fa apprezzare \u00e8 la raffinatezza della riproduzione sonora e il dettaglio dell’immagine percepita. Gamma bassa veloce ed estremamente controllata, gamme medio alte accurate e rifinite tanto da far cogliere ogni piccola sfumatura con naturalezza e senza mai stancare, anche quando si tratta di gruppi orchestrali complessi. Il tutto con una qualit\u00e0 timbrica che oserei definire neutrale, diversa comunque da quella valvolare, a mosfet e transistori. Queste caratteristiche fanno s\u00ec che venga messa in evidenza la qualit\u00e0 della sorgente e la dinamica delle registrazioni. In particolare nella musica digitale si apprezza facilmente la differenza tra le registrazioni realizzate a 16 bit e quelle realizzate con un campionamento superiore. Da evidenziare il riscontro sulla qualit\u00e0 percepita da altri cultori della musica e del bel canto che negli anni hanno avuto modo di ascoltare l’impianto. Comunque, al di l\u00e0 della percezione uditiva, resta il fatto che la soddisfazione maggiore che pu\u00f2 dare un impianto ad alta fedelt\u00e0 \u00e8 quella di passare in secondo piano durante l’ascolto. Se questo si verifica, l’attenzione si concentrer\u00e0 sugli intrecci armonici della trama musicale e sar\u00e0 orientata alla ricerca delle emozioni che l’autore e l’esecutore del brano vogliono trasmettere.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

L\u2019impianto ad alta fedelt\u00e0, tanto auto-costruito quanto commerciale, \u00e8 il mezzo pi\u00f9 appropriato per riprodurre la musica e avere l’impressione...<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1221,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_uag_custom_page_level_css":"","footnotes":""},"categories":[3],"tags":[46,135,129,128,126,143,131,140,134,86,95,130,125,138,133,124,142,141,127,100,132,139,137,136],"class_list":["post-1166","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-amplificazione","tag-amplificatore","tag-armonici","tag-banda-passante","tag-bassa-retroazione","tag-carico","tag-classe","tag-classe-amplificatore","tag-clipping","tag-dinamica","tag-distorsione-armonica","tag-fase","tag-fattore-di-smorzamento","tag-filosofia","tag-mosfet","tag-percezione-musicale","tag-potenza","tag-progetto","tag-psicoacustica","tag-rotazione-di-fase","tag-slew-rate","tag-topologia","tag-transienti","tag-transistori","tag-valvole"],"uagb_featured_image_src":{"full":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto.jpg",1600,1359,false],"thumbnail":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto-150x127.jpg",150,127,true],"medium":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto-300x255.jpg",300,255,true],"medium_large":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto-768x652.jpg",768,652,true],"large":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto-1024x870.jpg",1024,870,true],"1536x1536":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto-1536x1305.jpg",1536,1305,true],"2048x2048":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto.jpg",1600,1359,false],"thumb-small":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto-80x80.jpg",80,80,true],"thumb-standard":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto-320x320.jpg",320,320,true],"thumb-medium":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto-520x245.jpg",520,245,true],"thumb-large":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto-720x340.jpg",720,340,true],"thumb-xlarge":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto-980x450.jpg",980,450,true],"thumb-xxlarge":["https:\/\/www.brunopelle.it\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/ampli_alto-1320x500.jpg",1320,500,true]},"uagb_author_info":{"display_name":"admin","author_link":"https:\/\/www.brunopelle.it\/?author=1"},"uagb_comment_info":0,"uagb_excerpt":"L\u2019impianto ad alta fedelt\u00e0, tanto auto-costruito quanto commerciale, \u00e8 il mezzo pi\u00f9 appropriato per riprodurre la musica e avere l’impressione...","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.brunopelle.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1166","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.brunopelle.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.brunopelle.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.brunopelle.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.brunopelle.it\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=1166"}],"version-history":[{"count":220,"href":"https:\/\/www.brunopelle.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1166\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1434,"href":"https:\/\/www.brunopelle.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1166\/revisions\/1434"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.brunopelle.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/1221"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.brunopelle.it\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=1166"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.brunopelle.it\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=1166"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.brunopelle.it\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=1166"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}