Riparazione Apparecchiature Valvolari

Letture Tecniche

Raccolta di testi e guide tecniche dedicate all’autocostruzione elettronica

Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs

By Max.AV.Mezzomatto

La seguente guida nasce dalla richiesta di un amico che dovendo fare delle misure di impedenza di alcuni altoparlanti mi ha chiesto un metodo semplice ed economico per farle. Vedrete che l’unica cosa che dovrete acquistare se già non l’avete in casa é una semplice scheda AudioUSB che parte dai 60/70 euro a salire, qualche cavo ed un semplice box di interfaccia da autocostruirsi. Considerate anche poi che la scheda potrà essere utilizzata per tutti gli altri usi del caso, quindi non è un’acquisto fine a se stesso. Cercherò di guidarvi passo passo nel modo piu semplice possibile, per qualcuno sarà magari anche quasi noioso, ma in rete in italiano è difficile se non impossibile trovare informazioni su questa procedura per le misure. Ultima cosa, poi si parte promesso, le misure eseguite con questo sistema sono state confrontate con un altro e più (costoso/affidabile) sistema di misura che prevede l’uso della famosa Clio e discostano di forse neanche un 5%. Cosa più che accettabile visto che siamo parlando di un sistema hobbistico fatto per “giocare in casa” per autocostruttori ed appassionati. Vedrete dalle foto più avanti allegate.

Materiale Occorrente:

  1. Un Pc portatile con presa USB e windows installato.
  2. Al seguente indirizzo www.artalabs.hr/download.htm potrete trovare LIMP il software che serve per effettuare la misura e le relative condizioni di utilizzo, limitazioni e costi se vorrete acquistarlo.
  3. Una scheda USB esterna ( nel mio caso ho una Focusrite ScarlettSolo, ma vanno bene quasi tutte, devono avere come requisiti due ingressi, solitamente Mic. ed Instrum./Line con la possibilità di regolazione del segnale e due uscite mono).
  4. Un Amplificatore Mono o Stereo 30/40w (quelli che avete in cantina, vanno benissimo!), è preferibile che abbia il volume per comodità delle regolazioni. Nel mio caso ho un piccolo auto costruito con LM3886 con il potenziometro del volume.
  5. Un Box per la misura da autocostruirsi (verrà spiegato come fare).

I cavi qui di seguito elencati vanno bene per la mia scheda, di conseguenza dovrete modificarli se il tipo di collegamenti della vostra scheda fossero differenti.

  • 1 Cavo segnale Rca > XLR non bilanciato
  • 1 Cavo segnale Rca > Jack 6,3 mono
  • 1 Cavo segnale Rca > Rca mono
  • 1 Cavo Rosso/Nero terminato con banane e mollette Box misure > Altoparlante
  • 1 Cavo Rosso /Nero terminato con banane ambo i lati Box misure > Amplificatore

NOTA di non poca importanza ai fini della misura la qualità dei cavi deve essere buona, insomma evitare le cineserie, il sistema è sensibile alla qualità dei cavi, non sto parlando di utilizzare cavi HI END, ma buoni cavi si, nello specifico io utilizzo cavi autocostruiti con connettori da 3/5 euro e normale cavo del tipo per microfoni o simile OFC.

Collegamenti da effettuare per la misura

schema_connessioni Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Box da realizzare per effettuare le misure

Immagine-2 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Lo schema da realizzare nel box

schema_box-300x172 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Una tabella riassuntiva delle connessioni dei vari cavi, può tornarvi utile come promemoria per effettuare costruire i vostri cavi

Schema_connettori-300x272 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Il Box come vedete è molto semplice da realizzare… due connettori Rca da pannello, quattro connettori rosso/nero e pochi centesimi di resistenze. Lo schema da realizzare è quello della foto qui sopra ed è preso direttamente dal manuale di Limp/Artalabs, (un’occhiata dategliela ve lo consiglio), è con licenza ” Shareware”, è scaricabile gratuitamente in rete, il software è utilizzabile solo in modalità demo, gratuitamente, se vi interessa nessuno vi vieta di acquistarlo. La misura senza dilungarci troppo, sfrutta il sistema della resistenza nota/campione (Vref), le altre resistenze assieme ai diodi sono di protezione ulteriore per la scheda Usb.

Una volta procurato tutto il materiale ed effettuati i collegamenti siamo dunque pronti a partire…

  • Abbassare il volume uscita della scheda audio e posizionare i potenziometri degli ingressi ad 1/3 circa della loro corsa.
  • Controllare di avere l’alimentazione phantom del microfono a 48V spenta.
  • Se provvista la sk Audio USB dello switch Inst./Line posizionarlo su Line.
  • Accendere ora il Pc e lanciare LIMP, ed eseguirlo in modalità DEMO MODE (se non si è registrati), la schermata iniziale è questa qui sotto.

Foto-5--300x178 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

  • Scollegare l’altoparlante in prova per effettuare i settaggi iniziali, necessari per poter effetuare la misura.
  • Volume a 0 dell’amplificatore, ed accenderlo.
  • Nel MENU, parte alta dello schemo, nella pagina che si è aperta di LIMP, trovate in alto nel menu la voce Setup andateci sopra e cliccatela, quindi nel menu a tendina Audio devices, cliccatelo e controllate che sia riconosciuta la vostra scheda Audio (nel mio caso vedete c’è la Focusrite ScarletSolo, foto sotto), laddove non fosse riconosciuta dovete andare nelle proprietà del PC e controllare che sia installata correttamente la vostra scheda audio, compresi i Driver e che sia validata come periferica predefinita.
  • Sotto Riassumo la sequenza dei tasti che vanno premuti e le selezioni, nel proseguio sarà sempre indicato così.
  • Setup > Audio devices e verificare che sia riconosciuta la propria sk Audio USB > OK.

Immagine-6-2-2-300x141 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

  • Ora nel MENU in alto: Setup > Measurement si apre questa schermata.

Immagine-7-300x132 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

  • Impostare i valori: Reference channel LEFT, Reference resistor 27 Ohm (è il valore della R Ref usata nel BOX), Max Averages 10  > OK.
  • Nel MENU in alto:  Record > Calibrate vi si apre questa schermata.

Immagine-8-300x136 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

  • Premere ora Generate, (è il generatore interno di segnale), aumentare il potenziometro del volume della scheda USB fino a circa 1/3 della sua corsa, aumentare lentamente il volume dell’Amplificatore e vedrete che inizia a salire l’indicatore “Input Level Monitor”, aumentare sino a che indichi circa -40dB, ora giocando delicatamente con i potenziometri di ingresso dei segnali (Mic e Line), far si che i due segnali siano più uguali possibili e correggere sempre col master della sk Audio sino a -40dB, cosi come vedete nella foto sopra.
  • A questo punto Premete Calibrate, il sistema esegue il test di calibrazione, nella casella affianco Status verrà indicata la differenza tra i canali “Channel diff.” se avete fatto tutto bene la differenza tra i due canali dovrebbe essere inferiore a +/-2 dB, altrimenti il sistema vi da errore. Nel qual caso ritornate a “Generate” e ricominciate la procedura per regolare la sensibilità degli ingressi. Questa calibrazione del sistema è fondamentale per la precisione delle misure successive, fate in modo dunque che lo scarto sia il minore possibile. Non è molto difficile arrivare a scarti di +/- 0.5 dB. Se invece la differenza è sotto il+/- 2 dB premete OK ed andate avanti, e ci siamo quasi. NB: L’ALTOPARLANTE SIN QUI ERA ANCORA SCOLLEGATO!
  • A questo punto si deve collegare l’ Altoparlante da provare.
  • Nel MENU in alto:  Setup > Generator, vi si apre questa schermata.

Immagine-9-300x164 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Verificare che sia selezionato Pink Noise > 0dB > 1KHz > 20 Hz come negli ellissi evidenziati, a questo punto premere Test, dovreste sentire il rumore rosa emesso dall’altoparlante ed il Level Monitor indicarne il livello, che in questo caso sarà diverso per i due canali, è NORMALE va bene così, non toccate i potenziometri degli ingressi! OK siamo pronti per la misura.

Nella barra degli strumenti premete il tasto “PLAY (rosso)”, verrà dunque visualizzata la curva dell’impedenza dell’altoparlante come nella foto seguente. (con i cursori Max e Min. Che trovate a Dx dello schermo potrete spostare a vostro piacimento e modificare la scala della curva ottenuta per una migliore visione).

Immagine-10-300x187 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Ora se necessita cliccando col tasto dx del mouse, si apre un menu  a tendina nel quale è possibile se necessita ampliare la scala del campo delle frequenze e portarla 5 Hz, come nella foto sottostante.

Immagine-10-bis-300x179 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Sulla sinistra in basso dello schermo è visualizzato il valore in Ohm dell’impedenza, per avere i valori esatto dovrete sottrarre il valore della resistenza campione, che nel nostro caso è 27 Ohm. Facciamo qualche esempio: in foto se col cursore vi posizionate nel punto piu basso della curva in basso allo schermo leggerete “Cursor” la frequenza minima ed il valore dell’impedenza minima, nell’esempio in foto siamo a circa 220 Hz, il valore indicato in Ohm è 34,17 a cui vanno sottratti i 27 ohm della resistenza campione, 34,17-27= 7,17 Ohm.

Immagine-11-300x106 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Sulla destra dello schermo avete la scala della fase acustica ed ora sempre per fare ancora qualche esempio se vi portate col cursore come in foto sul picco massimo della curva dove la fase acustica segna 0 gradi potrete leggere la frequenza di risonanza dell’altoparlante ed il suo valore massimo  sempre in ohm a cui vanno sempre sottratti i famosi 27 ohm già citati.

Immagine-12-194x300 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Nell’esempio in foto la fase a circa 0 gradi, la Fs (Freq.di risonanza) vale 49,61 Hz, ed il valore di massima resistenza dell’altoparlante effettivo è 64,67-27=37,67 ohm circa. Leggete sempre in basso a sinistra Cursor. Ecco qui avete fatto la vostra prima misura della curva di impedenza di un altoparlante, questa misura vi permette di sapere il comportamento elettrico dell’altoparlante alle varie frequenze, informazione fondamentale da sapere nella futura realizzazione del diffusore, e per il momento fermiamoci qui. Infine un pò di foto fatte per confrontare i due sistemi come accennato all’inizio del tutorial, sopra le misure fatte con CLIO e sotto quelle con LIMP, (notate i piccoli brekup dell’altoparlante presenti in tutte e due le misure).

Immagine-13-300x225 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Immagine-13-bis-300x177 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Ed ancora la misura di un piccolo diffusore Sony, preso cosi come muletto test.

Immagine-14-300x225 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Immagine-14-bis-300x179 Misurare la curva di impedenza di un altoparlante con Limp/Artalabs Letture Tecniche

Lo scarto fra i due sistemi è veramente minimo, (non vi fate ingannare dalle scale leggermente differenti) ed è di poca importanza per il fine per il quale verranno utilizzate queste misure, cioè ricordiamolo sempre l’hobby per autocostruzione dei diffusori. È solo l’inizio di un lungo percorso che porta alla realizzazione definitiva di un diffusore, ma da qualche parte bisogna pur incominciare.

Sperando di esservi stato utile, e di aver instaurato in voi il germe della curiosità, vi saluto…. ed infine un ringraziamento speciale dovreste farlo anche al caro amico Stefano Bianchini SB-LAB per aver permesso di pubblicare questa piccola dispensa sul suo sito.

Banda passante di un amplificatore HiFi

Premessa:

Per banda passante di un’amplificatore si intende lo spettro di frequenze, dalla più bassa alla più alta che un’amplificatore riesce a riprodurre senza distorsioni con una tolleranza di 3dB. Sono molti i fattori che influenzano la banda passante.

Un’amplificatore degno di essere definito HiFi deve avere una banda passante che va da 20Hz a 20kHz indistorti e senza attenuazioni.

Il problema è che molti credono che sia sufficiente che il trasformatore arrivi a 20khz perchè questo non distorca, ma non c’è un ragionamento più errato di così, purtroppo i trasformatori audio introducono distorsioni, rotazioni di fase e attenuazione già molto prima del loro limite di banda, quindi è necessario che la banda passante del trasformatore si estenda molto oltre la gamma udibile perchè in quest’ultima non vi siano distorsioni.

Bufale del WEB: Qualcuno va affermando che la banda passante di un’amplificatore non debba essere eccessiva, che se si posseggono casse che arrivano a 50Hz è dannoso avere un’amplificatore che scende al di sotto o che se vai oltre i 20khz ti si bruciano i tweeter e che negli amplificatori quindi devi mettere dei filtri.

Queste affermazioni sono totalmente fuorvianti, scritte probabilmente da qualcuno che non riuscendo a produrre trasformatori audio di elevate prestazioni cerca di giustificare in qualche modo le caratteristiche del proprio prodotto.

Per iniziare è un’aberrazione affermare che avere una banda passante elevata sia una caratteristica “limitativa”. In secondo luogo un trasformatore o amplificatore che arriva solo a 50Hz apporterà una udibile attenuazione fino a 100Hz se non oltre, il trasformatore DEVE arrivare ad almeno 30Hz con i -3dB se non si vuole sentire una carenza di bassi e non vedo come sia possibile che un’altoparlante se costruito con giusto criterio possa venir danneggiato. Lo stesso discorso vale per i tweeter, i tweeter possono venir danneggiati se gli si da una potenza maggiore di quella che possono gestire oppure se per colpa di errati collegamenti nel crossover gli arrivano frequenze basse.

Può valere il discorso del limitare volutamente la banda passante NEL CIRCUITO, ma non nel trasformatore, più per un discorso di emissioni RF che forse potrebbero danneggiare qualche tipo di tweeter e comunque questa limitazione circuitale deve essere fatta con un certo criterio, se è presente un anello di negative feedback ad esempio è imperativo che il taglio avvenga al di fuori di esso, se no si introdurranno delle rotazioni di fase che faranno suonare l’amplificatore come se si avesse un trasformatore di bassa qualità, il circuito poi deve essere concepito in modo da evitare che escano disturbi ultrasonici o frequenze radio, ma non brutalmente limitato a 20khz.

A supporto di quanto sto dicendo riporto qui sotto l’esempio dei trasformatori d’uscita della tamura (un punto di riferimento). Clicca per ingrandire

demo-tamura-300x184 Banda passante di un amplificatore HiFi Letture Tecniche

F-5000_Footer Banda passante di un amplificatore HiFi Letture Tecniche

I trasformatori di questa famiglia vengono venduti a circa 1300 euro la coppia, dalla tabella e dal grafico si può vedere che hanno bande passanti mediamente di 10Hz -1dB a 100kHz -3dB, sono riconosciuti in tutto il mondo come i migliori trasformatori audio, (sebbene il loro costo sia spesso proibitivo) e a sentire quelli che dicono “e ti scassa il woofer e ti scassa il tweeter” verrebbe da dire che non capiscono niente sti giapponesi.

Ci sono tante aziende sul suolo nazionale che avvolgono trasformatori e possono (o riescono) ad avvolgere “trasformatori audio”.

Come si calcola il rapporto di trasformazione, il numero delle spire e la sezione del nucleo lo si trova scritto sui libri da 100 anni ma non basta questo per realizzare un buon trasformatore audio.

La maggiorparte delle persone si “accultura” sui forum dove si parla di tutto e di più, dove la sapienza di alcuni si mescola con la totale ignoranza di molti altri, si leggono leggende di persone che dicono che bisogna intervallare primario e secondario almeno 20 volte, altri dicono che se non hai almeno 100henry di induttanza primaria non va niente, oppure che se l’induttanza dei 2 trasformatori sui 2 canali non è perfettamente uguale allora è un disastro, suoneranno in modo completamente diverso ed è necessario che i 2 trasformatori siano matchati a coppie…

Purtroppo questo è un calderone di nozioni spesso senza nè capo nè coda, dove perle preziose si mescolano con assolute cavolate, oppure nozioni che se tolte dal loro contesto perdono di significato, oltretutto quasi sempre viene ignorata totalmente la cosa più importante: la banda passante, o addirittura pur di vendere un prodotto di mediocre qualità si arriva a dire che non è necessaria o peggio a mentire sulle reali caratteristiche dei trasformatori (quante volte avete visto dichiarato bande passanti senza che sia dichiarata l’attenuazione ? quante volte avete visto riportate le condizioni del test ? (troppo facile fare un trasformatore da 100Watt  e dire che arriva a 100khz… ma poi ci arriva solo 0,1watt di potenza). Io dichiaro sempre le condizioni del test.

Un pò di chiarezza sull’intervallamento: un trasformatore audio va intervallato, per “intervallato” si intende che al contrario dei trasformatori di alimentazione dove il primario e il secondario sono 2 avvolgimenti separati, in un trasformatore audio vengono intervallati più volte pezzi di primario e di secondario.

Intervallando gli avvolgimenti nel trasformatore si aumenta il loro “accoppiamento”, aumentando l’accoppiamento si aumenta lo smorzamento che si avrà su diffusore perchè l’operato dell’altoparlante si rifletterà maggiormente sul primario e quindi sulla valvola. L’accoppiamento tra primario e secondario si conosce misurando l’induttanza dispersa, minore è l’induttanza dispersa maggiore è l’accoppiamento tra i 2 avvolgimenti.

Molti pensano che sia necessario intervallare molto per avere un suono migliore: Assolutamente vago e impreciso! più si intervalla più aumenta la superficie delle armature del condensatore parassita che si forma tra primario e secondario, più aumenta questa superficie più aumenta la capacità parassita, più aumenta la capacità parassita più cala la banda passante in alto, quindi intervallando troppo un trasformatore si ottiene esattamente quello che non si dovrebbe ottenere, ossia il taglio delle frequenze acute!

Quante sezioni deve avere un trasformatore audio? dipende dal trasformatore! Inutile chiedere 10 15 o 20 sezioni, non ha senso! In base al rapporto di trasformazione, dal numero di spire e dalla potenza sarà possibile fare più o meno sezioni, dipendentemente dalle capacità che si formano e da quanto queste pregiudicano la banda passante. È completamente assurdo per pochissimo accoppiamento in più tagliare tantissimo le frequenze alte; avrete un bel trasformatore smorzato che però fa bene solo i bassi… utile solo per fermare la porta.

Se realizzando un primo prototipo con un numero di sezioni arbitrario si scopre che questo ha una banda passante altissima allora si può realizzare un nuovo campione con più sezionamenti altrimenti bisognerà diminuirli o usare altre tecniche per diminuire la capacità parassita. La leggenda del tizio che ha fatto un trasformatore con 35 sezioni è appunto leggenda, se codesta persona è esistita veramente significa che ha costruito un trasformatore che a fatica riproduceva frequenze oltre un paio di kHz ma visto che “ogni scaraffone è bello a mamma sua” questa persona dirà senza problemi che suona divinamente (magari lo usa per un subwoofer ?!). Chi dice che fa tantissime sezioni e ha pure bande passanti spettacolari è semplicemente un bugiardo. Con questo però non voglio dire che bisogna farne troppe poche, tutto deve essere fatto con la giusta misura.

Un pò di chiarezza sull’induttanza primaria: se l’induttanza primaria è scarsa un trasformatore audio non riesce a riprodurre le frequenze basse.

Quale dev’essere l’induttanza primaria di un trasformatore audio? L’induttanza primaria di un trasformatore audio deve essere quella giusta. L’induttanza primaria dipende dell’impedenza primaria cioè dal numero di spire del primario e dalla sezione del nucleo. Se un trasformatore “X” arriva tranquillamente a riprodurre 10Hz con 5Henry di induttanza primaria è assolutamente inutile richiedere un’induttanza primaria maggiore, non vi serve riprodurre frequenze ancora più basse, aumentare il numero di spire senza motivo serve solo a diminuire la banda passante alta del trasformatore, quindi se leggete su un forum che il tizio tal dei tali ha fatto un trasformatore con TOT induttanza primaria (assumendo che quel trasformatore poi andasse veramente bene), quel valore aveva significato SOLO su un trasformatore con quella impedenza primaria e quella data potenza, non potete chiedere di avere un trasformatore con un data impedenza e anche una data induttanza a vostro piacimento, non è così che funziona. Se un trasformatore da 10.000ohm primari ha tipicamente, chessò, 80henry non potente chiedere (o pretendere) 80henry anche su un trasformatore da 2000ohm primari, così come è grottesco vedere siti che espongono trasformatori con dichiarati 300 (o più henry) di induttanza primaria, sono dati inventati o acquisiti con tester da 2 soldi comprati al mercatone che non hanno nessuna attendibilità.

Un pò di chiarezza sul match dell’induttanza primaria di un trasformatore: se ho 2 trasformatori audio su 2 canali di un’amplificatore, uno ha un’induttanza primaria di 10Henry e l’altro ne ha 25 allora si, ho un grosso problema! ma se ho 2 trasformatori uno ha 10Henry e l’altro ne ha 11 allora il problema è solo nella testa della persona; se misuriamo la banda passante dei 2 canali di questo amplificatore vedremo che un canale fa ipoteticamente 20Hz~50kHz -3dB e l’altro fa 18Hz~50kHz… Impossibile notare differenza all’ascolto.

Inoltre piccole variazioni di induttanza primaria si hanno al variare della temperatura o se si applica forza meccanica sul trasformatore, quindi poi molta gente compra trasformatori matchati in fabbrica poi vanifica l’inutile match quando li monta perchè uno dei 2 trasformatori si scalda di più, per vicinanza alla raddrizzatrice oppure perchè ha tirato una vite più da una parte che dall’altra.

Potete collegare un trasformatore (tenendolo in mano) all’induttanzimetro e vedere la sua induttanza primaria variare lentamente man mano che la vostra mano lo riscalda. Potete dargli un colpetto con il manico di un cacciavite e veder che si sposta di qualche decimale.

Date retta a me piccole differenze sono irrilevanti, quando 2 trasformatori sono stato costruiti dalla stessa mano con lo stesso schema costruttivo e gli stessi materiali allora le loro induttanza primarie saranno molto vicine tra loro e suoneranno nello stesso modo punto a basta.

Un pò di chiarezza sulla banda passante: In assoluto il parametro più ignorato, in assoluto il parametro più importante!

La banda passante di un trasformatore di uscita è in assoluto il parametro più importante, se c’è la banda passante e l’induttanza dispersa non supera certi valori, ogni altro valore (qualunque esso sia) non vi deve importare perchè va bene così com’è!

Purtroppo molte persone sottovalutano l’importanza di questo parametro, alcune persone (quelle poi che si credono i super esperti delle valvole) addirittura ti prendono in giro quando parli di queste cose affermando che “fai i concerti per i pippistrelli” o altre sciocchezze simili o che spacchi le casse come quelli della citazione a inizio pagina.

Altri affermano che se il trasformatore arriva a 20khz va bene e se vai oltre non serve a niente perchè tanto l’orecchio umano non ci arriva… si ma?! mai nessuno che parla di attenuazione? nessuno sa cosa sia!… hai un trasformatore che arriva a 20khz… si? con quanta attenuazione??? -1db? -3db? -40db? sono sicuro che potete smontare il trasformatore di alimentazione del vostro forno a microonde e pure quello ci arriva a 20khz… molto attenuato ma ci arriva… Lo usereste mai per fare un’amplificatore con qualche pretesa di essere HiFi? perchè no? a 20khz ci arriva pure lui sicuramente!

Cosa significa questo? Significa che quando leggete su un sito che vende trasformatori che il tal trasformatore fa 20Hz/20kHz oppure 30Hz/30kHz senza specificare con che attenuazione, senza specificare con quanta corrente o a che potenza, allora vi stanno semplicemente prendendo per i fondelli, sono dati buttati praticamente a caso che sicuramente non rispecchiano la realtà… e lo fanno anche alcune marche conosciute a livello mondiale, non solo i trasformatorai nostrani. Ad esempio una marca famosa vendeva (e vende ancora) un trasformatore per KT88 dichiarato per 120watt con banda passante da 30hz/30khz (attenuazione ignota, esattamente come le condizioni di test) che usato nella realtà arrivava ad un pessimo 15khz -3dB… Poi scusate, 20Hz/20kHz – 30Hz/30kHz secco e preciso, non 15/22 o 28/32 …

Quindi innanzitutto è obbligatorio che oltre la banda passante venga specificata l’attenuazione. L’attenuazione di 3 decibel significa che la potenza è dimezzata, questa unità di misura è lo standard. In secondo luogo se si dice che un trasformare arriva a 20khz -3dB non è che fino a 19.999 è perfetto e poi a 20.000 crolla giù… significa che, a seconda dei casi, questo trasformatore potrebbe iniziare ad attenuare lentamente partendo da 5kHz fino ad arrivare a 20kHz con i famosi 3dB di attenuazione, il che vuol dire che nel vostro amplificatore avete un bel filtro che vi taglia tutte le frequenze alte, come se aveste messo un’equalizzatore e aveste tirato giù gradualmente tutte le levettine partendo dai medi fino agli acuti!

Inoltre c’è anche un’altro fenomeno molto importante che è la rotazione di fase, per rotazione di fase si intende che il segnale che esce dal trasformatore è in ritardo. La rotazione di fase di un trasformatore aumenta gradualmente man mano che ci si avvicina al limite di banda superiore, minore sarà la banda passante del trasformatore maggiore saranno le rotazioni di fase dentro la gamma udibile (altro che pippistrelli!) e ancora peggio se nel vostro circuito sarà applicato un’anello di negative feedback (da ora in avanti NFB) la rotazione di fase retrocessa nel circuito aumenterà a dismisura le armoniche alte, quelle che fanno suonare male un’amplificatore.

Vediamo ad esempio l’analisi di spettro (a 25 watt) di un’amplificatore commerciale che arriva a 34khz (quindi già oltre i canonici 20khz), amplificatore che ha un forte tasso di NFB.

25-Watt-300x134 Banda passante di un amplificatore HiFi Letture Tecniche

Durante il test questo amplificatore stava riproducendo una frequenza di 1kHz (nella gamma udibile no???), solo che l’1kHz è il primo ago del grafico, tutti gli altri aghi sono armoniche, spudorate distorsioni causate dalle rotazioni di fase introdotte per colpa della scarsa banda passante del trasformatore unita all’uso di NFB, eppure andava oltre i 20khz, arrivava a 34.

Vediamo a confronto l’analisi di spettro di un mio apparecchio, alla massima potenza prima del clipping e facente uso di un trasformatore ad alta banda passante, anch’esso con NFB nel circuito.

spettro-1k-6w-300x146 Banda passante di un amplificatore HiFi Letture Tecniche

Vi state convincendo dell’importanza di avere trasformatori con bande passanti elevate ?

Molte persone demonizzano l’NFB imputandogli colpe che non ha, hanno trasformatori che vanno come vanno, li fanno suonare e gli sembra che vadano bene (perchè non hanno mai ascoltato niente di meglio), provano a usare NFB nel circuito e all’improvviso hanno un coso che non s’ascolta… non è colpa dell’NFB ma è colpa di tutte le schifezze che si generano mescolando un trasformatore scarso di banda passante con l’NFB, se il trasformatore va bene un tasso moderato di NFB non introduce peggioramenti significativi ma anzi diventa migliorativo (ho messo in grassetto “moderato” perchè c’è anche chi avendo in mano buoni trasformatori a volte arriva a far troppo NFB e quando è troppo è troppo).

Se un trasformatore audio ha una banda passante molto elevata invece (che vada molto oltre la gamma udibile tipo 50/100khz anche) allora all’interno della gamma udibile (da noi esseri umani) non ci saranno rotazioni di fase apprezzabili, quindi anche in presenza di NFB le distorsioni  inizieranno a presentarsi solo sulle frequenze udibili dai nostri amici pippistrelli, per cui ci dispiaciamo molto.

In ultimo: quando un trasformatore ha una banda passante molto elevata vuol dire che le sue capacità parassite sono molto piccole, avendo capacità molto piccole si attenua tantissimo un fenomeno chiamato “ringing”, il ringing sono delle oscillazioni smorzate alla frequenza a cui risuona il trasformatore che si formano sui fronti d’onda. Più è piccola la capacità parassita del trasformatore più alta sarà la frequenza del ringing e minore sarà la sua ampiezza.

Quando si vuole visualizzare il ringing di un trasformatore audio si applica al suo ingresso un’onda quadra, rappresentata qui sotto:

quadra Banda passante di un amplificatore HiFi Letture Tecniche

Quelle che seguono sono 2 esempi di ringing tipici in trasformatori di media qualità:

ring1-300x194 Banda passante di un amplificatore HiFi Letture Tecniche

ring2-300x195 Banda passante di un amplificatore HiFi Letture Tecniche

Quella che segue è l’immagine del ringing di un trasformatore di ottima qualità, ad alta banda passante:

ring3-300x195 Banda passante di un amplificatore HiFi Letture Tecniche

Vediamo ad esempio questa quadra a 10khz fotografata da un trasformatore SB-LAB

IMG_20180415_155907-300x225 Banda passante di un amplificatore HiFi Letture Tecniche

A la stessa quadra emessa da un trasformatore di un’amplificatore made in cina…

IMG_20171201_164122-300x225 Banda passante di un amplificatore HiFi Letture Tecniche

 

Quella che segue è l’immagine del ringing di un trasformatore realizzato da uno di quelli che sa tutto, che “sa” che devi mettere un nucleo molto più grande del necessario, “sa” devi avere tantissima induttanza primaria e sezionare un casino di decinaia di volte… Uno di quelli che “sa” come fare un…

ringing-demo2-300x214 Banda passante di un amplificatore HiFi Letture Tecniche

…fermaporte.

Ovviamente con l’amplificatore si ascolta musica e non onde quadre, le onde quadre si usano durante le misure per rendere evidente il difetto, ma questo c’è anche quando si riproduce musica, ogni qualvolta ci sia un fronte di salita o di discesa nel segnale si genera un pò di questo disturbo che si sovrappone al segnale.

Il mito del nucleo a doppia C: un’altra richiesta che diverse persone fanno è quella del nucleo a doppia C, ma siamo sicuri che siano la panacea di tutti i mali o che non abbiano aspetti negativi? Inizio con il dire che i nuclei a lamierini a cristallo orientato prodotti in italia sono abbastanza scadenti, invece ho trovato lamierini di produzione francese che sono molto buoni (omogenei, invece quelli italiani cambiano da una partita all’altra).

Ma che cosa avrebbero di meglio i doppia C? Il nucleo a doppia C ha una maggiore permeabilità magnetica questo in alcuni casi ti permette di andare giù di frequenza lo stesso, mettendo meno spire di rame rispetto quelle che sarebbero necessarie con i lamierini. Mettere meno spire può essere di aiuto per avere meno capacità parassite e quindi più banda passante in alto. La necessità di metter meno spire per scarsità banda in alto di solito si ha su trasformatori con impedenze primarie elevate, su trasformatori con impedenze basse potrebbe non essere una necessità impellente. Poi il miglioramento portato dal nucleo a doppia C non è così astronomicamente migliore. Se si è riusciti a produrre un ottimo trasformatore con i normali lamierini rifarlo con nuclei a doppia C non porta da nessuna parte.

Un’aspetto negativo dei nuclei a doppia C che dovete tenere in considerazione molto bene è nella realizzazione di trasformatori per pushpull: se la corrente DC (il bias in sostanza) sui 2 rami del trasformatore non è perfettamente bilanciata un nucleo a doppia C satura quasi subito con risultati poco piacevoli mentre un trasformatore realizzato a lamierini è più tollerante. E non crediate che basti comprare valvole matchate per risolvere i problema, raramente valvole che sono matchate ci restano per più di qualche settimana, dopo inesorabilmente ce ne sarà una che tira qualche milliamper più dell’altra e la poca cura di questo aspetto in tante circuitazioni usate di solito dalla gente non aiuta per nulla.

Il nucleo in un trasformatore lavora fino a circa 2khz, al di sopra dei 2khz non esiste più, in pratica se prendete un trasformatore e gli togliete il nucleo, lasciando solo il nudo rocchetto di plastica con gli avvolgimenti questo da 2khz in su continuerà a funzionare tale a quale a prima, la banda passante alta dipende da come è avvolto il rame e non dal tipo di nucleo che viene utilizzato.

Il mito del trasformatore sovradimensionato: Se dovete fare un finale da 3 watt non ha senso dimensionare il trasformatore per 30 watt, aumentante inutilmente le capacità interne e aumentate inutilmente l’induttanza dispersa. Il nucleo sarà molto grande e per via della sua scarsa corrente la valvola farà fatica a far uscire frequenze basse, quindi cadrete nel solito circolo vizioso che: non fa i bassi quindi chiedo più induttanza primaria, quindi ho meno banda passante alta e alla fine avrete ottenuto un’apparecchio mediocre.

Come Pulire la Scala Parlante di una Radio

pericolo Come Pulire la Scala Parlante di una Radio Letture Tecniche

ATTENZIONE: Durante le varie operazioni di manipolazione delle scale, sia parlanti che mute, a volte basta proprio una minima pulizia per cancellare INESORABILMENTE tutte o parte delle scritte, ritrovandosi in mano solo un pulitissimo e trasparente pezzo di vetro pronto per la discarica!

MAI TENTARE DI EFFETTUARE PER NESSUN MOTIVO LA PULIZIA DALLA PARTE DELLE SCRITTE! OGNI TENTATIVO DI RECUPERO DELLE EVENTUALI PARTI MANCANTI POTRÀ SOLO PEGGIORARE LA SITUAZIONE!

È sempre più alto il numero di novizi che ci scrive dicendoci di aver DISTRUTTO COMPLETAMENTE E IN MANIERA IRRECUPERABILE la scala parlante della propria radio in un maldestro tentativo di restauro.

scala-sgommata Come Pulire la Scala Parlante di una Radio Letture Tecniche

Prima di tutto testate la tenuta del colore toccando con un dito in un’angolo a volte basta sfiorare la vernice per staccarla!

Quindi appoggiate il vetro su un soffice panno di lana (se il colore tiene) o sospeso appoggiato solo ai 4 angoli (se non tiene), e pulite il vetro dalla parte esterna con un panno di cotone inumidito con detergente per vetri, la parte interna, cioè dove c’è la vernice con tutte le scritte non dovete assolutamente toccarla!

Vi ricordo che l’80% del valore di una radio antica dipende dallo stato di conservazione della scala che è appunto la parte più delicata di tutto l’apparecchio.