Riparazione Apparecchiature Valvolari

Progetti elettronici a valvole per hobbysti

Progetti e schemi free per il fai da te

Nel maggio del 1927 vedeva la luce una delle primissime valvole a riscaldamento indiretto, inizialmente chiamato YU227 e poi successivamente solo 27 essa è la versione con catodo della 26 che era a riscaldamento diretto, il lavoro per cui fu concepita era quello di demodulatore e preamplificatore audio e fu prodotta con l’intento di avere minori problemi di ronzio indotti dal filamento rispetto la 26. È perfettamente utilizzabile per pilotare una 45 o altre piccole finali dell’epoca. La 27 è il capostipite una lunga serie di piccoli triodi di segnale che alla fine hanno portato alla 6SN7. La disponibilità di questa valvola è ancora molto buona anche nella sua forma a pera.

Anni fà quando cominciai a fare i primi esperimenti che hanno poi portato a nibiru realizzai quello che chiamai “26 audio processor”, una sorta di preamplificatore a guadagno unitario che però non era un buffer, basato sulla 26.

L’intento era quello di dare un pò di tridimensionalità e suono valvolare in più ad una sorgente audio digitale che però usciva già con un segnale abbastanza elevato per pilotare direttamente il finale. Mettere quello che chiamano buffer o più correttamente inseguitore catodico, quindi far passare un segnale attraverso una valvola intrinsecamente retroazionata al 100%, che lavora a guadagno unitario però mi sembrava perfettamente inutile, avevo già intuito che la chiave erano gli elementi reattivi, quindi realizzai una coppia di trasformatori di linea con un’induttanza primaria di 150H circa e un fattore di trasformazione di 7:1, essendo il Mu della 26 di 7 avrei ottenuto che la 26 in un circuito zero feedback amplificava e il trasformatore riabbassava l’ampiezza del segnale a circa quello di partenza, il circuito funzionava ma purtroppo oltre a non aver indovinato l’uso dei condensatori sottovalutai il problema posto dai filamenti delle 26 che richiedono di essere alimentati in corrente continua stabilizzata a 1,5volt con 1A di corrente, pena ronzio… Cercai di dimensionare bene l’alimentazione e il regolatore, il tutto funzionava ma il dissipatore necessario a raffreddare i regolatori della tensione dei filamenti doveva essere molto più grande di quello che montai… dopo 1 ora di funzionamento ci potevi friggere le uova sopra! Oltre a questo l’effetto sonoro ottenuto era quasi inconsistente, si faticava a distinguere la presenza o l’assenza di questo circuito nella catena audio per cui alla fine lo demolii per recuperare i pezzi.

All’inizio di febbraio di quest’anno (2020) iniziai a fare pensieri su quel vecchio progetto cestinato, ricordando anche l’ottima esperienza dell’USB Mini DAC pensai ad unire le 2 cose con una schedina DAC più evoluta, trovai su ebay per circa 30€ questa piccola schedina DAC basata sul sabre 9023P USB asincrono 24bit 96khz.

Quando mi arrivò la provai e già così da sola suonava molto bene, era iniziata la quarantena e non avevo tantissimo lavoro da fare per via dei blocchi, siccome avevo molto materiale a disposizione pensai di avviare il progettino basato questa volta sulla 27, riesumai i 2 trasformatori di linea che avevo fatto per le 26 e montai un circuito volante sul tavolaccio. La 27 ha un mu di 9 mentre il trasformatore divideva per 7 veniva a fagiolo per mettere in atto l’insegnamento di nibiru e fare un micro pelo di NFB locale e avere un buon effetto tridimensionale, la cosa sembrava funzionare bene a orecchio, il tavolaccio mi piaceva anche se non era perfetto, all’analisi strumentale avevo questa risposta in frequenza:

Non tanto il -1,5dB a 10hz ma la risposta in fase in bassa frequenza non era il massimo, mentre il -1dB a 25khz in alto era accettabile, inoltre i miei trasformatori di linea erano grossi e pesanti in quanto realizzati con normali lamierini EI a cristalli orientati.

Siccome volevo costruirmi una cosa TOP e non mi andava di mettermi a cercare nuclei a C (questo dei trasformatori per piccoli segnali è uno dei campi dove effettivamente si ha un vantaggio rispetto gli EI) perchè poi non so se quello che trovavo sarebbe stato di buona qualità, immemore forse dei motivi per cui tanti anni fà comincia ad avvolgere trasformatori e preso da un fiducia provai a comprare una coppia di trasformatori di linea di una famosissima casa produttrice. Era un modello di trasformatore vecchio ma ancora in produzione, l’unico con un rapporto di trasformazione di circa 7:1, quindi l’unico di tale produttore che potevo utilizzare. I datasheet promettevano una risposta in frequenza piatta da 10Hz a 40khz con una DC di 5mA in single ended, quindi sborsai 300€ e aspettai la consegna del pacco. Quando arrivarono li misi a banco per provarli e arrivò la grandissima delusione… 👿 

Ottenni una misurazione di -1dB a 9khz, una ciofeca indicibile, forse sbagliavo io, consultai lo stesso produttore per mezzo del rivenditore, feci prove su prove, con diverse valvole in diverse configurazioni di connessione ma niente, nella migliore delle situazioni avevo un -1 a 20khz con un rapporto di trasformazione di 14:1, collegando i secondari in un modo nemmeno contemplato nel datasheet, passai la bellezza di 3 giorni a fare prove, un giorno fino a circa le 2 di notte preso dalla foga di aver gettato 300€ e ributtato prepotentemente ai pensieri di rabbia di tanti anni fà quando compravo robe che non funzionavano come dicevano e dove dichiaravano dati fasulli “tanto i &%£$#* che comprano non sanno misurare niente e vanno a orecchia” … peccato che io non mi volevo certo ascoltare un gamma alta tutta tagliata come fosse un amplificatorino PA della geloso!

Ho rispedito al mittente il pacchetto e ad oggi sto aspettando una risposta sul malfunzionamento, un cambio o il rimborso dei soldi che ho speso. Messa una pietra sopra questa vicenda ho tirato dritto utilizzando i miei trasformatori iniziali… Disponevo di un telaio di legno, non potevo procurarmene un’altro, eravamo in piena pandemia, era tutto chiuso e non lavorava nessuno, qualcosa dentro di mè mi faceva temere che il trasformatore di alimentazione poteva essere troppo vicino, ma i trasformatori di linea dentro erano comunque girati nel verso opposto, schermati da una scatola di ferro… La voglia di fare ha preso il sopravvento…

Il terzo vetro da sinistra non è una valvola ma una lampadina antica fatta per funzionare con 140volt e 15watt di potenza, probabilmente era l’illuminazione del vano giradischi di qualche radio. Alimentata a bassa tensione (20/30volt) era molto bella da vedere, cercavo una certa estetica “industrial” che mi piace molto e ci stava bene ma non volevo che fosse unicamente decorativa ma che avesse qualche scopo nel circuito. Volevo polarizzare le 27 a bias fisso ma non volevo condensatori lungo il segnale audio in mezzo tra il DAC e la valvola, quindi ho creato un regolatore shunt che mi generasse una tensione di 15 volt su cui innalzare il catodi delle 27, quindi ho calcolato il trasformatore e il regolatore per usare questa lampadina come resistenza di shunt. Non ha nessun scopo “sonico” o tecnico, una resistenza da 250ohm 3Watt avrebbe fatto il medesimo lavoro, ma così ho preso 2 piccioni con una fava, la lampadina avrà comunque vita lunga essendo alimentata ad una potenza di soli 3 watt (e ne ho comunque altre).

Sull’alimentazione ho usato una 84 / 6Z4 una piccola raddrizzatrice della stessa epoca delle UY227 anche se ha il bulbo è a duomo, la versione con bulbo a pera “98” è introvabile purtroppo, la 84 invece è abbastanza comune. Può erogare 60mA e sono più che sufficienti per le due 27 che assorbono 5mA cadauna. La 84 è poi la progenitrice della 6X5G/GT che elettricamente sono uguali e hanno solo una diversa zoccolatura.

La raddrizzatrice è seguita da una cella CLC formata da un condensatore doppio Philips NOS da 50+50uF e una induttanza 15S55 da 20H. Il perchè del vecchio condensatore è presto detto: misurato ha una ESR e una fattore di dissipazione che è un decimo rispetto a normali condensatori industriali di pari caratteristiche di capacità e tensione, sicuramente ci saranno condensatori audio grade che si possono comprare per una 20ina di €, ma di questi ne ho una sporta nuovi, ne ho usati tantissimi nei restauri delle radio e so che funzionano perfettamente, sono affidabili con ottime caratteristiche elettriche e ancora vanno in contro alla richiesta estetica che cercavo.

Dopo l’elettrolitico è presente un’ulteriore cella RC con una resistenza da 20ohm e un condensatore carta olio siemens da 2uF, questa era una tecnica usata dal grande Mariani per disaccoppiare l’elettrolitico alle frequenze medio alte e far sentire il carta olio, nella foto sotto si vede il mattoncino argentato.

Montato e finito…

La manopola non è un volume ma solo l’interruttore di accensione. Purtroppo alla prima accensione è successo quel che temevo: il trasformatore di alimentazione induceva un leggero ronzio che si poteva sentire in altoparlante anche se molto basso, quando c’era musica non si notava niente, ma mi irritava comunque. Avrei dovuto usare un telaio più largo per distanziare meglio il trasformatore di alimentazione ma non potevo procurarmelo in situazione di clausura. Se i piccoli trasformatori commerciali avessero funzionato probabilmente non avrei avuto nessun problema, li avrei montati sulla sinistra lontani dal trasformatore di alimentazione. Ho resistito qualche giorno, l’effetto nibiru era presente, però quell’HUMM di sottofondo non lo sopportavo più quindi alla fine ho deciso di scollegare i 2 trasformatori di linea e sostituirli con un circuito CCS come carico anodico e di prelevare il segnale direttamente dalla placca anche se così il guadagno non era più unitario, ma mi bastava abbassare il volume dal finale…

Il CCS contrariamente all’uso di una resistenza pura, non perde tutto l’effetto che si ha con l’uso di una induttanza e probabilmente mantiene più dettaglio sonoro, ho aggiunto 2 trimmerini per regolare il bilanciamento dei 2 canali perchè il tasso di controreazione è ovviamente minimo, come spiegato nel progetto nibiru, e non riesce a pareggiare il livello dei 2 canali. Le UY227 sono valvole quasi centenarie  e pretendere il match perfetto mi sembra appunto una pretesa, risolvibile spendendo molti soldi immagino (senza garanzia della durata di questo match poi)… Ma avevo queste 2 in casa, la differenza tra i 2 canali era appena di 0,2dB quindi aggiungere quel trimmerino da 2,2Megaohm per fare un micro aggiustamento non è niente che possa compromettere il buon suono. In definitiva questo DAC “secolare” ha un suono veramente arioso, pulitissimo e brillante, rispetto ad altre mie realizzazioni la gamma acuta e più liscia, forse per via dei condensatori icel sul segnale o forse per il carta olio sull’alimentazione… voglio provare dei carta olio sul segnale, ho anche quelli, ma a suo tempo (devo poi anche lavorare 🙄 ) Quindi anche se resta una scatola con dentro 6 kili di trasformatori di linea scollegati che fa solo estetica mi ritengo ugualmente soddisfatto del risultato, non mancherò in futuro di provare altre cose, probabilmente un parafeed in puro stile nibiru fatto con le mie 18S100, oppure realizzare nuovamente lo stesso progetto distanziando meglio i trasformatori (visto che sul prototipo con le 26 non c’era questo problema).

Ecco qui lo schema premium per chi volesse realizzare il mio circuito, il kit per realizzare questo DAC è composto da un trasformatore di alimentazione e una induttanza, volendo si possono avere i 2 trasformatori di linea SB-LAB ma dovete stare attenti a montarli lontani dal trasformatore di alimentazione di almeno 15 centimetri. Potete usare anche altri DAC o dotarlo di RCA di ingresso per collegarlo a una sorgente esterna, il guadagno del circuito è di 15dB configurato con il CCS o un’induttanza.

Altre foto del mio montaggio

Una qualche strumentale…Qui sotto l’analisi di spettro del DAC sabre 9023P da solo, che mostra una distorsione praticamente nulla:

Questo invece è lo spettro del circuito con la UY227 portato a un’ampiezza d’uscita di 30Vpp, mostra una distorsione dello 0,18%…

La banda passante del circuito con la UY227 caricata con il CCS 10Hz 0db – 40khz -1dB…

“R” Dopo aver letto l’articolo sull’USB mini DAC mi ha chiesto se si poteva fare una cosa simile sul suo Pioneer N50 usando qualche valvola che aveva a disposizione, studiati gli spazi a disposizione gli ho realizzato uno schema premium con 4 simpatiche valvolette in sub miniatura su zoccolo a 7 pin, il circuito è un semplice SRPP formato da un pentodino 6CB6 nella parte bassa e un triodo 6AF4 nella parte alta. Il circuito fornisce un guadagno di circa 11dB che abbinato a questo dac gli dona un segnale di uscita di ben 9Vpp (3,2Vrms) con una distorsione volutamente non troppo bassa per donare un pò di suono valvolare all’apparecchio. Qui sotto lo schema premium:

Il circuito è dotato di un filtro ricostruttore sull’ingresso che ha lo scopo di eliminare la scalettatura del segnale che esce dal DAC e un trimmer per il bilanciamento del livello di uscita dei 2 canali in quanto il circuito stesso è privo di feedback quindi anche se le valvole sono selezionate i 2 volumi non saranno mai perfettamente uguali. C’è anche un temporizzatore che tiene muta l’uscita finchè le valvole non si sono scaldate in modo da dare il tempo al condensatore di disaccoppiamento di caricarsi senza creare problemi a qualsiasi cosa ci sia collegata all’uscita. La modifica non comoda da fare ma non impossibile, la prima cosa è eliminare il trasformatore che sta sulla destra, dietro al display, che alimenta la scheda del convertitore D/A e sostituirlo con un nuovo trasformatore che oltre ad alimentare questa scheda fornisca anche le alimentazioni aggiuntive necessarie al circuito valvolare. Vediamo come “R” ha proceduto alla sua modifica…

Innanzitutto ha smontato la scheda che ospita il DAC, scollegato il convertitore dagli operazionali e dissaldato completamente i connettori RCA dallo stampato.

 Quindi ha fatto 2 fori sul PCB per poter portare fuori il segnale che esce dal DAC con 2 coassiali schermati, una colata di colla a caldo è l’idea per evitare di strappare questi fili nelle operazioni successive.

Si è procurato dei distanziali in plastica e ritagliato una 1000 fori ha iniziato a montare il circuito che sostituirà gli operazionali. Sulla destra si vede montata una piastrina con un circuito survoltore che mi serve per ottenere 180volt in corrente continua. Utilizzare un’alimentazione tradizionale diventava scomodo se non impraticabile in questi spazi, quindi ho deciso per un circuito booster che elevasse i 12volt continui (che uso anche per altre cose). Ho dedicato molta attenzione a questo circuito per ottimizzarlo e filtrare TOTALMENTE ogni sorta di disturbo che potesse emettere. Lo stadio di uscita di questo booster è un filtro CLC con una minuscola induttanza telefonica da 1H che elimina completamente i disturbi che sono comunque a 500khz, se avessi dovuto operare a 50hz con un circuito classico sarebbe stato ben più difficoltoso realizzare un filtraggio così efficace in così poco spazio perchè sarebbero servite induttanza di valore molto maggiore.

Le valvole scelte si adattavano bene a lavorare con una tensione non troppo alta mantenendo comunque una corrente di regime di almeno 5mA, e suonano benissimo nonostante tante persone diffidino sempre delle valvole che non conoscono, l’unica attenzione va posta sulle 6CB6: vanno selezionate quelle non microfoniche invece con la 6AF4 non ci sono grossi problemi.

Voglio approfondire un pò questo discorso: in questo caso si ha a disposizione una tensione anodica di 240volt per diversi motivi uno dei quali era dover realizzare un trasformare che restasse entro il profilo dell’apparecchio (diversamente non si sarebbe potuto montarlo), volevo realizzare un SRPP per avere una bassa impedenza d’uscita e volevo anche, per lo stesso motivo, che in questo SRPP potesse circolare una corrente minima di 5mA. C’era bisogno di guadagnare molto in tensione perchè il segnale che esce dal DAC è basso e qui la nacessità del pentodo. Lo schizzinoso scegliesse una ECC82, la 6CG7, la 6SN7 o una ECC88  simile la per esempio si troverebbe con questo problema: Il punto di lavoro sarebbe quello dell’immagine qui sotto, chiunque con un minimo di pratica nella progettazione capisce che crea un problema di accettazione, cioè c’è pochissimo margine di movimento che la valvola arriverebbe al clipping quasi immediatamente. Così polarizzata non può rendere di certo il meglio di sè oltre ai problemi di erogazione di corrente su carichi a bassa impedenza.

Dopo qualche ricerca ho scovato questa 6AF4, vediamo come sono le sue curve e dove finirebbe il punto di lavoro, decisamente più “dentro” e con maggiore spazio di swing sia in tensione che in corrente:

Quindi in conclusione non disprezzate le valvole che non conoscete, non suonano male solo perchè le conoscono in pochi… negli anni 90 sputavano anche sulle 2A3 biplacca della fivre e adesso si mordono a vicenda per averle… Ogni valvola ha le sue caratteristiche e in base a queste caratteristiche andrebbero scelte di volta in volta a seconda di quello che si deve fare e non in base alla moda, in base alla moda si finisce solo per far compromessi tecnici a discapito del suono che non sarà di certo migliore solo perchè state usando una valvola famosa.

Circuito finito…

Piccola info: questo DAC connesso in USB viene riconosciuto nativamente da sistemi Linux senza installare nulla (come praticamente tutto ormai su Linux) mentre con Windows 10 ancora bisogna installare driver. Qualcuno ha avuto però problemi di blocchi delle porte USB del PC causati dal fatto che l’apparecchio non è connesso a terra “di fabbrica”, se dovesse capitarvi che si sconnette o tutto quello che è collegato in USB al computer smette di funzionare provare a collegare a terra l’apparecchio, potreste risolvere tutti i problemi. Qui sotto lo spettro distorsioni del circuito mentre il DAC si sta mandando una sinusoide via software dal PC, livello di uscita a 8Vpp THD totale 2,1%

Trovo solo ora il tempo di scrivere un’articolo su questo piccolo esperimento che ho fatto 2 anni fà, spiego subito che si tratta di un’esperimento a tutti gli effetti ma che mi è servito, e potrebbe servire anche a voi che leggete a comprendere meglio i fenomeni che avvengono all’interno di un circuito e a sfatare ulteriormente alcuni credi audiofili. L’oggetto è comunque un piccolo preamplificatore che può essere utilizzato con godimento e ha veramente senso realizzarlo o prenderlo come spunto per altri progetti.

Intanto perchè l’ho chiamato Nibiru? cit. Wikipedia

Nibiru è un presunto pianeta descritto, sulla base di una personale interpretazione delle scritture sumere, dallo scrittore Zecharia Sitchin nell’ambito della sua teoria che vorrebbe che all’origine della vita sulla Terra ci sia una presunta civiltà extraterrestre. Tale sua personale teoria è del tutto priva di riscontri e di qualunque base scientifica.

Proprio come per Nibiru anche nel mondo audiofilo circolano miti e leggende prive di riscontri e basi scientifiche ma che si tramandano a voce e su cui si crede per fiducia in modo dogmatico, alcuni di questi riguardano la distorsione armonica che sembra essere l’unico tipo di distorsione esistente, e i presunti effetti deleteri del negative feedback (di cui ho già parlato in quest’altro articolo) o i presunti effetti positivi della sua assenza, per essere più precisi in questa leggenda si afferma che l’uso di negative feedback in qualsiasi sua forma sia anche solo un regolatore di tensione che alimenta un filamento cancellerebbe informazioni sonore, ma realizzato questo esperimento si scoprirà che le cose non stanno proprio così.

Iniziamo parlando della distorsione armonica: nel mondo audiofilo dei forum, delle riviste e dei vari guru che fanno documentari su youtube parrebbe che tutto il bello del suono delle valvole sia causato dal fatto che esse distorcono con armoniche pari o che le differenze sonore tra un’apparecchio o l’altro dipendano unicamente da una diversa impostazione dello spettro armonico… che i single ended suonano in un certo modo perchè fanno le armoniche pari mentre i pushpull suonano in un’altro perchè fanno le dispari (ma quell’altro tizio non aveva detto che le valvole fanno solo le pari?). La realtà delle cose è ben più complessa di come la descrivono… per ignoranza? per malafede? Perchè è troppo faticoso affrontare un discorso seriamente e spiegare le cose come sono veramente? Perchè alimentare il mito aiuta a vendere apparecchi e accessori super costosi limitandosi a raccontare favole? Non lo so, però posso affermare qui ora (e farò un’articolo di approfondimento più avanti quando ne avrò occasione) che le valvole non distorcono solo di armoniche pari, ma generano sempre e comunque un misto di pari e dispari in diversa misura a seconda del circuito in cui vengono inserite e che il risultato non è poi statico e immutabile ma cambia anche solo cambiando valvola con un’altra apparentemente uguale nello stesso circuito, che i single ended non predominano necessariamente di armoniche pari e che i pushpull non predominano necessariamente sempre e solo di dispari… e che a volte questi cambi di impostazione armonica non risultano nemmeno udibili.

La distorsione armonica è solo una delle tante distorsioni possibili su un segnale che attraversa un circuito, altri tipi di distorsione sono per esempio quella di fase, le intermodulazioni, le distorsioni di memoria. Sarebbe impossibile per me approfondire tutti questi argomenti in una volta sola, per ora lascio che gli interessati facciano le loro ricerche su internet. Mi limito a dire che tutti questi tipi di distorsione possono affliggere in modo più o meno negativo i vari circuiti amplificatori e possono modificare l’esperienza uditiva dell’ascoltatore e magari il celare la loro esistenza alle masse è stata una delle cause del formarsi di un’altro mito, ossia quello che gli strumenti di misura non servono a niente “perchè a volte capita che un circuito che agli strumenti sembra andare meglio suoni peggio di uno che sembrava andare peggio” (a parte che suona meglio o peggio è una cosa abbastanza soggettiva) in realtà, come sempre dico spesso, i dati sono falsi oppure sono incompleti. È comprensibile comunque che diventi difficile mostrare tutti questi dati e che poi gli utenti normali riescano a interpretarli, io stesso non possiedo tutti gli strumenti che sarebbero necessari (perchè veramente costosi e fuori dalla mia portata) per spiegare meglio “nibiru”, in ogni modo la prova empirica ad orecchio e il confronto delle strumentali che riesco ad acquisire rende un quadro abbastanza comprensibile della cosa e tutto ciò che faccio è molto di più di quello che fanno tanti venditori che non esibiscono niente.

Una grande importanza in questi fenomeni sonori ce l’hanno gli elementi reattivi: condensatori, induttanze e trasformatori sono in assoluto i componenti più imperfetti e anche complessi nella loro imperfezione, prendiamo ad esempio un’induttanza… nel mondo teorico questa è un’induttanza:

Nel mondo reale invece questa potrebbe essere la rappresentazione approssimativa di un’induttanza con i suoi elementi parassiti…

Brevemente: l’induttanza reale ha una resistenza serie che è rappresentata dalla resistenza DC del filo di rame, una resistenza in parallelo (di grandissimo valore) che è la dispersione del dielettrico, un condensatore in parallelo che è la sua capacità parassita principale, ha poi dei gruppi risonanti LC serie e LC parallelo (potrebbero essere anche più di uno per tipo) e in fine i condensatori verso massa che ho disegnato all’inizio e alla fine sono le capacità che si formano tra l’inizio e la fine dell’avvolgimento rispetto la carcassa metallica del nucleo che normalmente è collegata al telaio. Poi senza considerare l’effetto di Barkhausen. È facile comprendere che se l’induttanza ideale e ipotetica ha un comportamento ben preciso e prevedibile quella reale che cela tutti questi circuiti parassiti ed inevitabili avrà un comportamento molto complesso rispetto al segnale audio che la attraversa. Un trasformatore poi è ancora più complesso di una semplice induttanza, ed anche i condensatori hanno elementi parassiti che formano reti abbastanza complesse.

Veniamo al circuito di nibiru, a cosa fà: Una delle leggende audiofile vorrebbe che gli amplificatori zero feedback suonassero con una certa tridimensionalità, palcoscenico, o il presunto effetto di avere davanti l’orchestra o la cantante, normalmente chi parla di zero feedback glissa oppure ignora totalmente il discorso sui problemi di controllo dei diffusori alle basse frequenze. Sempre gli stessi poi sono quelli che dicono che l’uso di negative feedback è deleterio perchè cancella informazioni sonore…

Innanzi tutto posto questi 2 file audio, (freeware) che si trovano su internet assieme a tanti altri, vi chiedo di ascoltarli assolutamente con delle cuffie (non funziona se li ascoltate con le casse), non importa che utilizziate un’amplificatore prestigioso, bastano 2 cuffie infilare nel jack del computer o dello smarphone…

Titolo: “Dal Barbiere”

Titolo: “Acqua minerale”

Fanno abbastanza venire i brividi vero? Molti sognano una cosa del genere davanti al loro HiFi… e questi 2 file audio sono volgari MP3, alcuni sapranno già di cosa si tratta, ma lo spiego per quelli che non lo sanno; queste sono registrazioni binaurali…

La foto qui sopra non è la testa di un manichino per esporre cappelli e occhiali al supermercato ma è un costosissimo microfono binaurale, per capire il suo funzionamento bisogna prima capire come fa il nostro cervello a capire la direzione di un suono. Noi abbiamo solo 2 orecchie una a destra e una a sinistra, nonostante questo riusciamo a capire se un suono arriva da davanti o dietro, da sopra e da sotto (o direzioni intermedie)… Com’è possibile? il segreto è nella forma delle nostre orecchie, quando un’onda sonora colpisce la struttura dell’orecchio subisce delle distorsioni (sopratutto nel dominio della frequenza e della fase) e queste distorsioni cambiano a seconda di come l’onda impatta sulla struttura dell’orecchio (in pratica a seconda della direzione) per poi arrivare al timpano, in base a queste distorsioni il nostro cervello, che è un computer potentissimo, riesce a comprendere la dislocazione fisica nell’ambiente da cui questo suono è partito. Il microfono binaurale imita una testa umana con 2 orecchie che sono una copia fedele di orecchie umane all’interno delle quali si trovano 2 microfoni e proprio in questo modo i 2 microfoni riescono a registrare delle reali informazioni sonore tridimensionali che portano al risultato sorprendente che avete sentito sopra, che può però essere apprezzato unicamente in cuffia, infatti riproducendo questi file sonori in un normale impianto stereo si modifica completamente ciò che arriva ai nostri timpani e l’effetto tridimensionale svanisce totalmente.

Capita questa cosa diventa evidente che se una registrazione non contiene questo tipo di informazioni audio perchè è stara registrata con microfoni normali o addirittura registrata uno strumento alla volta in uno studio e poi mixxata e non la si ascoltata in cuffia non potrà MAI e poi MAI risultare come un’evento reale quando riprodotta, anche perchè magari l’evento reale “live” non è mai accaduto (musica registrata in studio)… o meglio, voglio essere più chiaro: nella registrazione NON ci sono queste informazioni ed è palese che nessun circuito può restituire al segnale qualcosa che è stato perso (tralasciando qualche guru che afferma di costruire macchine fantascientifiche che viaggiano nel tempo o in altre dimensioni a cui è meglio non dar peso). Se ascoltando il vostro impianto si notate elementi tridimensionali, perchè si è costruita una certa catena audio, con certe casse e in un certo ambiente, queste informazioni sonore, questa tridimensionalità, il palcoscenico… sono finti… posticci… se vogliamo dire: creati ad arte ma comunque frutto di una certa manipolazione o meglio distorsione del segnale nei suoi tanti aspetti di frequenza di fase etc, ad opera dell’amplificatore o delle casse o di un certo posizionamento nell’ambiente… Non la riproduzione fedele di un eventi live ma “un’effetto speciale” che probabilmente avviene in un certo modo solo a casa vostra e non è ripetibile esattamente uguale in altre condizioni.

Attenzione io non sto sindacando che introdurre queste distorsioni goderecce sia sbagliato, provate a immaginare il sapore di una costina di maiale cotta sui carboni e una cotta nel microonde senza sale e senza spezie… la seconda fa abbastanza schifo. Quello che voglio dire è un’altra cosa: i vari guru affermano che gli amplificatori retroazionati cancellino cose… ma la realtà è che “è l’assenza di controreazione” a introdurre cose che nel segnale non ci sono! La realtà percepita e raccontata viene totalmente ribaltata! Dov’è lo sbaglio in tutto ciò? Fino a che punto queste cose aggiunte sono buone e quando diventano peggiorative? (immaginate la vostra costina ai ferri sepolta sotto una colata di salsa tanto sa non distinguere più il sapore della carne). Lo sbaglio sta nel fatto che quando non comprendi un fenomeno allora non lo sai gestire! Tanti realizzano amplificatori che vengono come vengono per avere questi effetti ma si trascinano dietro problemi patologici che non si possono eliminare perchè non li comprendono. Arriviamo al circuito di Nibiru, di cui qui sotto lo schema premium:

Il circuito è molto semplice e basilare, è costituto da una ECC82/12AU7 o compatibile come 6189 / 5814A e realizzabile anche con la 12BH7 / 6CG7 e 6SN7. La tensione anodica è molto bassa, attorno gli 80 volt ed è presente un deviatore quadruplo che permette di passare il circuito in 2 modalità diverse, in un modo la valvola è caricata con una resistenza sull’anodo e una sotto al catodo senza nessun condensatore di bypass, quindi non c’è nessun elemento reattivo nel circuito (a parte i condensatori di disaccoppiamento inevitabili) nell’altro modo invece viene inserito un condensatore in parallelo alla resistenza catodica mentre la resistenza anodica viene sostituita con una induttanza 19S555. Ci sono poi 2 potenziometri doppi, il primo posto sull’ingresso è un controllo di tono che permette di tagliare le frequenze basse mentre il secondo è un negative feedback locale variabile che permette di regolare un tasso di controreazione locale tra un certo massimo e un certo minimo (prossimo a zero).

L’esperimento consiste nel porre questo circuito in mezzo tra una sorgente nota ad esempio un DAC o un lettore CD e un’amplificatore di potenza che deve essere retroazionato, quindi disporre di un certo minimo smorzamento dei diffusori e possibilmente che sia un buon amplificatore e non un rottame che suona male.

Ora ci si può divertire con i comandi di nibiru, a regolare i vari potenziometri per sentire come cambia il suono, io posso ora raccontarvelo a parole ma vale la pena sperimentare di persona perchè è interessante e istruttivo, e getta finalmente luce su argomenti che risultano ai più oscuri e incomprensibili.

Nella modalità resistiva, senza elementi reattivi, nibiru risulta abbastanza neutro, quasi inutile a parte una leggera preamplificazione del segnale. Non cambia granchè rispetto a non averlo collegato affatto, viene introdotta solo la distorsione armonica della valvola e sostanzialmente il miglior suono si ha settando la controreazione al massimo perchè si abbatte proprio tale distorsione presente quando il feedback sta a zero. Il bello avviene quando si commuta il circuito nella modalità reattiva, esso diventa quello che viene poi chiamato parafeed, con la differenza che nessuno a parte me ho avuto l’idea di inserire una controreazione locale variabile in un circuito parafeed. L’effetto che si ottiene è il seguente: quando la regolazione del negative feedback è al massimo si ha un suono abbastanza chiuso e schiacciato contro le casse (stranamente ad almeno 2 o 3 persone a cui l’ho fatto sentire piaceva così! Dimostrazione che poi meglio o peggio è soggettivo.) Questo avviene per via delle interazioni eccessive tra NFB e le rotazioni di fase dell’induttanza. Man mano che si gira il potenziometro diminuendo il tasso di NFB il suono si apre. Inizialmente questo si distacca dalle casse mantenendo però una separazione destra e sinistra, proseguendo il suono si distacca sempre più, si forma un fronte sonoro centrale e si nota quello che chiamano palcoscenico ossia sensazione di avere davanti la cantante con gli strumenti distribuiti da destra a sinistra… poi ancora il suono si avvicina, arriva in faccia all’ascoltatore.. tutto questo gradualmente man mano che si cala il tasso di NFB… ma continuiamo… a un certo punto si confonde un pochino la distinzione tra destra e sinistra, i 2 canali si mescolano… siamo a circa ore 13 del potenziometro… diminuendo ancora il tasso di NFB la gamma medio alta resta invariata, suono aperto ma cominciano a imbruttirsi le basse frequenze, dapprima sporche e poco definite diventano slabbrate e invadenti quando il tasso di NFB è al minimo… si può agire sul controllo di tono per abbassare il volume delle basse frequenze e renderle meno invadenti ma restano comunque poco definite. Bisogna poi tener presente che nibiru come carico ha il potenziometro di un’amplificatore… perchè quando il carico è una cassa le cose sono ancora più complesse.

Vediamo cosa succede con gli strumenti di misura.

Distorsione su carico resistivo puro

Senza Feedback (THD 1,3%)

Massimo Feedback (THD 0,86%)

Distorsione su carico reattivo puro

Senza Feedback (THD 1,24%)

Massimo Feedback (THD 0,4%)

Come si vede bene da queste analisi di spettro sono inconclusive e non dicono assolutamente niente, ci sono differenze di poche frazioni percentuali di distorsione armonica tra i vari modi che non spiegano per nulla le grandi differenze che si hanno a livello uditivo… Però voglio far notare che sebbene questo sia un circuito semplicissimo formato da 1 solo triodo, con o senza feedback, non ci sono solo armoniche pari… MA PER NIENTE! nello spettro senza feedback vediamo in ordine da sinistra a destra la armoniche 2 – 3 – 5 – 9 … mentre nello spettro con massimo feedback le armoniche 2 – 3 – 7 – 9 e anche nel modo reattivo ci sono diverse armoniche, quindi chi insiste a dire che le valvole producono solo armoniche pari non dice il vero. Passiamo all’analisi della risposta in frequenza e in fase.

A questo punto so benissimo che qualcuno obbietterebbe “eh ma qualcosa cambia! come fai a dire che non si sente quel 0,1% di differenza!!” Lo dico perchè basta sostituire la ECC82 con un’altra ECC82 (e ho provato con diverse ECC82, con una 6211, la 5814 e una 12BH7) per avere cambiamenti anche più consistenti di uno 0,1% ma all’atto dell’ascolto non cambiava niente… al di sotto del 1/2% di THD solo gli strumenti notano differenze (provato con diverse cavie che ovviamente non sapevano cosa stessi facendo nel corso degli anni).

Risposta in frequenza su carico resistivo

Senza Feedback (25 gradi a 60khz)

 Massimo Feedback (25 gradi a 70khz)

Risposta in frequenza su carico reattivo

Senza Feedback (25 gradi a 20khz)

Massimo Feedback (25 gradi a 50khz)

Per mio errore nell’acquisizione del grafico, su carico resistivo ho impostato la scala a 50gradi quadretto, mentre su carico reattivo a 10gradi quadretto, in definitiva l’andamento in fase su carico resistivo è comunque migliore rispetto quello sul reattivo, ho riportato il grado di rotazione di 25 gradi partendo da 1khz… Già in questa misura si nota che l’elento reattivo introduce maggiore rotazione di fase. Ma se proviamo a sollecitare il circuito con un segnale ad onda quadra a 10khz? (in giallo il segnale del generatore in azzurro il segnale del circuito)…

Quadra su carico resistivo

Senza Feedback (1volt / div)

Massimo Feedback (1volt / div)

Quadra su carico reattivo

Senza Feedback (10volt / div)

Massimo Feedback (2volt / div)

Sul carico resistivo non si nota niente di particolare a parte il cambio di ampiezza, il fronte di salita e discesa dell’onda è leggermente arrotondato per via delle capacità del circuito ma niente di chè, con l’induttanza di carico senza NFB si ottiene una quadra più arrotondata e deformata, se si aumenta il tasso di NFB la deformazione diminuisce gradualmente ma mai del tutto fino a quando si arriva al massimo NFB dove compaiono anche delle leggere ondulazioni sulle creste dell’onda che ho cercato di evidenziare aumentando lo zoom che sono il ringing della stessa, ossia una risonanza interna, ma ancora tutto si ferma qua. In pratica i fenomeni maggiori, in teoria, avvengono sui segnali transitori dove gli elementi reattivi del condensatore e dell’induttanza immettono nel segnale più cose, e l’interazione con il negative feedback riesce in parte ad eliminare alcune di esse (ribadisco: eliminare cose che sono state aggiunte dal circuito, non eliminare cose che erano nel segnale) e in parte ne crea altre per interazione, purtroppo non ho strumenti più complessi che potrebbero dare misurazioni più significative.

Quello che però secondo me è chiaro è che gli elementi reattivi aggiungono cose al segnale (distorsioni) e che di certo non centrano nulla con le armoniche. Il circuito di nibiro è interessante per fare esperimenti, chi non fosse interessato a fare queste prove ad orecchia puoi realizzarlo omettendo il commutatore, lasciando solo la sezione reattiva con il feedback regolabile e senza controllo di tono. Tra l’altro non sono il primo ad averci pensato, basta guardare qua sotto la foto che mi ha mandato un’amico su Whatsapp.

Voglio aggiungere che l’inserimento di nibiru in mezzo alla catena audio ha sempre procurato una leggera diminuzione della definizione e del dettaglio della registrazione, con o senza feedack non importa, è importante dire che più roba si mette in cascata in una catena audio più inesorabilmente si perdere qualcosina, anche se poco, e questo insegna che se si può fare meno di un preamplificatore forse meglio non metterlo, molte persone infatti infilano preamplificatori in mezzo tra sorgenti e finali che magari non ne avrebbero bisogno. Però l’effetto di suono che ti viene in contro quando nibiru è inserito e ben regolato è veramente bello. In definitiva io personalmente continuo a concludere che la totale assenza di NFB sia un handicap e che invece l’uso ponderato e moderato dello stesso sia come il piatto di uno chef stellato, e spero che questo articolo muova la curiosità dei lettori.