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.