Nibiru: il preamplificatore che smonta i miti su distorsione e feedback

“NIBIRU” è il nome, un po’ ironico, di un preamplificatore sperimentale nato per verificare sul campo alcune convinzioni molto diffuse tra gli audiofili: la presunta “magia” delle armoniche pari generate dalle valvole, la demonizzazione del negative feedback e l’idea che un circuito “zero feedback” possa restituire tridimensionalità sonora assente nella registrazione originale. Questo progetto, sviluppato come vero e proprio banco prova, ha l’obiettivo di misurare, ascoltare e capire cosa accade realmente ad un segnale quando lo si sottopone a diversi tipi di carico e di controreazione.

Perché il nome “Nibiru” ?

Nibiru è il pianeta mitico inventato dallo scrittore Zecharia Sitchin, completamente privo di riscontri scientifici. Allo stesso modo, anche nell’audio di alta fedeltà circolano “pianeti immaginari”: dogmi, leggende e convinzioni mai dimostrate, che però influenzano scelte progettuali e marketing.

Miti da sfatare: armoniche e feedback

Secondo una narrazione diffusa, il fascino delle valvole dipenderebbe dal fatto che generano solo armoniche pari, mentre i circuiti push-pull produrrebbero armoniche dispari, ritenute meno gradevoli. In realtà qualsiasi triodo genera un mix di armoniche pari e dispari, in quantità variabili a seconda del circuito, del punto di lavoro e persino della singola valvola. Altro mito: la controreazione (negative feedback) “cancellerebbe informazioni sonore”. In verità, la sua assenza non preserva la purezza del segnale, ma aggiunge distorsioni e irregolarità che possono in certi casi piacere all’orecchio, ma che non sono nel segnale originale.

Distorsione: non solo armoniche

La distorsione armonica è solo una delle tante possibili. Esistono anche distorsioni di fase, di intermodulazione e di memoria, spesso più influenti sul risultato sonoro. Mostrare e interpretare tutte queste grandezze richiederebbe strumenti sofisticati, ma anche con le sole misure disponibili il quadro è chiaro: la realtà è più complessa della percentuale di THD riportata in una scheda tecnica.

Il circuito sperimentale

Nibiru utilizza una sola valvola ECC82/12AU7 (o equivalenti 6189, 5814A, 12BH7, 6CG7, 6SN7) alimentata a bassa tensione (circa 80 V). Un deviatore quadruplo permette due modalità operative:

  1. Resistiva – carico anodico resistivo e catodo non bypassato: quasi nessun elemento reattivo.
  2. Reattiva – catodo bypassato e induttanza di carico 19S555: il classico schema parafeed, arricchito da una controreazione locale variabile, caratteristica originale di questo esperimento.

Due potenziometri doppi completano il circuito:

  • controllo di tono per regolare le basse frequenze;
  • regolazione continua del tasso di negative feedback.

Ascolto guidato

L’esperimento consiste nel collegare Nibiru fra una sorgente di qualità nota (ad esempio un DAC o un lettore CD) e un finale di potenza retroazionato, cioè con adeguato smorzamento dei diffusori. È preferibile un amplificatore di buona qualità: un apparecchio scadente o zero feedback falserebbe le prove.

A questo punto ci si può divertire a sperimentare, ruotando i potenziometri per ascoltare come varia il suono. Vale davvero la pena provare di persona, perché l’esperienza è istruttiva e fa luce su fenomeni che di solito restano teorici.

Modalità resistiva

In configurazione resistiva, priva di elementi reattivi, Nibiru si comporta in modo quasi neutro. L’unico effetto percepibile è una leggera preamplificazione e la minima distorsione armonica tipica della valvola. Con la controreazione al massimo, anche questa distorsione si riduce ulteriormente, rendendo la differenza rispetto a un collegamento diretto quasi impercettibile.

Modalità reattiva

Il carattere del circuito cambia radicalmente quando si inserisce l’induttanza di carico, trasformandolo in un vero parafeed. In più, Nibiru introduce un’idea originale: negative feedback locale variabile.

L’ascolto mette in evidenza una sequenza di trasformazioni molto netta:

  • Feedback massimo – il suono è piuttosto chiuso e aderente alle casse. Curiosamente, alcune persone lo preferiscono così, a conferma della soggettività del giudizio “meglio o peggio”.
  • Riducendo gradualmente il feedback – la scena sonora si apre, si distacca dai diffusori, compare un fronte centrale e prende forma il cosiddetto “palcoscenico”, con voci e strumenti ben distribuiti.
  • Feedback intermedio (circa ore 13 del potenziometro) – inizia una leggera fusione tra i canali destro e sinistro.
  • Feedback minimo – la gamma medio-alta rimane ariosa, ma le basse frequenze diventano poco definite, dapprima solo sporche, poi via via più slabbrate e invadenti. Il controllo di tono può attenuarle, ma non risolvere del tutto il problema.

Va ricordato che queste osservazioni riguardano un carico costituito dal potenziometro di un amplificatore; con un carico diretto di cassa acustica le interazioni diventano ancora più complesse.

Prove strumentali

Misure su carichi resistivi e reattivi confermano l’osservazione:

  • Distorsione armonica totale (THD): varia tra 0,4 % e 1,3 % a seconda di modalità e feedback.
  • In tutti i casi compaiono armoniche pari e dispari (2ª, 3ª, 5ª, 7ª, 9ª), smentendo l’idea che le valvole producano solo armoniche pari.
  • Risposta in frequenza e in fase: il carico reattivo introduce più rotazione di fase.
  • Onda quadra a 10 kHz: le forme d’onda mostrano arrotondamenti e ringing che variano con il tasso di NFB.
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%)

Le analisi di spettro, pur dettagliate, non offrono spiegazioni decisive: le variazioni di distorsione armonica fra le diverse configurazioni si riducono a poche frazioni di punto percentuale e non giustificano le marcate differenze percepite all’ascolto. Vale però la pena sottolineare un dato importante: anche un semplice stadio a un solo triodo non produce solo armoniche pari, né con né senza controreazione.

Lo spettro misurato senza feedback mostra, in ordine, le armoniche 2ª, 3ª, 5ª e 9ª, mentre con il massimo feedback compaiono 2ª, 3ª, 7ª e 9ª. Anche in modalità reattiva la situazione è analoga, con una miscela di armoniche di vario ordine. Chi sostiene che una valvola generi esclusivamente armoniche pari non descrive la realtà.

Un’obiezione prevedibile potrebbe essere: «Ma anche uno 0,1 % di differenza si può sentire!». L’esperienza dimostra il contrario. Sostituendo la ECC82 con altre ECC82, o con valvole compatibili come 6211, 5814 o 12BH7, ho riscontrato scostamenti anche superiori a quello 0,1 % di THD. Eppure, all’ascolto nessuno di questi cambiamenti era percepibile. Nelle prove svolte negli anni – sempre in cieco, senza che i partecipanti sapessero cosa stesse avvenendo – differenze di distorsione inferiori a circa mezzo punto percentuale sono rimaste registrabili solo dagli strumenti, non dall’orecchio umano.

Dopo questa verifica si può passare con maggiore consapevolezza all’analisi della risposta in frequenza e in fase, dove emergono altri aspetti significativi del comportamento del circuito.

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 un mio errore nell’acquisizione dei grafici, la scala della fase non è uniforme: 50 gradi per quadretto nel caso del carico resistivo e 10 gradi per quadretto nel caso del carico reattivo. Nonostante questa differenza, il comportamento in fase del carico resistivo risulta comunque migliore, con una rotazione di circa 25 gradi a partire da 1 kHz. Già da questa misura emerge un punto chiave: l’elemento reattivo introduce una rotazione di fase più marcata. Per approfondire, conviene osservare la risposta del circuito quando viene sollecitato con un segnale ad onda quadra a 10 kHz – nel grafico, il tracciato giallo rappresenta il segnale del generatore, quello azzurro l’uscita 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)

Considerazioni finali

Sul carico resistivo non si osservano fenomeni rilevanti, a parte la variazione di ampiezza del segnale. Il fronte di salita e di discesa dell’onda quadra risulta solo leggermente arrotondato, effetto normale dovuto alle capacità parassite del circuito.

Con il carico induttivo e senza controreazione, invece, la forma d’onda appare più arrotondata e deformata. Aumentando gradualmente il tasso di negative feedback la deformazione si riduce, ma non scompare del tutto. Al massimo feedback compaiono persino lievi ondulazioni sulle creste dell’onda – il cosiddetto ringing – evidenti solo ingrandendo la traccia e dovute a una piccola risonanza interna.

Questi comportamenti indicano che i fenomeni più significativi si manifestano soprattutto sui segnali transitori, quando condensatori e induttanze immettono nel segnale ulteriori componenti. Il negative feedback riesce in parte a cancellare le alterazioni introdotte dal circuito stesso (non informazioni presenti nel segnale originale) e, per effetto di interazione, può generarne di nuove. Strumentazioni più sofisticate potrebbero misurare questi effetti con maggiore precisione, ma le tendenze emerse sono già chiare.

In conclusione, è evidente che gli elementi reattivi aggiungono distorsioni al segnale, e queste distorsioni non hanno nulla a che vedere con le sole armoniche. Ne consegue che molti circuiti zero-feedback e l’uso stesso di trasformatori interstadio hanno come scopo principale colorare il suono, cioè introdurre caratteristiche aggiuntive. Non è la controreazione a “cancellare” informazioni: è piuttosto la sua assenza a generare nuove componenti, che talvolta possono risultare gradevoli ma che, come dimostra l’esperimento con Nibiru, comportano anche effetti indesiderati, come sporcature e perdita di definizione.

L’esperienza suggerisce che il miglior risultato d’ascolto si ottenga cercando un equilibrio: dosare con attenzione la quantità di negative feedback fino a individuare quel punto intermedio in cui si ottiene un palcoscenico sonoro ampio e coinvolgente, ma senza le impurità e le imprecisioni tipiche di una totale assenza di controreazione. Chi volesse replicare l’esperimento in modo semplice può comunque realizzare solo la sezione reattiva con feedback regolabile, omettendo il commutatore e il controllo di tono.

Nibiru dimostra che molte “verità audiofile” sono in realtà miti. Un pizzico di controreazione, dosato con competenza, è come un condimento ben bilanciato: esalta il sapore della musica senza coprirlo.

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12 Commenti
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Filippo Masnaghetti
Filippo Masnaghetti
2 mesi fa

Il fatto che lei abbia pensato di realizzare un cotale induttore ha un significato importante di per sé, indipendentemente dalle difficoltà realizzative. Le degenerazioni introdotte dall’assenza dei condensatori catodici si ha dunque anche selezionando il carico anodico resistivo? Ecco che sarebbe dune importante testare sia il resistore sia l’induttore anodico nelle stesse condizioni di presenza e/o assenza dell’array di condensatori catodici. Il potenziometro non sarebbe del tutto in serie ai condensatori di by-pass, ma sostituirebbe il resistore catodico. Il cursore sarebbe collegato all’array dei condensatori, dunque solo una parte di quel potenziometro sarebbe in serie ai condensatori, esclusa la posizione in cui tali condensatori verrebbero a trovarsi direttamente collegati al catodo del triodo.

Filippo Masnaghetti
Filippo Masnaghetti
2 mesi fa

Buongiorno, non sono un elettronico “studiato”, ma un semplice appassionato autodidatta. Devo farle i complimenti per questo interessante circuito di prova. E anche per la realizzazione di codesto altrettanto interessante induttore da ben 600 H! Detto questo, la mia curiosità mi avrebbe spinto a disgiungere la commutazione delle capacità catodiche dall’induttanza anodica, per vedere cosa accade inserendo/disinserendo le capacità catodiche sia col resistore che con l’induttore come carico anodico. In altre parole provare la differenza di prestazioni fra induttore e resistore anodico nelle stesse condizioni catodiche. Addirittura: sostituire il resistore catodico con un potenziometro avente il cursore collegato a detti condensatori riferiti a massa, in modo da parzializzare a piacimento l’inserimento di quelle capacità. Ed infine provare ad inserire/disinserire una grid stopper immediatamente prima della griglia di controllo. Questo è quanto, la ringrazio per l’attenzione e le auguro buon lavoro.

Albano Cattaneo
Albano Cattaneo
5 anni fa

Certo AleD ti dicono sempre che devi spendere tanto se no non va bene poi vai a casa di un tuo amico che ti chiama a sentire un 300b che ha pagato 12000 euro e fa schifo se anche fosse che spendi un sacco di trasformatori e va bene uguale a come va bene fatto in un altro modo cosa ci hai guadagnato?, vale l’idea o vale il risultato? dai retta a me che di apparecchi con i trasformatori di stefano ne ho già costruiti 3 con i suoi schemi e suonano molto meglio di tanta roba che compri senza feedback anche costosa

AleD
AleD
5 anni fa

Comunque l’esempio sarebbe questo:

link eliminato

Che ne pensi?

AleD
AleD
5 anni fa

Chiedevo perché ci sono progettisti che li realizzano con costi di costruzione (non di vendita) di svariati migliaia di euro e sostengono appunto che la controreazione zero dia risultati sonicamente migliori usando valvole adatte in circuiti adatti. Boh.
Se interessa in privato posso fornire il contatto (nostrano).

AleD
AleD
5 anni fa

Ma con un budget elevato sarebbe possibile progettare e costruire per esempio un SE a triodi con nessuna retroazione, ne’ globale e nemmeno locale, e che funzioni sonicamente bene? Da abbinare a diffusori ad alta sensibilità e facili da pilotare.