ALCUNE CONSIDERAZIONI SUGLI AMPLIFICATORI

(con particolare riferimento alle alimentazioni)

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Premessa

Questa mia breve disquisizione non è supportata da alcuna “prova” di tipo tecnico. Vuole semplicemente esprimere una parte delle mie idee su un tema ampiamente dibattuto su riviste specialistiche ed in riunioni di salotto audiofilo. Il tema secondario potrebbe essere:

Ma non è stato fatto niente di buono negli ultimi quarant’anni?

Sempre più frequentemente appaiono appassionati che hanno riscoperto vecchie glorie, nomi storici come Leak, Scott, ovviamente Quad, addirittura Geloso. Ed osannano le loro doti: certo un po’ limitati in basso, acuto non propriamente brillante, ma una musicalità eccezionale, una dolcezza ineguagliabile, una facilità di ascolto (intesa come poco affaticamento) irraggiungibile dai moderni apparecchi.

Bene, in molti hanno abbandonato i moderni Audio Research, i blasonati Conrad Johnson ecc. ecc. per tornare ad apparecchi che fino a pochi anni fa guardavano con disprezzo.

Dove si nasconde il segreto? O meglio, si tratta di verità od è una operazione commerciale pilotata da qualche furbo commerciante che nei momenti opportuni ha fatto incetta di vecchiume a poco prezzo per poi tenerlo a fermentare in cantina per poi rivenderlo a prezzo molto maggiorato, spesso dopo averlo fatto passare da riparazioni molto azzardate contrabbandate per restauri?

Come spesso accade entrambe queste ipotesi sono vere. Buona parte degli apparecchi d’epoca hanno qualità musicali (intese come musicalità) superiori a certa produzione moderna, ed alcuni commercianti hanno approfittato di questa riscoperta.

Alcuni costruttori e molti hobbisti sono “tornati indietro” negli anni per riprodurre le condizioni ottimali. Ad esempio i cablaggi in aria si sprecano, le vecchie resistenze Allen Bradley ad impasto di carbone sono andate a prezzi da gioelleria, le valvole raddrizzatrici si riutilizzano ovunque, mi aspetto solo di veder risalire le quotazioni dei condensatori Facon e Ducati e poi giuro che cambio mestiere. Non posso accettare di far parte di una generazione che ha rovinato il piacere dell’ascolto della musica.

Affondiamo un po’ il coltello nella piaga

Iniziamo ad analizzare un po’ di schemi: tuttora il più diffuso è lo Williamson, sostanzialmente invariato dal 1940 o giù di lì. Gli altri sono quasi sempre reinterpretazioni o rimbrodolamenti di vecchi schemi storici.

I componenti attivi, le valvole: quelle di produzione moderna frequentemente non hanno le qualità di quelle costruite negli anni d’oro, ma ce ne sono anche alcune corrispondenti od addirittura superiori.

I componenti passivi: resistenze e condensatori. Non credo che le moderne resistenze a strato metallico abbiano qualità inferiori alle vecchie ad impasto di carbone, anzi normalmente hanno caratteristiche di rumore, di stabilità di valore e di precisione di molti ordini di grandezza migliori rispetto alla vecchia generazione. Se qualcosa si può dire è relativo all’induttanza parassita, certamente più alta su una resistenza a strato spiralato che su una ad impasto, ma il valore è così basso da risultare a mio avviso insignificante nelle gamme di frequenza che ci interessano. Per i condensatori poi i passi in avanti sono enormi: Capacità di erogazione di corrente enorme rispetto agli anni ’60, induttanza parassita ridottissima, resistenza interna molto prossima allo zero, purezza e scelta dei materiali impensabile ai tempi dei tempi.

Allora il problema starà nei trasformatori? Le perdite e la linearità del ferro ora utilizzato erano un tempo irraggiungibili, la qualità del rame è decisamente migliorata (sono migliorate le tecniche di raffinazione), le macchine automatiche permettono ripetibilità di prestazioni e di caratteristiche veramente notevoli.

La colpa è della disposizione dei componenti? Sì, in parte è vero. L’avvento dei circuiti stampati, alla fine degli anni ’60, ha portato grande risparmio di tempo e grande somiglianza di prestazioni fra gli apparecchi dello stesso modello, prima spesso condizionate in bene od in male da come il cablatore si era alzato la mattina, ma ha portato anche il progettista ad un “ordinamento” nella disposizione dei componenti e nel percorso dei collegamenti non sempre positivo. Ed in generale ad un allungamento dei percorsi, che però si trovava già nei cablaggi filati di scuola inglese e tedesca, per intendersi quelli con i salsicciotti di filo ben legati ed ammazzettati che giravano per gli apparecchi mettendo in mostra angoli perfetti e rettilinei da grande pianura. Gli accoppiamenti fra segnali ed alimentazioni erano molto superiori ai disordinati montaggi americani, con componenti messi dove capita e fili sparpagliati qua e là, mai legati fra di loro.

Io nel disegnare i miei ultimi circuiti stampati ho cercato di riprodurre un po’ la filosofia di quei montaggi disordinati, a scapito dell’estetica ovviamente, ed ho ottenuto dei miglioramenti sostanziali. Ma il problema non è tutto lì, od almeno non solo lì.

Le cause di questa perdita di musicalità sono più generali, non scordando che la maggiore estensione di banda ed il miglioramento del dettaglio portano l’orecchio a focalizzarsi più sui particolari rispetto ai tempi andati, e di conseguenza ad una maggiore attenzione ma anche ad un maggiore affaticamento. Io penso che molto sia dovuto al miglioramento dei materiali. I trasformatori sono realizzati con ferro migliore, gli avvolgimenti possono essere realizzati con minor numero di spire e quindi più corti, con minore resistenza. Inoltre un trasformatore che scalda viene etichettato come “poco buono”, quindi le sezioni dei conduttori degli avvolgimenti sono tenute abbondanti per minimizzare le perdite per effetto Joule, riducendo ancora la resistenza. Basta provare a prendere un trasformatore d’epoca ed uno moderno e misurare con un normale tester: siamo scesi a meno di metà valore. Questo, unito alla migliore qualità del ferro, porta ad una capacità di erogazione di picchi di corrente enormemente superiore, caratteristica sicuramente positiva ma che, come vedremo in seguito, può creare dei fastidi alla fluidità del suono. I condensatori, in particolare gli elettrolitici utilizzati come filtro di alimentazione, hanno induttanza e resistenza interna decisamente inferiori, con possibilità di assorbire e restituire picchi di corrente estremamente elevati. Se poi si utilizzano i polipropilene od i carta e olio è quasi meglio non parlarne.

I raddrizzatori a semiconduttore hanno caratteristiche che si avvicinano alla perfezione, ed un normale diodino come lo 1N4007 ci dà senza scomporsi brevi picchi di un paio di migliaia di amper, se glielo chiediamo. Le valvole raddrizzatrici no, sono rimaste loro, ma la tendenza è quella di utilizzare sempre più valvole a bassa resistenza interna, come la 5U4, al posto di vecchie glorie come la GZ34 o della sorella maggiore GZ37.

Si tenta poi sempre più di ottenere un ripple di alimentazione basso, anzi molto basso, per avere pochi problemi di ronzio di rete in uscita al nostro amplificatore, in particolare se single ended. Ovviamente per ottenere un basso ripple è indispensabile montare condensatori di capacità elevata, ovviamente con bassissima resistenza interna.

Chiudendo la catena è facile intuire che il ripple molto ridotto comporta un tempo di ricarica dei condensatori parimenti ridotto, per cui tutta la corrente assorbita dal sistema deve essere fornita a questi condensatori in pochi decimi di millisecondo. Fermo restando il valore di corrente media, se diminuisce il tempo in cui noi possiamo fornire energia è ovvio che deve aumentare il valore di intensità istantanea, che trova facile gioco grazie alle ridotte resistenze incontrate nel circuito.

Un normale amplificatore in push pull con quattro EL34 e filtro di alimentazione di tipo capacitivo ha dei picchi di corrente erogati dal trasformatore di varie decine di amper, talvolta di centinaia.

Queste correnti così elevate provocano una intensa irradiazione elettromagnetica ed una considerevole distorsione della forma d’onda di corrente assorbita dal trasformatore di alimentazione, distorsione che si ripercuote poi su tutte le alimentazioni prelevate dallo stesso trasformatore. Questa distorsione è di ordine piuttosto elevato, formata in particolare da armoniche dispari, e provoca delle intermodulazioni con il segnale musicale che perde qualcosa in dolcezza, diminuisce la sua naturale setosità e diventa più affaticante. Ancor peggio se a monte del trasformatore di alimentazione viene posto un filtro antidisturbo, che per attenuare i disturbi di ordine elevato aumenta l’impedenza di rete alle alte frequenza vista dal trasformatore. Se non fa passare le alte frequenze dalla rete al trasformatore avrà un simile effetto anche in senso inverso.

Comunque provare per credere: Lo stesso apparecchio semplicemente riducendo il valore dei condensatori di filtro di alimentazione perde magari in profondità del basso od in definizione dell’acuto ma generalmente migliora nella resa generale dell’impasto musicale.

Sotto certi aspetti il problema è quello della coperta corta: Se vogliamo un bel basso ci scopriamo i piedi e viceversa.

Esistono comunque possibilità di miglioramento della situazione ed in buona parte sono da sperimentare.

I risultati non sono garantiti, ma se non si prova…..

Il sistema che attualmente riscuote più interesse da parte mia è quello dell’alimentazione con filtro ad ingresso induttivo, poco cambia se con raddrizzamento a semiconduttore od a valvola, che ad una infinità di difetti unisce il pregio di avere un’assorbimento di corrente pressoché costante per tutto il periodo della sinusoide, senza picchi e brusche discontinuità, pertanto senza generazione di armoniche di ordine elevato.

Attenzione però: non è sufficiente prendere da catalogo una qualsiasi induttanza, metterla fra il raddrizzatore ed il condensatore di filtro e pensare di aver risolto tutto. Quelle che sono normalmente reperibili come induttanze di filtro di alimentazione (o power supply choke) sono dimensionate per lavorare in filtri a pi greco, e quindi con una componente alternata ai propri capi dell’ordine del dieci per cento o meno rispetto alla tensione continua che avremo in uscita. Nel filtro ad ingresso induttivo la componente alternata è il centoquarantuno per cento della continua, da cui è facile desumere che il dimensionamento del ferro non può essere fatto proprio nello stesso modo, pena saturazione dello stesso con annullamento di ogni beneficio.

Ma di come io vedo la realizzazione di questi alimentatori ne parlerò in altra parte. Prossimamente.

Paolo Franceschi

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