Alberto Scagliola <scalby_at_libero.it> wrote in message
2eFT3.17939$SV.191636_at_typhoon.libero.it...
Premetto: non sono un appassionato di HI-FI, ma ho conosciuto
gente molto esperta del settore, dalla quale ho potuto apprendere
molti dettagli di tipo tecnico-pratico. Mi faccio avanti solo perche'
ho notato che nessuno ha dato seguito alla tua richiesta, ma vorrei
ribadire che in proposito esiste gente molto piu' esperta e competente
di me in questo settore (io ho potuto toccare questo settore solamente
da un punto di vista hobbistico). Pertanto alcune idee che sono qui
espresse sono puramente personali e non hanno pretesa di validita'
assoluta.
Innanzitutto vorrei dire che molto spesso (ma non sempre) le vantate
prestazioni di un amplificatore sono solo una scusa per spillare quattrini
all'ignaro acquirente che, essendo completamente a digiuno di fisica o di
elettronica si lascia "convincere" della bonta' di un amplificatore solo
perche' esistono alcuni luoghi comuni (non del tutto falsi come ti
mostrero' piu' avanti). Sto parlando dell'ascoltatore "medio", come me,
che non ha una sensibilita' musicale cosi' spiccata da percepire,
o solamente apprezzare, quelle piccole sfumature che rendono
veramente distinguibile un buon amplificatore da uno mediocre.
Forse qualcuno con l'orecchio molto ben educato, misto ad una
particolare dote innata, riuscirebbe veramente a sentire queste differenze.
Premesso che l'acustica e' comunque un fatto molto soggettivo, non e'
solo la bonta' dell'ampli a determinare la qualita' di suono: sono da tenere
in conto molti fattori tra cui la bonta' delle casse, la loro
disposizione, la qualita' della sorgente etc... Come caso personale
ti posso citare un esempio a me capitato, in cui mi e' stato chiesto
un parere tra un un certo ampli a valvole ed uno a MOS.
Personalmente, non sono riuscito a percepire alcuna differenza
(non voglio dire con questo che non ci sia! Magari un
Von Karajan avrebbe avuto reazioni molto diverse).
Quello che voglio dire, aldila' di tutto, e' che per la stragrande
maggioranza delle persone, ritengo sia inutile spendere 10
per ottenere 1 o nulla. Ribadisco: non perche' il valore
aggiunto non ci sia, ma perche' molto spesso non si
ha la sensibilita' acustica necessaria per apprezzarlo;
oppure magari si utilizza un impianto dal costo elevato,
con prestazioni ultraspinte, in un ambiente che non e'
assolutamente fatto per ascoltare musica (non parliamo di che
tipo di musica!!!), come l'automobile.
Ritornando alle tue domande...
>[...]
> Quali sono le sostanziali differenze tra un tipo di amplificazione a
valvole
> e una a transistor?
In un tipo vengono utilizzate delle valvole che sono dispositivi piuttosto
ingombranti e poco efficienti per quanto riguarda il consumo (infatti hanno
bisogno di dissipare una notevole quantita' di energia per mantenere il
filamento caldo).
I tipi di valvole abbastanza comuni (se cosi' si puo' dire) sono le EL34
della Philips, e che negli anni '50 erano impiegate negli amplificatori
Marshall. Da quello che ne so, tutt'ora sono utilizzate e reperibili
(mi sembra siano prodotte, ora, dalla Svetlana).
Quelli a transistor invece utilizzano come coppia di finali appunto due
dispositivi a semiconduttore. Mentre qualche tempo fa si utilizzavano
componenti di tipo bipolare, la tendenza attuale e' quella di utilizzare
dei dispositivi di tipo MOS.
Forse questi ultimi sono quelli che maggiormente si avvicinano
alle caratteristiche del pentodo (la valvola), in quanto sono pilotati
in tensione (a differenza del bipolare che viene pilotato in corrente).
A quanto ne so risultati molto buoni si ottengono con i MOS
della Toshiba.
> Ho sentito dire che per gli impianti ad "alta fedelt�" vengono ancora
> utilizzare le valvole termoioniche (� esatto??);
Si' e No :-). Nel senso che, a mio avviso, l'utilizzo di valvole
termoioniche non e' condizione necessaria per qualificare un
impianto come "ad alta fedelta'" (a ben pensare non e'
condizione nemmeno sufficiente).
Infatti molti impianti commercialmente denominati "HI-FI",
non presentano necessariamente uno stadio finale a valvole.
Per contro, esistono dispositivi amplificatori, regolarmente
in commercio che hanno finali valvolari (generalmente tutti
questi ultimi sono spacciati come "HI-FI").
> quali vantaggi comportano,
> e quali sono i motivi che hanno portato ad una loro progressiva sostizione
a
> favore dei transistor negli elettrodomestici di largo consuno??
Ok! Entriamo nel dettaglio tecnologico. Che il suono delle valvole sia piu
"pastoso" e pieno rispetto al bipolare, e' un dato di fatto. (Anche una
campana come me deve ammetterlo!). Quello che e' meno ovvio,
o almeno sulle cui spiegazioni esistono varie scuole di pensiero e' il
perche'.
Su un vecchio numero di "Nuova Elettronica" (non ricordo sinceramente quale,
ma risaliva ad almeno 6-7 anni fa), la motivazione addotta era piu' o meno
la seguente: "Il rumore generato dagli amplificatori a valvole (o a MOS)
comporta la presenza di armoniche di tipo pari, mentre quello generato dai
bipolari comporta la presenza di armoniche dispari".
Il perche' tutto questo si ripercuota sulla pienezza del suono diventa
subito chiaro per chi e' un pochino a conoscenza di teoria musicale:
prendiamo una nota ad una data frequenza (ad esempio un La a 440Hz);
se essa genera una armonica pari (ad esempio la prima) essa avra' una
frequenza di 880Hz, che e' sempre un La, posto una ottava sopra.
E cosi' via per le altre armoniche (sono sempre dei La ad ottave
superiori). Quindi un rumore composto da armoniche pari non
genera dissonanza, anzi rende il suono piu' "ricco". Nel caso di
generazione armoniche dispari vediamo cosa succede:
Fondamentale: 440 Hz ---> La
3a Armonica: 1320 Hz ---> Mi lievemente dissonante
5a Armonica: 2200 Hz ---> Do# dissonante
7a Armonica: 3080 Hz ---> Solb dissonante
Quindi come si vede, c'e' dissonanza insita nelle note generate,
(anche se esse rientrano tutte a fare parte della scala che caratterizza
la tonalita' di La). A onor del vero bisogna dire che, eventualmente,
il contributo in potenza di queste armoniche ritengo sia basso (e tende
ad esaurirsi velocemente come si sale in frequenza).
Non mi sono mai dato una ragione del perche' fisicamente vengano
generate armoniche di un tipo o dell'altro (anche perche' dalla
spiegazione di N.E. non si capiva esattamente la genesi di queste
armoniche e' intrinseca del dispositivo utilizzato o del circuito nel suo
complesso). Mi ero ripromesso a quel tempo di indagare
ulteriormente, anche se poi non me ne sono piu' curato,
pero' l'idea che mi ero fatta allora e' che questa differenza di
comportamento risiedeva proprio nel fatto che un tipo di
dispositivo era pilotato in corrente mentre l'altro lo era in
tensione. Eventualmente spero che qualcuno,
fresco di "fisica dei semiconduttori", risolva questo mio dubbio (se non
ricordo male esiste proprio un tipo di rumore legato strettamente alla
granularita' della corrente, ma non so se c'entri qualcosa. Eventualmente
indaghero').
Piu' recentemente (agosto '98), su "IEEE Spectrum" e' uscito un articolo
dal titolo "The Cool Sound of Tubes" (traduzione pietosa: Il bel "sound"
delle valvole), nel quale si traccia un po' la storia di questo componente
(che ha veramente fatto la storia dell'elettronica) e si danno varie
spiegazioni del perche' esso sia preferibile come amplificatore.
In questo articolo esperti costruttori adducono vari motivi a favore.
Non posso riportarli tutti perche' sarebbe molto lungo, (vengono
anche addotti motivi di una certa profondita' tecnica, quindi non sapendo
il tuo background, potrebbero anche essere per te non importanti).
Eventualmente, se sei interessato, procurati l'articolo. Se proprio
non puoi fammelo sapere e cerchero' di farti un sunto via E-mail.
Viene anche smentito in parte quello che si e' detto sopra,
dimostrando, plottati alla mano, come lo spettro di un circuito
a valvole sia ricco anche di armoniche dispari. Comunque
totalmente il contenuto armonico di un circuito a bipolari si
dimostra essere superiore rispetto a quello con pentodi.
(per i dettagli vedi l'articolo).
Sempre nel sopra citato articolo c'e' un piccolo confronto
(molto all'americana ;-) ) sui pro e i contro delle valvole e
dei transistor. Te ne faccio un sunto (al solito tralascio le
motivazioni piu' tecniche, per le quali ti rimando all'articolo
originale). Questo dovrebbe rispondere esaurientemente
alla tua domanda.
Valvole: vantaggi.
- Altamente lineari in assenza di retroazione, specialmente alcuni modelli
per piccoli segnali.
- Sostanzialmente indipendenti dalla temperatura, cosa che semplifica
il progetto della rete di polarizzazione.
- Range dinamico tipicamente piu' vasto dei transistor grazie alla loro
maggiore tensione di lavoro (su questo non concordo pienamente).
- Il progetto del circuito e' piu' semplice rispetto all'equivalente a
semiconduttori.
- Operazione in classe A o AB, con eliminazione della distorsione di
cross-over (tipica della classe B).
- La manutenzione e' piu' semplice perche' le valvole posso essere
semplicemente sostituite anche dall'utilizzatore.
Valvole: svantaggi
- Ingombranti e non adatte a dispositivi portatili.
- E' richiesta una alta tensione di lavoro.
- Grande spreco di potenza (bassa efficienza), soprattutto in calore.
- Fragilit�.
- Durata limitata (il filamento emettitore e' a tutti gli effetti come una
lampadina e quindi soggetto ad usura - vita media da 1 a 5 anni per
valvole di potenza).
- Sono dispositivi ad alta impedenza che, generalmente, necessitano di
un trasformatore adattatore di impdenza per pilotare carichi a bassa
impedenza come le casse.
- Maggiore costo rispetto ai dispositivi a semiconduttore.
Transistor: vantaggi
- Generalmente di costo minore, specialmente per circuiti amplificatori
di piccoli segnali.
- Ingombro ridotto rispetto alle valvole equivalenti.
- Possono esserne combinati due o piu' "die" in un unico dispositivo,
riducendo ulteriormente gli ingombri.
- Minore consumo di potenza e minori perdite rispetto all'equivalente
valvola.
- Possono lavorare a tensioni di alimentazione ridotte, quindi sono
piu' sicuri e si possono adottare in apparecchi a bassa tensione.
- Generalmente sono meccanicamente piu' resistenti delle valvole.
Transistor: svantaggi
- Tendenza ad avere maggiore distorsione rispetto alle
equivalenti valvole.
- Circuiteria complessa con retroazione negativa e' richiesta
per ottenere bassa distorsione.
- La capacita' del dispositivo tende a variare con la tensione.
- Elevata dispersione dei parametri come guadagno o tensione
di soglia (per i MOS), e variazioni con la temperatura.
- Configurazione tipica in classe B, con distorsione di cross-over.
- Meno tollerante ai sovraccarichi rispetto alla valvola.
- Manutenzione meno agevole: non sono facilmente
sostituibili come le valvole.
- Transistor e circuiti integrati molto vecchi non sono facilmente
reperibili, ad esempio dopo una ventina d'anni, rendendo un
eventuale rimpiazzamento abbastanza difficoltoso.
Come ultima cosa vorrei aggiungere un dettaglio che mi sembra
non trascurabile: l'utilizzo di dispositivi a semiconduttore (in
particolare di quelli a MOS) trova oggi maggiore ragione di
essere grazie alle nuove tecniche di amplificazione basate su
switching ad alta frequenza (amplif. in classe D, in classe E etc...).
Questi tipi di amplificatori, che richiedono componenti molto
veloci come i MOS, permettono rendimenti elevati, di molto
superiori a quelli che si ottengono con dispositivi di tipo lineare.
Tuttavia riguardo la fedelta' o la rumorosita' di tali dispositivi
non ti so dare dati in merito.
Infine una ultimissima cosa: qui abbiamo parlato di amplificatori
audio. Non dimentichiamoci che esistono anche amplificatori
RF, utilizzati nei trasmettori. Per questi tipi di amplificatori in
altissima frequenza (parlo di trasmettitori a micro-onde), non
mi risulta che esistano, allo stato attuale, dei componenti allo
stato solido in grado di gestire potenze elevate a quelle frequenze.
Di fatto vengono utilizzate in questo caso particolari valvole
(tipo Klystron), e non credo vi siano attualmente alternative.
> Grazie
> Alberto!
Grazie a te per avermi dato l'occasione di meditare su alcune cose
che non ricordavo da tempo. Chiedo anche venia per eventuali
imprecisioni, omissioni o punti poco chiari.
Andrea Francinelli
Email: a.francinelli_at_libero.it
Received on Mon Nov 08 1999 - 00:00:00 CET
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