Un articolo che ha cambiato la Storia dell'Audio

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F.Calabrese
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Re: Un articolo che ha cambiato la Storia dell'Audio

#51 Messaggio da F.Calabrese » venerdì 15 gennaio 2021, 23:13

bobgraw ha scritto:
venerdì 15 gennaio 2021, 22:25
Quoto @Toscanaccio, potrebbe essere interessantissimo...
OK... a domani mattina... con un vero studio su un caso reale.

Saluti
F.C.

F.Calabrese
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Re: Un articolo che ha cambiato la Storia dell'Audio

#52 Messaggio da F.Calabrese » sabato 16 gennaio 2021, 12:14

Eccomi... Ora vi racconterò di un esperimento che feci 15 anni fa mentre scrivevo le 18 Linee Guida per l'APAT.

Mi procurai due ampli di eguale potenza, di cui uno era a valvole (il Single Ended di EL34 di Nuova Elettronica, che è un poco controreazionato), mentre l'altro era una scheda con quattro canali da 10 Watt ciascuno, a transistor.

Per capire la differenza nella modalità del clipping, sintetizzai una forma d'onda particolare: una mezza semionda a frequenze alternate (1-1,25 KHz), che inviavo quattro volte, con intervalli di mezzo secondo, seguita da altri quattro campioni di polarità negativa...

L'impulso lo avevo filtrato verso il basso, eliminando la componente in continua, ed avevo anche alzato di una decina di dB la gamma bassa sotto 250 Hz, ottenendo questo spettro:
Impul_orig_spet.jpg
Impul_orig_spet.jpg (58.8 KiB) Visto 2945 volte

Notate i due spettri leggermente diversi in alto, ma complementari. Alternandoli il fonometro avrebbe letto una risposta lineare, ancorché in pendenza.

Attenzione al rinforzo in gamma bassa, che permette di simulare lo spettro tipico delle percussioni basse: ed appunto così suona.
La cosa si è rivelata preziosa per individuare anche all'ascolto la percentuale di clipping oltre la quale il suono sarebbe stato percepito come distorto.

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#53 Messaggio da F.Calabrese » sabato 16 gennaio 2021, 12:20

Ed ora ecco la forma d'onda del nostro impulso di prova, con le sovraoscillazioni provocate dal filtro passa-alto (per rimuovere la Continua e le frequenze inferiori a 20 Hz).

Impul_apo.jpg
Impul_apo.jpg (42.44 KiB) Visto 2943 volte

ORA FATE BENE ATTENZIONE: un impulso sintetizzato digitalmente può essere clippato digitalmente, semplicemente aumentando il guadagno in modo che il livello di picco iniziale (che era a "0 dB") esca fuori scala... Qui sotto potete vedere due gradi diversi di clipping... +12 dB e +20 dB

Impul_orig+12imp.jpg
Impul_orig+12imp.jpg (25.63 KiB) Visto 2943 volte

Impul_orig+20imp.jpg
Impul_orig+20imp.jpg (25.82 KiB) Visto 2943 volte


Notate che la forma d'onda resta sostanzialmente la stessa, salvo il troncamento dei primi picchi...

IN TEORIA UN AMPLI PERFETTO DOVREBBE RIPRODURLA ESATTAMENTE IN QUESTO MODO


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#54 Messaggio da F.Calabrese » sabato 16 gennaio 2021, 12:27

Questo è lo spettro del nostro impulso quando è clippato di 12 dB...

Impul_orig+12clp.jpg
Impul_orig+12clp.jpg (64.77 KiB) Visto 2941 volte


E questo è lo spettro quando è clippato di 20 dB...

Impul_orig+20clp.jpg
Impul_orig+20clp.jpg (58.33 KiB) Visto 2941 volte


Notate il buco in gamma media a +12 dB, che scompare a +20 dB, ma scompaiono anche le alte frequenze...!


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Re: Un articolo che ha cambiato la Storia dell'Audio

#55 Messaggio da F.Calabrese » sabato 16 gennaio 2021, 12:38

Ora ecco il primo confronto, in regime di clipping moderato (+12 dB): in rosso lo spettro rilevato ai terminati di uscita dell'ampli a valvole, in blu quello rilevato alle uscite dell'ampli a transistor.

TrVa_spik32HI_difdirCD.jpg
TrVa_spik32HI_difdirCD.jpg (61.57 KiB) Visto 2939 volte


Notate che il valvolare (in rosso) ricrea lo stesso andamento spettrale del "clipping perfetto", mentre l'ampli a transistor (in blu) emette più "medie"...

Il valvolare però "cede" sulle basse frequenze, per colpa del suo Trasformatore d'Uscita... ma questo potrebbe essere un pregio, se fosse collegato a diffusori più limitati proprio in gamma bassa, COME SONO PRATICAMENTE TUTTI.


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#56 Messaggio da F.Calabrese » sabato 16 gennaio 2021, 12:42

Più tardi vi posterò le differenze nelle forme d'onda in uscita...

A presto
F.C.

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Re: Un articolo che ha cambiato la Storia dell'Audio

#57 Messaggio da lucaesse » sabato 16 gennaio 2021, 13:37

vediamo se ci sto capendo qualche cosa,

clippare digitalmente vuol dire tagliare con il rasoio. Gli ampli controreazionati fortemente, specie se a transistor, sono sempre stati accusati proprio di essere dei rasoi, se spediti in sovraccarico.

Qui vediamo che un single-end con poca reazione si comporta come il clippaggio digitale e che l'ampli a transistor e retroazione invece ci aggiunge pure un bel po' di casino alle medie frequenze. Ma allora è adddirittura peggio del rasoio! :o

Un punto di vista veramente inconsueto. Continua!

Luca

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Re: Un articolo che ha cambiato la Storia dell'Audio

#58 Messaggio da F.Calabrese » sabato 16 gennaio 2021, 14:28

Per capire meglio proviamo ad impiegare un segnale più "continuo", vale a dire una serie di sinusoidi di ampiezza scelta in modo di replicare lo spettro tipico dei brani ad alto livello, ovvero delle scene d'azione dei film. Quindi avremo il solito rinforzo sotto 250 Hz e le alte gradualmente decrescenti sopra 2 KHz. Qui sotto vediamo gli spettri a basso livello, rilevati sulle uscite dell'ampli a valvole (in rosso) ed a transistor (in blu). Si vede bene che l'ampli a valvole ha un livello di rumore di fondo decisamente più elevato (giustificato dalla maggiore temperatura di operazione delle valvole).

TrVa_sin65LL_difdirCD.jpg
TrVa_sin65LL_difdirCD.jpg (80.59 KiB) Visto 2912 volte

Fate bene attenzione all'ingrandimento che segue, che mostra come alle altissime frequenze valvole e transistor si equivalgono, come rumore e distorsione... ma attenzione... siamo ad un bassissimo livello d'uscita !!!

TrVa_sin65LLing_difdirCD.jpg
TrVa_sin65LLing_difdirCD.jpg (87.81 KiB) Visto 2912 volte

Nel prossimo post vedrete cosa accade quando si sfiora il clipping (anche l'ampli a valvole è controreazionato !).

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F.C.

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Re: Un articolo che ha cambiato la Storia dell'Audio

#59 Messaggio da F.Calabrese » sabato 16 gennaio 2021, 14:34

Ed ecco cosa accade quando l'ampli a valvole (in rosso) e quello a transistor di pari potenza (in blu) saturano. Notate il livello del "nero infrastrumentale", vale a dire il livello del rumore nei segmenti di spettro compresi tra una frequenza e l'altra...
TrVa_sin65_difdirCD.jpg
TrVa_sin65_difdirCD.jpg (81.3 KiB) Visto 2907 volte


Ed ecco qui sotto l'ingrandimento della decade superiore dello spettro: notate come ora sia l'ampli a transistor ad essere più "rumoroso" (ma in questo rumore sono compresi anche i prodotti di distorsione !).

TrVa_sin65_ing_difdirCD.jpg
TrVa_sin65_ing_difdirCD.jpg (83.98 KiB) Visto 2907 volte


Abbiamo capito un aspetto interessante, vale a dire la perdita di controllo abbastanza subitanea degli ampli a stato solido, rispetto ai valvolari, nonostante in entrambi i casi sia presente la controreazione (molta di meno nel valvolare, ovviamente).


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F.C.

Toscanaccio
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Re: Un articolo che ha cambiato la Storia dell'Audio

#60 Messaggio da Toscanaccio » sabato 16 gennaio 2021, 19:17

Grazie Fabrizio, molto interessante.
Provo a fare un ragionamento o due ...
Queste prove sembrano dare una qualche spiegazione al fenomeno che vede gli amplificatori valvolari come "più potenti di quello che il dato di targa farebbe supporre ...
Nel tuo esempio si paragona un amplificatore in classe A valvolare e alcuni (uno) SS che io presumo possano essere dei classe AB anche se non ne sono certo .. questo potrebbe essere il motivo delle peggiori prestazioni a basso livello dello SS ? La eventuale distorsione di incrocio da qualche parte il suo piccolo danno lo dovrà pur fare ... se anche lo SS fosse stato un classe A (con alimentatore adeguatamente progettato) avrebbe potuto essere migliore perlomeno riguardo a questo parametro ?
Credi che in regime di saturazione i problemi dello SS possano essere dovuti di piu al tipo di controreazione applicata o alla quantita ?

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