Interfacciare un ampli e un diffusore

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(per i cavi c'è una sezione dedicata)
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Svarione
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Interfacciare un ampli e un diffusore

#1 Messaggio da Svarione »

Vi dico come la intendo io poi correggetemi se sbaglio:

Un diffusore si interfaccia con l’ambiente:
Cioè in casa le onde che propaga nella stanza sono riflesse dalle pareti in modo diverso, da ciò stanze assorbenti o riflettenti con le conseguenze del caso, in più vi sono le anomalie come onde stazionarie, echi, code....

Quindi il suono derivante da un collocamento infelice di un diffusore può spaziare dai bassi rimbombanti agli alti trapananti, dai buchi eccessivi per cancellazioni ai rinforzi.

Interfacciare correttamente un diffusore significa perciò non mettere un diffusore che interagendo con l’ambiente solleciti la stanza al punto di riprodurre la musica in modo sgradevole, o squilibrato, il che non significa che perda il suo modo di suonare, la sua timbrica, significa che non si può alzare il volume, che il diffusore va dimensionato per la stanza, che anche il tipo stesso di progetto di diffusore va scelto.

L’amplificatore si interfaccia con i diffusori, li vede come un carico, impedenza, rotazioni di fase, efficienza.
Il che vuol dire che lui il suo lavoro non lo può eseguire al meglio se il carico cui è sottoposto non è quello per cui è progettato.
Ma questo non vuol dire nulla di come suona quell’amplificatore, il suo modo di suonare resta tale e quale, solo che non si può esprimere se il carico non è compatibile con le capacità dell’ampli.

In termini pratici, significa che se si collega un ampli poco potente, o che non scende,il suono semplicemente non esce come dovrebbe perchè lo abbiamo mal interfacciato con i diffusori, chessò magneplanar con rega brio, ma se cambiamo il carico con delle più facili heresy ecco che il rega torna a suonare come dovrebbe.

il che significa con le sue caratteristiche, con il suo timbro, che è particolare e che varia da ampli a ampli, correttamente interfacciato.

Prendiamo un luxman, un krell, un electrocompaniet, un audiolab, un naim, un beard, ..tutti hanno un loro modo di suonare che li contraddistigue, ma che nulla ha a che vedere con il loro interfacciamento, è proprio il loro suono che poi piace a certuni e non ad altri ma quello è, e lo ripetono invariabilmente in ogni accoppiamento proposto, purchè correttamente interfacciati.

Non esiste un solo ampli per ogni diffusore, esistono una moltitudine di ampli che sono compatibili ma ognuno con un suono diverso, non è che due ampli che pilotano qualsivoglia carico suonino bene, tutt’altro, suonano come loro sanno, poi sta all’audiofilo affinare l’abbinamento con il diffusore e soddisfarsi con ciò che più gli piace.

Prendiamo un’affermazione come questa:
I miei diffusori sono un carico facile perchè non scendono sotto gli otto ohm, anzi facilmente arrivano a 16.
A parte che detta così mi sembra incompleta perchè vorrei sapere le rotazioni di fase, l’efficenza,ma anche così non è un carico facile per uno ampli a ss, tutt’altro, direi che si entra in un campo tipico dove lavorano bene i valvolari, efficenza permettendo.

Voi che ne pensate? E scusate se non riesco a spiegarmi meglio.
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MarioBon
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Re: Interfacciare un ampli e un diffusore

#2 Messaggio da MarioBon »

Il suono di un amplifcatore è poco caratterizzato dalla risposta in frequenza a meno che questa non sia veramente carente. Diciamo che 20 Hza -1dB o 2oKhz a -1 dB non sono sicuramente un problema.
Il fattore di smorzamento è relativamente importante se nell'ordine di 50, praticamente poco influente se nell'ordine di 100. Anche in questo caso il risultato dipende dall'impedenza del diffusore: se il minimo di impedenza vale 2.5 Ohm, il fattore di smorzamento 50 diventa 15.625 e un fattore 100 diventa 31.25. Tra l'altro si dovrebbe valutare anche la resistività del cavo (che è sempre più influente al crescere del fattore di smorzamento).
Il fattore di smorzamento "basso" altera la risposta in frequenza. Con i valvolari si possono misurare variazioni di 2 dB. Questo cambia la timbrica dell'amplificatore ma potrebbe anche essere un cambiamento positivo: se il diffusore presenta una "pancia" nella risposta in corrispondenza dei minimi di impedenza, un fattore di smorzamento "basso" potrebbe rendere la risposta complessiva più piatta. In questo senso anche l'amplificatore risente (indirettamente) della posizione dei diffusori nell'ambiente.

Per quanto riguarda il carico questo dovrebbe essere resistivo. Se non lo è la retta di carico dell'ampli degenera in una ellisse e questo può produrre distorsione per intermodulazione che dipende dalla forma del segnale. Vale per ampli in clase A e AB.
L'altra cosa che succede negli amplificatori in classe AB (e non in classe A) su carichi reattivi è che il punto di transizione tra il funzionamento in classe A ed in classe B diventa dipendente dalla frequenza. In regime sinusoidale il fenomeno è controllabile con un oscilloscopio. Con segnali musicali anche questo viene a dipendere dalla particolare forma del segnale. E' evidente che la transizione da A a B non può avvenire contemporaneamente a tensioni diverse in funzione delle frequenza contenute nel segnale.

Ne segue che il suono dell'ampli su carico reattivo dipende dall'impedenza del diffusore e dalla forma del segnale. La misura di tale dipendenza sta nella reattività del carico.
Negli amplificatori fortemente controreazionati la risposta in frequenza e la distorsione dipendono dal carico e ancor più dalla forma del segnale.

Corrente disponibile in uscita.
Prendiamo un ampli per il quale sia stata misurata la potenza:
200 watt su 8 ohm
400 watt su 4 ohm
560 watt su 2 ohm
L'ampli dovrebbe comportarsi come un generatore di tensione. Un generatore di tensione fornisce una tensione indipendente dal valore del carico. Se la potenza non raddoppia ad ogni dimezzamento del carico è evidente che questo non accade. Allora prendiamo il nostro ampli di esempio e calcoliamo quanta tensione corrisonde a 560 Watt su 2 ohm: sono 33.66 Vrms.
Quindi il nostro ampli garantisce 33.66 Vrms su 2 ohm resistivi e, a maggior ragione, anche su 4 e 8. Ne segue che deve essere considerato come un 140 Watt continui su 8 Ohm resistivi:
140 Watt su 8 Ohm
280 Watt su 4 Ohm
560 Watt su 2 Ohm
Le curve di carico limite andrebbero interpretate in questo modo: si prende la potenza continua su 2 Ohm e la si divide per quattro ottenendo la potenza du 8 Ohm. Da ciò deriva che "la potenza non è mai abbastnza" (non quella su 8 Ohm ma quella su 2).

Potenza istantanea
Da studi fatti risulta che l'amplificatore deve essere in grado di mantenere la potenza in uscita per almeno 0.7 secondi. Me segue che la potenza erogata per 100 o 200 milliSecondi non è significativa. In sostanza vale solo la potenza continua ed in particolare la potenza continua con due canali in funzione.

Protezioni
Esistono protezioni in tensione, in correne ed in potenza. Lo scopo è quello di non bruciare gli stadi finali di potenza. Le protezioni in corrnete intervengono quando la corrente di uscita supera un certo valore. Il rischio, se le protezioni non sono ben realizzate, e che si inneschi l'effetto chatter ovvero la protezione viene attivata da quella che viene chiamata improprimamente backEMF.

Slew rate
Lo slew rate rappresenta la capacità dell'amplificatore di seguire i "grandi segnali". Non può essere corretta dalla controreazione, anzi una abbondante controreazione in un ampli con slew rate basso peggiora le cose (distorsione di intermodulazione dinamica). Lo slew rate dipende da come è relizzato l'amplificatore.

Altre cose poco considerate:
- Il massimo segnale accettato in ingresso
- la reiezione di modo comune
- la reiezione del ripple dell'alimentazione
- il tempo di ripristino a seguito del clipping

Quindi per interfacciare bene un ampli si deve scegliere un carico con impedenza sufficientemente alta e rotazioni di fase contenute. Nello scegliere l'ampli, invece, non ci si deve fidare troppo della potenza su 8 Ohm ma è bene valutaee la potenza su 4 e anche su due Ohm. La potenza istantanea non ha significato. Ricordiamoci che:
8 Ohm + 60° = 4 Ohm
4 Ohm + 60° = 2 Ohm
2 Ohm + 60° = 1 Ohm
Non tutti i diffusori arrivano a rotazioni di 60° ma non è raro arrivare a 45°
8 Ohm + 45° = 5.66 Ohm
4 Ohm + 45° = 2.83 Ohm
2 Ohm + 45° = 1.41 Ohm
Ecco perchè viene data così tanta importanza alla capacità di erogare corrente su carichi "bassi": anche un carico apparentemente "alto" può diventare "basso".
La fregatura sta nel fatto che l'amplificatore riceve tutta la banda passante del segnale e, se fa fatica ad erogare correte a bassa frequenza, suona male anche in gamma media e alta. Se così non fosse non ci sarebbe differenza tra un sistema multiamplificato ed un sistema con un singolo amplificatore.

Per concludere la differenza tra un amplificatore e l'altro non si vede dalla risposta in frequenza o dalla distorsione armonica (che è sempre bassa) ma dalla capacità di pilotare carichi reattivi senza altrare le roprie caratteristiche.
Va poi tenuto conto che molto spesso si ascolta musica con l'amplificatore che clippa ad intermittenza e si conclude che l'ampli "suona male".
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Re: Interfacciare un ampli e un diffusore

#3 Messaggio da Svarione »

Grazie mario sei stato piu che esaustivo come al solito, ci vizi.
Mi introduci a un altra domanda:
Sento parlare di clipping ,mio avviso superficialmente ,di come gli amplificatori a valvole siano apprezzati per il clipping con armoniche pari.
Secondo me è fuorviante confrontare il clipping è proprio il suono che è diverso, e anche cambia da valvola a valvola.


Basta ascoltare con dei diffusori che non ti fanno clippare e si sente subito, poi che possa piacere un tipo di valvola o nessuna è un altro discorso, ed infatti io preferisco valvole meno potenti con diffusori efficienti, ma se ascoltiamo in clipping meglio lasciare stare le valvole e dirigersi dritti verso un bel ss.
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MarioBon
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Re: Interfacciare un ampli e un diffusore

#4 Messaggio da MarioBon »

Lasciamo da parte la distorsione armonica perchè quella che dà fastidio di più è l'intermodulazione e, quando è presente distorsione armonica, è sempre presente anche l'intermodulazione.
Un amplificatoe a valvole tende a stondare il segnale e la distorsione prodotta cresce progressivamente con il livello del segnale. Se hai notato c'è chi dichiara la potenza di un valvolare per il 10% di distorsione e altri per 1%.
Dato che anche l'orecchio distorce, il cervello scambia la distorsione prodotta dalla valvola per quella che produce l'orecchio con suoni "forti" e la associa ad un livello SPL superiore. In sostanza il cervello percepisce il suono distorto come se fosse più forte. Questo entro certi limiti poi anche il cervello capisce che c'è distorsione.
Un ampli a stato solido, quando clippa, produce una quantità di armoniche all'improvviso. Questa roba viene percepita come distorsione.
Se i due canali clippano contemporaneamente sembra che l'immagine si concetri al centro e si espanda in verticale. Se i canali clippano singolarmente il suono perde "focalizzazione" producendo un senso di fastidio.

Un clippaggio veloce ed isolato passa inosservato. Tanti clippaggi consecutivi e ravvicinati vengono percepiti. Diventa importante capire quanto tempo impiega l'amplificatore per tornare, dopo il clipping, a lavorare in modo lineare. Certi tipi circuiti o di protezioni "prolungano" lo stato di saturazione e lo rendono più percepibile.

Nei diffusori a più vie la percezione della distorsione è ancora diversa. In un tre vie per esempio il woofer può arrivare a qualche punto percentuale di distorsione (anche 5%) senza provocare grossi danni perchè questa distorsione non provoca intermodulazione con la banda riprodotta dal medio. Se invece la distorsione è prodotta dal medio o dal tweeter diventa subito più fastidiosa.

La distorsione prodotta dalla sorgente passa nell'ampli (che distorce) e nei diffusori (che disorcono) non si "amplifica" ma tende a formare un "tappeto" che nasconde i dettagli del programma musicale.

Alla fine come si fa a realizzare un amplificatore che suona "bene"?
- si prende un amplificatore di potenza maggiore del necessario
- si tolgono le protezioni
dato che un eccesso di corrente manderebbe tutto in fumo, fai un sistema multiamplificato dove l'impedeza degli altoparlanti è alta e non ci sono filtri passivi che rompono le balle. Solo l'ampli della via bassa vede un carico reattivo (ma è sovradimensionato), gli altri vedono un carico poco reattivo e sostanzialmente induttivo (che è un bene).
Fare questo conoscendo lo schema elettrico dell'amplificatore è triviale. Aggiungi un Behringer e gridi al miracolo. Poi cambi amplificatri con qualche cosa di decente ed il sistema suona meglio.
Mario Bon http://www.mariobon.com
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Re: Interfacciare un ampli e un diffusore

#5 Messaggio da Svarione »

http://www.sanderssoundsystems.com/tech ... ransistors

Qui si parla proprio di clipping, interfacciamento elettroniche, suono di ss e valvolari.

È il progettista delle martin logan
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Zapuan
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Re: Interfacciare un ampli e un diffusore

#6 Messaggio da Zapuan »

Mi sembra un po' una situazione: guarda millimètro, sbaglia kilomètro...
Il problema vero è il diffusore che si interfaccia con l'ambiente, la questione ampli si risolve semplicemente comprando un buon ampli pro, che costa al massimo un mille euri.
Certo bisogna cambiare mentalità e smetterla di pensare a equalizzare l'impianto cambiando ampli. Si prende un ampli neutro e potente che non ha alcun problema di interfacciamento col diffusore e per equalizzare si usa un DSP.
Siamo nel 2020 e abbiamo tecnologie e conoscenze per far suonare meravigliosamente un impianto in casa rispetto a solo venti anni fa.
Oggi siamo nella vera epoca d'oro dell'audiofilia dove ormai l'unico limite sono le registrazioni mal fatte.
Questionare su come interfacciare ampli scarsi poco potenti e malfatti con diffusori altrettanto scarsi è fuorviante, se quello che si cerca è il suono hi-fi..
Hakuna matata a tutti
Svarione
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Re: Interfacciare un ampli e un diffusore

#7 Messaggio da Svarione »

Si, di ampli che si interfacciano con tutti i diffusori ve ne è una caterva, da decenni.
Non è l’ampli il collo di bottiglia dei nostri impianti, non più.

Ma neppure l’ambiente lo è tanto quanto pensiamo, almeno che uno non viva in una stanza di specchi o in un’anecoica.

Semmai ė la collocazione in ambiente dei diffusori che se non ottimale ci frega.

Solo la collocazione ci frega, non l’efficienza, che i watt e le correzioni ambientali si risolve.

Sono daccordo.

Semmai molti audiofili amando il suono di un diffusore pensano di migliorarlo attraverso un ampli più adatto quando invece è giunto il momento di cambiare diffusore.
E questi cambi incontrano una certa difficoltà se l’ampli posseduto mal si interfaccia al nuovo diffusore ma questo è un caso diverso.
enne.effe
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Re: Interfacciare un ampli e un diffusore

#8 Messaggio da enne.effe »

MarioBon ha scritto:Il suono di un amplifcatore è poco caratterizzato dalla risposta in frequenza a meno che questa non sia veramente carente. Diciamo che 20 Hza -1dB o 2oKhz a -1 dB non sono sicuramente un problema.
Il fattore di smorzamento è relativamente importante se nell'ordine di 50, praticamente poco influente se nell'ordine di 100. Anche in questo caso il risultato dipende dall'impedenza del diffusore: se il minimo di impedenza vale 2.5 Ohm, il fattore di smorzamento 50 diventa 15.625 e un fattore 100 diventa 31.25. Tra l'altro si dovrebbe valutare anche la resistività del cavo (che è sempre più influente al crescere del fattore di smorzamento).
Il fattore di smorzamento "basso" altera la risposta in frequenza. Con i valvolari si possono misurare variazioni di 2 dB. Questo cambia la timbrica dell'amplificatore ma potrebbe anche essere un cambiamento positivo: se il diffusore presenta una "pancia" nella risposta in corrispondenza dei minimi di impedenza, un fattore di smorzamento "basso" potrebbe rendere la risposta complessiva più piatta. In questo senso anche l'amplificatore risente (indirettamente) della posizione dei diffusori nell'ambiente.

Per quanto riguarda il carico questo dovrebbe essere resistivo. Se non lo è la retta di carico dell'ampli degenera in una ellisse e questo può produrre distorsione per intermodulazione che dipende dalla forma del segnale. Vale per ampli in clase A e AB.
L'altra cosa che succede negli amplificatori in classe AB (e non in classe A) su carichi reattivi è che il punto di transizione tra il funzionamento in classe A ed in classe B diventa dipendente dalla frequenza. In regime sinusoidale il fenomeno è controllabile con un oscilloscopio. Con segnali musicali anche questo viene a dipendere dalla particolare forma del segnale. E' evidente che la transizione da A a B non può avvenire contemporaneamente a tensioni diverse in funzione delle frequenza contenute nel segnale.

Ne segue che il suono dell'ampli su carico reattivo dipende dall'impedenza del diffusore e dalla forma del segnale. La misura di tale dipendenza sta nella reattività del carico.
Negli amplificatori fortemente controreazionati la risposta in frequenza e la distorsione dipendono dal carico e ancor più dalla forma del segnale.

Corrente disponibile in uscita.
Prendiamo un ampli per il quale sia stata misurata la potenza:
200 watt su 8 ohm
400 watt su 4 ohm
560 watt su 2 ohm
L'ampli dovrebbe comportarsi come un generatore di tensione. Un generatore di tensione fornisce una tensione indipendente dal valore del carico. Se la potenza non raddoppia ad ogni dimezzamento del carico è evidente che questo non accade. Allora prendiamo il nostro ampli di esempio e calcoliamo quanta tensione corrisonde a 560 Watt su 2 ohm: sono 33.66 Vrms.
Quindi il nostro ampli garantisce 33.66 Vrms su 2 ohm resistivi e, a maggior ragione, anche su 4 e 8. Ne segue che deve essere considerato come un 140 Watt continui su 8 Ohm resistivi:
140 Watt su 8 Ohm
280 Watt su 4 Ohm
560 Watt su 2 Ohm
Le curve di carico limite andrebbero interpretate in questo modo: si prende la potenza continua su 2 Ohm e la si divide per quattro ottenendo la potenza du 8 Ohm. Da ciò deriva che "la potenza non è mai abbastnza" (non quella su 8 Ohm ma quella su 2).

Potenza istantanea
Da studi fatti risulta che l'amplificatore deve essere in grado di mantenere la potenza in uscita per almeno 0.7 secondi. Me segue che la potenza erogata per 100 o 200 milliSecondi non è significativa. In sostanza vale solo la potenza continua ed in particolare la potenza continua con due canali in funzione.

Protezioni
Esistono protezioni in tensione, in correne ed in potenza. Lo scopo è quello di non bruciare gli stadi finali di potenza. Le protezioni in corrnete intervengono quando la corrente di uscita supera un certo valore. Il rischio, se le protezioni non sono ben realizzate, e che si inneschi l'effetto chatter ovvero la protezione viene attivata da quella che viene chiamata improprimamente backEMF.

Slew rate
Lo slew rate rappresenta la capacità dell'amplificatore di seguire i "grandi segnali". Non può essere corretta dalla controreazione, anzi una abbondante controreazione in un ampli con slew rate basso peggiora le cose (distorsione di intermodulazione dinamica). Lo slew rate dipende da come è relizzato l'amplificatore.

Altre cose poco considerate:
- Il massimo segnale accettato in ingresso
- la reiezione di modo comune
- la reiezione del ripple dell'alimentazione
- il tempo di ripristino a seguito del clipping

Quindi per interfacciare bene un ampli si deve scegliere un carico con impedenza sufficientemente alta e rotazioni di fase contenute. Nello scegliere l'ampli, invece, non ci si deve fidare troppo della potenza su 8 Ohm ma è bene valutaee la potenza su 4 e anche su due Ohm. La potenza istantanea non ha significato. Ricordiamoci che:
8 Ohm + 60° = 4 Ohm
4 Ohm + 60° = 2 Ohm
2 Ohm + 60° = 1 Ohm
Non tutti i diffusori arrivano a rotazioni di 60° ma non è raro arrivare a 45°
8 Ohm + 45° = 5.66 Ohm
4 Ohm + 45° = 2.83 Ohm
2 Ohm + 45° = 1.41 Ohm
Ecco perchè viene data così tanta importanza alla capacità di erogare corrente su carichi "bassi": anche un carico apparentemente "alto" può diventare "basso".
La fregatura sta nel fatto che l'amplificatore riceve tutta la banda passante del segnale e, se fa fatica ad erogare correte a bassa frequenza, suona male anche in gamma media e alta. Se così non fosse non ci sarebbe differenza tra un sistema multiamplificato ed un sistema con un singolo amplificatore.

Per concludere la differenza tra un amplificatore e l'altro non si vede dalla risposta in frequenza o dalla distorsione armonica (che è sempre bassa) ma dalla capacità di pilotare carichi reattivi senza altrare le roprie caratteristiche.
Va poi tenuto conto che molto spesso si ascolta musica con l'amplificatore che clippa ad intermittenza e si conclude che l'ampli "suona male".
Ho una domanda: come si inserisce nel discorso, protezioni incluse, un ampli a trasformatori che eroga la stessa potenza, chessò, 300W a 2, 4, 8 e 16 Ohm? prendiamo ad esempio il più classico degli ampli Mc.
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Re: Interfacciare un ampli e un diffusore

#9 Messaggio da MarioBon »

Va tenuto presente che il trasformatore di uscita è probabilmente il dispositivo più critico in un amplificatore e, in genera, limita il fattore di smorzamento con la sua resistenza interna.
La presenza del trasformatore richiederebbe che l'impedenza del diffusore fosse la più regolare possibile. Al limite si può usare l' uscita per una impedenza più bassa (che di solito presenta un fattore di smorzamento migliore) ma si rinuncia al 50% della potenza. Comunque se il trasformatore è fatto bene non ci sono problemi.
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Re: Interfacciare un ampli e un diffusore

#10 Messaggio da Svarione »

Anche a me interessa approfondire, ma purtroppo capisco nulla di elettrotecnica.

Interrompetemi quando sbaglio per favore quando avete tempo:

Ogni amplificatore ha un suo fattore di smorzamento che varia con la frequenza, ed è definito dal rapporto fra l’impedenza all’uscita dell’ampli e quella del carico ai morsetti.

Il fattore di smorzamento è la capacità dell’ampli di controllare l’escursione del diffusore, richiamando o spingendolo.

L’impedenza del diffusore non è costante, varia con la frequenza.

Dato un amplificatore per variare il suo fattore di smorzamento si agisce con la controreazione, cioè un circuito che aumenta la potenza ma che introduce nel trasformatore rotazioni di fase e distorsioni che alla fine sono peggio che il male che si vuole curare.

Mc intosh ha brevettato degli autotrasformatori , cioè dei trasformatori che fanno vedere all’ampli sempre lo stesso carico a quei morsetti, cioè i finali lavorano sempre a quel carico, che lo imposti tu in funzione del diffusore che però non ha un carico costante.

Quante stupidate ho detto?
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