Audiorstube e le sue considerazioni / informazioni

1a  puntata

Il primo tipo di valvola

Caro Davide leggendo la posta pubblicata sul sito due cose mi saltano all'occhio in maniera evidente: primo siamo un gruppo animato da una gran passione per l'ascolto di buona musica (e per buona musica intendo una buona riproduzione, poi c'è chi ama l'opera e chi l'heavy-metal...), secondo esiste una gran voglia di comprendere come e cosa influenzi i nostri ascolti. Ora immagino che tu conosca già tutto il detto e pure l'indicibile riguardo l'hi-fi...quelle meravigliose fiabe sul suono dei condensatori, o quelle splendide storie sulle resistenze, per non parlare di triller dei cavi, i racconti noir sulle “casse” ed infine le magiche saghe tra valvole e transistor...niente da obbiettare, anche perchè le piu' belle storie di pura fantasia si basano in qualche maniera sulle esperienze di vita di coloro i quali le scrivono e riscrivono...e come tali contengono anche grandi verità. Ma per chi muove i primi passi nell'autocostruzione, od anche abbia solo voglia di comprendere meglio tali storie, dicevo, credo abbia una lunga strada da percorrere...ecco questo articoletto spero aiuti qualcuno a compire il primo passo su questa lunga ed impervia strada.

Ora di articoli e trattati su tutti i vari componenti (e componenti dei componenti aggiungerei io) di una catena audio, ne sono stati scritti in abbondanza in modo piu' o meno approfondito, in salse piu' o meno digeribili per i vari stomaci in lettura. Molti di questi articoli sono stati scritti da persone che sono pure molto preparate ed hanno un bagaglio tecnico-pratico-scientifico che io definirei pure invidiabile, tale per cui non credo proprio al momento di poter aggiungere una virgola a quanto eloquentemente già esposto. Qui magari si può cercare di discriminare tra vari autorevoli autori (vedi B.Aloia, A.Maltese, A.Bellino o il mitico Viappiani solo per citare persone dall'approccio sostanzialmente differente ma sicuramente valido ed autorevole-e stiamo parlando solo di altoparlanti e diffusori-) da certi pseudo guru che espongono la materia dei diffusori come un puzzle: due tagli ben assestati e due marchi altisonanti ed ecco il kit....se poi suona un pochino spento si potrebbe cambiare il wf X con Y...et voilà ecco i bassi, per i tw se mancano gli alti possiamo utilizzare gli Z...anche se la grana del suono e grossa come i ciotoli del Po...tanto l'unica grana che si ottiene, o meglio si perde, con tali articoli...è quella che esce dai nostri portafogli. Ora il discorso, tale e quale, vi prego di estenderlo al resto della catena audio e vi chiedo di fare una riflessione...riflettuto? Un esempio: al Milano HI-End  di febbraio '05 mentre amabilmente cercavo di carpire alcuni “segreti” da un noto commerciante siciliano di valvole nos, nel bel mezzo della nostra amabile conversazione spunta un signore distinto sulla cinquantina che voleva rivalvolare il proprio finale di 300B.

Come ogni audiofilo anch'io “tengo” fisime, paturnie e preconcetti...li conosco e cerco di conviverci cercando mai giudizzi assoluti: sicuramente quando ascolto Strauss con il mio umile valvolare avverto brividi caldi salirmi dalla schiena perchè adoro il suono valvolare, mentre ascoltando Fagen il ritmo, l'estensione ed il controllo del mio altisonante stato solido sono realmente di un'altra classe. E' sicuro che ci sono finali valvolari con prestazioni anche superiori al mio AM, e magari tra qualche anno sarò riuscito a realizzarlo od acquistarlo, mentre con il transistor potrebbe essere piu' facile realizzare un tale scopo... ma  ascoltando  Fagen con un valvolare sono più  a mio agio tutto qui.

Ora nelle pagine di alta fedeltà le prime cose che saltano agli occhi di un lettore sono le cifre: tendenzialmente potenza, risposta in frequenza, distorsione, sensibilità, efficienza...ecc ecc. Ma conosciamo realmente il significato di queste parole, e come mettere in relazione il singolo dato con gli altri per comprendere la prestazione reale di tale macchina una volta scesa dal banco di misura e collegata con il resto della nostra catena? Prendiamo ad esempio la distorsione e per semplificare il discorso esaminiamo solo il suo valore: sono sicuro che molti di noi sarebbero pronti a sacrificare 3000 o 4000€  piu' il loro, fino ad allora, soddisfacente finale od integrato a stato solido che fosse, per passare da machina con tasso di distorsione di 0.01% ad una di 0.0009%. Scelta sicuramente non deprecabile ma, queste orecchie da pipistrello che riescono ad avvertire queste finezze, forse non sanno che sistemi di diffusori dal nome altisonante posti a valle di tale finale introducono tassi di distorsione prossimi al 5% e dico prossimi a sfavore perchè altri sistemi piu' commerciabili passano senza colpo ferire il valore di 10 o 11%, ma questo un buon negoziante non ve lo direbbe mai, concesso e non ammesso che lo sappia, a meno di non puntargli una pistola alla testa e forse mentirebbe lo stesso. E forse farebbe pure bene. Potrebbero certe verità rovinare i sonni di qualcuno o gli impianti di qualcun'altro?

Quindi, riprendendo le fila del discorso, vorrei fare un pochino di luce su alcuni concetti basilari dei diversi componenti una catena audio definibile, almeno, hi-fi.   Quindi essendo convinto che i diffusori sono i maggiori responsabili, in un impianto omogeneo per qualità e costi, del risultato sonico dell'impianto stesso, vorrei partire proprio da loro sperando di riuscire a sfatare qualche mito ed al contempo essere abbastanza chiaro nell'esposizione dei segreti di Pulcinella.

In questi anni in cui assistiamo ad un reflusso di vecchie tecnologie come le valvole, dove tutti sappiamo non sia semplice estrarre molti watt dai nostri ferri, si sente sempre piu' spesso parlare di sistemi ad alta efficienza o, meglio, di elevata sensibilità. E su questo non ci piove, siamo credo tutti d'accordo. Se fossimo in un' aula di scuola credo vedrei molte facce compiaciute, qualcuna schifata per l'inutilità di certe mie affermazioni ed altre incerte perchè la lezione non l'hanno ancora letta. Dicevo che su certe affermazioni fatte poche righe sopra non ci piove...perchè regna sovrana la nebbia e nella nebbia, chi vive nella pianura padana lo sa bene, non si distinguono bene i contorni delle cose che si cerca di osservare...ed in elettrotecnica l'efficenza indica un rendimento, mentre la sensibilità indica una soglia in cui si ottiene un determinato lavoro. Approfondiamo...

L'efficienza di un sistema indica la misura in cui tale sistema converte la potenza elettrica fornitagli da un generatore (nel nostro caso un amplificatore ad un altoparlante o ad un diffusore) in potenza acustica. Per potenza si definisce la quantità di lavoro (elettrico, meccanico, acustico ecc..) compiuto nell'unità di tempo (sec, h, gg ecc...). Vi ricordo che in acustica le cose si complicano perchè i rapporti non sono perfettamente lineari ma logaritmici con l'esponente delle trasformate che è circa 1,4. Cosa vuol dire? Per semplificare ricordatevi di questo esempio: la distanza di riferimento nelle rilevazioni per gli altoparlanti è di 1mt, a tale distanza 1W acustico corrisponde ad una pressione acustica di circa 113dB SPL dove 3dB hanno un rapporto di 2 mentre 10dB comportano un rapporto pari a 10. Vuol dire che di questi 113db ad 1W, 110dB sono 0,5W e 103dB sono solo 0,1W. Difatti un buon woofer con 93dB/W/mt avrà un' efficienza (rendimento) del 1%.

Mentre per la sensibilità la soglia presa a riferimento è un valore di tensione (e non una potenza) applicata alla bobina di un altoparlante che genererà una certa pressione sonora: il valore di tensione di riferimento è 2.83V RMS (V picco-picco diviso 1.4142... ovvero radice quadrata di 2...=V RMS). Perchè questo valore di tensione e non un altro? Semplifichiamo per un momento il discorso e concentriamoci solo sul valore resistivo di una bobina in continua dimenticandoci che il segnale musicale è sinusoidale e che la bobina con un siffatto segnale sviluppa anche le sue caratteristiche induttive (dette reattive ovvero X_L) ecc... ci torneremo poi. Ora la potenza dissipata da un componente passivo ideale ( e lo sottolineo ideale) è uguale ad W=V²\R. Ora la R dichiarata dai costruttori nei sistemi casalinghi nella maggior parte dei casi è di 8ohm quindi sostituiamo i valori ed otteniamo V²( ovvero 2,83X2,83)\8=1W.

Fin qui tutto fila liscio. E se misuriamo un Woofer uso car? In questo caso l'impedenza (R+X_L) è uguale a 4ohm, continuando a semplificare e facendo per ora conto che 4ohm corrispondano solo ad R, a parità di tensione erogata dall'amplificatore la potenza applicata, o meglio dissipata dalla bobina mobile, è doppia.

Facciamo attenzione al grafico della misura d'impedenza di un qualsiasi woofer:

Come si vede il valore dell'impedenza varia a seconda della frequenza e tali variazioni sono caratteristiche per ogni woofer, anche riferendosi a produzioni di altissima qualità vi sono variazioni nella curva caratteristica di ogni lotto di circa + o - il 5%. Ricordo che il grafico riporta il modulo dell'impedenza, e che noi per semplicità poniamo uguale ad R.

Questo ci dice che il dato dichiarato dalla sensibilità in realtà non ci permette di avere direttamente il dato dell'efficenza: dovremmo in realtà conoscere il valore del modulo R e dell'argomento X_L ad ogni frequenza, quindi la potenza attiva e reattiva dissipata dal woofer ad ogni frequenza, quindi potremo determinare il rendimento o efficienza di questo woofer. Per chi vuole approfondire questo argomento di calcolo basta una mail e sarà soddisfatto.

Questa la teoria, ma in pratica cosa sente l'orecchio umano?

Un esempio pratico e tagliamo la testa al toro: abbiamo tre altoparlanti con impedenze dichiarate di 4, 8 e 16 ohm e per tutti e tre viene dichiarata una sensibilità di 90dB. Come prima simuliamo un comportamento dei tre puramente resistivo: come sappiamo la sensibilità è dichiarata a 2,83V a cui corrisponde una potenza dissipata di 2W per il primo, 1W per il secondo e 0,5W per il terzo. Se facessimo dissipare ad ogni altoparlante dell'esempio 1W otterremmo una emissione sonora di circa 87dB dal primo, 90dB per il secondo e 93dB per l'ultimo. In soldoni significa che un amplificatore da 1W ottiene 93dB con l'altoparlante da 16ohm, mentre quello da 4ohm vuole almeno 4W per ottenere i nostri 93dB: con un aplificatore da 50W a stato solido cosa succede? Bene, attacchiamo l'altoparlante da 16ohm e ruotiamo la manopola del volume a circa ore 10: il mio amplificatore stà erogando 10W ed io mi ascolto beato circa 100dB di emissione sonora. Ora stacco quello da 16ohm ed attacco quello da 4ohm, il volume come prima, ed ascolto ancora i miei 100dB, ma non piu' tanto beatamente in quanto ora l'amplificatore eroga la bellezza di 40W.

Di convesso: ascolto due diffusori con diversa efficienza che suonano ad ugual volume, eppure uno si aspetterebbe che un'efficenza maggiore produca un volume di ascolto piu' alto a parita di manetta del volume. Ma ciò in questo caso non avviene perchè la cassa piu' efficiente ha un' impedenza maggiore e quindi..........sensibilità simile.

Così abbiamo visto come il dato della sensibilità possa far sembrare piu' efficiente una cassa da quattro ohm: ma lo scherzo funziona solo con finali a stato solido che hanno una resistenza interna bassissima e fanno sembrare un sistema a 4ohm piu' performante di uno di 16ohm, ma solo apparentemente. Con i finali valvolari vedremo tutto un altro comportamento.    Sui perchè e come ciò avvenga lo vedremo poi.

Per ora mi fermerei qui, rimandandovi il seguito al piu' presto. Per chi volesse dei chiarimenti o volesse due nozioni matematiche in piu' può contattarmi al seguente indirizzo e-mail mailto:audiorstube@tiscali.it.

Un links interessante   http://it.wikipedia.org/wiki/Valvola_termoionica    Viene ben spiegata la valvola

 

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