Ecco qui un po' di notiziole su come funzionano gli ampli... insomma un po' di base x l'hifi-car che non fa male a nessuno e neppure a me :-))
Come nel caso dell' hi fi home,anche nell'hificar l'ampli è il componetre +
delicato di tutta la catena. La sorgente ha lle sue "tonalità" che la
caratterizzano così come ogni diffusore ha un suo suono differente da tutti
gli altri (anche altre caratteristiche come timbrica immagine (imho) e
potenza acustica...) ma l'ampli, il componente che teoricamene non dovrebbe
avere alcuna personalità, è invece quello che spesso "fa la differenza"; se
l'ampli suona male non c'è sinto cd che tenga... non ci sono sub o supertw
che possano "aggiustare" e poi sarà anche deludente il risultato finale di
una resa scarsa rispetto ad un'invenstimento in componenti non basso e poi
si sa... se l'ampli è scarsino fa perdere molto a tutto l'impianto....
la qualità dell'amplificatore è un requisito
importantissimo,indipendentemente dalla potenza del sistema,giacché anche
una semplice autoradio amplificata, che potrebbe essere adeguata ad un tipo
di utente deve pilotare al meglio la"semplice" coppia di coax in porta...
quindi non possiamo nascondere che il problema della qualità
dell'amplificatore si fa sempre + pressante quanto + è alto il livello
dell'impianto (nonché soldi spesi :-)) imho la tendenza di oggi è quella di
pilotare con potenza elevata sistemi multivia con numerosi ap. ma (x i
tradizionalisti:-) nache i sistemi a 2 vie non sono da meno soprattutto se
si cerca un sistema + audiophile...
L'ampli è un' aggeggio che trasferisce della potenza elettrica da una
sorgente (l'almintatore) ad un carico (il diffusore) . se le modalità di
"trasferimento" sono giuste il suono sarà *puo* e *fedele* in senso lato
potremmo dire che un'ampli è anch'esso un alimentatore.
perchè affinchè (scusatemi la cacofonia...) della *"potenza"* possa essere
trasferita nei diffusori occorre avere un certo potenziale,di una forza
insomma che spinga la corrente a scorrere nel carico (ap.) Questa forza è la
tensione elettrica che l'ampli presenta ai suoi morsetti d'uscita; perché
nel carico (ap.) passi molta potenzaoccore che la tensine sia elevata o che
l' impedenza del carico sia bassa.L'impedenza dei diffusori hi-fi car è già
di x se bassa... di fronte ai 6-8ohm dei diffusori home in car si scende a
3-5ohm... al di sotto di questi valori non si scende + (in teoria)... quindi
essendo impossibile scendere di impedenzanon resta che aumentare la tensione
se si vuole + potenza. uqesta operazione è facilissima negli ampli di casa
alimentati a 220v che può essere tranquillamente portata dal trasformatore
al valore richiesto,poi rettificandola al valore di tensione continua di cui
si ha bisogno: 50 100 oppure 200volt!!! in automodbile c'è la batteria che
ci offre solo i suoi miseri 12volt e pure in corrente continua. Con i soli
12volt della batteria si possono realizzare amplificatori di massimo 4watt
su 4 ohm (vedi finali delle ar.!!!!) con un piccolo trucco è possibile
aumentare la potenza di questi dispositivi : si tratta di collegare2 ampli a
ponte in modo da raddoppiare la tensione di alimentazione (come se avessimo
una batt da 24 volt); di conseguenza la la potenza disponibile aumenta di
almeno 3 volte ( in un'ampli ideale dovrebbe quadruplicare...)
Ma non è quella dei ponti che conduce all'alta potenza in auto.... quello di
cui abbiamo bisogno è di un "qualcosa" che ci trasformi la tensione da 12
miseri V a 50 o 100V questo "coso" si chiama Survultore, oppure invertitore
o convertitore cc/cc(corr. continua/corr. continua). il survultore è
costituito da un'oscillatore che genera un corrente alternata con una freq-
molto alta, circa20khz.... poi con l'aiuto di un trasformatore pilotato da
transistori di potenza viene elevata fino al valore desiderato (es.:200v)
mentre un rettificatore (di cui ignoro l'esistenza nnké il suo utilizzo in
generale) ed un filtro a condensatori la trasormano in una tensione continua
e livellata. La frequenza dell'oscilatore viene resa elevata per ridurre i
costi e migliorare l'efficienza del processo di trasformazione: i
trasformatori dei survultori così possono essere piccoli dispositivi con
nuckleo in ferrite e avvolgimenti di poche spire sia nel "primario" che nel
"secondario" mentre cos' i condensatori di filtraggio possono essere di
capacità + bassa... Altro parametro che determina l'efficienza del processo
di conversione è la *velocità* dei transistori impiegati nell' oscillatore:
più questi sono veloci + è rapida la commutazione del loro stato (da non
conduttori a conduttori) dove proprio durante la commutazione che essi
"sprecano" energia trasformandola in calore.i survultori sulla carta sono
dei dispositivi semplici (ma purtroppo nn è così) l'aumento della potenza e
dell'affidabilità è avvenuto lentamente negli anni ed ha seguito grossomodo
lo sviluppo dei semiconduttori soprattutto a livello di tensione massima
sopportata...(ai capi possono svilupparti picchi di + di 10V!!), di immunità
da rotture ed a livello di freq. di taglio: quest'ultimo parametro è molto
importante ai fini del rendimento e al contenimento delle perdite
eccovi un po di foto utili :
parte seconda
Adesso vi parlo del rendimento di un'ampli ^__^
Abbiamo accennato sopra all'efficienza o al rendimento dei survultori.
Vediamo quanto questo parametro sia importante in un finale hi-fi.car se
diamo uno sguardo alle caratteristiche di un finale car di grande potenza
(ipotizziamo da 100w a canale) facilmente troviamo valori di assorbimento
max superiori a 30ampere. Diciamo che è impossibile,con normali segnali
musicali ed usando saggiamente l'impianto (evitando di mandarlo in
saturazione nei passaggi musicali + forti...) sfruttare al pieno la potenza
di un finale... se poi la potenza installata è molto alta (vedi unz unz e
auto-disco vaganti o anche auto da spl...) il problema da teorico diventa di
calda attualità. Infatti dal rendimento dell'amplificatore dipende la sua
temperatura di lavoro e con esso la facilità di installazione in luoghi
angusti e comunque + o meno areati nella vettura. Ma dal rendimento dipende
anche l'assorbimento di corrente: e a bordo di un'automobile bisogna fare i
conti con una limitata disponibilità di energia.... Escludiamo che
l'impianto possa essere alimentato da un gneneratore (che ci sotringerebbe a
tenere sempre l'auto in moto provocando anche dei disturbi di acolto...) in
secondo luogo la potenza dell'alternatore al minimo non è capace di
alimentare decentemente tutto l'impanto... è quindi con la batteria che
dobbiamo fare i conti. Labatteria di una media macchina a benzina è capace
di circa 40Ah (ampere-ora) : una da 40 ah nuova e perfettamente carica può
erogare una corrente di 40A in un'ora... 80 in mezz'ora... e cos' via...
bisogna tener conto che questo è un ragionamento quasi puramente teorico in
quanto una batteria invecchiata ha perso gran parte della sua capacità e che
comunque non può avviare il motore quando è quasi scarica...., ma deve
possedere ancora il 20% della sua capacità. Insomma tutto compreso la
capacità utile di una batteria è di 23-30 ah; ed è questo dato che bisogna
confrontare con i valori di assorbimento dell' impianto.
Ma in fatto di rendimento cosa possiamo attenderci, in termini numerici, da
un'amplificatore x auto?? il problema va diviso in 2 parti:
1)che rendimento max può avere un'amplificatore bassa frequenza.
2) che rendimento max può avere un finale hifi car.
Per rispondere a questo primo quesito, dobbiamo decidere che tipo di segnale
musicale prendere in considerazione e che tipo di ampli valutare. Qaunto al
tipo di ampli, prenderemo in considerazione l'amplificatore cosiddetto in
classe "AB" che rapperesenta ill99% degli ampli in circolazione. Questo
ampli amplificatore è costituito da uno stadio che amplifica il debole
segnale in ingresso (vedi gain :-)) che viene dalla sorgentee con esso
pilota 2 transistori di potenza (chiamiamli q1 e q2) le due piccole
resistenze che servono a stabilizzare i transistori,sono quasi sempre
presenti. In assenza di segnale nei transistori di potenza Q scorre una
debole corrente che ciameremo i1 che ha il compito di ridurre la
distorsione; correnti ancora + deboli i2 e i3 servono ad alimentare i vari
servizi dell'ampli (ad es. protezioni,lampade spia etc...): Quando è
presente segnale, alla correntei1 si somma la corrente di i2 molto + forte
che scorre nel diffusore e che ne determina ilsuo movimento,quindi il suono
;-) quando al tipo di segnale prenderemo in considerazione il segnale
"sinusoidale": quella del segnale sinusoidale è una tradizione che data
dall' inizio dell' era elettronica ed è dovuta alle sue caratteristiche sia
musicali che matematiche. Tutti i costruttori dichiarano le caratteristiche
dei loro prodotti con segnali sinusoidali.
Per vedere quale è il rendijmento massimo teorico di un'amplificatore in
classe ab,facciamo l'approssimazione che la corrente di riposo i1 sia
bassissima (quindi nulla), che le resistenze R siano piccolissime (quindi
nulle) e che nulle siano le correnti i2 e i3. Supponiamo anche che i
transistori Q siano perfetti, cioè che siano totalmente privi di resistenza
elettrica quando gli viene richiesto ciò. Sotto queste ipotesi il rendimento
massimo teorico dell'amplificatore AB con segnale sinusoidale al limite del
clipping è pari al 78.5% (c'è una tabella di riferimento che poi metterò sul
mio sito). in realtà, come abbiamo detto,sono presenti degli assorbimenti
fissi, ma + importanti sono gli assorbimenti variabili che abbiamo prima
trascurato, quelli dovuti alle resistenze R presentano valori compresi tra
0.1 e 0.3 ohm, mentre la resistenza dei transistori, pur non essendo
definibile univocamente (varia infatti con la corrente),può essere valutata
in 0.2-0.5ohm quando la corrente è + alta (che è la condizione che + ci
interessa);ma questa perdita interviene solo nei brevi instanti in cui la
tensione d'uscita è intorno ai suoi valori massimi. Se ora sommiamo le
perdite su R alle perdite dovute agli altri assorbimenti, facilemente
arriviamo a sottrarre al carico un buon 10% del valore teorico,sicché il
valore effettivo scende attorno al 70%: Tutto questo vale finché
l'amplificatore lavora al limite delle sue possibilità (cioé al limite del
clipping): se il livello d'uscita è inferiore il rendiment diminuisce (c'è
unaltra figura pure metterò on line .:-),che il rendimento teorico è
proporzionale alla frazione di uscita massima... Ad esempio se l'uscita
dimezza (e la potenza diventa un centesimo), il rendimento diventa un decimo
del massimo.