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  Crash                                                                  Test
   









Nel consumer, il rischio di rotture è ridotto dal fatto che i diffusori siano economici, di conseguenza gli altoparlanti presenti non hanno caratteristiche particolari, la risposta in frequenza è limitata quanto l'escursione (evitare quindi di mettere diffusori di qualità su impianti consumer), e quando l'amplificazione arriva al limite, si avvertono solo leggeri spernacchiamenti, abbassando il volume tutto torna alla normalità.

Parlando di HiEnd invece cambia tutto: le correnti in gioco sono molto elevate già a volumi ridotti per poi aumentare progressivamente man mano che si alza il livello.

Questa proprietà è atta a restituire tutti i contenuti per tanto che il volume sia ridotto, specialmente in gamma bassa, inesistente nei consumer, a meno che non si vada su di livello o non si inserisca il loudness (deleterio).

Nelle amplificazioni di qualità, l'erogazione in corrente è esponenziale rispetto al segnale che viene immesso, una vera e propria centrale elettrica in grado di elargire grandi quantità di Ampere (nell'ordine del centinaio), l'equilibrio che si viene a creare è molto delicato e va gestito con cautela, pena l'esplosione delle amplificazioni o l'irrimediabile rottura dei trasduttori; in questo caso gli spernacchiamenti sono "SEMPRE" segno di un cedimento da parte di uno dei componenti citati, peccato che quando accade il danno sia già stato fatto.

L'amplificazione ha un limite invalicabile dettato dalla sua alimentazione, se un ampli in uscita eroga 50W per canale su 8 Ohm e ha un rendimento del 50%, vuol dire che per poter dare tale potenza ha bisogno di avere un'alimentazione di almeno 200VA e mediamente, specie per motivi di costo, il trasformatore è calcolato con poco margine di sforo, andando oltre la sua capacità, taglia l'onda in uscita generando un'onda quadra (distorsione pura) che demolisce ogni cosa.








Vediamo nel grafico il comportamento dell'alimentatore di un ipotetico stadio finale, con il salire della potenza ci si avvicina pericolosamente anche al limite dell'erogazione.

Sul carico di 8 Ohm per il quale è stato progettato, l'amplificatore eroga 50 W rms ad ingresso aperto 0 DB, mentre scendendo a 4 Ohm 100W.

Tutte le amplificazioni hanno un margine di sicurezza in caso ci sia in ingresso un surplus di segnale e mediamente è di 3/4 DB prima che l'alimentazione vada in crisi, per questo motivo spesso troviamo elettroniche in grado di erogare ben di più dei dati di targa, proprio in considerazione del carico (diffusore) al quale vengono collegate che, nel caso fosse di 4 invece che 8 Ohm, obbligherebbe l'amplificazione a erogare circa il doppio dei Watt.

Quindi, un amplificatore da 50 Watt a 20 Ampere su 8 Ohm, scendendo a 4 Ohm sale a 100 Watt mentre la corrente scende a 10 Ampere, sopperendo così il variare dei parametri del carico, lasciando intonsa l'unica cosa sempre costante, la disponibilità in VoltAmpere dell'alimentazione, superata quella non c'è scampo.

Ora..... Andando oltre alla portata dell'alimentazione, pur di tirare fuori più potenza di quella disponibile (cosa che fanno spesso i deejay spingendo sui guadagni), l'amplificazione cercherà comunque di spingere oltre i suoi limiti, misurando l'onda in uscita, però vedremmo il taglio netto posto dal suo limite e tutto ciò che ci sarà al di sopra della portata massima non sarà che distorsione pura senza alcun controllo elettrico.

Questo può semplicemente generare distorsione oppure, in caso si abbia un'amplificazione ad alta erogazione di corrente e diffusori ostici, l'irreparabile cedimento dello stadio finale, alimentazione compresa.
Fenomeno del Clipping (immagine in alto), distorsione pura, può semplicemente rompere i trasduttori, oppure, nel caso in cui si andasse molto oltre i limiti (facile se i diffusori scendono oltre i 4 Ohm), l'irreparabile cedimento dello stadio finale e tutta l'alimentazione o addirittura che la stessa prenda fuoco.




Sfortunatamente sono pochissimi i produttori di amplificatori e/o diffusori che si sono  presi la briga di indicare nei manuali le caratteristiche reali di tali componenti e il loro comportamento in base all'andamento del modulo d'impedenza. Per quanto mi riguarda, tali dati sono l'essenza del buon interfacciamento e ogni volta che mi capita di avere un manuale di istruzioni tra le mani, mi metto a ridere perchè vengono solamente descritti i Watt erogati in base all'impedenza media del carico.
Questa sezione dedicata al Crash Test non è che la mia visione di come dovrebbero essere descritte le proprietà dei componenti dalle aziende produttrici, che spesso ingannano gli utenti omettendo limiti e prestazioni reali degli stessi.

Chissà anche quante volte avrete acquistato un amplificatore e facendo riferimento ai dati forniti di targa confidavate fosse in grado di pilotare egregiamente i vostri diffusori, per poi scoprire invece tutto il contrario...
Nella mia ricerca di perfezione, fin dai primi anni che ho dedicato all'HiFi, ho concentrato, proprio per questi motivi, la mia attenzione alle reali prestazioni delle macchine presenti sul mercato, incorrendo ovviamente in rotture ed esplosioni varie, fortuna vuole che abbia iniziato da subito con diffusori alquanto ostici, venerando (a suo tempo) le Infinity con 0,5 Ohm di caduta del modulo d'impedenza rispetto ai 4 dichiarati.

Ho dovuto considerare sin da subito l'inutilità dei Watt, riferimento utile solamente nel consumer e nel professionale dove si utilizzano diffusori a elevata efficenza, concentrandomi invece sull'erogazione in corrente, unica artefice del rendimento e delle prestazioni generali. Per rendere più comprensibile questo concetto mi attengo all'immagine a fianco nella quale è raffigurato un woofer e l'andamento dell'impedenza in base all'escursione.
Nell'immagine a sinistra la membrana è sollecitata poco, di conseguenza la bobina è totalmente dentro la sede del giogo e non necessita di correnti elevate per mantenere posizione e stabilità, riproducendo perfettamente le frequenze che gli arrivano.
Nell'immagine a destra invece la posizione della bobina rispetto al giogo, risulta totalmente esposta, in questo caso occorre una grande quantità di corrente per generare un campo magnetico sufficientemente potente a mantenere stabile l'escursione ed il movimento della membrana in tale posizione. Quando il pilotaggio pecca di erogazione in corrente, arrivando fuori giogo, la membrana comincia a saltellare freneticamente non essendoci spinta magnetica sufficiente a mantenerla in posizione, accade a questo punto un comportamento impulsivo che danneggia irreparabilmente la meccanica del trasduttore facendo battere il supporto bobina in fondo al giogo o addirittura strappando la membrana che vibra incoerentemente.
Ovviamente tali danni avvengono nel caso si mantengano volumi oltre i limiti: diminuendo subito il volume possiamo evitare i danni, osservando semplicemente tali fenomeni e usandoli come riferimento dei limiti posti dall'amplificazione utilizzata.

A parità di volume di ascolto, se utilizzando un certo finale, la membrana dei woofer saltella e con un altro no, abbiamo trovato già un'amplificazione più adatta ai diffusori che utilizziamo, questo riferimento, ovviamente, è da intendersi alla sola portata degli audiofili che utilizzano impianti consumer o HiEnd con potenze non superiori ai 100 W e generose in Ampere nell'ordine dei 10>30, da lì in poi, certe prove di tenuta vanno eseguite solamente da operatori esperti, in grado di seguire a orecchio anche le più infinitesimali variazioni che indicano il limite fisico del sistema, pena la rottura dei diffusori o dell'amplificazione.
                                                                                       Correlazione tra pressione sonora e qualità

La maggior parte degli audiofili afferma che l'ascolto di un impianto HiEnd a volumi elevati è improponibile in quanto deve essere fatto ad un volume  pari a quello dell'esecuzione originale, nonostante io appaia smanettone, in realtà non è così, anzi, tendo praticamente sempre ad ascoltare a volumi molto bassi a parte quando ci sono brani non audiofili o se sto eseguendo dei test, in tal caso è meglio scappare..
Il Crash Test è atto al raggiungimento di una qualità superiore rispetto ai normali standard riscontrabili negli impianti comunemente forniti dagli altri operatori e seppur tali impianti possono avere a volte qualità, non possono competere con quelli creati in questo modo. La differenza è palpabile ai limiti delle prestazioni, dove gli impianti normali cedono drasticamente sotto il colpo dei transienti più dinamici e comunque non capaci di pressioni sonore elevate.

Il rapporto che c'è tra la pressione acustica (db) generabile da un impianto e la sua qualità va di pari passo, considerando la catena audio come un sistema di amplificazione e trasduzione di un segnale (quale è) e basandoci sul fatto che tale segnale applicato in ingresso deve risultare in uscita identico variato solo in ampiezza, possiamo estrapolare una deduzione molto semplice:

Se utilizzo un impianto che a valle ha un diffusore in grado di elargire nel mio ambiente pressioni sonore nell'ordine dei 100 db, curando la creazione della catena audio dovrei ottenere tale pressione, inoltre tale emissione (se tutto è ok) dovrebbe risultare totalmente esente da distorsione e/o variazioni rispetto al segnale utilizzato in ingresso, il più delle volte non è così invece, obbligando l'utente a continui cambiamenti e modifiche per ottenere il miglior interfacciamento che porti tali diffusori a dare il massimo.

Se l'impianto descritto non è in grado di arrivare neppure a 90 db senza spernacchiare, è chiaro che qualcosa nella catena audio che ho creato stona alle esigenze dell'insieme, i vari passi che seguono sono, ovviamente, l'analisi di ogni elettronica e delle connessioni impiegate, per comprendere quale sia l'elemento parassita che non consente al segnale di mantenersi intonso fino ai diffusori.

Può dipendere da una sorgente scadente o dalle connessioni (spesso equalizzatori puri) che pasticciano il segnale, oppure dall'amplificazione inadeguata o scadente, scarsa per pilotare bene i diffusori impiegati.

Non è escluso, in caso le macchine e i cavi fossero adeguati, che il problema non sia solamente un disadattamento di impedenza tra i vari componenti e questo obbliga comunque la sostituzione di qualcosa per ristabilire l'equilibrio, aumentando la qualità e di conseguenza la pressione sonora ottenuta.
E' difficile trovare le microvariazioni se non si arriva al limite dell'insieme. Il fattore di amplificazione aiuta molto da questo lato, amplificando sia il segnale che la distorsione e/o le spurie legate ad esso, un impianto esalta pregi e difetti al limite delle sue prestazioni, consentendo di estrapolare dettagli non graditi altresì imperccebili a volumi ridotti, ma che al limite del clipping diventano evidenti proprio per la distrorsione che pongono al volume.

La semplicità è alla base di ogni cosa: prendiamo un diffusore, uno a caso......una coppia di K9 Infinity  (tremende, 0,5 Ohm al limite del modulo) , montiamo un impianto tanto per fare e cominciamo a farlo suonare, restando inizialmente in un range di lavoro che non  supera i 90 db, apparentemente funziona senza dare alcun segno di cedimento, suona come suonerebbe qualsiasi cosa, restituendo nell'insieme pregi e difetti dei componenti collegati.

Cercando però di andare oltre, ci accorgiamo subito che qualcosa non va, la medioalta è scomposta e inizia a stridere, il basso è saltellante e privo di controllo, non ci è consentito alzare oltre perchè distorce, risultando inascoltabile e tremendamente fastidioso.

Prima di tutto bisogna sistemare la gamma bassa (la parte dello spettro più complessa) pilotandola meglio, in modo che smetta di saltellare, per far questo sostituiamo l'amplificazione con una più generosa in corrente, capace inoltre di poter lavorare su carichi molto bassi (2 Ohm). Non guasta, già che ci siamo, sceglierne una con un suono più asciutto, un D400 Audio Research per esempio (ottimo per pilotare le Infinity), oppure un Kreel Ksa80 americano: Fatto questo, riproviamo con l'ascolto........Ora il basso non saltella più, la medio-alta ha smesso di graffiare (cosa che permette di alzare il volume di almeno 10 Db in più rispetto a prima), tutto risulta più composto e controllato, eppure, nonostante l'incremento, sentiamo chiaramente che il diffusore è in grado di dare molto di più.

Sostituiamo a questo punto le connessioni, usandone ora di qualità e vediamo cosa succede!

Un colpo di spugna ha ripulito ulteriormente l'intero spettro e palesemente aperto la banda passante agli estremi, ora il basso scende decisamente di più, appare un controllo generale maggiore, anche la medio-alta è decisamente più ariosa e nitida, l'estensione è migliorata di molto e anche la reiezione di immagine (sino a questo momento inesistente), si concretizza, posizionando strumenti ed esecutori al giusto posto.

Alziamo nuovamente a volumi improponibili e ci accorgiamo di aver incrementato nuovamente il volume massimo di ascolto di patecchi db, nonostante adesso amplifichiamo addirittura molte informazioni in più, misuriamo. e in aria e ci sono 110 db, teoricamente (il limite di targa dei diffusori), dovremmo aver raggiunto il massimo ottenibile, ma........C'è il ma!

Abbiamo alzato db dopo db il livello della pressione massima riproducibile con l'impianto utilizzato, questo solamente ascoltando il comportamento ai limiti fisici imposti dall'insieme, ma in realtà cosa abbiamo fatto? Solamente ripulito il segnale per avere qualità sufficiente a pilotare nel modo corretto i diffusori.
E se insistessimo con lo stesso principio per vedere di quanto ancora si può migliorare?

E' chiaro che se a manetta l'impianto non riusciva a esprimersi perchè distorceva, era solo per la distorsione presente nel segnale, eliminando questo fattore parassita si è riusciti a ottimizzate il tutto ottenendo notevoli prestazioni, successivamente l'aver ripulito  il segnale usando di riferimento i livelli massimi, ha chiaramente dimostrato che anche diminuendo il volume, il miglioramento era in realtà totale, qualsiasi fosse il volume di ascolto.

Questo perchè le impurità e le distorsioni anche se presenti a basso volume influivano molto meno sull'andamento complessivo e anche se al limite dell'udibilità, venivano comunque percepite nell'insieme, togliendo parzialmente qualità.

Ora, a volumi molto bassi, il suono è più preciso, arioso, controllato e magico, alzando poi, si arriva nuovamente per gradi ai livelli assurdi ottenuti prima senza che niente cambi più...

Per decenza e rispetto verso i puristi che ascoltano con pochi Watt, a questo non dirò a che pressione massima sono arrivato in corso di esperimenti vari, che coprirebbe senza problemi il decollo di un concorde a pochi metri.

Il Crash Test è indispensabile al fine di un rodaggio eseguito a regola d'arte, portare le elettroniche e i diffusori al proprio limite è come rodare un'autovettura, se nasce con la capacità di arrivare ai 200 Km/h e nel rodaggio non gli avete fatto fare più degli 80, scordatevi che arrivi mai più ai 200. L'impianto audio è uguale, portandolo al suo limite aiuterete innanzitutto i diffusori a produrre anche i dettagli più infinitesimali oltre a far lavorare le elettroniche nell'intero range a loro preposto, così facendo, al massimo delle prestazioni, avrete grandi soddisfazioni mentre nelle normali operatività di lavoro, maggior pienezza di armoniche e sfumature, non trascurabile infine l'estensione della banda udibile riprodotta, che tende ad allargarsi di parecchio con un rodaggio ben fatto.

Far circolare correnti elevate rende elettricamente stabili le amplificazioni e meccanicamente più funzionali i diffusori per via del cedimento delle membrane.

E' chiaro, a questo punto, che il rapporto tra la pressione emessa e la qualità non è cosa da trascurare e che, maggiore è la qualità del segnale amplificato e maggiore risulterà la capacità del diffusore di poterlo trasdurre, questo perchè?

L'altoparlante, proprietà e resa massima

Tra le proprietà di ogni altoparlante, le più importanti da considerare sono le seguenti:

L'impedenza/resistenza. E' la forza che oppone il trasduttore al segnale che gli viene applicato e che determina il tipo di amplificatore da utilizzare per farlo suonare al meglio, ovviamente essendo un componente non lineare, tale valore tende a variare in base alla potenza immessa e alla frequenza, per questo motivo i migliori produttori scrivono nei dati di targa dei loro componenti la loro impedenza minima, di media e massima.

L'andamento del modulo resistivo. E' la conseguenza della non linearità degli altoparlanti, l'impedenza varia al variare della frequenza e della potenza immessa, questo perchè, essendo un componente meccanico, i suoi valori sono soggetti alle leggi fisiche e a ogni variazione di funzionamento seguono altrettante variazioni nelle caratteristiche proprietarie. Nei trasduttori dedicati alla medioalta questi fattori sono più stabili e il perchè lo troviamo nelle frequenze che devono riprodurre, medi e alti si riproducono con una sollecitazione meccanica decisamente più contenuta rispetto ai bassi che devono impattare molto forte contro l'aria per trasferire l'energia cinetica, variando di parecchio l'escursione della membrana e conseguentemente l'uscita della bobina dal campo generato dal gruppo magnetico.

Il variare dei fattori elettrico-meccanici causa il decadimento della stabilità elettrica del componente.
E' visibile (immagini A e B) il motivo per cui il woofer sia il componente maggiormente critico da pilotare, proprio perchè la sua impedenza e/o resistenza al segnale che gli viene applicato, varia drasticamente in base a quanto la bobina sia interna al gruppo magnetico o al suo esterno, questa variazione che da un valore minimo e massimo di impedenza (Ohm) è racchiusa in un grafico del suo andamento che si chiama modulo d'impedenza, che misura la resistenza reale del diffusore e/o trasduttore singolo al variare della potenza applicata e delle sue caratteristiche, che cambiano man mano che aumenta anche l'erogazione da parte dello stesso durante la trasformazione da energia elettrica in energia cinetica.

Il secondo fattore importante è la corrente (Ampere) necessaria al trasduttore per mantenere le sue caratteristiche al limite della sua operatività.

Nel momento in cui la bobina tende a uscire molto da giogo, per una questione fisica, l'impedenza va a diminuire.
Allo stesso tempo l'uscire molto dal gruppo da parte della bobina causa un bisogno maggiore di corrente per mantenerla stabile all'esterno ed evitare che saltelli.

Il rapporto che c'è tra la potenza da applicare (Ampere) e la tensione (Volt) va considerato in corrispondenza del tipo di diffusore e/o trasduttore utilizzato, un altoparlante che ha una bobina a filo piccolo e di sezione tonda avrà bisogno di poca corrente per funzionare al meglio (alta efficienza), mentre un altro che ha la bobina formata da filo di grande sezione e rettangolare invece chiamerà un'enorme quantità di corrente (bassa efficienza). Questo è da tenere bene a mente poichè rischiamo di fare l'errore contrario in certi casi, utilizzando un amplificatore ad alta corrente su diffusori molto efficienti rischiamo di sovrapilotarlo e conseguentemente romperlo, non ci sarà permesso di alzare il volume come potremmo fare invece con un amplificatore che eroga meno corrente; per fare un esempio sarebbe come colpire una palla da tennis con un palo della luce anzichè con la racchetta.

La potenza dichiarata dal costruttore, definita in Watt nominali e massimi applicabili. Tale potenza viene data da chi nulla capisce di HiFi riferendosi spesso alla massima potenza applicabile, per vantare prestazioni maggiori ma creando così confusione agli utenti e rotture certe. La potenza descritta dai produttori seri invece si riferisce SEMPRE a una misura effettuata in RMS  (Real Music Power o reale potenza d'uscita) range di lavoro nel quale il diffusore e/o il trasduttore è in grado di emettere un certo numero di frequenze senza distorsione alcuna e con una specifica pressione continua, mediamente la potenza RMS è il 50% della tenuta massima in potenza prima che sopraggiunga la rottura, valori utilizzabili nel consumer ma che non oserei seguire nell'HiEnd dove un picco eccessivo basta e avanza a demolire tutto.

La banda passante e/o la parte dello spettro audio che l'altoparlante specifico è in grado di riprodurre. Tali frequenze devono obbligatoriamente essere mandate all'altoparlante pure e prive di distorsione alcuna, anche la seppur minima spuria non farebbe altro che far lavorare l'altoparlante al di fuori delle sue capacità ed è questo il perchè inizialmente non riuscivamo ad ottenere i 100 db dichiarati per tale altoparlante. I dati forniti dai costruttori sono per ovvietà basati su misure effettuate con l'utilizzo di segnali audio puri o solitamente con l'impiego di generatori di frequenza fissa o con lo sweep, pertanto se non utilizziamo segnali similari per pulizia e coerenza, non potremmo mai ottenere prestazioni analoghe.

In definitiva, un altoparlante può emettere senza sforzo, anche se in modo non lineare, solamente le frequenze che gli competono, più tali frequenze sono perfette e pure, maggiore sarà la capacità dell'altoparlante di riprodurle e andare addirittura oltre il suo normale range operativo di tenuta in potenza, arrivando al suo limite fisico di resistenza senza alcun danno.
Concludendo

Per riuscire a creare un impianto di eccelsa qualità, bisogna arrivare al punto in cui la pressione sonora ottenuta risulta proporzionata al sistema utilizzato. Ma, una volta raggiunto, questo limite è invalicabile oppure no?
Effettivamente, proseguendo nella stessa direzione, ho usato questa metodologia per la creazione delle mie connessioni HiEnd. Come riferimento ho impiegato sistemi di diffusori di indubbia qualità quali le Genesis One e le 2.5, le Magneplanar (tutta la serie), le B&W 800 Matrix, le Infinity K9>Gamma>Beta e molti altri di rango inferiore. Per le amplificazioni è stato più complesso in quanto ogni diffusore, ostico o facile che fosse, ha bisogno di un'amplificazione specifica per rendere al meglio (come sempre MAI consigliata o descritta nel manuale dei diffusori). Le sorgenti sono sempre le stesse Wadia 3200 modificate e conversioni varie modificate. Comunque........Da quel punto di arrivo ho proseguito scoprendo che il limite che pensavo ci fosse, in realtà era un viaggio a metà strada, la potenza indicata di targa e usata di riferimento per i diffusori che ho impiegato, era ovviamente RMS, quindi da lì al doppio ci doveva essere ancora il margine massimo lasciato dalle case madri per sicurezza. Avendo visto quanta qualità ero riuscito a ottenere aumentando la soglia del limite massimo raggiungibile con ogni impianto e relativi miglioramenti abnormi a basso volume, ho deciso di proseguire oltrepassando di gran lunga i limiti fisici dei diffusori, delle elettroniche e dei supporti, in questo mi ha aiutato parecchio lo studio che ho effettuato sui cd e relativi miglioramenti, che mi hanno consentito ulteriori passi in avanti.

Ottenendo margini maggiori in fatto di pressione sonora e qualità, ho ottimizzato tutti i prodotti che sono capitati (per loro sfortuna) nelle catene audio che ho descritto e che ho  utilizzato per i Crash Test. Una cosa è certa: se un prodotto riesce a sopravvivere a me è indistruttibile, come ho sempre detto ogni qualvolta venivo etichettato Electronic-Killer, se deve esplodere meglio sia per mano mia e non a casa di altri.

Questa filosofia mi ha aiutato molto nel miglioramento dei miei prodotti e negli up-grade, ma il massimo reputo stia nel fatto che (fulmini a parte) difficilmente ho dovuto mettere mano 2 volte su un impianto che ho creato, se non per ritirarlo dopo anni e consegnarne uno nuovo migliore.

Sconsiglio vivamente a chiunque di tentare questo tipo di test, per il quale ci sono voluti molti anni di allenamento, la minima spuria che sfugge all'orecchio è la morte definitiva e totale per qualsiasi cosa. Riuscire ad arrivare al limite fisico di un impianto senza danneggiarlo non è cosa da tutti, è anche il motivo per cui solo i miei impianti hanno caratteristiche Uniche, mentre tutti gli altri semplicemente "Uonano", magari bene, ma mai come i nostri.