Ora cominciamo a capire perche' i finali in classe D, pur avendo una fraccata di wattonzi, appena si alza non "rendono" e rimangono generalmente inferiori ai classe AB di fascia decorosa o buona.
Salvo accettare distorsioni da 2 cifre piene che giusto possono sopportare gli ascoltatori di sfera e basta o certuni del car audio (dove sulle auto fanno cose che persino Roy Batty rimarrebbe sbigottito, nonostante ne avesse viste di cose in quel di Orione).
Ricapitolando le puntate precedenti.
1) le onde quadre con il piffero che sono quadre e perfettine come raccontato dai disegnini. Anche se usi finali al benzopirone levogiro finalizzante, il problema permane.
2) il punto 1 porta con se che il feedback e' piuttosto importante, altro che gli ampli mainstream "du soldi" anni 70.
3) il feedback e' rognoso (salvo che tutte le menate sui pattern, i dittering e il rumore additivato siano una bugia)
4) ci sono problemi di stabilita' che sono parzialmente risolti da una configurazione piu' costosa che in pochi usano, tanto chi compra il classe D e' "tipico".
5) hanno un filtro in uscita che "dovrebbe" fermare il rumore, ma spesso lo fa solo in condizioni di test (salvo che pialli l'audio).
Adesso vedremo quale e' il problema delle protezioni e feedback quando cosi' importanti.
Il feedback come soluzione a tutti i mali e' un problema.
La controreazione nei Classe-D e' piuttosto profonda in quando deve correggere la sporcizia.
Si prende la sporcizia e se la riporta in ingresso invertita.
Ovvero l'ampli fortemente controreazionato non amplifica il segnale musicale, ma una schifezza che e' la sommatoria del pattume (in negativo) e della musica.
Se questo e' un problema su di un ampli in classe AB che, esagerando, diviene distorsivo ai transienti e ai carichi bizzarri di una cassa, su di un ampli in classe D il problema aumenta perche' il segnale di correzione di fatto e' complesso e contiene segnali ad alta frequenza e veloci.
Lascio immaginare cosa succede visto che il processo di ditterizzazione che narrano e' piuttosto complessa (ovvero ci mette del tempo ad essere calcolato, di fatto il feedback e' ritardato e cambia la natura della modulazione)
La soluzione recente a tutti i problemi del feedback, tenetevi forte, e' non controreazionare solo l'ampli ma pure il filtro di uscita.
Che, se ci pensate, ha pure un senso, di fatto e' quello il vero segnale in uscita analogico, sicuramente e' meglio.
Ma abbiamo un problema ulteriore: il filtro cambia le caratteristiche dell'out, persino lo sfasa, e di conseguenza siamo correggendo non solo l'ampli, ma anche, a carissimo prezzo, il filtro che cambia il suo punto di funzionamento a seconda del carico.
Ricordo il segnale correttivo e' pure sfasato... e' dopo una bobina bella toga.
Ovvero la controreazione sara' piu' ampia e non in fase.
Vi ricordo che alcuni ampli A, B e AB hanno per varie ragioni un blandissimo filtro in uscita, nessuno ha mai pensato di prendere la controreazioni li. Vedremo il perche'.
Faccio un piccolo excursus ampollarum.
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Uno dei motivi che fanno dire ad alcuni che "le valvole sono meglio" e' per come clippa.
Clipping valvolare che e' molto incompreso dai valvolisti fanboy marci stessi, generalmente una setta di stolti che credono che il clip morbido sia una figata di per se (no, non lo e' e fa pena essendo un clipping).
La realta' delle cose e' che il "come clippa" fa si che le valvole possono venir montate in circuiti molto semplificati con UN triodo, tipicamente di 15-20W al massimo, in maniera da non avere feedback e protezioni.
Questo e' il vero notevole vantaggio del clipping che si siede.
Non ne hanno bisogno proprio in virtù che quando clippa la valvola si siede e mette il culo delicatamente per terra. i transistor, invece, usciti dal SOA che diventa piu' piccolo a caldo, corrono felici verso correnti piu' alte e godono a spalmarsi sul muro uccidendosi.
In questi casi, se non fosse per il trasformatore, i valvolari sarebbero ampli quasi perfetti e comunque, in quella configurazione, suonano davvero molto bene se non ti avvicini troppo al massimo erogabile dove poggiano il patone con largo anticipo (per essere "morbido" deve iniziare prima, no?).
Ma sono casi molto particolari e non rientrano nella norma degli ampli a valvole, per lo piu' affari normali.
Gli altri ampli a valvole sono in genere, a parità di prezzo, poco interessanti come ho gia' detto sui post precedenti sulle valvole.
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Cominciate a capire perche' il FB e' considerato il male dai veri esperti, magari eccessivamente, ma e' sempre comunque un problema?
Forse perche' e' possibile vedere come va un ampli con e senza controreazione e protezione?
Le protezioni portano con se molto piu' che "un po" di problemi e sui classe D sono pure infingarde entrando e uscendo velocissime (in pratica fanno parte del segnale visto che in alcuni casi vengono dihiarate in frazioni di millesismi).
Come si fa sui normali ampli?
Beh, per la maggior parte dei casi si va di dimensionamento atroce per procrastinare il punto d'intervento.
Ora avete capito perche' un ambito di cinesata da 100W trovate due transistor finali, un ambito HiFi "serio" ne trovate almeno 4 e in ambito HiEnd ne trovate una batteria di una dozzina
Un superclassico dell'HiFi di una volta sono i 2n3055 che e' targato intorno ai 10A, gli ultimi 15, ma non e' il caso di insistere oltre se non volete quella roba sulla coscienza.
Esistevano tanti ampli ce li usavano, la maggioranza di quelli, con una coppia simmetrica di quella roba tiravano fuori 70-100W.
In genere suonavano pessimamente, mentre il nad 3020 con i sui 20W era un riferimento.
Banalmente perche' un 20W a cui venga messo uno stop a circa 6-7A non e' il male, non e' HiEnd, ma non e' male per un economico primo prezzo come il New Acoustic Dimension degli anni 70.
Un 100W che abbia meno di 10A e' come un monopattino: un veicolo per stolti senza freni.
Oggi un Sanken e' una bestia diversa, non solo porta 15A in tranquillita', ma puo' arrivare a brevi picchi di 70A senza vaporizzare nei primi millisecondi.
Cosi' ci puoi fare un 100W brutto, ma drasticamente molto meno brutto di anni fa, oppure per farne uno un "giusto" ne devi mettere "qualcuno"
Se tu dichiari un ampli a livello di un mostro sacro, come stanno facendo, un 100W deve superare i 30A in allegria.
Perche', ricordiamo, esiste un LIVELLO che varia da brutto a cosmico in comode 256 sfumature di grigio: se ti spacci per cosmico, beh, ricordati che di roba giusta ne hanno prodotta, persino da parte di marchi non convenzionali.
Ricordiamoci anche che molti ampèli di altissimo livello sono famigerati per non sopportare di essere usati per una festa, alcuni ci lasciono le panne, proprio in virtu' del fatto che nessuno stolto manderebbe un ampli HiEnd a fare il lavoro da "baracconi" al con volume a palla per ore in quanto le protezioni sono volutamente lasche.
E se insisti prima o poi a caldo...
Di alcuni ampli commerciali esistono mod per usarli senza protezione (ridotta drasticamente) in quanto esprimono un comportamento DRASTICAMENTE diverso. Almeno fino a che decidi di fare una sessione decisamente allegra.
Esiste ormai una discreta evidenza (diciamo a palate) sul fatto che la controreazione utilizzata profondamente nuoce alla qualita' dell'amplificatore AUDIO.
Addirittura ci sono casi in cui aumentando il FB aumentano pure le distorsioni di armoniche dopo la "cura"
Altra piccola affermazione banale:
Salvo stranezze il peggior componente del vostro HiFi sono le casse.
Hanno distorsioni elevate
Hanno problemi insormontabili dato dal fatto di essere componenti "meccanici"
Anche fra coppie ci sono differenze anche di 2 cifre percentuali (alla faccia dei parametri che leggere sui cataloghi)
Suonano diversamente a seconda di dove le mettete (anche il carico visto dagli ampi potrebbe cambiare!).
Sono, in sostanza complicate, incerte e sono un carico rognoso sconosciuto
bisogna ancora una volta ricordare che il FeedBack interagisce con la non linearita' delle casse.
le back EMF, sono una rogna anche per i finali AB controreazionati (praticamente tutti...)
Sono, insomma, una misura della complessità dell'altoparlante, una testimonianza del fatto che il lavoro svolto dall'altoparlante differisce da quello voluto dall'ampli e che sono componenti complessi di vario tipo che fanno cose non prevedibili...
Tali correnti tornano indietro e risalgono il segnale nei cavi come un salmone verso i finali.
Quando un ampli "corregge" non lo fa gratis.
Se il segnale e' insufficiente deve usare parte della birra. Ed e' birra costosa, la schiuma, la sua velocita'.
Non stiamo parlando di un operazionale che lavora in un campo controllato, stiamo parlando di fango rocce e pioggia, non una gara indoor.
E qui cascano 2 asini.
Se un ampli in classe AB puo' effettivamente abbassare la tensione "tirandosi dietro" la baracca.
Se lo fa un ampli in classe D la cosa e' piu' complicata (ricordate per esempio il fatto che quella corrente finisce chissa' dove?)
Ricordiamo i vantaggi del FB
Miglioramento della linearità, soprattutto in ambienti controllati
Stabilizzazione del guadagno anche se la Temp cambia le performance.
Riduzione del rumore in statico su di una R e con correnti basse (ecco le misure bellissime dello 0,00X% in ambito test di tanti ampli che suonavano male nei 70/80).
Pero' gli svantaggi sono altrettanto ampi e sono piu' ampi a seconda di quanto ampio e' il FB
Il segnale deve attraversare un maggior numero di componenti all'interno dell'anello di feedback, aumentando potenzialmente la possibilità di introdurre rumore che non viene abbattuto dal concetto di retroazione stesso essendo generato dall'anello stesso.
Come faceva notare per primo Matti Otala nel 1975 un drastico aumento della TIM (Transient Intermodulation Distortion) accade ad aumentare di profondita e/o dimensione dell'anello (in pratica anche del ritardo)
Si noti BENE che una delle cause delle problematiche del FB e' introdotta dall'anello di retroazione "lungo" (come e' l'idea di incorporare il filtro? buona, ma...)
L'efficacia del feedback nel correggere gli errori dipende dalla precisione con cui viene prelevato e sottratto il segnale di errore. Lascio solo immaginare come si puo' prelevare un segnale del genere e con che precisione.
Il fatto e' che la retroazione e' una bella idea, ma non va pero' confusa con la soluzione a tutti i problemi del mondo.
Negli anni tutti gli studiosi di ampli si sono trovati d'accordo solo su poche cose oltre a quelle banali e ovviamente codificate da decenni, del resto gli esperti spesso si focalizzavano solo sull'aspetto "preferito", alle volte dimenticando altre cose, ma e' importante ascoltarli soprattutto quando tutti sono d'accordo:
1) non esiste uno schema di un ampli buono migliore di altri, fatte fuori le belinate, dipende da un mix di equilibrio piu' che dallo schema maGGico del genio di turno.
2) la controreazione se e' troppa e' il male.
Sul secondo punto non tutti concordano sulla quentita' precisa che definisce "male" o sul perche' (alcuni danno piu' colpa ad una serie di fattori, altri ad un mix diverso, ma e' poco importante ai fini del discorso), ma tutti concordano che grandi anelli di controreazione, anziche' anelli locali, sono peggio.
Ho letto nei decenni molta roba di AES, IEEE e compagnia cantante, molta di quella matematica e' per me roba aliena, ma un'idea me la sono fatta, visto che poi dicono tutti le stesse menate.
Il problema e' quello del suv con "la bacchetta magica" elettronica per evitare che vada a sbattere (presente le recensioni di alcuni bidoni?), poi nella realta' spesso evita, ma alla fine va a sbattere comunque.
La controreazione funziona in maniera molto precisa:
CORREGGE UN ERRORE CHE E' GIA' ESISTITO.
Quando e' gia' successo.
L'idea e' sperare che la correzione avvenga, e si stabilizzi, in tempi abbastanza rapidi che l'orecchio non si sia ancora accorto del problema e della correzione.
La conseguenza diretta e' che ampli che sono gia' buoni senza controreazione essa si muove con passo gentile sistemando rapidamente le poche imperfezioni.
Come tutte le cose (presente il sale in cucina?) non e' che una cosa e' il male, ma puo' diventarlo se si esagera.
In ampli che di base sarebbero instabili, o vanno a spasso distorcendo o che hanno molto rumore essa e' costretta ad un gran lavoro per raddrizzare la banane.
Inoltre aumentando la dimensione dell'anello non solo aumenta la correzione percentuale, ma avviene con un certo ritardo e altro rumore (ricordiamo per es, che lo stesso segnale e' partizionato da dei resistori che sono appoggiati a massa e per tanto sono succubi di eventuali fluttuazioni della stessa in quel punto rispetto all'ingresso e sono antenne)
Cosa vuol dire?
Che un ampli che suona molto bene non diventa un completo disastro a pernacchioni inascoltabile senza.
Che un ampli decente in genere non ha anelli di controreazione molto lunghi
Che un ampli buono che e' controreazionato non ha di certo tassi di controreazione bulgari
Del resto se la controreazione fosse la soluzione perfetta sarebbe inutile sforzarsi per fare ampli buoni, basterebbe mettere un FB altissimo e sanificherebbe tutti i bidoni di melma, no?
Le soluzioni complesse e folli per correggere le distorsioni per evitare una FB come il classAA matsushita (che ha ispirato molta roba) sarebbero inutili, del resto basterebbe aumentare il FB, no?
Ricordate una cosa, Philips, che non e' una samuga qualsiasi aveva fatto un feedback amplissimo tirando dentro anche l'altoparlante, MA, un ma grande come una casa, correggeva solo il woofer e solo sulla parte piu' bassa (aka lenta) nonostante la TIM non era ancora stata capita essendo un progetto degli anni 60. Anche loro avevano capito che esistevano dei limiti.
Torniamo al nostro classe D.
Secondo i "migliori" abbiamo un anello di controreazione che e' post filtro e la controreazione finisce per essere iniettata sostanzialmente all'ingresso del segnale in quantita' abnormi.
Come dire, un loop enorme e profondo.
Inoltre questi ampli sulla carta hanno un algoritmo di elaborazione che cambia a seconda del segnale di ingresso (o come in questo caso segnale+FB) e siccome per gli ultimi e' ufficialmente digitale&complesso, per definizione non e' istantaneo dovendo operare su di un dominio temporale.
Cosa succede quindi?
Che in regime statico (la nostra solita sinusoide a 1kHz su di un carico resistivo) avremo come tutti gli ampli sfiga anni 80 una THD dello 0,00X% bellissima da mostrare nei datasheet e cataloghi.
Quella sana stoltaggine degli ascoltoni che urlavano che le misure non possono dire se l'ampli e' buono deriva da qui.
La realta' diceva che quella misura spiegava solo che quell’ampli non aveva il 10% di THD con una sinusoide, ma non diceva che era buono, diceva solo che non era da buttare.
Sembra una sfumatura fare una misura per sapere se e' "butto di sicuro" e dire che quella misura dice "e' buono" (cosa che non fa).
Dire che la palla "non e' verde" non vuol dire necessariamente che sia "rossa".
In regime dinamico su di una cassa la correzione arrivera' a sanare un problema DOPO che si e' verificato, mentre le condizioni stanno cambiando, e questo "dopo" e' "molto dopo" su di un classe D.
Vuol anche dire l'ampli non amplifica il segnale, ma per percentuali rilevanti amplifica correzioni.
Cominciate a vedere un problemino?
La controreazione cosi' profonda mostra a tutti quelli che hanno provato i classe D su resistenze con segnali semplici numeri che sono molto buoni, spesso notevolmente.
Come certi ampli da poco anni 80 che con misure fantastiche sulle misure resistive all'ascolto lasciavano molto a desiderare, in alcuni casi era medda pura.
Certo era che quegli ampli che su quelle misure toppavano, e non erano pochi, di sicuro erano bidonazzi
Ma chissa' come mai nessuno vuole misurare quella roba su di un carico complesso con un segnale complesso.
ricorda tanto i "test" di alcune cose "tropp megapixel" no?
