Musica Digitale

Blog per il corso Rivoluzione Digitale del Politecnico di Torino Vengono trattate le tappe che hanno portato la musica sui dispositivi di oggi, con attenzione alla produzione e alla pubblicizzazione

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Presentazione del blog

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L’efficienza unita alla qualità

Il blog post di oggi è dedicato allo stadio attuale dell’evoluzione nel mondo degli amplificatori audio: la topologia del “classe D”.

In questa configurazione, il segnale audio analogico in ingresso viene campionato a frequenze di solito nell’ordine delle centinaia di kHz con l’utilizzo di un comparatore, che confronta il segnale ad un’onda triangolare; il risultato è un’onda quadra la cui frequenza portante rimane quella di campionamento, mentre quella modulante rispecchia l’ampiezza del segnale in ingresso.

Foto scattata personalmente durante la costruzione di un amplificatore in classe D

L’onda quadra successivamente viene inviata ad un driver, che si occupa del pilotaggio dello stadio di potenza costituito da MOSFET, permettendo di controllare la bobina degli altoparlanti, ed è lo stesso principio usato nelle piastre ad induzione; questa configurazione particolare è chiamata ponte H.

Ciò che si interpone tra il ponte H e l’altoparlante utilizzato è uno stadio aggiuntivo rispetto alle altre topologie, ed è quello dei filtri LC, che hanno il compito di eliminare la portante dal segnale finale, perché inudibile e causa di surriscaldamenti dovuti all’incapacità dell’altoparlante di tradurre le alte frequenze in oscillazioni meccaniche.

Il risultato non è certamente paragonabile all’impeccabile fedeltà di un classe A, ma certamente la possibilità di costruire casse amplificate che raggiungono tranquillamente il kW di potenza è reale ed avvicinabile, data l’elevata efficienza. Basti pensare che con il classe D erogare 1000W comporta di dover dimensionare un impianto di raffreddamento equivalente per 100W, grazie all’efficienza superiore al 90%, mentre con un classe A la potenza da dissipare toccherebbe i 3000W.

In favore del classe A, si potrebbe argomentare dicendo che d’inverno avere una pratica stufetta dall’alta fedeltà sonora potrebbe essere una buona idea, almeno fino alla prossima bolletta.

Foto dell’amplificatore realizzato, con dietro lo stadio di alimentazione -Alberto Colucci

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Amplificatori: ieri e oggi

Nel mondo della musica, la riproduzione gioca una parte essenziale, specie se si vuole andare oltre all’uso delle cuffie, che rappresentano comunque una valida alternativa ad un impianto home theatre.

L’inizio: le valvole

I primi amplificatori utilizzavano valvole come dispositivo di amplificazione della potenza del segnale in ingresso. Le valvole però, oltre ad essere di difficile costruzione, presentavano un’alta impedenza, parametro che non permetteva di collegare direttamente gli altoparlanti. La soluzione era l’impiego dei trasformatori per rendere possibile l’ascolto, con lo svantaggio di una complessa e attenta costruzione al fine di mantenere la fedeltà del suono riprodotto.

Valvola termoionica (Wikipedia)

La svolta: i transistor

Con l’arrivo dei transistor al posto delle valvole la storia è cambiata: era possibile racchiudere il blocco funzionale di una valvola dentro un piccolo pacchettino di resina epossidica, molto più robusta del fragile vetro. Ciò ha permesso di passare dalla topologia “classe A” alla “classe AB”.

Transistor (Wikipedia)

In prossimità del livello di segnale nullo i transistor smettono di condurre, rendendo più facile la gestione del calore disperso e permettendo la raggiunta di efficienze prossime al 60%, contro il 25% della A, a costo della distorsione di crossover.

Distorsione di crossover (Wikipedia)

Il presente: i MOSFET

L’evoluzione del transistor è stato il MOSFET, dispositivo dall’alta impedenza di pilotaggio, ma dalla bassissima impedenza d’uscita. Questa caratteristica permette di poterne cambiare lo stato di conduzione all’istante, si parla di nanosecondi, con l’uso di correnti bassissime, che lo rendono perfetto per essere usato nella topologia “classe D”, che verrà presentata in dettaglio nel prossimo post.

MOSFET (Wikipedia)

-Alberto Colucci

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La prima volta

Dopo molti anni di utilizzo dei servizi disponibili grazie ad internet, mi trovo a cercare di ricordarmi quale sia stata la mia prima esperienza, la volta che mi sono affacciato alla finestra sul mondo

Il primo approccio è nato dalla curiosità verso il lavoro di mio padre, che richiedeva una connessione ad internet per elaborare ed aggiornare dei dati, così mi ero fatto spiegare come funzionasse il web, quali vantaggi e quali pericoli presentasse, in modo da potermi avvicinare con più coscienza a questo nuovo mondo Le prime ricerche riguardavano Wikipedia e Youtube, che usavo prima per togliermi i dubbi che sorgevano ad esempio mentre studiavo, poi per arricchimento personale. Infatti, la possibilità di usare internet, unita al supporto dei miei genitori, mi ha permesso di conoscere il mondo dell’elettronica, e in particolare quello dell’audio analogico e digitale. Dalla prima volta che ho provato a riparare un amplificatore usato e malconcio, regalatomi nell’estate di una decina di anni fa, è iniziato il viaggio nell’elettronica e nella tecnologia dedicata al suono...

Esemplare dello stesso modello, ma messo bene

-Alberto Colucci