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Terminologia audio – un po’ di chiarezza

Terminologia Audio

Quando mi avvicinai al mondo audio particolarmente quando feci la Tesina TFA sugli amplificatori audio, scelta da me, non avevo ben chiaro certi concetti anche se uno intuitivamente può arrivare a capirli. Dopo averci studiato un po’ ho deciso di riportare qui i termini maggiormewnte usati alcuni impropri usati nel mondo audio.

Innanzitutto per spettro del segnale in Ingegneria si intende la trasformata di Fourier di un certo segnale, nel mondo audio in generale si fa riferimenbto a un particolare tono fisso di ingresso che non è altro che una sinuoide, esempio una tensione con frequenza fissa f0.

La Trasformata di Fourier è:

TCF

V(f) viene chiamato spettro del segnale, è chiaro che è una schematizzazione concettuale in frequenza del segnale altrimenti non si chiamerebbe spettro ma fa comodo!

Per una sinusoide la TCF (Trasformata continua di Fourier) sono 2 righe a frequenza -f0 e +f0.

REGOLATORE TONI un sistema in grado di esaltare o attenuare la risposta in frquenza TCF del segnale, in genere negli sterei fa parte di un preamplificatore che è posto prima del vero e proprio amplificatore di potenza. Se volete ascoltare la musica come in discoteca bum bum bum dovete regolare tale circuito in modo da esaltare i toni bassi, quelli che vanno fino a circa 2khz.

Lo spettro audio udibile va da 20hz a 20khz

Toni bassi: da 20 a 200Hz si usa altoparlanti tipo woofer

Toni medi: da 500 a 3kHz si usa altoparlanti tipo midrange

Toni alti: da 3KHz a 20KHz si usa altoparlanti tipo tweeter

CONTROLLO DI LOUDNESS: serve ad esaltare le componenti del segnale al di sopra e al di sotto di una certa frequenza, es: sotto 300 hz e sopra i 10 Khz per le quali la sensibilità dell’orecchio è molto bassa.

EQUALIZZATORE: è essenzialmente simile al regolatore toni ma agisce più selettivamente. Esempio: equalizzatore a dieci bande, di solito è di tipo digitale, in generale amplifgica una particolare banda del segnale che l’utente ritiene più opportuna. Di solito viene usato a causa del fatto che certe particolari bande sono attenuate a causa dell’ambiente nel quale viene messo lo stereo. Con l’equalizzatore si riesce a superare tale attenuazione.

POTENZA rms: si usa per caratterizzare la potenza del segnale di uscita sulle casse del nostro dispositivo stereo. In realtà il termine è improprio. La potenza rms non è la potenza rms vera e propria ma fa riferimento alla potenza media.

Ammettiamo di avere un carico che in linea di principio possiamo vedere come la resistenza dell’altoparlante(in generale non è proprio così).

Abbiamo che la potenza istantanea è:

im1

con ovvia notazione dei simboli. Tante volte sulle casse viene riportato anche tale valore, il valore massimo di P(t)

La potenza media(impropriamente rms) è la media su un periodo quando VL(t) è un tono a frequenza fissa:

im2

la vera potenza rms sarebbe invece per un tono a frequenza fissa:

im3

valore che in generale può essere aqnche molto diverso dalla potenza media.

Si deduce anche che il valoire effettivo può essere anche minore anche ababstanza fortemente dal valore dichiarato essendo il segnale di uscita VL(t) simile ma aleatorio e quindi differente da un tono a frequenza fissa.




Regolatore di Toni Baxandall

Recentemente ho voluto montare in uscita dal mio DVD un regolatore toni che funzionasse di concerto con un mio amplificatore con TDA2002, ho montato uno schema trovato su learnaboutelectronics.org; non è niente di particolare. Essenzialmente è un amplificatore operazionale invertente a singola alimentazione(se volete delucidazioni in merito studiate questo articolo)  in cascata a una rete Baxandall il cui funzionamente è stato appunto inventato da Baxandall negli anni 50(a quei tempi con valvole) che potete leggere qui:

http://www.learnabout-electronics.org/Downloads/NegativeFeedbackTone.pdf

Si tratta del seguente schema:

 

baxandale+amp-s1a

 

Se considerate i punti I ed R, tra uscita e R ci sarà Z2, tra R e I Z1 la tensione di uscita sarà:

Vu = -Z2(f)/Z1(f)

ove Z2 e Z1 sono le ben due note impedenze dell’amplicatore invertente il cui valore ora dipende sia dalla frequenza sia dai potenziometri da 100k che vediamo nello schema.

Otteniamo riusposte in frequenza di questo tipo:

 

  •  Piatta se ambedue i potenziometri sono a metà corsa: linea blu
  •  Rossa se i due potenziometri sono al massimo di esaltazione dei toni bassi e acuti:

 

baxandall02

  • Verde se ambedue i potenziometri portano al minimo valore bassi e alti in uscita:

baxandall03

 

Un bel circuitino didattico. Se volete un vero regolatori di toni come Dio comanda però vi consiglio il seguente schema con LM387 funziona veramente a meriviglia, montato in uscita dal DVD potete accoppiarlo con amplificatore in cascata oppure può funzionare anche da solo in generale:

 

200971061529628.gif

 

 

 

Riferimento per la reazione

Amplificatore operazionale – il mistero della reazione

 

 




Amplificatori operazionali a singola alimentazione

Come si monta un amplificatore Operazionale su circuito stampato o breadboard? sfruttando gli amplificatori operazionali a singola alimentazione. La doppia alimentazione che troviamo in quasi tutti gli schemi dei libri è abbastanza scomoda a meno che non disponiate di un laboratorio provvisto di un alimentatore duale o qualcosa di più specifico.  C’è un metodo per usare solo una singola alimentazione (+/- Vcc), ovviamente per non ammattirci consiglio di usare quella +Vcc. Innanzitutto:

  • se abbiamo una siogola alimentazione la tensione di uscita può andare solo da 0 a +Vcc( o -Vcc se usate alimentazione negativa) ; per avere allora la massima escursione di uscita conviene quindi far si che in condizioni statiche l’uscita si porti a Vcc/2, in tal modo l’escursione del sergnale dinamico sarà proprio pari al massimo ed uguale proprio a Vcc/2 come vediamo nella seguente figura:

suAOsa1

Quindi per frequenza nulla dobbiamo fare in modo che il segnale di uscita sia Vu=Vcc/2, il seguente schema è un esempio di amplificatore invertente a singola alimentazione:

 

AOinv-sa1

 

Per frequnza nulla Zc3 è praticamente un circuito apertto, stesso dicasi per Zc1 e quindi Vu=V+=V-=Vcc/2

Per frequenze medie o elevate invece ambedue queste impedenze tendono a zero e quindi otteniamo proprio uscita amplificata Vu = -(R2/R1) Vs

C2 serve a togliere la componente continua e quindi ottenere solo il segnale utile.

Abbastanza semplice l’artificio usato per sbarazzarsi della doppia alimentazione, l’unico inconveniente è ora che questo circuito non è in grado di amplificare segnali continui o a bassissima frequenza perchè vi è un limite inferiore di banda imposto da C1.

Lo schema dell’amplificatore non invertente è molto simile.

Un esempio di progetto con invertitore con OP AMP invertente a singola alimentazione  è il seguente regolatore di toni a circuito Baxandall proposto da me recentemente trovato in rete, per la spiegazione del regolatore toni e sulla reazione usate i link in fondo alla pagina

 

 

baxandale+amp

http://elettronicamaster.altervista.org/regolatore-di-toni-baxandall/

http://elettronicamaster.altervista.org/amplificatore-operazionale-la-reazione-e-schemi/




Il miglior libro sull’elettronica

Dispositivi e circuiti elettronici

Mi è appena arrivato “Dispositivi e circuiti elettronici” del grande professor Mirri(1988). Davvero un bellissimo libro, era dai tempi in cui frequentavo l’ITIS che volevo comprarlo. E’ certamente il miglior testo di base sull’elettronica mai esistito secondo me con trattazione esaustiva di tutte le configurazioni BJT e FET, sono riuscito a reperirlo su ebay praticamente nuovo. Da consigliare assolutamente; quando facevo Ingegneria ci fecero comprare “Microelettronica” di Millaman un libro assolutamente scarso, su amazon c’è anche una mia recensione(2 stelline 😀 ).

Microelectronics

Nel libro c’è anche una trattazione molto buona delle giunzioni e dei sistemi RC oltre a un capitolo finale sui multivibratori. Il libro venne stampato ai tempi in cuii programmi ministeriali erano molto più ampi degli attuali. C’è ancora qualcuno che lo vende su ebay, 5 stelline 😀

Se volete leggere una mia recensione completa cliccate qui: http://elettronicamaster.altervista.org/recensione-libri/

Mi è appena arrivato anche il vol 2, oltre 1000 pagine su Reazione multivibratori, amplificatori selettivi ed altro ancora. Un altro must 🙂




Il Transistor come amplificatore

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Il transistor a giunzione bipolare BJT usato come amplificatore. Teoria e un bel progettino da mettere in pratica – di Elettronica Pratica 1992 n°4

DownloadIcon30Il Transistor come amplificatore