SIMULAZIONE DI DISTORSIONE ARMONICA -

Pentodo EL84 vs Ambrosi-Class-A

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Prefazione:

Questo confronto è stato fatto per capire quali siano le differenze tra un piccolo valvolare da 5 Wrms utilizzante un pentodo EL84 funzionante in classe A e un circuito push-pull composto da due Mosfet che eroga la bellezza di 140 Wrms quando viene configurato nella simulazione classe A, entrambi connessi su un carico resistivo-induttivo simile all'altoparlante abbinato.

E' stato usato ancora una volta il simulatore applicando un segnale di frequenza costante agli ingressi degli stadi finali relativi e andando ad analizzare l'ampiezza della fondamentale e delle varie armoniche che sono state tradotte in db.

Nei grafici la barra verde rappresenta il livello di segnale riguardante la frequenza fondamentale di 400 Hz, in uscita dall’amplificatore, mentre le altre barre indicano i livelli delle armoniche che sono introdotte dall’amplificatore a causa delle sue non linearità.

In particolare, le barre arancioni si riferiscono alle armoniche pari e le barre celesti alle armoniche dispari. Le tre barre rosse invece sono le armoniche pari multiple di 2 alla n (2, 4, 8 etc) della fondamentale e quindi sono le ottave della nota che stiamo suonando e di conseguenza le uniche che hanno la stessa nota della fondamentale.

Sopra ogni barra è riportato il valore assoluto in db delle varie frequenze mentre in basso l’ordine dell’armonica (fondamentale (1°), seconda, terza, ecc).

Prima parte: comportamento del valvolare da 5 W in classe A

Il primo grafico si riferisce al livello delle armoniche di questo valvolare quando applichiamo una sinusoide in ingresso di frequenza 400 hz cui corrisponde la massima potenza dichiarata con una distorsione armonica totale (THD) che vale all'incirca 8%.

Come si può notare alla potenza di 5 W corrisponde un livello di 136 db (barra verde) e già la seconda armonica che si trova a 113 db è attenuata di ben 23 db (differenza=136 db - 113 db) e con le altre in decrescita regolare.

Si può anche osservare che tra la fondamentale e la decima armonica di frequenza 4 Khz ci sia un salto di ben 80 db.

Dalla undicesima armonica in avanti la differenza poi è superiore ai 90 db e quindi queste sono in concreto ininfluenti.

Il secondo grafico è invece riferito allo stesso circuito quando è pilotato da una sinusoide sempre di 400 hz ma con un'ampiezza tale da fargli erogare la massima potenza che in questo caso è di 7,3 Wrms teorici a cui corrisponde un THD pari al 28%.

Osserviamo innanzitutto che siamo passati dai 136 db della precedente prova ai 138 db dell'attuale e che la differenza con la seconda armonica si è notevolmente ridotta da 23 db a 13 db (differenza=138 db – 125 db) poiché abbiamo una maggiore distorsione.

L'andamento discendente delle armoniche in questo caso è meno lineare della prova precedente (vedi ad esempio le armoniche 7 e 8) e sono molto più vicine tra di loro (la più bassa che è la dodicesima è attenuata di 73 db quindi ancora avvertibile).

Come si può osservare anche dal grafico precedente nell'ultima armonica vi è una ripresa consistente dell'ampiezza che essendo di frequenza pari a 6 Khz sarà molto probabilmente attenuata dalla risposta dell'altoparlante.

Seconda parte: comportamento del finale Ambrosi da 140 Wrms in Ambrosi-class-A

Il terzo grafico si riferisce ad una simulazione con uscita a 10 Wrms e THD pari al 13,5% quindi molto vicino alla potenza del valvolare prima citato.

Si nota subito la buona presenza della seconda armonica che dista dalla fondamentale di soli 17 db (differenza=139 db – 122 db) seguita dalla quinta armonica in ordine d'ampiezza e in generale la somiglianza con il secondo grafico del valvolare pur con qualche irregolarità in più.

La terza armonica che è molto fastidiosa al nostro orecchio è tuttavia molto più attenuata e allo stesso livello della quarta e questo rappresenta senza dubbio un bel vantaggio.

Nel quarto grafico che è stato simulato alla media potenza di 40 Wrms a circa 17% di THD si notano tanti cambiamenti ma forse il più rilevante è la grossa decrescita della quarta armonica compensato in parte dall'aumento dell' ottava armonica.

Nel quinto e ultimo grafico la potenza emessa è di 148 Wrms con oltre il 42% di THD.

Tra questo e il precedente c'è un aumento enorme del livello d'armoniche grazie al forte aumento della distorsione ma anche un paio d'eccezioni che sono la quinta e la settima armonica.

Da osservare i forti aumenti della quarta e della ottava armonica, ma anche che ora la seconda armonica è a -9 db dalla fondamentale e quindi ampiamente presente come pure è molto presente la quarta armonica a -16 db.

Terza parte: confronto valvole - transistor

Come già riportato anche da altre persone vorrei sfatare il falso mito che per semplificare ma soprattutto per logiche di mercato ha convinto migliaia di chitarristi sul fatto che gli amplificatori a valvole distorcono di armoniche pari, che poi non sono tutte valide come già detto, mentre quelli a transistor d'armoniche dispari che danneggiano il suono e questo sia nel pulito che in distorsione.

NIENTE DI PIU' FALSO. Riuscire a vendere amplificatori a valvole a prezzi spesso superiori ai 1.000-2.000 euro e oltre è un grosso business sia al momento della vendita, sia al momento della sostituzione delle valvole che alimenta un grosso mercato di ricambi.

Vendendo un ampli a transistor, spesso progettato e costruito nella massima economia, verrebbe a mancare tutto quel mercato di ricambi ma anche di riparazioni e customizzazioni data la maggiore affidabilità di quest'ultimi.

Anche il crescere di prodotti valvolari a basso costo c'indica che il mercato delle riparazioni e dei ricambi è molto forte e che quindi si preferisca occupare anche quel target d'utenza che altrimenti causa poca disponibilità economica si rivolgerebbe altrove.

Con questo non intendo dire che un amplificatore a valvole e uno a transistor suonino allo stesso modo però ci sono amplificatori a valvole che fanno distorcere dei diodi e amplificatori a transistor molto ben progettati che riproducono il suono che uno non si aspetterebbe.

In linea di massima, come già scritto, un valvolare distorce sempre sia d'armoniche pari, più presenti a bassi volumi, sia d'armoniche dispari ai livelli più alti ma con una progressione più lineare di uno a transistor che nei progetti più tradizionalisti inizia la sua distorsione agli alti livelli ed è composta quasi esclusivamente d'armoniche dispari.

Con questa serie di trattati sulla distorsione armonica vorrei convincere tutti gli amici chitarristi che è possibile non tanto ricreare una simulazione di un suono valvolare, a cui già ci hanno pensato in molti con i vari POD e derivati e con risultati più o meno buoni, quanto quello di creare un suono più musicale con la possibilità di sfruttare tutta la potenza del finale e le sonorità che ne derivano e ottenere tutti i vantaggi che un sistema a transistor ha: cioè basso peso, minori dimensioni, minore investimento iniziale, nessuna manutenzione, alta affidabilità etc...

Per chi quindi ne volesse sapere di più sulla distorsione e sull'ampli da me progettato può scrivermi alla seguente casella di posta elettronica: Questo indirizzo e-mail è protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo.