Parte prima: cosa cucino oggi per le mie orecchie?

Progetti, domande e idee sparse sull'autocostruzione delle elettroniche
Piercarlo
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Messaggio da Piercarlo »

Ottimo ottimo!!!
Più tu vai con calma, più io capisco... e ho tempo di farti domande... :D ;)

Cercherò di non rompere più di tanto... :? :D

Questi post sono ORO per chi vuole imparare... :p
Allora eccoti un primo zuccherino... ;)

----------------------------------------

Comincio a vedere un po' cosa si può voler "cucinare"; gli ingredienti li dettaglieremo in seguito.

Partiamo dal finale, visto che è quello che più fa gola a tutti quanti! ;) . La prima cosa che bisogna avere in chiaro in testa è che, finché un finale verrà progettato e realizzato per pilotare una cassa "generica", non si potrà avere mai un amplificatore "ottimo". Lo stesso vale, grosso modo dal lato progettazione dei diffusori (di cui però qui non ci occuperemo se non per gli aspetti elettrici che indirettamente ci riguardano). Imho, il sistema ideale è un diffusore attivo in cui i finali sono concepiti, più che come amplificatori, come devi veri e propri *servoamplificatori*, cioè amplificatori pensati per ottimizzare la risposta *meccanica* anziché elettrica del sistema. Ma questa è propria roba tosta.... ci vanno degli "ing." ben corazzati per metterle a punto!

Accontentiamoci del solito amplificatore generatore "quasi" ideale di tensione. Sul come ridurre questo "quasi" ci arriveremo dopo. Intanto vediamo che tipo di amplificatore si vuole fare.
Ci conviene partire da un punto classico "sicuro" che, imho, è sintetizzato dall'amplificatore "tipo" proposto da D. Self nel suo libro "Audio Power Amplifiers" e da lì cominciare a ragionare e poi ricamarci qualcosa di nostro.

Il tipo di circuitazione usato da Self è quello classico a operazionale di potenza, circuitalmente ben riassunto dallo schema interno di un op-amp di uso comune, il 4558, che potete "ammirare" in prima pagina nel datasheet scaricabile al link:

http://semicon.njr.co.jp/njr/hp/fileDow ... ediaId=175

A parte alcuni dettagli abbastanza secondari, lo schema di questo op-amp corrisponde, in versione discreta e debitamente potenziata, allo schema della stragrande maggioranza dei finali audio moderni a stato solido, indipedentemente dal fatto che vengano utilizzati come stadi di uscita transistori bipolari o MOSFET. Non è il solo schema possibile ovviamente; è semplicemente il più diffuso. Se poi è anche il più capito... lo vedremo più avanti. Intanto cerchiamo di capirlo noi.

A parte circuiti ausiliari minori destinati a polarizzare i generatori di corrente (che sono poi i veri e propri *alimentatori interni* del circuito da cui dipende praticamente tutta la sua reiezione ai disturbi di alimentazione - la famosa PSRR), il circuito è composto sostanzialmente da tre stadi: (1) uno stadio differnziale in ingresso (che è differenziale anche quando è composto da un solo transistor, come nel PAMP di Piergiorgio! ;) ) il cui compito principale è convertire la differenza netta tra i segnali *in tensione* presenti sui suoi ingressi in un unico *segnale in corrente* destinato a pilotare lo stadio successivo.

(2) Questi, anche se chiamato solitamente VAS - Voltage Amplifier Stage - è in realtà un amplificatore *in corrente*, non in tensione. Il fatto che tale amplificatore in corrente sia implementato con un emettitore comune significa una sola cosa: che in assenza di contromisure, la sua amplificazione dipenderà fortemente dal beta del transistore usato e dalla sua temperatura, cioè proprio dai parametri da cui si dovrebbe scongiurare il più possibile ogni dipendenza vista la loro aleatorietà (il beta è uno dei parametri più "casual" che si possano trovare in un bipolare). Vedremo più avanti quanto e perché ciò contribuisca a dare all'amplificatore a transistor una timbrica che più "da transistor" di così si muore. Ciò che salva (si fa per dire) la situazione in corner è che su questo stadio viene anche connesso il condensatore di compensazione per la stabilità del circuito che, dal punto di vista del singolo stadio, è *una vera e propria retroazione locale* (purtroppo non delle migliori visto che trasforma uno stadio altrimenti lineare in un integratore; detta in altro l'entità della controreazione dipende dalla frequenza e così il guadagno che lascia disponibile al resto del circuito: è un po' un tira e molla... quando il resto del circuito soffre lui gode mentre quando lui soffre stanno "quasi" bene gli altri).

(3) Completa il circuito lo stadio di uscita vero e proprio, il solo in effetti il cui nome (buffer in corrente) corrisponde a quello che fa effettivamente... e che, tranne che per la distorsione di incrocio, non ha praticamente colpe ma paga per tutti gli altri. In effetti l'unica vera "colpa" che ha è fare il suo mestiere: dare "muscoli" a tutto quanto lo precede, difetti compresi.
Questo è anche lo stadio dove si sviluppa la tanto temuta e famigerata distorsione di incrocio... che però è solo *uno* dei fattori che possono contribuire a una cattiva timbrica. Fattore che, oltre ad essere condiviso con gli amplficatori a tubi (con in più l'aggravante della presenza dei trasformatori di uscita che, come tutti i carichi induttivi o parzialmente tali, mal gradiscono le discontinuità in corrente), ha ricevuto imho un'importanza un po' esagerata. Non è il solo problema con cui fare i conti e secondo me, dal punto di vista della risolvibilità, neppure il più grave - anche perché la disto di incrocio, dipendendo anche dalla temperatura di funzionamento dei transistori di uscita, di fatto *non è* eliminabile).

Alla prossima "botta" cercherò di chiarire perché secondo me ciò che chiamano VAS non è un VAS e che cosa lo è realmente. Il tutto con lo scopo di trovare dove e come si genera effettivamente la tensione di uscita del finale "classico" di cui parlavo sopra - perché imho lì e non altrove si trova la vera "tana del diavolo" dove viene davvero "fucinato" il "suono a transistor".

Ciao
Piercarlo

(continua)
Manolo
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Messaggio da Manolo »

:o:o:o

Solo 3 cose:

- Stranamente ho capito tutto... o almeno quel che c'era da capire fin ora... continuo a sostenere che tu ti esprimi in modo chiaro... ;)

- Non ho "dubbi" ne domande che non sono sicuro di risolvere nelle prossime "release"...

- Stò prendendo appunti! :D

Tks per lo zuccherino! Mi ci voleva proprio... :p
Alieno
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Messaggio da Alieno »

OK, lo stadio di ingresso è l'esempio più classico di utilizzo del current mirror: current mirror che fornisce la corrente costante necessaria al differenziale, i due rami del differenziale, current mirror sui collettori, così da avere a disposizione una corrente proporzionale alla differenza di tensione in ingresso in uscita... poi c'è un collettore comune che pilota l'emettitore comune che pilota lo stadio di uscita a simmetria complementare in classe AB, a occhio.

(sono quasi sicuro di ciò che ho scritto, a parte l'orario tardo che certo non aiuta il ragionamento! :D )

Azzardo anche qlc sul vas che tanto vas non è... il segnale in ingresso direi che lo si può considerare in tensione, dato che c'è un collettore comune a pilotare l'emettitore comune (certo, se quel collettore comune lo si vede come parte del vas il pilotaggio è decisamente in corrente), che però ha impedenza d'uscita un po' troppo alta per considerarsi amplificatore di tensione vero e proprio...

Fino a qui è un ragionamento a voce alta, nè più nè meno! cosa c'è di giusto? cosa di sbagliato? quali elementi sono rilevanti dal punto di vista sonico, una volta tradotto questo schemino in amplificatore di potenza audio a componenti discreti?

CIAO!

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mauropenasa
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Messaggio da mauropenasa »

OK, capito la situazione.
Visto che criticare per criticare pare sia sempre lecito permettimi (con tutta la simpatia che in pochissimo tempo ho sviluppato per te, e con la mia consueta abissale stupidità) di dire che ponenedoti in questo modo, sei a parer mio assai poco costruttivo.

Devo dedurre che il modello Kolkoz applicato allo ss non ti sembri praticabile, Mauro, se non retoricamente.
Capisco quello che tu dici. Io mi baso sul fatto che da parte mia sono certo di avere divulgato molto materiale di discussione, sia su quello che penso che su una concezione di amplificatore a vari livelli, mentre non posso dire altrettanto (per mia non conoscenza della persona) di Piercarlo.
Ne consegue che se io commento un certo circuito da qualche parte esiste sempre una spiegazione mia (pubblica) legata a quel contesto, oppure faccio riferimenti a qualche discussione di altri contestuale, mentre finora leggo solo elementi condivisibili ma molto generici.
Riguardo al progetto collettivo, si trovano sotto alcune cose, ma di base credo che non sia una cosa molto praticabile.....
Personalmente dai commenti che sento in giro da dieci anni a questa parte, ho estrapolato (male?) la convinzione che, dal Volks al GY (si, ha dei tubi), la storia recente dell'autocostruzione italiana mostri come buoni apparecchi a ss siano realizzabili, ed aggiungo che, se non si deve pagare il kit all'Aloia (o chi di di turno), pure con (relativamente) pochi soldi.
Appunto. Alla base del mio discorso "poco costruttivo" esiste la consapevolezza che di ottimi "muletti" su cui ragionare ce ne siano a centinaia, e creare un nuovo progetto collettivo non "pre-concettato" alla origine non ha senso. Ne potrebbe avere se si partisse da concetti originali da sperimentare. In caso contrario, i semplici rudimenti si possono estrapolare da articoli di Aloia e altri o dai libri classici, come quelli di D. Self.
Completa il circuito lo stadio di uscita vero e proprio, il solo in effetti il cui nome (buffer in corrente) corrisponde a quello che fa effettivamente... e che, tranne che per la distorsione di incrocio, non ha praticamente colpe ma paga per tutti gli altri. In effetti l'unica vera "colpa" che ha è fare il suo mestiere: dare "muscoli" a tutto quanto lo precede, difetti compresi.
Diciamo che come semplificazione può essere accettata, Anche se basta attenersi a D. Self (quindi senza entrare in meriti superiori) e ad un intero capitolo dedicato a questa "sezione meravigliosa" per poter dire senza tanti preamboli che questa sezione di rogne ne ha a quintalate, escludendo anche il problema di incrocio (variazione di transconduttanza durante l' erogazione di forti correnti ecc....).


Questione sul VAS ed affini:
Che il VAS non sia "uno stadio in tensione", mi si perdoni, mi pare scontato. Che il VAS sia un "amplificatore di tensione" è un concetto invece assolutamente assodato.

Anche per rispondere ad altri, credo che sia necessario fare chiarezza su cosa siano quei concetti.

Generatore di tensione = Elemento da cui esce un certo valore di tensione (differenza di potenziale) caratterizzato da una impedenza interna tendente allo 0.

Generatore di corrente = Elemento che fa riferimento ad un generatore di energia concettualmente identico a quello in tensione, ma dotato di una impedenza di uscita tendente all'infinito.

Definito questo, si può passare alla analisi del modo di lavorare dei BJT, che per la precisione è a transimpedenza (corrente/corrente).

I tubi in genere ed i fet/mosfet invece lavorano in transconduttanza (tensione/corrente).

Sulle differenze soniche di questo si è scritto molto e si è pure straparlato molto, si vedrà nel proseguo eventualmente....

La risultante di entrambe le tecnologie è comunque sempre ed esclusivamente "la corrente", quindi se si desidera ottenere dei guadagni di tensione da un dispositivo elettronico ordinario, non si può prescindere da questo semplice concetto.
Per ottenerlo si mette il classico "carico", attivo o passivo che sia, che serve a determinare per la legge di ohm una "caduta di tensione" causata dalla corrente.

Questo fa lo stadio VAS o un SE a tubi o un singolo stadio a guadagno con triodo e resistenza Anodica.

La questione può essere traslata in qualche modo, usando ad esempio degli inseguitori a guadagno unitario e dotati di bassa impedenza interna come buffer, ma non si può prescindere dai meccanismi che determinano il "guadagno" nei dispositivi....

ciao





Mauro
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Piercarlo
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Messaggio da Piercarlo »

OK, lo stadio di ingresso è l'esempio più classico di utilizzo del current mirror: current mirror che fornisce la corrente costante necessaria al differenziale, i due rami del differenziale, current mirror sui collettori, così da avere a disposizione una corrente proporzionale alla differenza di tensione in ingresso in uscita... poi c'è un collettore comune che pilota l'emettitore comune che pilota lo stadio di uscita a simmetria complementare in classe AB, a occhio.

(sono quasi sicuro di ciò che ho scritto, a parte l'orario tardo che certo non aiuta il ragionamento! :D )
Vai tranquillo, il circuito è semplice - l'ho scelto apposta! :)
Azzardo anche qlc sul vas che tanto vas non è... il segnale in ingresso direi che lo si può considerare in tensione, dato che c'è un collettore comune a pilotare l'emettitore comune (certo, se quel collettore comune lo si vede come parte del vas il pilotaggio è decisamente in corrente), che però ha impedenza d'uscita un po' troppo alta per considerarsi amplificatore di tensione vero e proprio...

Fino a qui è un ragionamento a voce alta, nè più nè meno! cosa c'è di giusto? cosa di sbagliato? quali elementi sono rilevanti dal punto di vista sonico, una volta tradotto questo schemino in amplificatore di potenza audio a componenti discreti?
Oggi non mi posso dilungare perché ho, ahem, impegni più "mondani". Domani neppure perché è il mio compleanno e la giornata spero sia ancora più mondana! :)

Dico solo questo: a prescindere dalla precisione o meno dei termini che uso (e su questo lascio volentieri a Mauro il compito di bacchettarmi! Un po' di divisione dei lavori non guasta... :D ), quello che mi preme arrivare a far comprendere è *come* alla fine di tutti i conti il sistema diventa un amplificatore di tensione (perché lo è e non può essere altrimenti) e far capire *come viene sviluppata* la tensione di uscita del circuito perché, al di là del successivo irrobustimento in corrente operato dallo stadio di uscita vero e proprio, è comunque questa tensione che effettivamente "suona", compresi i suoi difetti.

Una nota per Mauro. Tante cose saranno per forza di cose scontate per chi già sa. Non può essere altrimenti visto che si sta facendo di tutto *tranne* che inventare qualche cosa di nuovo. Il circuito da cui è nato il tutto è sempre il solito Lin, che era nuovo (forse) nel 1955 quando io non ero neppure nato. Quello che voglio fare qui è, a partire da circuiti oggi di larghissimo uso, risalire un po' alle radici delle cose.
Questi circuiti non sono "le" soluzioni a dei problemi ma "alcune" soluzioni degli stessi. E, per comprendere se le soluzioni che sono state trovate da altri possano andare bene anche per noi, è importante comprendere prima il tipo di problemi che si proponevano di risolvere e, ripartendo da questa comprensione, valutare anche altre soluzioni per poterne confrontare pregi e difetti che, in varie proporzioni, costituiscono comunque un mix ineludibile di pro e contro pertinenti a qualsiasi circuito.

Lo scopo finale, se non si è ancora capito, è più di portare la gente a essere in grado di valutare per conto proprio la validità di ciò che gli viene proposto in generale che non il proporgli l'ennesimo "piatto pronto" che, pur permettendo magari di passare qualche ora a divertirsi con il saldatore, non libera la gente dalla "dipendenza" dalle altrui capacità.
Questo a dire il vero sarà comunque difficile da ottenere ma se si riuscirà almeno a portare la gente alla capacità di valutare con cognizione di causa se le *altrui* capacità esistono sul serio e non siano solo dei "millanta" che stanno in piedi solo per l'ignoranza di chi ascolta, sarà - imho - un gran bel risultato. Poi chi vorrà potrà anche accontentarsi del "piatto pronto" ma almeno avrà avuto in più, rispetto ad altre volte, la possibilità reale di capire costa sta mangiando veramente.

Ciao
Piercarlo
mauropenasa
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Messaggio da mauropenasa »

Lo scopo finale, se non si è ancora capito, è più di portare la gente a essere in grado di valutare per conto proprio la validità di ciò che gli viene proposto in generale che non il proporgli l'ennesimo "piatto pronto" che, pur permettendo magari di passare qualche ora a divertirsi con il saldatore, non libera la gente dalla "dipendenza" dalle altrui capacità.
Questo a dire il vero sarà comunque difficile da ottenere ma se si riuscirà almeno a portare la gente alla capacità di valutare con cognizione di causa se le *altrui* capacità esistono sul serio e non siano solo dei "millanta" che stanno in piedi solo per l'ignoranza di chi ascolta, sarà - imho - un gran bel risultato.
Benissimo, l' obbiettivo è chiaro.
Io sono sempre un poco pessimista su queste cose, nel senso che io credo che esistano pure diversi livelli di "capacità cognitiva" ancora prima di diversi livelli di capacità "critica". Di questo tema (la preparazione tecnica di base necessaria alle comprensioni delle cose) se ne parlò spesso anche con Piergiorgio e altri in altre circostanze....

Spero che questo possa essere solo una mia visione pessimistica.... :oops:


ciao




Mauro
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Manolo
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Messaggio da Manolo »

Benissimo, l' obbiettivo è chiaro.
Io sono sempre un poco pessimista su queste cose, nel senso che io credo che esistano pure diversi livelli di "capacità cognitiva" ancora prima di diversi livelli di capacità "critica". Di questo tema (la preparazione tecnica di base necessaria alle comprensioni delle cose) se ne parlò spesso anche con Piergiorgio e altri in altre circostanze....

Spero che questo possa essere solo una mia visione pessimistica.... :oops:


ciao




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Originariamente inviato da mauropenasa - 02/12/2006 :  14:57:52
Da parte mia spero che i discorsi non diventino troppo "tecnici/esoterici" (o meglio... tecnici si... ci mancherebbe... ma che si fondino cmq su cose tangibili e comprensibili per chi ha una base ma non la scienza-infusa)...

Proprio quello di cui hai parlato... diversi "livelli cognitivi"... e se ho ben capito Piercarlo vuole tenere il livello sufficientemente basso da farsi capire da tutti quelli che hanno già una base solida.

Personalmente ho appena questa base solida (ma molto intuito! :D ) e fin ora i discorsi sono chiari... se volete in seguito farò (con le mie domande) da contrappeso per non alzare i livelli oltre il "comprensibile" per i "più"... ;)
Alieno
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Messaggio da Alieno »

Questione sul VAS ed affini:
Che il VAS non sia "uno stadio in tensione", mi si perdoni, mi pare scontato. Che il VAS sia un "amplificatore di tensione" è un concetto invece assolutamente assodato.

Anche per rispondere ad altri, credo che sia necessario fare chiarezza su cosa siano quei concetti.

Generatore di tensione = Elemento da cui esce un certo valore di tensione (differenza di potenziale) caratterizzato da una impedenza interna tendente allo 0.

Generatore di corrente = Elemento che fa riferimento ad un generatore di energia concettualmente identico a quello in tensione, ma dotato di una impedenza di uscita tendente all'infinito.

Definito questo, si può passare alla analisi del modo di lavorare dei BJT, che per la precisione è a transimpedenza (corrente/corrente).

I tubi in genere ed i fet/mosfet invece lavorano in transconduttanza (tensione/corrente).

Originariamente inviato da mauropenasa - 02/12/2006 :  11:19:39
Solo un chiarimento: sono d'accordo sul fatto che i BJT lavorino in corrente/corrente, ma per amplificatore di transimpedenza ho sempre inteso amplificatore pilotato in corrente la cui uscita effettua pilotaggio in tensione: ovvero bassa Rin, e bassa Rout (come lo si ottenga circuitalmente è altro discorso, questo vedendo l'amplificatore come black box)... cosa che "dimensionalmente" torna anche! Probabilmente stiamo solo usando due diversi modi di dire la stessa cosa.
Oggi non mi posso dilungare perché ho, ahem, impegni più "mondani". Domani neppure perché è il mio compleanno e la giornata spero sia ancora più mondana!
AUGURI! :D

CIAO!

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Messaggio da mauropenasa »

Errata corrige;
La mia frase:
Definito questo, si può passare alla analisi del modo di lavorare dei BJT, che per la precisione è a transimpedenza (corrente/corrente).

I tubi in genere ed i fet/mosfet invece lavorano in transconduttanza (tensione/corrente).
cosi come è messa (quindi intendibile dai più) è errata.
Benchè con questi dispositivi si possa effettuare anche una struttura a transimpedenza, la natura intrinseca (legata alla possibilità di guadagno in corrente) dei dispositivi che ho citato resta definibile a transconduttanza, corrente/corrente per i BJT e tensione/corrente per fet mosfet e tubi vari.

Quindi la descrizione di transimpedenza fatta da alieno:
.....ma per amplificatore di transimpedenza ho sempre inteso amplificatore pilotato in corrente la cui uscita effettua pilotaggio in tensione...
è corretta.

Quindi ho commesso un' errore di esposizione, e me ne scuso.... :oops:

Fatto salvo questa "definizione" infelice il resto del mio intervento mantiene fede al concetto che intendevo fare passare....

ciao


Mauro
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Alieno
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Messaggio da Alieno »

[OT mode]

@mauropenasa: è capitato anche a me di impicciarmi con i termini (proprio transconduttanza/transimpedenza)... purtroppo resta uno degli episodi che più mi "bruciano" della mia "carriera" di studente: per questo son diventato un po' pignolone a riguardo! :oops: (cosa che di solito, e su tutto il resto, non sono... anzi! :D )

Per il resto, spero che la visione pessimistica possa dissolversi con l'andare della discussione! Per quel che mi riguarda, questa iniziativa, al momento, sembra essere un modo gradevole di accostarmi ad un hobby che mi attrae molto da parecchio tempo (una maniera più piacevole rispetto alla solitaria lettura di articoli e altrui progetti) e la partecipazione di voci più esperte ed autorevoli non posso che vederla in maniera molto positiva e desiderabile!

[/OT mode]

CIAO!

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Messaggio da mauropenasa »

@mauropenasa: è capitato anche a me di impicciarmi con i termini (proprio transconduttanza/transimpedenza)... purtroppo resta uno degli episodi che più mi "bruciano" della mia "carriera" di studente: per questo son diventato un po' pignolone a riguardo!
Mah, ovviamente trattasi di semplice scrittura con la mente da un' altra parte. Come molti, capita anche a me di scrivere mentre si stanno facendo cose molto diverse....
Diciamo che a fronte di una segnalazione (altrimenti forse non me ne sarei manco accorto) io ritengo sempre corretto esporre le precisazioni del caso.
Già esiste molta confusione senza che anche io contribuisca ad aumentarla....

In realtà io non sono molto preoccupato delle "definizioni" in se (almeno fintanto che non le sbaglio platealmente.... :D ), ma più della comprensione dei fenomeni, (o della dimostrazione di avere una coscienza critica di essi).

Di professori scolastici che sanno a memoria una sequenza matematica ( o una serie di definizioni) ce ne sono a milioni, nel mondo, di gente che conosce il vero significato di quella formula ed i suoi limiti ce ne sono molto meno....
Per imparare una definizione basta un esercizio di memoria, per capire un meccanismo serve concatenare diverse nozioni in modo critico.....

ciao


Mauro
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Messaggio da Piercarlo »

Mauro
Spero che questo possa essere solo una mia visione pessimistica.... :oops:
Io parto sempre dal principio che, partendo da una visione positiva delle possibilità, si fa sempre a tempo a cambiare idea in peggio se occorre mentre il contrario, causa meccanismi psicologici vari, è molto più difficile. Lo dice uno che continua a rimanere moderatamente ottimista per scelta, nonostante abbia avuto la sua bella dose di disincanti.

Comunque stasera addenterò la faccenda VAS e su quella base si potrà valutare se è un buon modo di procedere o no. Per i signori "precisini" sicuramente no ma non sono loro il mio "target": e se occorre possono benissimo rendersi utili rielaborando le cose dal loro punto di vista (divisione del lavoro...).

Da parte mia spero che i discorsi non diventino troppo "tecnici/esoterici" (o meglio... tecnici si... ci mancherebbe... ma che si fondino cmq su cose tangibili e comprensibili per chi ha una base ma non la scienza-infusa)...

Proprio quello di cui hai parlato... diversi "livelli cognitivi"... e se ho ben capito Piercarlo vuole tenere il livello sufficientemente basso da farsi capire da tutti quelli che hanno già una base solida.
Io parto sempre dal principio che le spiegazioni si danno a chi ne ha bisogno, non a chi le cose le sa già e di conseguenza regolo il mio linguaggio. Del resto ai professori avrei più da chiedere che da spiegare... "Spiegare" come tanti fanno, a base di tecnicismi, formulette ecc. non è affatto uno "spiegare" ma semplicemente una variante del fare salotto a raccontarsela su chi la sa più lunga degli altri. Roba che, almeno qui, spero non interessi a nessuno! Il tono del discorso sarà... discorsivo con tecnicismi che saranno introdotti (e anche lasciati perdere: odio parlare per sigle!) occasionalmente nel discorso soltanto quando, dal materiale precedente, sarà ormai chiaro che cosa definiscono.

Ciao
Piercarlo
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Messaggio da Manolo »


Io parto sempre dal principio che le spiegazioni si danno a chi ne ha bisogno, non a chi le cose le sa già e di conseguenza regolo il mio linguaggio. Del resto ai professori avrei più da chiedere che da spiegare... "Spiegare" come tanti fanno, a base di tecnicismi, formulette ecc. non è affatto uno "spiegare" ma semplicemente una variante del fare salotto a raccontarsela su chi la sa più lunga degli altri. Roba che, almeno qui, spero non interessi a nessuno! Il tono del discorso sarà... discorsivo con tecnicismi che saranno introdotti (e anche lasciati perdere: odio parlare per sigle!) occasionalmente nel discorso soltanto quando, dal materiale precedente, sarà ormai chiaro che cosa definiscono.

Ciao
Piercarlo



Originariamente inviato da Piercarlo - 04/12/2006 :  13:30:35
Non chiedo di meglio! :)

A proposito... auguri per ieri!!! :D (in ritardo... :? )
Piercarlo
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Messaggio da Piercarlo »

Nota di "servizio". Per quanto possibile cercherò di utilizzare materiale illustrativo già presente in rete (datasheet, schemi ecc.). Tuttavia ogni tanto dovrò caricare qualche disegnino fatto a manina (o meglio con Illustrator, con cui mi trovo meglio, registrandoli poi come pdf). Nelle faq esiste un preciso "altolà", per sensati motivi di sicurezza, all'allegare files... Come se ne viene a capo?

Ciao
Piercarlo
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Messaggio da Piercarlo »

A proposito... auguri per ieri!!! :D (in ritardo... :? )
Grazie! :) Mi hanno già festeggiato e... ingrassato! :D

Ciao
Piercarlo
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Messaggio da Piercarlo »

Secondo zuccherino per gli interessati (sperando di non aver "divagato" troppo e di essere stato chiaro quanto basta - altrimenti chiedere è sempre lecito e rispondere anche! :) )

------------------------------------------------

Il VAS (Voltage amplifier stage)

Riporto di nuovo per comodità il link del 4558 il cui schema interno ci serve da canovaccio per la nostra "storia":

http://semicon.njr.co.jp/njr/hp/fileDow ... ediaId=175

In questo schema lo stadio definito convenzionalmente "VAS" è quello situato (non attorcigliatevi gli occhi a leggere... ;) ) tra l'uscita dello stadio differenziale di ingresso e l'ingresso del buffer di corrente di uscita (cioè lo stadio finale, in questo circuito ridotto ai suoi minimi termini, una coppia di transistori complementari).

Tale stadio è composto da una coppia di transistori connessa a Darlington (ma che non è un Darlington in senso stretto, mancando la connessione tra i collettori - in realtà col Darlington, a parte la somiglianza grafica, non c'entra proprio nulla ma è lungo da spiegare perché) *e* dal condensatore di compensazione (quello in parallelo al diodo). Senza condensatore o senza una qualche tipo di impedenza che collega ingresso e uscita di questo stadio *non* abbiamo un VAS ma un normale amplificatore di corrente.

Detto in altro modo, in questo circuito il VAS diviene tale perché esiste una *retroazione locale* che ridefinisce il comportamento effettivo del circuito interessato, trasformandolo da amplificatore di corrente ad amplificatore di transimpedenza (che converte un segnale d'ingresso in corrente in un segnale di uscita in tensione: l'esatto duale del più noto amplificatore di transconduttanza).
in realtà, in questo circuito, il meccanismo che genera tensione in risposta a un segnale in corrente funziona grazie alla sinergia di due componenti: la prima è il meccanismo di retroazione locale attraverso il condensatore di compensazione (o altro tipo di impedenza), il secondo, indipendente dal primo è la cosiddetta *impedenza riflessa* dal carico di uscita attraverso il guadagno di corrente dello stadio finale.
Questa *impedenza riflessa* non è altro che l'impedenza di carico moltiplicata per il guadagno di corrente dello stadio di uscita e, a prescindere dalla grandezza, ne segue da vicino il comportamento e la natura: se il carico è di tipo resistivo l'impedenza riflessa sarà anch'essa resistiva, se reattivo l'impedenza riflessa sarà reattiva di conseguenza. Tale impedenza riflessa, seguendo le vicende del beta dei transistori di uscita, sarà anche in gran parte non lineare.

La proporzione tra le due componenti che contribuiscono a generare la tensione di uscita del circuito (che lo stadio di uscita può solo riproporre, irrobustista in corrente, tale e quale al mondo esterno) determina anche la sensibilità (o insensibilità) relativa del circuito amplificatore interno (il VAS appunto) rispetto agli eventi del mondo esterno. Più la componente di transimpedenza domina sull'impedenza riflessa e più le caratteristiche del segnale in tensione generato sull'uscita di questo stadio saranno indipendenti dalle vicende del carico connesso all'uscita. Più si riesce a garantirne questa insensibilità (o isolamento) rispetto all'andamento del carico, maggiori sono le garanzie che si possono ottenere sia in termini di stabilità intrinseca del circuito sia in termini di qualità del segnale che questo è in grado di produrre sulla sua uscita.

Il buon suono non è solo questione di indipendenza intrinseca del circuito dagli eventi del mondo esterno e dei carichi che gli si connettono ma ne è comunque condizionato in modo importante e, anzi, mi vien da dire che, una volta ottimizzate le soluzioni ad altri problemi di questo tipo di circuito (tra cui, imho, il più importante è l'automodulazione delle linee di alimentazione generata *dall'amplificatore stesso*, che è tanto più importante quanto più è alta l'impedenza di uscita dell'alimentatore - su cui torneremo più avanti), l'insensibilità o meno alle caratteristiche del carico del segnale generato dal VAS sia il fattore chiave che discrimina amplificatori che suonano in maniera neutra e con *qualità costante* da quelli che si "lasciano andare a cantarci sopra" al segnale che stanno amplificando.

La soluzione ideale al problema dell'interfaccia con il carico esterno è quella di dimensionare il VAS in modo che abbia la più bassa impedenza di uscita possibile, al punto che lo stadio di uscita non deve più avere un ruolo di adattatore di impedenza (come in effetti svolge in gran parte dei casi) ma soltanto quello di fornire corrente al carico secondo le necessità di quest'ultimo.
Soluzione ideale che però ha un grosso risvolto poco ideale: un amplificatore di transimpedenza siffatto guadagna molto poco in tensione e, poiché il guadagno naturale di questo stadio costituisce anche la parte preponderante del guadagno ad anello aperto di tutto il circuito, questo porta ad un amplificatore che ha scarsa riserva di guadagno di anello utilizzabile per la controreazione.
Scarsa riserva di guadagno ad anello aperto significa che tutta una serie di vantaggi connessi all'uso di un consistente tasso di retroazione (tra cui, non da poco, la riduzione del ronzio) non possono più essere ottenuti con la sola applicazione della controreazione ma vanno in qualche modo "assistiti" con altri rimedi (alimentazioni stabilizzate) che ovviamente non vengono regalati da nessuno.

Volendo, questo aspetto lo si può vedere anche in un altro modo: la controreazione che non si usa da una parte la si deve giocoforza usare da un'altra parte, altrimenti non se ne arriva quasi a capo. E usare un'alimentazione stabilizzata al posto di una normale significa esattamente questo: usare della controreazione "altrove", in più luoghi anziché concentrata in un solo circuito.

Una soluzione di compromesso, attuata spesso, è stata quella di far lavorare l'intero circuito su un doppio carico: uno "interno", visto solo dal VAS e convenientemente dimensionato per estrarre da questo il massimo guadagno possibile pur facendolo lavorare su un carico resistivo puro (o quasi) su cui sviluppare la tensione di uscita, e uno esterno (cioè il carico reale, le CASSE insomma!) che viene visto dal solo stadio di potenza che, rispetto al VAS, non si comporta più da "adattatore di impedenza" ma da *isolatore* tra i due carichi. E' lo stesso concetto, né più né meno, che si adotta per costruire i finali ibridi valvole-stato solido con l'unica differenza sostanziale che è tutto a stato solido (e costa un cicchettino di meno...).

La soluzione funziona bene, imho, solo a condizione che i due "subamplificatori" siano alimentati separatamente (e siamo daccapo con le alimentazioni stabilizzate...). Il VAS e il suo carico interno andrebbero alimentati da un'alimentazione adeguatamente sofisticata (sfruttando il fatto che è comunque di bassa potenza) e lo stadio finale/buffer in corrente con un'alimentazione più tradizionale e forse anche più grossolana visto che non va più ad alimentare *anche* gli stadi di segnale dell'amplificatore come di solito succede.

Tutto questo è un sacco bello e, se si parte per la tangente, anche un sacco costoso. E non garantisce affatto garantito che la ciambella venga con il buco, anzi. In realtà tutto questo può migliorare le prestazioni di un amplificatore ma di per sè non garantisce per niente che suoni "bene".
Tanto vale allora tornare un po' sui nostri passi e vedere se e come sia possibile ricavare da un circuito normale, ritoccandolo senza stravolgerlo, il meglio che può dare (e può dare veramente tanto!). Però occorre a questo punto dare un'occhiatina al "signor stadio d'uscita" per capire bene i sorci verdi che vede e quelli che di rimando fa vedere al VAS che, poverino, più cerca di fare il bravo e dargli giusto un po' di tensione (un po' di vita!) più si ritrova pieno di legnate! :oops:

Alla prossima botta!

Ciao
Piercarlo
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Messaggio da Luc1gnol0 »

Nelle faq esiste un preciso "altolà", per sensati motivi di sicurezza, all'allegare files... Come se ne viene a capo?
Originariamente inviato da Piercarlo - 04/12/2006 : 13:44:35
Da quel che vedo non mi pare sia così Piercarlo: mi risulta tu possa allegare quel che vuoi (di "lecito").

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Messaggio da Alieno »

OK, chiara la retroazione parallelo/parallelo e il suo ruolo nel definire le caratteristiche di transimpedenza dello stadio VAS, nonchè il carico riflesso... al momento sto iniziando a far girare un po' le rotelle per capire dal punto di vista del suono quale sia l'importanza di ogni singolo pezzo, spero che le prossime puntate contribuiscano a lubrificare gli ingranaggi e rendermi più agevole il ragionamento!
Nota di "servizio". Per quanto possibile cercherò di utilizzare materiale illustrativo già presente in rete (datasheet, schemi ecc.). Tuttavia ogni tanto dovrò caricare qualche disegnino fatto a manina (o meglio con Illustrator, con cui mi trovo meglio, registrandoli poi come pdf). Nelle faq esiste un preciso "altolà", per sensati motivi di sicurezza, all'allegare files... Come se ne viene a capo?
EDIT: vedo in alto a destra il simbolo della graffetta per allegare documenti... altrimenti salvare in jpeg, caricare sui siti che permettono l'upload di immagini e linkare con i tag IMG!

CIAO!

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Messaggio da Piercarlo »

Da quel che vedo non mi pare sia così Piercarlo: mi risulta tu possa allegare quel che vuoi (di "lecito").
C'è scritto nelle faq... alla voce "allegare files". Sarò imbranato io (o pigro) ma... Altrimenti invece di richiamare un datasheet avrei spedito io un disegno molto migliore (almeno con le sigle per facilitare il discorso!)

Ciao
Piercarlo
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Messaggio da mauropenasa »

Piercarlo, leggo le tue critiche verso quelli "che insegnano" e cose del genere, poi ti leggo e non capisco gli interventi che fai.

In primo luogo hai posto, con un bel tono "discorsivo e canzonatorio" una serie di concetti semplicemente sbagliati, poi talvolta fai riferimenti al suono e talvolta alle prestazioni, talvolta alla definizioni talvolta al circuito.

Stando solo sul VAS, ti spiego quello che non passa dal tuo discorso:

1. Il VAS è definibile :?: a "transimpedenza" per la semplice ragione che l' uscita risultante è uno swing di tensione , ma è formato da uno stadio a transconduttanza caricato da un generatore di corrente (+ relativo carico di cui sotto...). Questo concetto appare e scompare dal tuo tomo, quindi "non passa"...
2. Uno stadio a guadagno come il VAS ha sempre una impedenza di uscita elevata, quindi non è mai un "generatore di tensione". In realtà, in barba alle definizioni di molti autori, un vero stadio a transimpedenza dovrebbe comprendere anche la sezione di uscita (ad inseguitori), perche la definizione corretta di transimpedenza sarebbe quella postata da Alieno. Non esiste "transizione di impedenza" in uno stadio a guadagno costruito in quel modo, che non sia data dal parallelo tra la resistenza di carico dello stadio con quella interna dei dispositivi (qualche Kohm mediamente).
3. Affermi: " Senza condensatore o senza una qualche tipo di impedenza che collega ingresso e uscita di questo stadio *non* abbiamo un VAS ma un normale amplificatore di corrente.....". La reazione locale non centra nulla con il funzionamento dello stadio. Uno stadio a tranconduttanza come quello diventa un "amplificatore di tensione" per la semplice legge di ohm, ossia ponendo un rapporta tra la resistenza di carico (sia essa formata dallo stadio successivo come nei casi che citi o da una semplice resistenza posta verso massa o Vcc come molti fanno) ed il guadagno di corrente che lo stadio a transconduttanza genera. L' ammontare di NFB locale modifica semplicemente il guadagno complessivo, e il Cdom ne determina il polo dominante a bassa frequenza, quindi il decadimento di gain in frequenza. Peraltro, se si volesse ottenere una bassa impedenza con la NFB, si dovrebbe praticamente annullare (o quasi) tutto il guadagno di tensione, come in qualche passaggio tu dici, per cui che io sappia nessuno usa quel metodo locale per ottimizzare lo stadio. Semmai ci si mette uno stadio inseguitore locale, in modo di fare un "vero stadio a transimpedenza" completo prima dello stadio di uscita vero e proprio.

Sarebbe poi utile capire in che relazione una rotazione di fase del carico di uscita si ripercuota sul VAS. Di sicuro in termini di variazioni di carico, perchè gli stadi finali sono spinti ad erogare più o meno energia istantanea, ma che il carico del VAS diventi "reattivo di riflesso" è un concetto molto singolare. Ed io che pensavo che in un generatore di tensione (uscita a bassa impedenza) la relazione di fase V/I si riflettesse sul generatore solo in termini di energia istantanea da erogare....

Insomma, Piercarlo, va bene disquisire in vario modo, va bene sbagliarsi su qualche termine (come capita pure a me), ma non capisco il senso di fare descrizioni cosi "colorite" e di conseguenza molto forvianti.

ciao

Mauro
http://www.webalice.it/mauro.penasa/index.html
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