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      Messaggio Da TOMMY's Lun Ago 18, 2008 5:39 pm

      In elettronica si parla di applicazioni audio quando un circuito viene
      progettato allo scopo di elaborare un segnale caratteristico della
      banda di frequenze audio.
      Ma forse è opportuno prima specificare che col termine
      segnale si intende una qualsiasi tensione elettrica che varia nel tempo, riproducendo l'andamento di un determinato fenomeno fisico.

      APPLICAZIONI AUDIO Apau01
      figura 1 - chitarra elettrica
      i pickup magnetici raccolgono le vibrazioni delle corde e le trasformano in una tensione elettrica modulata

      Se, ad esempio, cantiamo davanti a un microfono, nella bobina di
      quest'ultimo nasce una tensione variabile che riproduce fedelmente,
      istante dopo istante, le variazioni della pressione determinata dalle
      onde sonore di chi canta; tale tensione è un segnale.
      Se suoniamo una chitarra elettrica, i pick-up magnetici che si trovano
      sotto le corde raccolgono le vibrazioni di queste ultime e le
      trasformano in una tensione modulata che riproduce le stesse
      vibrazioni; anche questo è un segnale.
      Esistono molti altri esempi di segnali in elettronica (segnali radio,
      radar, video, ecc.) ma adesso a noi interessa parlare solo di quelli
      che sono collegati al suono, ai rumori, alla musica ed insomma a tutto
      quello che possiamo percepire col nostro udito. L'orecchio umano può
      rilevare, quando è perfettamente sano, frequenze comprese nella gamma
      20 ÷ 20000 hertz, per cui è in tale banda di frequenze che operano i
      circuiti audio.
      Uno dei ciruiti elettronici audio più diffusi è l'amplificatore; come
      dice il nome, si tratta di un circuito il cui compito è quello di
      "amplificare", ovvero rendere più ampia, una tensione modulata, allo
      scopo di consentirne successive utilizzazioni. Pensiamo ad un concerto
      rock:
      APPLICAZIONI AUDIO Apau02
      figura 2

      la spaventosa potenza sonora prodotta dalle casse (si parla anche di
      migliaia di watt) non è altro che la riproduzione enormemente
      amplificata di vari segnali, in origine di piccolissima ampiezza,
      provenienti da microfoni, chitarre, batterie, tastiere, ecc.; se si
      pensa che il segnale in uscita da una chitarra elettrica è dell'ordine
      di qualche mV (millivolt, cioè millesimi di volt), e che le tensioni
      che pilotano altoparlanti come quelli da stadio sono dell'ordine di
      svariate decine di volt, si comprende perchè sia necessario ricorrere
      agli amplificatori audio per far arrivare alle migliaia di persone di
      un concerto la musica suonata sul palco.
      L'impiego dell'elettronica nel campo musicale ed audio in genere è reso possibile da dispositivi chiamati
      trasduttori.
      Un trasduttore è qualcosa che trasforma un tipo di energia in un altro:
      per esempio, il microfono raccoglie le vibrazioni prodotte dalla voce,
      o meglio la pressione delle corrispondenti onde sonore, e le trasforma
      in una tensione elettrica. E' un trasduttore anche l'altoparlante, che,
      alimentato da un segnale elettrico di potenza adeguata, la trasforma in
      energia meccanica mettendo in vibrazione il suo cono; questo, a sua
      volta, trasmette all'aria quelle vibrazioni che il nostro orecchio
      percepisce come suono.
      L'elettronica, quindi, interviene tramite un "circuito amplificatore",
      elevando di migliaia di volte l'ampiezza di quella debolissima corrente
      prodotta dal microfono e portandola ad una potenza in grado di far
      muovere anche un grosso altoparlante del peso di decine di chili.
      Un amplificatore è composto da vari stadi in cascata, che cioè si
      susseguono uno dopo l'altro; i primi stadi, detti di preamplificazione,
      hanno il compito di elevare la tensione
      APPLICAZIONI AUDIO Apau03
      figura 3 - equalizzatore RIAA per testina magnetica

      del segnale in ingresso, in genere da pochi millivolt ad alcuni volt;
      gli stadi finali devono invece produrre potenza, richiamando
      dall'alimentatore forti correnti che vengono inviate all'uscita, dove
      sono collegati gli altoparlanti.
      Un preamplificatore non ha solo il compito di elevare la tensione del
      segnale in ingresso; spesso, infatti, tale segnale deve essere
      modificato nella sua composizione spettrale, perchè possa essere
      restituito fedelmente il suono originale.
      Ciò è particolarmente vero, ad esempio, quando si amplifica il segnale
      proveniente dalla testina magnetica di un giradischi (quando ancora si
      usavano i bei dischi in vinile...): per esigenze tecniche, quando il
      segnale musicale viene inciso sul disco master, da cui poi si
      ricaveranno le copie, le varie frequenze sonore non vengono registrate
      con la loro ampiezza reale; poichè alle frequenze basse corrispondono
      vibrazioni più ampie, al punto che un solco potrebbe andare a toccare
      quello vicino, questa banda viene attenuata, tanto di più quanto più le
      frequenze sono basse. Nel momento in cui il disco viene riprodotto, se
      si vuole che ciò che si sente sia fedele al pezzo originale, occorre
      mettere in atto il processo inverso: tale operazione è proprio compito
      del preamplificatore, che in tal caso agisce come un
      "equalizzatore".
      L'equalizzazione di un segnale, cioè l'operazione di ripristinare il
      giusto livello delle varie frequenze che lo compongono, è un
      procedimento ben definito, che avviene in ogni caso rispettando i
      valori di quella che viene detta
      "curva di equalizzazione".

      APPLICAZIONI AUDIO Apau04
      APPLICAZIONI AUDIO Apau05
      figura 4 - amplificatore da 25W, realizzato con componenti discreti (sopra) e con un circuito integrato (sotto)

      La curva di equalizzazione relativa alla testina magnetica che legge un
      disco in vinile è la curva RIAA, così come, per i segnali registrati su
      nastro magnetico, esiste la curva di equalizzazione NAB.
      La correzione dell'ampiezza del segnale alle varie frequenze viene
      realizzata con apposite reti di resistenze e condensatori, poste in
      serie al segnale o sul circuito di contro-reazione, come si vede nel
      circuito di figura 3, dove il preamplificatore è realizzato con un
      circuito integrato LM381 della National. Il segnale proveniente dalla
      testina entra sull'ingresso non invertente (piedino 1); sull'ingresso
      invertente risulta invece collegata una rete (i cui componenti sono in
      colore rosso) che riporta indietro parte del segnale in uscita,
      realizzando una reazione negativa o "controreazione", che ha lo scopo
      di ridurre l'amplificazione di determinate frequenze, a vantaggio di
      quelle che in fase di registrazione sono state attenuate.
      Sarebbe interessante trattare degli stadi di amplificazione a
      transistori, delle caratteristiche configurazioni in classe A, in
      classe B, ecc., ma non sarebbe molto utile, poichè la presenza in
      commercio di un'infinità di circuiti integrati belli e pronti, ed a
      prezzi irrisori, rende priva di senso la costruzione in proprio di un
      amplificatore utilizzando componenti discreti (e cioè singoli
      transistor, resistenze, condensatori, ecc.).
      In figura 4 è possibile confrontare gli schemi di due amplificatori di
      prestazioni più o meno equivalenti: quello in alto è realizzato con
      sette transistor, oltre a varie resistenze e condensatori, mentre
      quello in basso è realizzato con un circuito integrato, i cui piedini
      sono indicati dai numeri posti vicino al simbolo centrale a triangolo;
      è evidente la notevole differenza di complessità fra i due schemi,
      senza considerare che il primo, oltre a richiedere più tempo per il
      montaggio, risulta anche più costoso in termini di prezzo dei vari
      componenti.
      La costruzione in proprio con componenti discreti (ovvero sfusi) può
      quindi essere giustificata solo in casi molto particolari, come ad
      esempio quando un audiofilo raffinato, dotato anche di notevoli
      capacità progettuali, voglia sperimentare qualche particolare soluzione
      circuitale o avvalersi di componenti selezionati che egli ritiene in
      grado di garantire prestazioni particolarmente valide; quanto, poi,
      queste presunte differenze siano realmente percepibili durante il
      normale ascolto, è tutto da dimostrare.
      Vi sono anche accaniti sostenitori degli amplificatori a valvole, il cui suono, dicono, è di una purezza

      APPLICAZIONI AUDIO Apau06figura 5 valvola: pentodo EL34

      non raggiungibile con circuiti a semiconduttori. A parte le
      considerazioni nostalgiche, è mio parere che, chiacchierando
      amichevolmente tra appassionati, si può affermare qualunque cosa:
      qualcuno dirà "le valvole hanno un suono più caldo", altri diranno che
      il suono delle valvole è "cristallino". Resta il fatto che le
      caratteristiche di un amplificatore si dovrebbero valutare in base a
      parametri dal significato indiscutibile, quali la distorsione armonica,
      la risposta ai transienti, la banda passante, il rumore di fondo, ecc.;
      le altre considerazioni sono solo valutazioni emozionali, affidate alla
      sensibilità ed alle convinzioni personali.
      Fatte queste premesse, forse anche un pò dispersive, vedremo in altre
      pagine di questo sito come costruire in pratica qualche semplice
      circuito che possa tornare utile nelle circostanze più comuni.
      Nuovi progetti saranno aggiunti di volta in volta, anche in seguito ad eventuali richieste dei visitatori.

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