Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore

Autore Topic: Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore  (Letto 7111 volte)

Offline Stefano Di Bartolomeo

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Ricordate questi due grafici?
« Ultima modifica: 09 Maggio 2016, 14:28:24 da Stefano Di Bartolomeo »

Offline Stefano Di Bartolomeo

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #1 il: 09 Maggio 2016, 14:43:01 »
Rappresentano la risposta in frequenza su carico reale (Audiolab Delta 4) di due amplificatori: uno a valvole (Converso HA1) e una a transistor (EAM Lab HA-600), caratterizzati da fattori di smorzamento (DF) molto diversi.

Circa 10 per il valvolare e circa 100 per quello a semiconduttori.

Come si evince dai grafici la risposta in frequenza risente notevolmente del valore del DF.

Fatte queste premesse mi sembra interessante riportare un metodo per misurare tale valore sul proprio amplificatore.

ATTENZIONE - Misurare il fattore di smorzamento di un amplificatore è concettualmente facile ma praticamente impegnativo. Bisogna prestare attenzione al set up di misura altrimenti si rischia di incorrere in errori anche molto grossolani...

Cominciamo.
Il valore del fattore di smorzamento è direttamente proporzionale all’impedenza di uscita dell’amplificatore (Rout).

Quindi misurando l'impedenza di uscita è facile calcolare il DF.

...continua
« Ultima modifica: 25 Novembre 2023, 18:38:40 da Stefano Di Bartolomeo »

Offline Marco Giussani

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #2 il: 10 Maggio 2016, 09:13:53 »
Rappresentano la risposta in frequenza su carico reale (Audiolab Delta 4) di due amplificatori: uno a valvole (Converso HA1) e una a transistor (EAM Lab HA-600), caratterizzadi da fattori di smorzamento (DF) molto diversi.

Circa 10 per il valvolare e circa 100 per quello a semiconduttori.

Come si evince dai grafici la risposta in frequenza risente notevolmente del valore del DF.

Fatte queste premesse mi sembra interessante riportare un metodo per misurare tale valore sul proprio amplificatore.

ATTENZIONE - Misurare il fattore di smorzamento di un amplificatore è concettualmente facile ma praticamente impegnativo. Bisogna prestare attenzione al set up di misura altrimenti si rischia di incorrere in errori anche molto grossolani...

Cominciamo.
Il valore del fattore di smorzamento è direttamente proporzionale all’impedenza di uscita dell’amplificatore (Rout).

Quindi misurando l'impedenza di uscita è facile calcolare il DF.

...continua


continua? quando? come? dove? manco beautiful ci molla così?  :occasion5:
il fattore di smorzamento non è sempre dichiarato nelle specifiche tecniche di un amplificatore?
può variare col deterioramento dell'ampli? quali sono i motivi principali che possono spingerci a fare una misurazione del genere?
ciao ciao
Considerate la vostra semenza:
fatti non foste a viver come bruti,
ma per seguir virtute e canoscenza.

www.giussani-research.it

Offline Stefano Di Bartolomeo

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #3 il: 10 Maggio 2016, 11:45:42 »
Come prima cosa ricordo che per definizione il fattore di smorzamento è dato da:

DF = Impedenza di carico / Impedenza di uscita dell'amplificatore

Convenzionalmente si assume come impedenza di carico 8 ohm. Sostituendo otteniamo:

DF = 8 / Rout
Per calcolare il DF basta quindi calcolare la sola Rout.
Vediamo quindi come misurare la Rout. Per fare questo ci avvarremo di una misura indiretta.

Ripassiamo un po' di elettronica...
E cominciamo dall'equazione del partitore resistivo.
« Ultima modifica: 10 Maggio 2016, 11:47:48 da Stefano Di Bartolomeo »

Offline Stefano Di Bartolomeo

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #4 il: 10 Maggio 2016, 11:50:40 »
Come molti di voi ricorderanno (almeno lo spero) V2 = V1*R2/(R1+R2).
 
Ora ricaviamo R1.
Risparmiandovi i vari passaggi, otteniamo

R1 = R2*(V1-V2)/V2

Se adesso modifichiamo il precedente circuito con il seguente
« Ultima modifica: 10 Maggio 2016, 11:51:37 da Stefano Di Bartolomeo »

Offline Stefano Di Bartolomeo

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #5 il: 10 Maggio 2016, 11:57:26 »
Ove DUT è il nostro amplificatore sotto test, misurare la Rout (uguale a R1) diventa semplice (ma non banale).

Basterà, nell'ordine:
- inviare all'ingresso dell'amplificatore un segnale sinusoidale a 1kHz;
- regolare il livello di uscita per ottenere una tensione di 1 V a vuoto, ossia senza resistenza di carico;
- eseguire la stessa misura con il carico (R2) collegato;
- applicare le precedenti formule (R1 = R2*(V1-V2)/V2 e DF = 8 / Rout);
- ripetere, per sicurezza, con una tensione di uscita maggiore (per esempio 4 V);
- ripetere il tutto anche a 100 Hz e 10 kHz e il gioco è fatto!

Semplice vero?
Purtroppo in pratica vedremo che dovremo affrontare un problema non da poco: la precisione della misura.
« Ultima modifica: 10 Maggio 2016, 11:59:39 da Stefano Di Bartolomeo »

Offline Stefano Di Bartolomeo

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #6 il: 10 Maggio 2016, 17:40:13 »
Cominciamo ad attrezzarci...

Generatore di frequenze
Come generatore di frequenza possiamo utilizzare un normale PC con un player software (Foobar, JRiver) e opportuni file test con le frequenze che ci interessano (è abbastanza facile reperire in rete CD test o frequenze campione).
Ovviamente se uno possiede un generatore di funzioni è tutta un'altra cosa  :)

Multimetro digitale

Qui purtroppo non possiamo accontentarci dello strumentino cinese da 10 euro. Abbiamo infatti bisogno di uno strumento preciso con 4 cifre dopo la virgola.
Io tempo fa ho acquistato (direttamente dalla Cina) questo Uni-Trend UT-61E (http://uni-trend.com/UT61E.html) che, ha fronte di un prezzo contenuto, è adattissimo ai nostri scopi.
Ora si trova facilmente su Amazon.it a meno di 60 euro.

Resistenza di carico

Considerando che effettueremo le misure ad un massimo di 4 V (pari a 2 W su 8 ohm) andranno benissimo resistenze non induttive ad impasto.
E' consigliabile collegarne diverse in parallelo, per un valore totale di 8 ohm, al fine di aumentare la dissipazione per evitare variazioni di resistenza dovute al riscaldamento.
Direi che realizzare un carico con una dissipazione di circa 20 W possa andare bene.

Se invece vogliamo approfittare per costruire un carico fittizio di alta potenza, potremo impiegare resistenze corazzate da 20-50 W montate su un opportuno dissipatore in alluminio (meglio se coadiuvato da una ventola).

Cablaggio
Dotarsi di cavetti terminati con connettori a coccodrillo di buona fattura (reperibili presso un qualsiasi negozio di elettronica o in rete). Assicurarsi di effettuare un collegamento stabile tra multimetro e resistenza di carico.

Tabella Excel

Questa ci faciliterà i calcoli del DF senza sbattersi con calcolatrice e affini  ;)
Tranquilli... ve la fornirò io  :)
« Ultima modifica: 25 Novembre 2023, 18:44:40 da Stefano Di Bartolomeo »

Offline Stefano Di Bartolomeo

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #7 il: 13 Maggio 2016, 13:21:36 »
Come promesso, ecco il foglio di calcolo del DF.

Sono presenti valori per evidenziare i risultati dei calcoli.
Ovviamente dovrete sostituire i valori presenti con quelli risultanti dalle vostre misure.
« Ultima modifica: 13 Maggio 2016, 14:49:27 da Stefano Di Bartolomeo »

Offline Stefano Di Bartolomeo

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #8 il: 13 Maggio 2016, 13:38:54 »
E ora cominciamo a misurare  :D

Accendete il vostro multimetro e lasciatelo scaldare per circa 10 minuti.

Prendete il carico fittizio precedentemente realizzato e misuratene con molta cura il valore di resistenza.
Supponiamo di leggere sul multimetro il seguente risultato: 8,0762 ohm.
Inserite questo valore nella cella C12 relativa ad R2 e automaticamente lo stesso valore sarà riportato anche nelle celle D12 ed E12.

Ora accendete l'amplificatore e aspettate circa 10-20 minuti che vada a regime termico. Quindi collegate il generatore di frequenze (strumento o PC) regolato sulla frequenza di 1 kHz all'ingresso sinistro e collegate il multimetro sulla stessa uscita dell'amplificatore (ovviamente senza nessun carico connesso).
Assicuratevi che il contatto tra i morsetti del volmetro e i connettori dell'amplificatore sia assolutamente stabile.

Regolate quindi il livello di uscita in modo tale da leggere una tensione il più possibile vicina a 1 V (per esempio va bene 0,9987 V come 1,0014 V) e riportate questo valore nella casella D13 del foglio di calcolo.

Ora collegate il carico facendo sempre attenzione che la connessione sia ben stabile.
Misurate la nuova tensione di uscita in queste condizioni (per esempio 0,9942 V) e riportate il valore nella cella D14.

Nella cella D18 avremo il valore del DF (57) a 1 kHz  :)

Ripetete quindi la stessa procedura a 100 Hz e 10 kHz.
Se volete una maggiore sicurezza del risultato, ripetete il tutto anche per un livello di uscita di 4 V e il gioco è fatto  :occasion5:
« Ultima modifica: 13 Maggio 2016, 14:47:10 da Stefano Di Bartolomeo »

Offline Francesco Canora

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #9 il: 03 Febbraio 2018, 16:35:32 »
ottimo Stefano, scopro solo ora questo bel post !

Offline Stefano Di Bartolomeo

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #10 il: 04 Febbraio 2018, 22:33:29 »
Grazie.
Calcolo del DF e simulazione della risposta dell'amplificatore su carico reale fanno scoprire belle cose  ;)

Offline Giovanni Ranieri

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #11 il: 08 Febbraio 2018, 12:42:15 »
Praticamente, mi sembra di notare che la risposta dell'ampli valvolare, sia quasi allineata all'andamento del modulo dell'impedenza del diffusore; si nota fra l'altro a 315 Hz l'azione della cella di compensazione dell'impedenza alla risonanza del mid ITT LPKM130/50 120T, o è una pura coincidenza.
Colgo l'occasione per chiedere gentilmente sia a Stefano che a Marco se possono postare rispettivamente, la misura del modulo dell'impedenza delle Audiolab Delta 4 e quello delle Delta 4R3improved del 2003, grazie.
Mi sembra di ricordare che Renato nella relazione riguardante le Delta 4R3I del 2003, avesse inserito il modulo d'impedenza misurato senza la cella di compensazione, che fu installata in seguito alle osservazioni di Stefano che ne sottolineo la presenza.
Cordialmente
Giovanni
« Ultima modifica: 08 Febbraio 2018, 12:44:50 da Giovanni Ranieri »

Offline Guido Zito

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #12 il: 15 Ottobre 2019, 18:37:29 »
Parlando da profano...


Premettendo di possedere un amplificatore a transistor in classe AB, stereo, con un fattore di smorzamento pari a 200.


A patto di dare in ingresso lo stesso segnale per entrambi i canali, è possibile mettere in parallelo le uscite dell'amplificatore, allo scopo di raddoppiare il fattore smorzamento?


....ammesso che quello che accade sia veramente questo....


Sotto inteso che alla fine è una soluzione monofonica.

Offline Stefano Di Bartolomeo

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #13 il: 21 Novembre 2019, 00:37:20 »
Direi proprio di no. Hai solo ottime possibbilità di rompere l'amplificatore  :) :) :)
Per aumentare il fattore di smorzamento generalmente si usano più transistor di uscita in parallelo.
Considera che un DF di 200 è già un ottimo valore, soprattutto se non cala ad alta frequenza.
« Ultima modifica: 21 Novembre 2019, 00:37:43 da Stefano Di Bartolomeo »

Offline Giuseppe Palmiotti

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Re:Calcoliamo il fattore di smorzamento di un amplificatore
« Risposta #14 il: 25 Novembre 2023, 12:24:59 »
Buongiorno.


 :(  Una volta scaricati non riesco ad aprire nessuno dei file allegati, risultano danneggiati.


Se è possibile ripristinarli.


Grazie
« Ultima modifica: 25 Novembre 2023, 12:25:46 da Giuseppe Palmiotti »