Come modificare un integrato

Proton AM-452

Come modificare un integrato con 100.000 lire di componenti e vivere felici

Proton-AR117-1

In campo motoristico vi sono sempre state elaborazione e modifiche; quanti di noi, ricevuto il primo ciclomotore, dal «Ciao» al «KTM», non hanno mai pensato di apportare quella modifica che avrebbe portato l’amato mezzo di trasporto a prestazioni superiori? Molti lo hanno fatto, altri non hanno potuto farlo per ragioni economiche (da ragazzi non è che si abbiano grosse disponibilità!), o per altre più condizionanti (e poi, chi li sentiva i genitori?!). Vi sono persone che pur di ottenere dalle proprie automobili prestazioni al di sopra di quello per cui sono state progettate, spendono cifre folli, vi sono ragazzi che spendono, ad esempio, cifre pari a tredici milioni per montare una modifica sulla loro «Clio», che costa circa la stessa cifra!!

Voi direte: ma cosa c’entrano le follie fatte da alcuni ragazzi sui propri mezzi di locomozione con la nostra Hi-Fi? Praticamente nulla, ma il preambolo è servito solamente ad introdurre un discorso che si va diffondendo nel campo degli appassionati auto costruttori, molti di loro sono diventati dei modificatori di apparecchi, alcuni raggiungendo risultati anche molto buoni rispetto alle cifre spese. Altri vorrebbero provare, ma non sanno dove cominciare ed avrebbero bisogno solamente di un aiuto, per iniziare a comprendere come e dove mettere le mani.

Da questo mese dunque, introduciamo una rubrica che avrà, almeno nelle nostre intenzioni, cadenza più o meno mensile, e tenterà di consigliare, provare, ascoltare e discutere di possibili interventi e modifiche su degli oggetti Hi-Fi di normale produzione e vendita.

Non vorremmo che alcuni, leggendo queste prime righe, saltino subito all’articolo successivo in quanto non si sentono in grado di affrontare discorsi molto tecnici o
che non si trovano a proprio agio con un saldatore in mano. Questo per due ragioni semplicissime:

  1. non proporremo mai modifiche troppo impegnative degli apparecchi in quanto lo scopo della rubrica è quello di consentire alla maggior parte dei lettori di AUDIOreview di comprenderne gli schemi elettrici e di ottenere risultati significativi con un impegno modesto, praticamente si tratterà di imparare ad usare il saldatore, cosa sicuramente facilissima, se si seguono certe precauzioni.
  2. Non vogliamo stravolgere i progetti degli apparecchi; questi sono frutto di un lavoro di una o più persone, che hanno impegnato il proprio tempo e denaro nella realizzazione di essi, molti di loro sono frutto di scelte progettuali ben definite, quindi non riteniamo giusto, né «morale», modificarli in modo pesante.

Normalmente, dato che faremo riferimento a sistemi di ampia diffusione, quindi di costi non troppo alti, la nostra opera verterà sul miglioramento qualitativo dei componenti utilizzati, che il progettista per motivi di budget non ha potuto utilizzare. Questo del costo è sicuramente un fattore importantissimo, non consiglieremo delle modifiche tali da superare il 30%-35% del costo totale dell’oggetto; potremo proporre più livelli di modifica, in modo da poter operare per gradi e valutare i risultati raggiungibili mano a mano che si procede nelle modifiche. Sappiamo di audiofili che si sono fatti prendere la mano ed hanno speso cifre ben superiori al costo dell’oggetto modificato, raggiungendo certamente dei risultati udibili e significativi, ma che avrebbero ottenuto, più semplicemente, comperando un oggetto di classe di prezzo superiore a quello originale.

Inoltre cercheremo per quanto possibile di agire secondo una filosofia di «modifiche non distruttive», nel senso che dovrà essere sempre possibile tornare indietro e riportare l’apparecchio alla situazione originale.

A proposito di modifiche distruttive o non distruttive, ricordiamo che ovviamente qualsiasi intervento sugli apparecchi farà decadere istantaneamente la garanzia del costruttore, quindi consigliamo di operare le modifiche solamente dopo che la stessa sarà scaduta, in ogni caso ognuno è libero di decidere, da parte nostra noi ve lo abbiamo ricordato, dunque sta a voi la scelta se rinunciare alla garanzia ed operare le modifiche, oppure aspettare la scadenza della stessa.

Vorremmo inoltre che chi ha già operato delle modifiche che a suo giudizio sono risultate interessanti, e che rispettino, in linea di massima, i punti sui quali vogliamo basarci, ci inviino la loro documentazione; se saranno ritenute interessanti potrebbero essere descritte, anche da loro stessi, su queste pagine dopo che, ovviamente, anche noi avremo ascoltato e giudicato i risultati ottenuti.

Risulta evidente la differenza, anche estetica, tra i due amplificatori, i rossi condensatori Wima predominano su tutti gli altri componenti, forse alla pari con i grossi elettrolitici di filtro, la modifica ha messo sicuramente più colore nel Proton modificato!

Risulta evidente la differenza, anche estetica, tra i due amplificatori, i rossi condensatori Wima predominano su tutti gli altri componenti, forse alla pari con i grossi elettrolitici di filtro, la modifica ha messo sicuramente più colore nel Proton modificato!

Nelle fasce di prezzo più popolari, normalmente il tallone di Achille delle realizzazioni risiede nella qualità della componentistica utilizzata, che per ragioni di costo
non è possibile utilizzare; mentre per quanto riguarda il progetto, se l’azienda costruttrice possiede una propria filosofia, il suo costo è di tipo fisso e può essere ripartito su tutta la produzione, dato che stiamo parlando di amplificatori di fascia medio-bassa, dunque di grandi numeri, esso incide relativamente poco sul prezzo finale, naturalmente tutto questo se l’azienda è «seria». Questo mese iniziamo con un amplificatore integrato di larga diffusione, il Proton AM-452, un piccolo integrato da 25 watt per canale.

L’integrato si presenta in un piccolo contenitore dal basso profilo, i comandi sono pochi, ma ben pensati e la versatilità non ne risente certamente.

Aprendo l’apparecchio si nota subito che lo spazio non è del tutto utilizzato, a sinistra troviamo infatti isolato il trasformatore, quindi a destra la scheda che contiene tutti i circuiti, con al centro una traversa angolare di alluminio che funge da dissipatore termico per le coppie di transistor finali dei due canali e che ospita anche il moltiplicatore di Vbe, esposto così alle stesse escursioni termiche dei finali.

La filatura non è delle più ordinate, ma dobbiamo ricordarci ancora una volta che stiamo parlando di un integrato dal costo intorno alle cinquecentomila lire!
La qualità della componentistica attiva utilizzata è di buon livello ed in ogni caso più che adeguata alla classe dell’apparecchio, mentre la componentistica passiva non è forse all’altezza di quella attiva, in particolare i condensatori, il trasformatore di alimentazione ed i potenziometri sono di livello leggermente inferiore (vogliamo ribadire che l’inferiorità dei componenti passivi va intesa relativamente alla qualità di quelli attivi, non in assoluto rispetto alla classe dell’apparecchio).

Stiamo cercando di individuare alcuni dei possibili punti deboli dell’integrato, cosa alquanto difficile per il Proton AM-452 che possiede già un altissimo rapporto
qualità/prezzo e d’altra parte non vogliamo stravolgere un progetto che è sicuramente valido.

Inoltre ricordiamo che esiste una versione denominata AM-452 PRO utilizzante uno schema elettrico analogo a quello dell’AM-452 e che fa uso di componentistica
selezionata e di una diversa sezione di alimentazione.

Il piano d’intervento che pensiamo di attuare è quello di sostituire i condensatori lungo il percorso del segnale, almeno i principali, altri, di quelli che indicheremo,
potrebbero essere sostituiti, ma non vogliamo superare i limiti di spesa totale che ci siamo posti.

L'unico posto dove si sono potuti collegare i piccoli (come capacità!) condensatori in pa rallelo ai grossi elettrolitici di filtro dell'ali mentatore.

L’unico posto dove si sono potuti collegare i piccoli (come capacità!) condensatori in parallelo ai grossi elettrolitici di filtro dell’alimentatore.

Le operazioni per operare la sostituzione non sono difficilissime, ma richiedono una certa dose di cautela (e di pazienza, in tutto abbiamo dovuto svitare 37 viti!), in
quanto non si può rischiare di «cuocere» qualche transistor o addirittura qualche pista del circuito stampato, dunque dobbiamo usare un saldatore a bassa potenza
(non usate assolutamente quelli a pistola da 100 watt), meglio sarebbe usare le stazioni di saldatura termocontrollate. Per effettuare le saldature ricordiamo che se è
vero che non dobbiamo stare troppo con il saldatore sulla piazzola del circuito stampato, d’altra parte non dobbiamo effettuare saldature «fredde», quindi  dobbiamo vedere lo stagno spandersi sulla pista e una volta raffreddato assumere una bella lucentezza e non rimanere opaco.

Per poter lavorare comodamente si dovrà togliere tutta la scheda madre ed il profilato che funge da aletta di raffreddamento per i finali, si deve fare attenzione in quanto questo è connesso alla scheda solo tramite i reofori dei transistor finali, quindi agite con molta cautela!

La batteria dei quattro poderosi elettrolitici, che sembra pronta a fornire tutta la potenza di cui sono capaci. (Attenzione alla polarità!)

La batteria dei quattro poderosi elettrolitici, che sembra pronta a fornire tutta la potenza di cui sono capaci. (Attenzione alla polarità!)

I condensatori elettrolitici originali lungo il percorso del segnale sono, ovviamente, molto piccoli rispetto a quelli sostituiti che sono della WIMA serie MKS, anzi, come si può osservare nelle foto, non essendo riusciti a reperire i valori da 10 pF (pareche della serie MKS non esistano) abbiamo dovuto pome due in parallelo, questo ci ha causato qualche problema in quanto le differenze volumetriche sono veramente notevoli. Nessun problema abbiamo avuto invece per i condensatori di filtro dell’alimentatore (fate attenzione alla polarità!) in quanto sulla scheda vi è spazio a sufficienza, abbiamo anche connesso in parallelo ai grossi elettrolitici quattro piccoli condensatori non polarizzati di alta qualità, per problemi di spazio sono stati posizionati sul lato rame del circuito stampato.

Mediante il ponte di misura a microprocessore di cui è dotato il laboratorio di AUDIOreview, abbiamo misurato il fattore di dispersione e la capacità dei condensatori, i risultati sono visibili in tabella.

proton-tabella

Vi è da notare che si sarebbero potuti sostituire anche altri componenti, come il potenziometro del volume, sicuramente di non alta qualità, ma avremmo dovuto rinunciare al loudness e per i principi che abbiamo esposto in precedenza non ce la siamo sentita, inoltre non è detto che gli effetti di un’eventuale sostituzione del potenziometro sarebbero stati evidenti. Vi sono anche altri condensatori che avremo potuto sostituire, ma non è stato fatto per non superare i limiti di spesa prefissati.

Per quanto riguarda i condensatori dello stadio phono, la loro sostituzione avrebbe comportato la realizzazione di un nuovo schermo di alluminio, in quanto non sarebbe stato possibile inserire i condensatori della Wima in quello originale, inoltre le prove d’ascolto sono state fatte utilizzando l’ingresso CD, in quanto volevamo verificare i cambiamenti della sezione finale.

Ecco la vista della scheda modificata, se per gli elettrolitici di filtro non si sono avuti problemi di spazio, per i «rossi» abbiamo dovuto dotarli di reofori «custom made», brutti a vedersi, ma non vi era altra possibilità (un consiglio: cercate di mantenerli più corti possibile).

Ecco la vista della scheda modificata, se per gli elettrolitici di filtro non si sono avuti problemi di spazio, per i «rossi» abbiamo dovuto dotarli di reofori «custom made», brutti a vedersi, ma non vi era altra possibilità (un consiglio: cercate di mantenerli più corti possibile).

Per quanto riguarda i risultati al banco di misura e di ascolto vi rimandiamo ai riquadri specifici, ma dobbiamo dire che ci hanno piacevolmente sorpreso, non pensavamo che sarebbero stati così evidenti; il Proton modificato è uscito dalla modifica sicuramente più «grande», «più sicuro di sé», senza quegli «isterismi» che sono propri dei piccoli amplificatori quando sono tirati al limite.

Un’ultima nota riguarda la spesa sostenuta per le modifiche (tutti i componenti ci sono stati forniti dalla Selection Components di Roma) i  condensatori
elettrolitici della ROE da 4700 μF hanno un prezzo di L. 6.000, mentre quelli della Wima hanno un prezzo di L. 3.000 (i prezzi sono esclusa IVA); in totale abbiamo
quindi speso una cifra intorno alle 60.000 lire, il che non è poi tanto, considerando i risultati raggiunti. Per le prossime modifiche aspettiamo la vostra reazione, se
verrà dimostrato un certo interesse da parte vostra e ci saranno date indicazioni, procederemo con ulteriori proposte.


L’ascolto: confronto prima e dopo la cura

Per verificare le differenze eventualmente prodotte, ci siamo muniti di un altro esemplare del piccolo amplificatore americano. Devo dire che per poter ascoltare gli sperati miglioramenti ho dovuto allestire un sistema un po’ macchinoso, infatti come sorgente di segnale ho scelto il CD player Marantz CD94, utilizzato come riferimento nella sala d’ascolto di AUDIOreview; le sue uscite sono state mandate ad un preamplificatore Jadis, quindi, utilizzando le due uscite main di quest’ultimo, il segnale è stato inviato agli ingressi CD dei due Proton, quindi abbiamo utilizzato un commutatore per poter collegare alternativamente gli amplificatori ai sistemi di altoparlanti utilizzati, che sono stati gli Arcus Artline, le piccole Boston HD-5.

Le piccole Boston suonano molto bene, ma sono un po’ carenti in gamma bassa, e ciò risulta ovvio, viste le dimensioni veramente minime; al primo impatto, alla commutazione degli ampli, sembrava che il suono del Proton modificato fosse un po’ chiuso specialmente nei registri alti dello spettro, mentre in gamma bassa appariva più frenato; certamente la cosa mi ha preoccupato un poco: «Vuoi vedere che tutte le teorie su fattori di dispersione dei condensori, della loro influenza sul suono, della capacità dinamica che sarebbe dovuta aumentare, sono tutte balle?».

Ho chiesto subito soccorso a Pierfrancesco Fravolini ed a Roberto Lucchesi, che ho tirato in sala d’ascolto con le buone e con le cattive, ed ho proposto loro un ascolto alla cieca, anche loro hanno avuto le stesse impressioni iniziali, ma poi ascoltando un po’ più attentamente ci siamo accorti che la modifica aveva reso il Proton più controllato su tutto lo spettro, non solo in gamma bassa.

Per appurare questo, ho allora collegato ai due amplificatori i diffusori Arcus, molto più impegnativi e ben più validi in gamma bassa dei piccoli Boston; le differenze si sono allora rese molto più evidenti, l’AM-452 modificato ha presentato un controllo ed una resa della scena acustica sicuramente migliori ed in particolare quest’ultima è sembrata più stabile, il suono uscente dalle Arcus appariva più omogeneo e gli altri, che con le Boston sembravano più evidenti nell’amplificatore «normale», ora sullo stesso, sembravano… «strillati».

Il Proton modificato è sembrato più «grande», più controllato nelle sue «reazioni», ma anche più «profondo», in una parola più eufonico, anche se questa qualità è risultata un po’ nascosta, con i piccoli diffusori che per ragioni «volumetriche» non possiedono una gamma bassa a livello adeguato.

Alla fine della prova d’ascolto quali conclusioni possiamo trarre? Il piccolo amplificatore americano ha dimostrato ancora una volta la qualità del progetto, in quanto è bastato sostituire pochissimi componenti del valore di alcune migliaia di lire per ottenere dei cambiamenti apprezzabili, soprattutto in gamma bassa, come era lecito aspettarsi, ma c’è da sottolineare ancora una volta, che tutto lo spettro audio è apparso migliorato, ma questi miglioramenti si sono resi evidenti solo dopo un attento ascolto e non si sono evidenziati subito, anzi, la prima impressione è stata un po’ sconcertante, ma poi… se è vero che la classe non è acqua, le differenze sono venute fuori, eccome!
M.M.B.


Lo schema elettrico del Proton AM-452

La filosofia di progettazione del piccolo amplificatore della Proton è frutto del solido «know-how» e della grande serietà della casa americana, che traspare anche nelle realizzazioni di fascia bassa.

La sezione phono è realizzata con un solo operazionale integrato, un M5219 preceduto da un opportuno filtro per le radio frequenze ed un condensatore elettrolitico da 4.7 μF (C303/C304); la rete di equalizzazione RIAA è realizzata tramite la rete di controreazione dell’operazionale, secondo uno schema classico per i circuiti di questo tipo.

Il segnale così amplificato ed equalizzato dell’ingresso phono, dopo aver attraversato il potenziometro del volume ed un ulteriore elettrolitico di accoppiamento da 4.7 μF (C313/C314), viene quindi inviato agli stadi linea; naturalmente la stessa sorte subiscono gli ingressi ad alto livello.

Dopo il potenziometro di volume abbiamo uno stadio differenziale (accoppiato tramite un elettrolitico da 10 uF, C405/C406) molto semplice, che all’altro ingresso di cui è dotato riceve la controreazione della intera sezione pre dell’AM-452, che comprende la rete dei controlli di tono. Quindi, dal differenziale abbiamo un transistor amplificatore di tensione connesso ad emettitore comune ed uno stadio in push-pull che consente di pilotare la sezione finale o, tramite l’uscita pre-out, un finale esterno, dove troviamo due altri elettrolitici da 10 uF (C415/C415 e C501/C502) prima dell’uscita pre-out e prima dell’ingresso della sezione finale.

Schema elettrico del Proton AM-452. In evidenza i componenti da noi sostituiti.

Schema elettrico del Proton AM-452. In evidenza i componenti da noi sostituiti.

Lo stadio finale è molto semplice, ma nella sua semplicità è anche molto interessante, in ingresso abbiamo un differenziale al cui secondo ingresso viene applicata la controreazione dall’uscita.

Le uscite del differenziale vengono ambedue utilizzate ed alimentano un altro differenziale, un po’ come abbiamo visto fare per l’Audiolab 8000M, questa configurazione migliora il rapporto di reiezione di modo comune; su quest’ultimo stadio troviamo come carico dinamico uno specchio di corrente realizzato con un transistor ed un diodo, il quale alimenta il «level-shifter» realizzato con un moltiplicatore di Vbe montato direttamente sui dissipatori per compensare le variazioni termiche.

Lo stadio d’uscita è realizzato con due coppie driver-finale complementari (come complementari sono i due stadi differenziali) che forniscono praticamente la totalità della corrente richiesta dal carico.

Sulla rete di controreazione della sezione finale che viene applicata, come abbiamo detto, al secondo ingresso del primo stadio differenziale, troviamo la rete RC di compensazione.

L’intero amplificatore possiede un unico trasformatore di alimentazione, ma possiede diversi circuiti di raddrizzamento e filtraggio, tutti di tipo duale. La sezione preamplificatore è alimentata mediante un alimentatore stabilizzato a +/-18 volt, realizzato con due integrati 7818 e che ha in comune con gli stadi di amplificazione in tensione della sezione finale il ponte di diodi di raddrizzamento; questa soluzione è stata adottata per separare i primi e più sensibili stadi dalle richieste di corrente degli stadi di potenza. Tra l’altro gli stadi di potenza sono alimentati a +/-32 volt non stabilizzati e filtrati con quattro condensatori (C351, C352,
C353, C354) elettrolitici da 2200 uF 35 volt, per un totale di 8800 u.F, mentre i primi stadi sono alimentati a 35 volt per avere maggiori capacità dinamiche degli stadi ampli ficatori di tensione.
M.M.B.


Le misure: prestazioni prima e dopo la cura

Prima della modifica, la CCL mostra un alimentatore «duro», le due curve in regime impulsivo e continuo sono praticamente sovrapposte, si nota un piegarsi delle
curve, che dimostra una limitazione in corrente, ma vogliamo far notare che siamo ben al di sopra dei dati di potenza dichiarati.

Per quanto riguarda la potenza d’uscita al variare della frequenza risulta evidente la limitazione della potenza alle basse frequenze, in particolar modo nella prima ottava dello spettro audio.

Le prestazioni dello stesso amplificatore dopo la modifica ci hanno lasciato sorpresi, è sicuramente avvenuto ciò che ci aspettavamo, vale a dire un aumento della
potenza erogabile in gamma bassa, in particolar modo in regime impulsivo, ma non pensavamo di così elevata entità. Le differenze sono veramente notevoli, la banda di potenze si è «aperta» e «linearizzata», e la CCL ha rilevato degli aumenti veramente stupefacenti. La caratteristica di carico limite a 50 Hz ha mostrato che il piccolo Proton, se prima erogava 31, 42 e 44 watt con segnale continuo, rispettivamente a 8,4 e 2 ohm, dopo la modifica ha fornito 35, 52 e 61, ma è in regime impulsivo che si sono avuti gli incrementi maggiori, infatti le terne precedenti sono state: 32, 43, 44 watt prima della «cura» e 36, 59 e ben 72 watt dopo!

Pensiamo che questi risultati non abbiano bisogno di commenti. Comunque è su tutto lo spetto audio che si sono avuti miglioramenti, anche in gamma alta, seppur di minor entità.

Proton-AR117-2

Un’ultima osservazione, durante le misure è capitato più volte che saltassero i fusibili di protezione del Proton modificato e questo è comprensibile, visto le «torture» a cui è stato sottoposto da Rosaria Ferrare se al banco e la maggiore potenza ora erogata, ma ciò non è mai successo durante l’ascolto; in ogni caso non consigliamo di aumentare l’amperaggio dei fusibili, meglio ogni tanto doverli sostituire (se dovesse accadere), piuttosto che rischiare qualche danno peggiore.

di Mario Masserotti Benvenuti


Costruttore: Proton Corporation 5630 Cerritso Avenue, Cypress, CA 90630 U.S.A.
Distributore per l’Italia: Definitive Audio srl, P.zza dei Carracci 1, 00196 Roma. Tei. 06/393953.
Prezzo: AM-452 L. 472.000.

Caratteristiche dichiarate dal costruttore

AM-452

  • Potenza di uscita continua: 25 W RMS per canale.
  • Potenza dinamica: I.H.F. Standard 20 ms. 8 ohm/4 ohm/4 ohm, 40 watt/60 watt.
  • Distorsione armonica totale: non più di 0.02 alla potenza nominale.
  • Risposta in frequenza: 20 Hz 20 kHz ±0.3 dB.
  • Potenza assorbita: 230 W.
  • Dimensioni: 446x80x332 mm.
  • Peso: 6 kg.

 

Il condensatore questo sconosciuto

II condensatore è un dispositivo che può immagazzinare delle cariche elettriche, esso è costituito da due elettrodi ai quali sono collegate due armature, queste sono
dei conduttori aventi una certa superficie e separati da un mezzo isolante che costituisce il dielettrico del condensatore.

Supponiamo di avere un condensatore avente come dielettrico l’aria, se creiamo una differenza di potenziale tra i due terminali del condensatore, scorrerà una corrente che è costituita dalle cariche elettriche che andranno ad immagazzinarsi sulle armature, «affacciate tra di loro» e separate dall’aria interposta; ovviamente il condensatore possiede una capacità di immagazzinamento limitata, e, se inizialmente molto cariche «troveranno posto» sulle armature, col passare del tempo sempre meno saranno quelle che potranno «affacciarsi sulle due superfici», fino a che la tensione sulle armature (proporzionale appunto alla quantità di cariche elettriche presenti), non eguaglierà la tensione del generatore.

Conseguenza di ciò è che la corrente di carica andrà decrescendo con il passar del tempo e cesserà del tutto quando il condensatore sarà completamente carico.
Nel caso dell’esistenza del dielettrico, si ottiene un aumento della carica immagazzinata, grazie alla neutralizzazione di alcune delle cariche libere (che contribuirebbero alla differenza di potenziale), a causa della polarizzazione del dielettrico.

La capacità di immagazzinare cariche elettriche da parte del condensatore dipende sia da fattori geometrici, come la superficie delle armature (è ovvio che maggiore è la superficie delle armature, maggiore saranno le cariche che «troveranno posto» su di esse), o la distanza delle armature (minore è la distanza, maggiore sarà, a parità di differenza di potenziale applicata, il campo elettrico tra le stesse e quindi più cariche potranno essere «forzate ad ammassarsi» sulle superfici).

Oltre a fattori dimensionali, anche la natura del dielettrico influenza la capacità, il parametro fondamentele è la costante dielettrica relativa del mezzo, a cui la capacità è direttamente proporzionale (i valori dei materiali più usati li potete osservare nella tabella).

Vi è poi un fattore fondamentale che limita l’utilizzazione dei condensatori: la tensione di lavoro massima, questa dipende dalla rigidità dielettrica dell’isolante utilizzato come dielettrico e dalla distanza tra le armature.

Dalle considerazioni precedenti risulta ovvio che per ottenere condensatori di alta capacità si devono avere piccole distanze tra le armature, alti valori della costante
dielettrica del mezzo usato come isolante e grandi dimensioni; naturalmente tutte le possibilità hanno le loro controindicazioni.

La distanza tra le armature non può essere troppo piccola altrimenti potremo provocare perforazioni del dielettrico superando i valori massimi della rigidità dielettrica; i materiali con alti valori di costante dielettrica relativa o costano molto, o hanno valori di rigidità dielettrica molto bassi; infine, non possiamo costruire dei condensatori troppo grandi, sia per ragioni d’ingombro, sia di costo.

Naturalmente non esiste il componente ideale, ogni componente approssima, (qualcuno di più, altri meno), la rappresentazione matematica teorica, ciò vale per i
transistor, ma anche per i condensatori; il circuito equivalente del condensatore può essere considerato quello in figura (secondo Marsh e Joung); i parametri più importanti nella caratterizzazione di un condensatore sono la resistenza serie Rs e l’induttanza parassita L.

Lo schema equivalente del condensatore secondo Marsh e Joung: la capacità C=C1+C2 è la capacità del condensatore, L è l'induttanza parassita, Rs è la resisten za serie, Ri la resistenza d'isolamento e Rd rappresenta l'assorbimento del dielettrico.

Lo schema equivalente del condensatore secondo Marsh e Joung: la capacità C=C1+C2 è la capacità del condensatore, L è l’induttanza parassita, Rs è la resisten za serie, Ri la resistenza d’isolamento e Rd rappresenta l’assorbimento del dielettrico.

Da questi parametri si calcola il fattore di dissipazione del condensatore, vale a dire: tang δ9 = Rs / (Xc – XI) ove Xc ed XI sono le reattanze dei componenti del circuito equivalente.

Per quanto riguarda i materiali utilizzati come dielettrico, vi è da notare che una famiglia a parte è rappresentata dagli elettrolitici, il loro dielettrico è costituito da una soluzione elettrolitica che, mediante polarizzazione, forma uno strato di ossido isolante di spessore ridotto, questo consente così di ottenere valori di capacità molto elevati; per mantenere lo strato di ossido deve essere mantenuta la polarizzazionedelle armature, questo comporta che gli elettrolitici sono dei componenti polarizzati, con un terminale positivo ed uno negativo (però esistono anche i condensatori elettrolitici bipolarizzati che sono costituiti da due elettrolitici con i due elettrodi omonimi connessi tra di loro, questo consente di ottenere un unico condensatore di capacità pari alla metà dei due, se entrambi di uguale valore, e non polarizzato).

Quindi, possono essere usati in circuiti in cui la componente continua sia superiore a quella alternata, anzi molto al di sopra, in quanto il valore della capacità dipende anche dalla tensione applicata, in quanto è proprio questa che permette la formazione dello strato dielettrico.

Ad esempio gli elettrolitici sono praticamente insostituibili nei circuiti di filtraggio degli alimentatori (tanto più che questi circuiti non sono percorsi dal segnale audio!), ma non dovrebbero essere mai utilizzati nei cross-over, in quanto in questi circuiti non si hanno componenti continue (in diversi casi si notano i subdoli bipola rizzati utilizzati nei cross-over di molti diffusori!).

Nell’utilizzazione dei condensatori nei circuiti audio si dovrebbe evitare dunque di utilizzare elettrolitici, almeno lungo il percorso del segnale, ma questo, per ragioni di costo e dimensioni non sempre si può realizzare, quindi la soluzione è quella di utilizzare almeno elettrolitici (per esempio al tantalio) di alta qualità.

Per quanto riguarda gli altri materiali utilizzati, tra i migliori per uso audio sono considerati il polipropilene, il polistirene ed il policarbonato; non tutti sono propensi nell’utilizzo dei ceramici come bypass nelle alimentazioni, mentre altri, per la loro bassa induttanza parassita ritengono che il loro uso non infici l’ascolto.

In ogni caso non è solo il materiale utilizzato come dielettrico che caratterizza un condensatore, ma anche il materiale conduttore utilizzato per le armature, il metodo di connessione delle stesse ai reofori di uscita, il materiale che costituisce il condensatore stesso, ecc.

condensatore-2
Vogliamo aprire una parentesi sulla sostituzione dei condensatori di filtraggio negli alimentatori, molti aumentano indiscriminatamente le capacità di filtro, incuranti (o in consapevoli) delle possibili conseguenze.

All’aumentare della capacità di filtro, i diodi del ponte di raddrizzamento sono costretti a sopportare picchi di corrente sempre più alti, in quanto diminuisce il tempo di conduzione, ma essi devono pur sempre fornire la stessa quantità di energia, quindi diminuendo il tempo dovrà aumentare il valore di picco della corrente; in altre parole, il valore medio della corrente nel diodo rimane lo stesso, ma aumenta pericolosamente il valore massimo, questo comporta che se il ponte non è surdimensionato si rischia di comprometterne l’integrità; inoltre i picchi istantanei delle correnti impulsive possono in qualche caso influenzare negativamente i circuiti audio se non si adottano le opportune contromisure.

di Mario Masserotti Benvenuti

da AUDIOreview n. 117 giugno 1992

Autore: Redazione

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2 Commenti

  1. ciao ma dal pre out del 452 quanti millivolt escono e posso attacarci un quad 405?

    • nella peggiore delle ipotesi il gain del pre out è pari a 1, il che significa 2 volt out con 2 volt in (la tipica tensione di uscita di una sorgente digitale). Il 405 aveva una sensibilità molto alta (500 mV per 100 watt su 8 ohm), per cui l’abbinamento è possibile.

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