Amplificatore "a ponte" un po' bizzarro

Ciao a tutti

Sono qui per chiedere lumi su una idea un po' balzana sugli amplificatori di BF a ponte che mi frulla in testa in questi giorni.

Solitamente gli amplificatori audio, a ponte o no, sono costruiti per comportarsi come generatori di tensione lasciando che la corrente sia quello che sia e... se ne vada a spasso per i fatti suoi. Gli altoparlanti invece tendono a essere più lineari se pilotati con un segnale in corrente.

Stimolato da una bella dimostrazione al Top Audio di un subwoofer pilotato in corrente anziché in tensione, mi è venuto da pensare a qualcosa per conciliare capra e cavoli: un amplificatore a ponte di cui una metà si comporta da "solito" amplificatore generatore di tensione e l'altra metà funziona da "equalizzatore di corrente" ottenendo nello stesso tempo due cose: fa vedere al primo amplificatore un carico resistivo indipendente dalla natura reattiva del carico reale e fa sì che gli altoparlanti siano soggetti ad una *corrente* anziché ad una tensione proporzionale al segnale d'ingresso del sistema.

Ho fatto qualche prova molto semplice con spice e il concetto funziona... anche se comunque spice è una cosa e la realtà può essere ben altra. Qui sotto il circuito in Fidocad per rendere visivamente l'idea:

[FIDOCAD ] MC 95 35 0 0 580 MC 210 35 0 1 580 LI 95 45 95 60 LI 95 60 120 60 LI 120 60 120 40 LI 160 30 170 30 LI 140 30 150 30 LI 145 30 145 15 LI 145 15 210 15 LI 210 15 210 35 LI 120 40 120 30 LI 120 30 130 30 MC 130 60 0 0 080 MC 150 60 0 0 080 LI 120 60 130 60 LI 140 60 150 60 LI 160 60 185 60 LI 185 60 185 40 LI 145 60 145 75 LI 145 75 210 75 LI 210 75 210 45 MC 130 30 0 0 080 MC 150 30 0 0 080 MC 65 40 0 0 480 LI 65 40 65 35 LI 65 35 100 35 MC 65 60 0 0 040 MC 170 35 0 0 040 LI 170 30 170 35 TY 130 20 5 3 0 0 0 * R1 TY 155 20 5 3 0 0 0 * R2 TY 135 50 5 3 0 0 0 * R3 TY 155 50 5 3 0 0 0 * Zx TY 100 25 5 3 0 0 0 * A1 TY 190 25 5 3 0 0 0 * A2

In pratica la rete che termina a massa fornisce il segnale di riferimento "resistivo" mentre la rete che termina sull'uscita di A2 e che contiene Zx fornisce il segnale di errore da compensare in fase in modo che l'uscita di A1 veda ogni volta che sia possibile un carico "resistivo". La faccenda dovrebbe funzionare per alcune impedenze complesse ma non per tutte (i circuiti risonanti, ad esempio, se non sono opportunamente smorzati NON li corregge).

Al momento non ci voglio fare niente, è solo un giochino con Spice. Tuttavia la cosa mi intriga abbastanza soprattutto in vista della possibilità di costruire un finale audio un po' particolare. Visto che il circuito in sè mi sembra abbastanza banalotto (mi ci sono voluti esattamente due minuti due per metterlo giù così come lo vedete) mi è venuto in mente che sicuramente è anche vecchio! Mi piacerebbe sapere in questo caso se è stato usato, dove è stato usato e per cosa è stato usato e, già che ci siete, i suoi limiti.

Se non chiedo troppo...

Ciao! Piercarlo

PS - Ho postato più o meno lo stesso quesito su it.hobby.hi-fi ma più che nebbia non è venuta fuori. Siete "quasi" la mia ultima spiaggia! :-).

Ciao!

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Piercarlo
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- lightfreckles send here:

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- Il 26 Set 2003, 21:08, snipped-for-privacy@tiscali.it (Piercarlo) ha scritto:

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- Piercarlo, non ti capisco.

- A parte il fatto che la curva di risposta in frequenza viene data per una certa curva di impedenza e quindi di corrente, e quindi, equalizzando la corrente, la curva di risposta in frequenza cambia in proporzione (e quindi diventa molto meno lineare di prima)...

- A parte questo, mi par di ricordare che fossi tu, in varie occasioni, a sottolineare come sia necessaria una bassa impedenza d'uscita del finale per frenare l'oscillazione spontanea della membrana dell'altoparlante. Qui ora sostieni l'approccio opposto, impedenza del finale elevatissima.

- Senza contare che, se non si utilizzano di conseguenza degli appositi altoparlanti a alta impedenza e ad alto rendimento, il rendimento per l'appunto scende da una media dell'uno per cento a... a quanto? Be', vedi un po' tu, quanta potenza viene dissipata dal finale ad alta impedenza

- Continuo sotto.

-

- Ma si parla di un subwoofer. Su ampi movimenti della membrana, come appunto sui bassi e a maggior ragione sui bassi profondi, la controcorrente di freno del finale funziona male, risulta sfasata rispetto all'oscillazione spontanea dell'altoparlante e quindi genera molta distorsione; ecco quindi come mai per i subwoofer si preferisce ricorrere al pilotaggio in corrente, anche tenendo conto del fatto che essi lavorano in zona di risonanza e quindi con impedenza particolarmente elevata (sarebbe preferibile avere un solo picco di risonanza in zona di lavoro, e non 2 affiancati)

-

- O meglio : hai fatto semplicemente una via di mezzo, variazioni dimezzate di entrambi i parametri

-

- Va be', alla discussione puramente accademica sul circuito ci penseranno altri.

- io volevo solo sollevare le questioni riguardanti gli altoparlanti

-

Ciao

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(cut)

C'è uno schema Fidocad allegato *apposta* per far comprendere circuito e problema che sto affrontando. Mi spiace ma non mi serve della filosofia sugli altoparlanti: posso farmela da me e non serve a molto. Mi interessa di più discutere di *questo* circuito perché attraverso di esso posso proseguire a capire altre cose, forse ancora più fumose della filosofia ma che al momento mi prendono molto di più! :-)

Cordialità Piercarlo

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Piercarlo

Cominciamo dalle prestazioni/limiti. L'uscita, come dicevi tu, e` in corrente, e vale Vin/R3*R1/(R1+R2). L'ampli A1 vede un carico resistivo, A2 invece tutte le porcherie dell'impedenza complessa. Se Zx scende troppo, il circuito diventa instabile.

Gli errori introdotti da A1 vengono "amplificati" da A2 che aggiunge anche i suoi.

Se il terminale sinistro di R3 lo colleghi allo 0V, il circuito esce ancora in corrente (e si puo` semplificare ulterioremente perche' A1 non serve piu`): bisognerebbe studiare vantaggi e svantaggi a pilotare il lato sinistro di R3.

Un circuito del genere non ricordo di averlo visto. Fa pensare (ma sono pensieri in liberta` :-)) al generatore di corrente di howland, ai sistemi current dump (anche se li` si usciva in tensiore, bisognerebbe provare a fare il duale del current dump e a vedere cosa esce fuori: potrebbe nascere il voltage dump :-).

C'e` una application note della linear technology che tratta i circuiti a ponte: farei un giro anche li` sopra a vedere se ci fosse qualcosa che gli assomiglia.

Ciao

--

Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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Franco
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- lightfreckles send here:

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- Il 27 Set 2003, 00:02, snipped-for-privacy@tiscali.it (Piercarlo) ha scritto:

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- Ah ok, scusa. Spero di non essere sembrato arrogante. Pero` le curve di impedenza che modificano la risposta sia in frequenza che dinamica, e i rendimenti che vanno 10-100 volte ancora piu` a schifio se non si recupera lo spreco del finale usano altoparlanti speciali che ora quasi non esistono, e altre cose ancora che rompono le scatole, sono fatti concreti, e non filosofie.:)

- Corrisponde a dire, che so, che considerare le caratteristiche e le problematiche dei motori elettrici industriali per progettare il modo di pilotarli e` fare della filosofia

- Ma forse parlavi per sottintesi (in tal caso, la maggior parte dei lettori non lo sa)

-

Be', comunque auguri.:) Fumosi...

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swen_news
**upid**

- lightfreckles send here:

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- il server aveva tagliato il subject fin dalla mia prima risposta a Piercarlo e me ne sono accorto solo ora.

- il subject originario era: Amplificatore "a ponte" un po' bizzaro

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**upid**

- lightfreckles send here:

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- il server aveva tagliato il subject fin dalla mia prima risposta a Piercarlo e me ne sono accorto solo ora.

- il subject e` stato tagliato dopo la prima parola, "Amplificatore"

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swen_news **_Subject_cambiato_**

Infatti. Già in spice se ne vedono delle belle, figurarsi dal vivo! :-)

Tra cui anche degli spikes quando passa per lo zero (e anche in presenza di R resistiva in cui la tensione di uscita di A2, se il rapporto di partizione dei due bracci è identico, deve rimanere a zero, e questo lo fa... dissipando una botta in testa ovviamente)

Ci proverò; il vantaggio di spice è che non costa nulla e non fuma niente! :-PPP

Che cos'è il generatore di Howland? E' la prima volta che lo sento. Quanto al current dump ho provato a simularne un po' e già in spice sono una vera cacca, almeno dal punto di vista dell'inasprimento delle distorsioni. Come valori assoluti sono invece simili a tanti altri ma è la retroazione che aggiusta tutto!

Lunedì quando torno al lavoro ci scorazzo un po'.

Ciao e grazie! Piercarlo

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Piercarlo

cut

Non è questione di arroganza ma semplicemente di capirsi. A me dello smorzamento degli altoparlanti da parte dell'impedenza di uscita degli amplificatori non me ne importa niente perché semplicemente NON ESISTE o comunque NON SERVE A NIENTE. C'è una resistenza intrinseca della bobina mobile - ineliminabile - che vanifica qualsiasi discorso sullo smorzamento che non si basi sulle qualità meccaniche dell'altoparlante stesso. Il principio di pilotare in corrente un altoparlante parte dal fatto che il campo magnetico generato è proporzionale alla corrente e non alla tensione e che se gli altoparlanti comuni suonano solitamente in maniera umana ciò è proprio dovuto alla presenza della sua resistenza interna che "in qualche modo" stabilisce una certa proporzionalità tra tensione ai capi della bobina e corrente che vi scorre in essa. Non è una gran bellezza visto che gli altoparlanti sono carichi complessi ma è sempre meglio di nulla. Per ottenere qualcosa in più bisogna andare a pilotare in corrente... e son cazzi!

Ciao! Piercarlo

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Piercarlo
**upid**

- lightfreckles send here:

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- Il 27 Set 2003, 20:38, snipped-for-privacy@tiscali.it (Piercarlo) ha scritto:

-
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- (Ah, allora non eri tu che lo dicevi, mi ricordavo male)

- Nota, che ho messo in risalto ben altre questioni. Non parlavo di sfumature... Nel primo messaggio avevo tuttavia precisato il motivo per il quale, per i subwoofer, viene preferito il pilotaggio in corrente (o almeno, cosi` dicono)

-

- Be', insomma... nella zona di risonanza sui bassi, quindi proprio in zona di maggiore escursione, l'impedenza sale a livelli tali da rendere decisamente minoritaria se non quasi trascurabile la resistenza della bobina

-

- Suggestivo. Ma pensa questo : se il carico degli altoparlanti fosse uniforme, costante, se avesse la stessa impedenza (e quindi pure lo stesso comportamento) a tutte le frequenze, e tu ci applicassi una tensione variabile, allora cosa sarebbe, un pilotaggio in tensione, o magari allo stesso modo un pilotaggio in corrente?

-

- Vedi sopra. Ci vedo un ciclo vizioso senza uscita, a me questo discorso sembra il solito cane che si morde la coda. Comunque, divertiti

- (E comunque, visto che non te ne frega niente delle sfumature, per la questione rendimento ti consiglio un finale a commutazione)

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swen_news

Anche Bartolomeo Aloia (come anche Kaneta) si cimentò negli anni '80 con un ampli(eta beta) che poteva configurarsi (con l'aggiunta di un op-amp che sentiva la corrente su di una R-sensa in serie al carico) per pilotare in corrente solo altoparlanti puri (no x-over), con smorzamento variabile al punto che il calcolo del volume cassa non serviva ! Io quel circuito lo provai su di un ampli commerciale per pilotare un subwoofer ed effettivamente il sistema funzionava...in fondo l'implementazione è fatta solo da un op-amp posto in controreazione tra l'uscita e l'ingresso del differenziale negativo nell'ampli pilota in modo da poter variare lo smorzamento da negativo a positivo, cioè si può trasformare l'ampli pilota da super smorzato(pure troppo!) ad oscillatore. Quegli articoli erano sulla rivista Suono.

Ciao.

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polaris

Mi ricordo qualcosa del genere perché all'epoca, in un mio finalino, avevo sperimentato una sorta di doppia controreazione tensione-corrente in modo che l'amplificatore esibisse una impedenza di uscita ben definita variando in pratica lo smorzamento dell'altoparlante (massimo senza retrozione in corrente e a decrescere via via che la aumentavo). Allora non ne sapevo abbastanza di retroazione (non che ne sappia tantissimo nemmeno ora ma è già un qualcosa in più) per rischiare sperimentazioni più radicali.

In effetti quello a cui punto è a costruire una cassa attiva con crossover in serie del primo ordine (con ordini superiori al primo ci sono probabilità fin troppo buone di avere... una sirena ultrasonica di potenza!) pilotata in corrente in modo da livellare per quanto possibile le asperità della risposta degli altoparlanti... e da rendere la loro risposta entro certi limiti indipendente dal volume di carico - che è poi la caratteristica che mi ha impressionato di più del subwoofer di Audio Review mostrato all'ultimo Top Audio.

Per il momento si simula a tutto andare: costa poco e si imparano comunque delle cose interessanti... tipo che ho cannato a inserire i parametri di buona parte dei transistori trovati in giro. Ma questa è un'altra storia! :-)

Ciao! Piercarlo

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Piercarlo
**upid**

- lightfreckles send here:

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- Il 28 Set 2003, 13:51, snipped-for-privacy@tiscali.it (Piercarlo) ha scritto:

-

- No, scusa un attimo... Vorrei precisare per chi legge. Livelli per quanto possibile le asperita` della curva di impedenza, e non una fantomatica risposta. Dire "per quanto possibile" significa stare attenti a non superare certi limiti; ad esempio, fissando una determinata impedenza di riferimento per impedire che la corrente massima possa raggiungere livelli dannosi, come nel caso delle zone di risonanza degli altoparlanti. Ma questo significa... (continuo sotto)

-

- Ecco, appunto. Questo significa che in realta` non si sta parlando di un pilotaggio in corrente, che idealmente prevederebbe ad esempio di applicare un tensione 20 volte superiore su un picco di impedenza di risonanza 20 volte superiore, ma si sta parlando invece di una cosa assai poco chiara e basata su non si sa bene cosa, e che a me sa moltissimo di suggestione e leggenda.

- Un esempio per bambini scemi:

- Torno sull'esempio della risonanza, che e` probabilmente quello piu` semplice e chiaro da capire. La risonanza, esprime il momento di minore resistenza al moto di un sistema, solitamente oscillatorio come e` infatti in questo caso; l'altoparlante, alla risonanza in aria libera o su un volume di carico, presenta un picco di impedenza molto elevato, proprio perche` li`, per raggiungere una pari ampiezza di moto, richiede molta meno corrente, di solito svariate o parecchie volte meno; se si forza il corpo oscillante applicando una forza parecchie volte superiore proporzionalmente a quanto detto sopra, ovvero se si applica all'ltoparlante una corrente parecchie volte superiore al richiesto, l'altoparlante si sfascia, altro che funzionare meglio.

- Quindi, evidentemente, qui si sta parlando di un qualcosina di ben diverso, spacciato per un pilotaggio in corrente, eccetera, eccetera.

- Se fosse davvero un pilotaggio in corrente, danneggerebbe e farebbe funzionare male gli altoparlanti. Quindi, la spiegazione per certi buoni risultati ottenuti, va cercata altrove.

- Sono certo di aver scritto tutto questo per niente, le convinzioni non cambieranno di una virgola.

-

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swen_news **_Chiarimento_fisico_**
**upid**

- lightfreckles send here: - - integrazione al mio precedente messaggio swen_news **\_Chiarimento_fisico_\** in risposta a Piercarlo e a polaris - [Nota di servizio : qualche server o qualche newsreader, ogni tanto mi mangiano le interlinee segnate dai trattini, appiccicando le righe e facendo sembrare tutto pasticciato; ora quindi faccio precedere ogni trattino da uno spazio] - - [.........] -

- A questo proposito non la tiro in lungo con le chiacchiere, faccio 2 esempi brevi - (impedenza nominale dei 2 esempi : 10 ohm invece di 8) - - il caso sopra si riferisce a un generatore di corrente costante; ma con tale generatore succede che (esempio1): - - impedenza nominale ... 10 ohm picco di risonanza ... 100 ohm corrente da ottenere ... 1 ampere - 10V/10ohm...1A...*10V...10W (su 10 ohm 1 amper, 10 watt) - 100V/100ohm...1A...*100V...100W (su 100 ohm 1 amper, 100 watt) - - Altrimenti, se si vuole mantenere costante la potenza, varia la corrente (esempio2): - Potenza da ottenere su 100 ohm (come su 10 ohm) : 10W - 31,62V/100ohm...0,3162A...*31,62V...10W (su 100 ohm 10 watt, 316 mA)

-

- ...Lo so, lo so, un altro esempio per bambini scemi. - E fortuna che non ho tirato in ballo le curve dovute ai crossover, dovute ai volumi di carico, le curve di fase, o anche solo la curva di induttanza dell'altoparlante, o l'inerzia, o la direttivita` dei coni alle frequenze superiori che di certo non fa piacere sentire (le frequenze superiori infatti vengono esaltate) ...eccetera...

-

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swen_news **_Corrente_o_Potenza_**

Piercarlo

[...]

In effetti quello di Aloia mi sembrava un implementazione della controreazione in corrente e non un pilotaggio in corrente (vado a memoria perchè non trovo più la rivista con l'articolo) e questo andava fatto solo su carichi puri, cioè senza crossover. Vedrai che quel subwoofer funziona con quel principio.

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polaris

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