La differenza tra la teoria e la pratica

Due lampadine per dimostrare che più teoria si conosce, meno errori si fanno.

Quando vogliamo descrivere un fenomeno reale spesso ricorriamo a modelli matematici che, se abbastanza accurati, ci permettono anche di fare previsioni.

Un’opinione piuttosto diffusa tra gli “audiofili” (e non solo) è che esista una sorta di limite invalicabile tra le previsioni teoriche e i riscontri pratici, per cui qualsiasi supposizione o misura potrebbe essere facilmente smentita da una prova empirica. Tuttavia, questo è vero soltanto se non si conosce abbastanza bene la teoria.

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Perché la distorsione aumenta nelle ultime tracce del disco?

L’importanza della geometria dello stilo per assicurare una riproduzione di qualità del disco in vinile.

Quando si riproduce un disco in vinile, talvolta è possibile notare una distorsione nei brani che sono stati incisi nella parte più interna del disco. Questa distorsione è evidente nelle voci, in alcuni strumenti e in generale nei suoni sibilanti. Fortunatamente, questo problema può essere eliminato impiegando uno stilo adeguato.

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Amplificatore per misure di rumore

Un amplificatore a basso rumore in grado di fornire un guadagno di 60, 80 e 100 dB per effettuare misure di rumore o di piccoli segnali.

Quando è necessario misurare il rumore in banda audio è utile disporre di un amplificatore in AC in grado di fornire un’elevato guadagno e un basso rumore. Il circuito presentato permette di ottenere un guadagno di 60, 80 o 100 dB usando due amplificatori operazionali a basso rumore.

Low noise amplifier schematic
Schema elettrico dell’amplificatore per misure di rumore

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Generatore di impulsi ad alta velocità

Nel settore delle misure elettroniche, gli impulsi con un breve tempo di salita sono molto utili  per valutare lo slew rate degli amplificatori e per effettuare misure di rifrattometria nel dominio nel tempo (TDR). Il circuito presentato permette di ottenere onde quadre a circa 1 kHz con uno slew rate di oltre 620 V/µs e un tempo di salita inferiore a 3 ns.

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Connettere i componenti in serie e parallelo ne riduce la tolleranza

Supponiamo di connettere due resistori all’1% di tolleranza e di egual valore in parallelo, per esempio due resistori da 100 Ω in modo da offrire una resistenza complessiva di 50 Ω. Vogliamo conoscere quale sarà la tolleranza risultante da questa connessione.

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Come varia l’impedenza di un potenziometro?

Supponiamo di avere un potenziometro lineare configurato come in fig. 1, cioè con un estremo connesso alla sorgente del segnale (ingresso), il cursore connesso al carico (uscita) e l’altro estremo connesso al potenziale di riferimento (GND). L’impedenza che il potenziometro presenta sul suo cursore dipende dal fattore di rotazione del potenziometro secondo l’equazione: \[Z_{out}=\frac{1}{\frac{1}{xR}+\frac{1}{(1-x)R}}=(x-x^2)R\] dove \(R\) è la resistenza nominale del potenziometro e \(x\) è il fattore di rotazione del potenziometro, che è compreso tra 0 e 1.

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Un condensatore è meglio di due

Perché collegare più condensatori in parallelo non è quasi mai una buona idea.

Nel settore audio si è radicata la tendenza ad usare indiscriminatamente un grande numero di condensatori in parallelo sulle linee alimentazione con l’intenzione di migliorarne le prestazioni alle alte frequenze. Questa convinzione è stata supportata per molti anni da svariate riviste hobbistiche, che hanno contribuito notevolmente alla diffusione di un grande numero di preconcetti nel settore dell’elettronica.

Tuttavia, ormai è stato scientificamente dimostrato come quella di collegare certi condensatori in parallelo non sia assolutamente una buona pratica, perché può produrre delle risonanze indesiderate capaci di sortire l’effetto opposto. In molti casi, questo può determinare gravi problematiche facilmente individuabili nei test di compatibilità elettromagnetica.

In questo articolo verrà affrontato il bypass delle alimentazioni, di fondamentale importanza per evitare la produzione di oscillazioni indesiderate. Si vedrà quindi come la connessione di più condensatori in parallelo possa portare ad un sorprendente peggioramento delle prestazioni, specialmente usando condensatori elettrolitici a bassa ESR, che sono molto diffusi in ambito audio.

Nell’articolo si è preso come esempio il caso generale dei circuiti ad op-amp, ma le considerazioni ricavate valgono anche per altri tipi di circuiti, come gli amplificatori di potenza.

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I livelli standard dei segnali audio, il rapporto segnale/rumore e l’headroom

I segnali audio analogici vengono trasferiti sotto forma di tensioni, i cui livelli sono standardizzati. Come tutti i segnali, possono essere degradati dai dispositivi che li processano. Due cause di degrado associate a questi dispositivi sono il rumore e il clipping, che saranno l’oggetto di questo articolo.

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Simulazione della curva RIAA e anti-RIAA in SPICE

La funzione di trasferimento RIAA può essere ottenuta in LTspice IV mediante un generatore di tensione controllato in tensione (denominato Voltage dependent voltage source), la cui risposta nel dominio della frequenza può essere definita da un’equazione in funzione di \(s\) (operatore di Laplace).

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