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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Rete RIAA inversa

Un semplice circuito in grado di fornire la funzione inversa alla funzione RIAA, utile per eseguire misure e convertire gli ingressi phono in aux.

Le reti RIAA inverse (o anti-RIAA) sono in grado di fornire la funzione inversa alla funzione RIAA comunemente implementata nei preamplificatori fonografici. Pertanto, queste reti sono utili per convertire un ingresso phono in un ingresso di linea o per verificare rapidamente la risposta in frequenza dei preamplificatori fonografici. La rete descritta in quest’articolo è in grado di fornire la funzione RIAA-inversa con un’elevata accuratezza e, offrendo due possibili livelli di attenuazione a -40 dB e -60 dB, è compatibile rispettivamente sia con preamplificatori per testine MM che per testine MC.

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Il metodo Monte Carlo e l’analisi worst case in LTSpice IV

I programmi SPICE sono un potente strumento per studiare gli effetti delle tollarenze dei componenti elettronici.

Insieme ai cambiamenti di temperatura e all’invecchiamento, le tolleranze dei componenti elettronici determinano delle inevitabili variazioni statistiche delle prestazioni offerte da un dato circuito. Queste variazioni vengono definite sensibilità e il loro studio permette di prevedere quale sarà la massima variazione attesa di un dato parametro del circuito finale (per es. offset, risposta in frequenza, guadagno, ecc.) in base alle tolleranze dei componenti usati.

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Oscillatore audio da laboratorio

Usando una particolare versione dell’oscillatore a ponte di Wien, è possibile ottenere un ottimo generatore sinusoidale usando un potenziometro singolo per la regolazione della frequenza.

Nel campo delle misure audio, l’oscillatore a ponte di Wien è probabilmente il circuito più usato quando è necessario ottenere segnali sinusoidali con una bassa distorsione. Tuttavia, se si desidera variare la frequenza di oscillazione è necessario regolare contemporaneamente le due resistenze o i due condensatori che costituiscono il ponte affinché si ottengano oscillazioni stabili. A questo scopo è necessario ricorrere a potenziometri doppi di precisione (o condensatori variabili doppi di precisione), che sono costosi e difficili da reperire.

Impiegando un solo amplificatore operazionale in più è possibile modificare l’oscillatore a ponte di Wien affinché si possa regolare la frequenza d’oscillazione servendosi di un comune potenziometro singolo.

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La retroazione negativa è ovunque!

Una breve panoramica sul feedback in ambito audio.

Negli ultimi anni, tra alcuni appassionati di riproduzione musicale si è diffusa la convinzione secondo la quale la retroazione negativa sarebbe deleteria in ambito audio. Malgrado questa corrente di pensiero non sia attualmente supportata da prove sperimentali, diversi produttori si sono allineati a questa convinzione dichiarando che alcune loro circuitazioni sarebbero prive di ogni forma retroazione.

Tuttavia, la retroazione negativa si presenta in numerose forme, tanto che è facile dimostrare come qualsiasi circuito ne contenga diverse. In quest’articolo si cercherà di dimostrare come anche i circuiti apparentemente non retroazionati contengano, in realtà, diverse forme di retroazione negativa che sono alla base del loro funzionamento.

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Calcolo della distorsione armonica totale (THD) in SPICE

Un semplice metodo per misurare la distorsione armonica in SPICE è quello di ricorrere alla trasformata di Fourier. LTspice IV permette di eseguire agevolmente il calcolo della THD mediante la direttiva .four che, impiegata in associazione all’analisi del transitorio (transient analysis), permette di riportare nel file log di SPICE l’ampiezza di ciascuna armonica e il calcolo della distorsione armonica totale.

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Simulazione della curva A (A-weighting) in SPICE

La funzione di trasferimento della curva A, largamente usata nelle misure di rumore, può essere simulata 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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Analisi delle reti RIAA-inversa (anti-RIAA)

La rete RIAA-inversa è in grado di fornire la risposta in frequenza complementare a quella fornita dalle reti RIAA normalmente impiegate nei preamplificatori fonografici. Questo tipo di rete trova impieghi nella produzione dei master usati per la stampa dei dischi in vinile, quando è necessario convertire l’ingresso phono di un preamplificatore Hi-Fi in un ingresso di linea e nelle misure sui preamplificatori fonografici.

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