Diffusori compatibili con i tubi?

13 Gen Diffusori compatibili con i tubi?

Cosa rende un altoparlante amico degli amplificatori a valvole?

Molti dei nostri clienti sono appassionati di amplificatori a valvole (o aspiranti appassionati di amplificatori a valvole), quindi una delle domande più comuni che ci vengono poste è “I miei altoparlanti funzionano con gli amplificatori a valvole?”

Superare le informazioni errate

Un pezzo di informazione fuorviante con cui i nostri clienti vengono spesso forniti è la sensibilità. Questa specifica è comunemente rappresentata come “efficienza” che non è certamente così. Gli altoparlanti sono terribilmente inefficienti ed è probabile che praticamente nessun consumatore abbia mai ricevuto una specifica di efficienza effettiva. L’altoparlante più efficiente progettato fino ad oggi è stato l’Altec Lansing Voice of the Theater, che aveva una valutazione di efficienza di circa il 3,6%. Nessun produttore di altoparlanti pubblicherebbe mai una specifica di efficienza perché scoraggerebbe e ingannerebbe i consumatori.

Invece dell’efficienza, i produttori di altoparlanti forniscono una specifica di sensibilità. Questo numero dovrebbe indicare quanto forte suonerà un altoparlante quando riceve un watt di potenza o 2,83 volt, ascoltando da un metro di distanza.

Il problema con questa misurazione è che le condizioni in cui deve essere registrata non sono ben definite e quindi la figura non fornisce un punto di riferimento coerente “A parità di condizioni”. Per un verso, la sensibilità di ingresso (guadagno) dell’amplificatore utilizzato per misurare la sensibilità è sconosciuta e non specificata. Ancora più importante, sebbene la specifica richieda la misurazione a un metro di distanza, le condizioni della stanza di ascolto non sono definite. Non è chiaro se la misurazione debba avvenire in una camera anecoica, in un’aula da concerto, in un guardaroba o in una palestra. Ognuna di queste stanze produrrà letture di sensibilità notevolmente diverse a un metro dall’altoparlante.

La conclusione più importante è che la sensibilità non è un fattore determinante per la compatibilità tra altoparlanti e amplificatori a valvole.

Caratteristiche di un altoparlante amico degli amplificatori a valvole

Esistono alcune caratteristiche che rendono un altoparlante più compatibile con gli amplificatori a valvole. Queste caratteristiche includono:

• Impedenza bassa: Gli amplificatori a valvole sono generalmente più efficienti con carichi a bassa impedenza. Un’impedenza di 4 ohm è generalmente considerata ideale per gli amplificatori a valvole, ma anche gli altoparlanti da 8 ohm possono funzionare bene.
• Impedenza costante: Gli amplificatori a valvole sono sensibili alle variazioni di impedenza. Un altoparlante con un’impedenza costante è meno probabile che causi problemi di alimentazione o distorsione.
• Risposta in frequenza piatta: Gli amplificatori a valvole tendono a produrre una risposta in frequenza più morbida e naturale rispetto agli amplificatori a stato solido. Un altoparlante con una risposta in frequenza piatta è meno probabile che enfatizzi o attenui determinate frequenze.

Che cosa sono gli angoli di fase?

Vale la pena discutere anche della misurazione della fase nel grafico sopra. La fase viene misurata in gradi. Più è grande l’angolo nella direzione positiva, più il diffusore diventa induttivo, mentre più è grande l’angolo nella direzione negativa, più diventa capacitivo. Gli angoli di fase del diffusore sopra riportato non sono in realtà così ripidi come alcuni altri che abbiamo visto, ma una considerazione importante è che il diffusore è abbastanza capacitivo a circa 80 Hz, dove l’impedenza del diffusore è di circa 4 ohm. La combinazione di bassa impedenza e alta capacità richiede che l’amplificatore generi grandi quantità di corrente a quella frequenza particolare.

Cosa Vogliono le Valvole

Le valvole preferiscono un carico resistivo. Un carico resistivo si traduce in un’impedenza piatta e un angolo di fase induttivo. Un modo meno tecnico di guardare a un altoparlante ideale dal punto di vista di una valvola è il seguente: le valvole amano la coerenza. Preferiscono un altoparlante che non oscilli da 8 ohm a 2 ohm e viceversa. Se l’impedenza deve scendere, dovrebbe farlo gradualmente o in piccoli cali. Le valvole preferiscono un carico costante. La capacità è l’opposto. Quando un altoparlante si comporta in modo capacitivo, presenta un carico non uniforme all’amplificatore, richiedendo corrente in spruzzi improvvisi. Le valvole non amano pompare corrente a casaccio. Preferiscono un carico costante e prevedibile.

Naturalmente è a volte difficile per i produttori di altoparlanti mantenere tutte le variabili sopra menzionate nei loro range ideali. Se gli angoli di fase devono essere capacitivi, l’impedenza dovrebbe essere alta. Più bassa è l’impedenza, più piatta deve essere, e meno capacitivi devono essere gli angoli di fase. Tutte e tre le variabili (pendenza dell’impedenza, valore dell’impedenza, valore dell’angolo di fase) insieme determinano quanto bene un altoparlante si adatterà a un amplificatore a valvole.

Per questo motivo, l’affermazione che solo gli altoparlanti con un’impedenza di 8 ohm o superiore funzioneranno sulle valvole è errata. Ci sono molti altoparlanti amichevoli con valvole il cui valore nominale di impedenza è di 4 ohm. Se l’impedenza dell’altoparlante è relativamente piatta e oscilla costantemente intorno a 4 ohm, e se gli angoli di fase sono solo leggermente capacitivi, o meglio ancora induttivi, non c’è motivo per cui un altoparlante da 4 ohm non possa funzionare bene su un amplificatore a valvole. Alcuni dei nostri altoparlanti preferiti amichevoli con valvole sono da 4 ohm!

È anche importante riconoscere che non è necessario utilizzare le uscite da 4 ohm su un amplificatore a valvole con altoparlanti da 4 ohm. Molti altoparlanti da 4 ohm suonano al meglio quando sono collegati alle uscite da 8 ohm o addirittura da 16 ohm. Se l’altoparlante presenta un carico resistivo (cioè l’impedenza è piatta, anche se è bassa), le uscite da 8 o 16 ohm funzioneranno bene e suoneranno sempre meglio delle uscite da 4 ohm. Se l’altoparlante richiede più corrente perché l’impedenza è bassa e non è terribilmente piatta, le uscite da 4 ohm probabilmente offriranno un controllo migliore dei bassi a scapito della definizione nelle alte e medie frequenze. Vi incoraggiamo a provare i vostri altoparlanti su ogni uscita di uscita e sentire voi stessi la differenza.

Se la spiegazione sopra riportata sembra complicata, diamo un’occhiata ad altri grafici. Visualizzare la nostra spiegazione renderà molto più semplice da capire. Iniziamo con alcuni grafici di altoparlanti che sappiamo essere ottimi abbinamenti per le valvole.

Il grafico soprastante mostra un Rogers LS 3/5a, un altoparlante notoriamente amichevole con le valvole. Sebbene l’impedenza non sia piatta, è costantemente elevata, non scende mai al di sotto di 8 ohm e spesso raggiunge picchi superiori a 20 ohm. Ciò comporta una minore richiesta di corrente sull’amplificatore in questione. Allo stesso tempo, gli angoli di fase per questo altoparlante sono solo leggermente capacitivi, ad eccezione del calo intorno a 110 Hz. Tuttavia, notate che l’impedenza corrispondente è estremamente elevata, quindi in qualche modo marginalizza gli effetti della capacità. La tendenza di un’impedenza dell’altoparlante a raggiungere un picco quando gli angoli di fase calano è una tendenza riscontrata in molti altoparlanti amichevoli con le valvole. Ricordate la nostra discussione sulla sensibilità e su quanto possa essere fuorviante? I Rogers LS 3/5a hanno una sensibilità misurata di 82 dB/watt. Eppure sono alcuni dei diffusori più amichevoli con le valvole mai progettati. Il Rogers LS 3/5a è uno dei migliori esempi nel nostro settore di un diffusore a bassa sensibilità con un’impedenza elevata, piatta e angoli di fase relativamente benigni che si accoppiano magnificamente con le valvole.

Sopra è riportato il grafico dell’impedenza di un altro altoparlante molto amichevole con le valvole (la cui sensibilità è pubblicata come 86 dB/watt). Ancora una volta vediamo la tendenza di un’impedenza costantemente elevata. Questo altoparlante è classificato come 8 ohm nominalmente e la sua impedenza non scende mai molto al di sotto di 6,5 ohm. Gli angoli di fase per questo diffusore sono addirittura migliori di quelli del Rogers, con solo un piccolo avvallamento intorno agli 80 Hz. misurando meno capacitivi che nel Rogers, e di nuovo vediamo che l’impedenza corrispondente è abbastanza alta.

Ora proviamo un altoparlante con un’impedenza più bassa:

Questo altoparlante ha una resistenza nominale pubblicata di 8 ohm, che potrebbe essere un po’ ottimistica, ma comunque scende solo brevemente al di sotto dei 6 ohm in un paio di occasioni e quando lo fa, gli angoli di fase sono leggermente capacitivi o induttivi.

Ora guardiamo alcuni grafici di impedenza non amichevoli con le valvole:

Quello che vediamo qui è un altoparlante la cui resistenza nominale pubblicata (8 ohm) ha ben poco a che fare con la sua impedenza effettiva. Per ampie fasce della banda udibile, questo altoparlante misura meno di 4 ohm. Allo stesso modo, a circa 55 Hz, c’è un angolo di fase capacitivo molto ripido che si interseca con una bassa impedenza. Presi insieme, questi due fattori pongono richieste molto elevate all’amplificatore. Questo altoparlante ha una sensibilità pubblicata di 91 dB/watt. È chiaro ora quanto possa essere fuorviante la sensibilità quando si sceglie un altoparlante amichevole con le valvole? Di tutti gli altoparlanti che abbiamo misurato finora, quello con la massima sensibilità è stato la peggiore scelta per le valvole.

In questo caso il problema è davvero molto semplice: la resistenza misurata per questo altoparlante è irrealisticamente bassa per la maggior parte dello spettro di frequenza udibile. Da 80 Hz a 50 kHz, questo altoparlante misura meno di 4 ohm, e in diversi punti scende a 3 ohm. Anche se gli angoli di fase sono relativamente innocui, l’impedenza è così bassa che solo un alto carico induttivo farebbe la differenza. Questo altoparlante richiede un amplificatore stabile in impedenza molto bassa, e che è in grado di emettere grandi quantità di corrente su richiesta.

Diamo uno sguardo a un altro:

In questo esempio, ciò che vediamo è un’impedenza che imita un ottovolante: si alza, poi scende, poi si alza, poi scende di nuovo. Un picco enorme tra 1 e 5 kHz, su entrambi i lati del quale misuriamo un’impedenza inferiore a 4 ohm, garantisce prestazioni irregolari con le valvole. Come negli esempi precedenti, vediamo anche un angolo di fase relativamente capacitivo che interseca un’impedenza piuttosto bassa, richiedendo un’elevata uscita di corrente dall’amplificatore.

Cosa è la Back EMF?

La Back EMF è una variabile che è difficile da valutare dai grafici dell’impedenza, ma contribuisce in modo significativo a come un determinato altoparlante sarà adatto alle valvole.

Considera per un momento come funziona un altoparlante: un amplificatore eccita il driver dell’altoparlante inviandogli corrente. Ora guarda il processo al contrario: se ecciti il driver dell’altoparlante (spingendolo delicatamente, ad esempio), invierai corrente dall’altoparlante all’amplificatore. Hai semplicemente invertito il circuito. La Back EMF può essere pensata in questo contesto.

Quindi sappiamo che quando l’amplificatore invia corrente all’altoparlante e i driver dell’altoparlante si muovono, la corrente viene restituita dagli altoparlanti all’amplificatore. In termini matematici, l’amplificatore vede questa corrente come corrente negativa perché scorre nella direzione opposta alla corrente che sta inviando all’altoparlante. Il modo più semplice per pensare alla Back EMF è associarla a una riduzione netta dell’impedenza dell’altoparlante.

La Back EMF è più grave con i woofer poco smorzati. Di conseguenza, se un altoparlante invia grandi quantità di Back EMF all’amplificatore, lo farà tipicamente quando riproduce le frequenze più basse, perché quelle frequenze sono dove i driver più grandi raggiungono il loro picco di escursione. Pertanto è comune trovare altoparlanti che funzionano bene sulle valvole tranne che quando viene riprodotta musica con molte informazioni sui bassi, a quel punto l’altoparlante vacilla e il suono degrada rapidamente. Questo è semplicemente il risultato delle frequenze basse che eccitano un grande driver “fluttuante” che a sua volta genera Back EMF e abbassa l’impedenza.

Quindi è necessario un po’ di tentativi ed errori. Sbirciare semplicemente un grafico dell’impedenza non garantisce sempre che un altoparlante sia un buon abbinamento. Un grafico dell’impedenza non mostra gli effetti della Back EMF perché la Back EMF varia considerevolmente in base al materiale sorgente utilizzato.

A rischio di ripeterci, proprio come non si può semplicemente giudicare la qualità di un altoparlante fissando il suo grafico dell’impedenza, non si può giudicare il suono di un altoparlante in base a quanta Back EMF genera. Tutte le variabili che abbiamo discusso in questo articolo si riferiscono semplicemente a come un determinato altoparlante sarà adatto alle valvole e quindi a come suonerà quando guidato da valvole. Un altoparlante con un’impedenza bassa, una capacità alta e una Back EMF significativa può suonare favoloso con l’amplificatore giusto. Ma un’importante considerazione quando si ottimizza il suono di quell’altoparlante sarebbe scegliere un amplificatore in grado di gestire adeguatamente le richieste poste su di esso da tali caratteristiche elettriche.

Anche gli amplificatori a stato solido possono essere esigenti!

Parliamo per un momento degli amplificatori a stato solido. È importante capire che tutta la nostra discussione sull’impedenza e la Back EMF si applica a tutti gli amplificatori, non solo agli amplificatori a valvole. Non tutti gli amplificatori a stato solido sono adatti a un altoparlante con un’impedenza che scende al di sotto dei 4 ohm. Alcuni amplificatori utilizzano un circuito chiamato “limitazione di corrente” che significa semplicemente che quando un altoparlante presenta un’impedenza più bassa e più bassa all’amplificatore, l’amplificatore riduce effettivamente l’uscita di corrente. Per molti amplificatori, l’uscita di corrente è limitata a carichi inferiori a 4 ohm. Ciò significa essenzialmente che un altoparlante con un’impedenza che scende al di sotto dei 4 ohm per una parte significativa dello spettro udibile non sarà portato al suo pieno potenziale da un amplificatore a stato solido con limitazione di corrente. Ecco perché nella nostra discussione sulla sensibilità abbiamo affermato che un’elevata sensibilità non garantisce che un altoparlante suoni forte, anche quando è alimentato da un amplificatore a stato solido. Con un altoparlante con un’impedenza estremamente bassa, sull’amplificatore a stato solido sbagliato, si raggiungerà un soffitto oltre il quale semplicemente non è possibile riprodurre il suono, indipendentemente dalla sensibilità.

Quali amplificatori sono a limitazione di corrente? Questa è una domanda che si può rispondere, e se non il produttore dell’amplificatore, certamente lo può. Il motivo per cui tanti ricevitori e amplificatori economici sono incapaci di generare bassi profondi è che hanno circuiti di limitazione di corrente che impediscono loro di inviare basse frequenze a bassa impedenza. Pertanto, quando sono collegati a altoparlanti con bassa impedenza, in particolare nelle basse frequenze, questi ricevitori o amplificatori suoneranno sottili nelle regioni dei bassi.

La limitazione di corrente non è necessariamente un brutto segno: molti fantastici amplificatori a stato solido utilizzano circuiti di limitazione di corrente. Selezionare altoparlanti che suoneranno al meglio su un amplificatore a stato solido con limitazione di corrente è un processo simile alla selezione di altoparlanti per un amplificatore a valvole, sebbene non sia necessario essere così rigidi nei criteri. Tipicamente gli amplificatori a stato solido, anche quelli che sono limitati di corrente, sono più immuni all’elevata capacità rispetto agli amplificatori a valvole, e i grandi oscillazioni di impedenza sono meno importanti purché l’impedenza minima rimanga sopra un valore ragionevole come 4 ohm. Back EMF non è motivo di preoccupazione con gli amplificatori a stato solido a meno che l’altoparlante non abbia un’impedenza bassa e non invii quantità significative di Back EMF all’amplificatore.

Per quegli altoparlanti che presentano carichi più difficili con un’impedenza estremamente bassa, dovrebbero essere scelti amplificatori a stato solido che utilizzano un circuito di “scarico di corrente”. Gli amplificatori a scarico di corrente continuano a emettere corrente sempre più elevata fino a quando l’impedenza è quasi nulla. Tipicamente tali amplificatori si spengono solo quando viene presentato un cortocircuito o quando raggiungono l’instabilità termica.

Abbiamo sia amplificatori a stato solido con scarico di corrente che con limitazione di corrente, ed è per questo che anche quando un cliente desidera acquistare un amplificatore a stato solido, siamo attenti a garantire che sia un’opzione adatta ai suoi altoparlanti.

Come posso capire se un altoparlante non funziona bene con i tubi?

Puoi facilmente capire se un altoparlante non funziona bene con i tubi ascoltandolo! Certo, ti incoraggiamo a raccogliere il maggior numero di dati possibile per evitare di perdere tempo ad ascoltare altoparlanti che sono chiaramente scelte inappropriate per i tubi, ma quando si tratta di esso, amici, l’unico modo per trovare l’altoparlante giusto è ascoltarlo comunque. Un altoparlante che non funziona bene con i tubi sarà tipicamente caratterizzato da uno o più dei seguenti tratti sonori quando è collegato a un amplificatore a valvole:

• Immagini dual-mono, ovvero gli altoparlanti non “scompaiono”
• Immaginazione o stadi sonori insolitamente scarsi
• Bassi grumosi, gonfiati o “mononota”
• Mancanza di controllo nei bassi – eccessiva sonorità o boominess
• Un “buco” nel midrange
• Ogni volta che i bassi entrano in azione, i medi scompaiono
• Ogni volta che i bassi entrano in azione, gli alti diventano duri e sforzati
• Quando si collega l’altoparlante a un amplificatore a stato solido, i bassi si stringono, il midrange torna e gli alti si attenuano I tratti sopra indicati sono esagerati sugli amplificatori SET. Alcuni altoparlanti sono compatibili con push-pull ma non con SET. Gli amplificatori push-pull, anche con potenze nominali basse, sono tipicamente in grado di pilotare carichi più esigenti o capaci rispetto agli amplificatori SET. Se hai dei dubbi, ascolta l’amplificatore e gli altoparlanti che prevedi di acquistare insieme prima di acquistarli.

Conclusioni

Come puoi vedere, la comprensione delle caratteristiche misurabili dell’attrezzatura audio è fondamentale per costruire un buon sistema hi-fi, indipendentemente dal fatto che tu pianifichi di utilizzare un amplificatore a valvole o a stato solido. È difficile fare generalizzazioni sulla qualità di un altoparlante o di un amplificatore in termini delle sue misurazioni. Ci sono molti altoparlanti dal suono meraviglioso che presentano carichi estremamente esigenti e sono semplicemente inadatti all’amplificazione a valvole. D’altra parte, ci sono altoparlanti che sono facilmente guidati e presentano carichi benigni ma che forse non sono i migliori esempi di ingegneria acustica che si trovano nel nostro settore. Come è stato discusso a lungo su riviste e forum per anni, non si può fare una semplice connessione tra misurazioni e prestazioni. Tuttavia, credo che ignorare le misurazioni significhi limitare le prestazioni della propria attrezzatura.

Le prove per l’articolo sono state prese da diverse fonti internazionali autorevoli, tra cui riviste di audio, forum online e siti web di produttori di altoparlanti e amplificatori. È stato un lavoro lungo, appassionante e soddisfacente. Ho cercato di semplificarlo il più possibile per rendere al pubblico una comprensione più semplice del testo.