La risposta è no, e le motivazioni saranno date nel corso dell’articolo.
Convincere un audiofilo condizionato dalla pubblicità martellante, che i cavi non migliorano le caratteristiche del suo impianto non è cosa facile, ma alla fine di questo articolo vedrete che tutti quelli che comprano dei cavi “speciali” vi sembreranno solo degli idioti, od al massimo dei fanatici dell’estetica.
Andiamo con ordine. Ci sono due tipi di cavi per impianti Hi-Fi: quelli per collegare le fonti audio al preamplificatore e quelli per collegare l’amplificatore agli altoparlanti.
I cavi per altoparlanti
Questi cavi vengono usati per collegare l’amplificatore agli altoparlanti e solitamente sono delle semplici piattine a due fili. La prima peculiarità che i produttori di cavi “speciali” promettono è un’induttanza molto bassa. Ma vediamo perché questa caratteristica è ininfluente in un comune impianto casalingo.
L’induttanza del cavo potrebbe influire sul segnale soltanto se questo raggiungesse una lunghezza pari a ¼ d’onda. La formula per calcolare la lunghezza d’onda in metri conoscendo la frequenza in Khz è:
lunghezza d’onda = 300.000 : Khz
Da ciò si capisce che l’induttanza del cavo influisce notevolmente sul segnale solo se ha una lunghezza maggiore di:
300.000 : 25 = 12.000 metri
12.000 :4 = 3.000 metri
Quindi se all’uscita dell’amplificatore e all’ingresso della cassa acustica applicassimo un cavo lungo 3 chilometri, allora questo potrebbe avere la sua influenza, ma poiché solitamente la lunghezza di questi cavi – in ambito casalingo, ma anche in altri luoghi – non supera mai una decina di metri e la gamma delle frequenza acustiche va da un minimo di 10 Hz ad un massimo di 20.000 Hz, il segnale di bassa frequenza arriva alle casse senza alcuna alterazione.
L’induttanza di un cavo che abbia i fili appaiati varia al variare del diametro del filo da un minimo di 0,3 microHenry per metro ad un massimo di 0,8 microHenry per metro. L’induttanza è maggiore se il filo è sottile, minore se il filo è grosso. Solo le frequenze tra i 15.000 – 20.000 Hz possono venire attenuate da un’induttanza eccessivamente elevata.
Altra cosa che i cavi “speciali” promettono di ridurre è la capacità parassita: anche questa varia al variare del diametro del filo; più questo è grosso più la capacità è alta, al contrario più è sottile e più la capacità sarà bassa. Alcuni consigliano di distanziare i due fili della piattina per ridurre la capacità parassita. Questo è vero, ma è altrettanto vero che l’induttanza aumenterà eccessivamente. In ogni caso la capacità parassita – se non troppo elevata – non influenza assolutamente il suono. Quanto detto vale per cavi non più lunghi di 10-12 metri, e quindi nella maggior parte degli impianti casalinghi.
Alcuni possessori di questi cavetti potrebbero obiettare dicendo che il suono è realmente migliore, e che quindi hanno speso bene i loro soldi. E’ chiaro che costoro sono stati semplicemente suggestionati dalla pubblicità e dall’apparenza vistosa di certi cavi che presentano contatti dorati, plastiche colorate etc. Per stabilire le differenze tra un cavo e l’altro, qualora ve ne fossero, non è sufficiente l’orecchio umano ma apparecchiature professionali come oscilloscopi, analizzatori di spettro, distorsimetri, audiotracer etc., perché solo con questi strumenti è possibile misurare anche quelle piccole differenze che l’orecchio umano non potrà mai per sua natura rilevare.
In definitiva abbiamo visto come l’unica cosa che potrebbe mutare in qualche modo il suono è l’induttanza del cavo, ma vi posso assicurare che non serve spendere cifre esorbitanti per dei cavi con bassa induttanza. E’ sufficiente acquistare un comunissimo cavo di gomma con 4 cavetti conduttori al suo interno. Il diametro deve essere proporzionato alla potenza del vostro amplificatore. L’unica cosa che dovete fare è collegare in parallelo due fili, ottenendo così un perfetto cavo per altoparlanti con un’induttanza parassita che potrà variare da un minimo di 0,25 microHenry per metro ad un massimo di 0,4 microHenry per metro. Avrete ottenuto, con una spesa irrisoria, un cavo tranquillamente paragonabile a quelli più costosi e rinomati.
Cavo artigianale per altoparlanti
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I cavi d’ingresso per i preamplificatori
Questi cavi differiscono dai precedenti perché sono schermati. Questi tipi di cavi si possono trovare con sostanziali differenze di prezzo. Del comune cavo schermato si può trovare a circa 0,30 centesimi al metro, ma quelli tanto pubblicizzati dalle riviste hanno dei costi imbarazzanti. Quando si va ad applicare un segnale di BF su questi cavetti, non importa se la frequenza è di 100 Hz o di 20,000 Hz, poiché sull’estremità opposta preleveremo sempre queste due identiche frequenze. L’unica differenza che si riscontra tra i cavi schermati comuni e quelli “firmati” è la loro capacità parassita, esattamente come avevamo visto per gli altri cavi. Si può sminuire anche qui questa peculiarità dicendo che la capacità potrebbe influire sull’ampiezza delle sole frequenze dei super-acuti, e comunque soltanto nei casi in cui venissero usati dei cavetti più lunghi di 3 metri – cosa improbabile visto che solitamente la sorgente e l’amplificatore sono molto vicini.
Quanto detto si può provare con una formula per calcolare il taglio di frequenza di un filtro passa/basso, ovvero qualsiasi cavo schermato:
Herz = 159.000 : (R1 kiloohm x C1 nanoF)
R1 è il valore dell’impedenza d’uscita della sorgente, quindi se prendiamo il massimo valore che è 2000 ohm otteniamo 2 kohm. C1 è la capacità parassita del cavo espressa in nanofard. un normalissimo cavo schermato ha solitamente una capacità parassita di 400 picofard, quindi otteniamo 0,4 nanofard.
159.000 : (2 x 0,4) = 198.750 Hz
Questo significa che tutte le frequenze inferiori a 198.750 hz non subiranno nessuna attenuazione. Poiché la massima frequenza che il nostro orecchio riesce a percepire si aggira attorno ai 20.000-22.000 hz, è chiaro che un cavo del genere si può tranquillamente usare anche in ambito Hi-Fi. I più pignoli possono usare un cavo coassiale di tipo RG.174, il quale costa poco più dei cavi schermati normali ma ha una capacità parassita non superiore a 100 pF.
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Conclusione
In ultimo spendere cifre esorbitanti in cavetti sperando di migliorare le prestazioni del proprio impianto Hi-Fi è pura follia. Comprare certi cavi è farsi fregare allegramente dai produttori degli stessi. Al lato pratico non c’è nessunissima differenza, l’unica cosa che cambia è l’estetica, ma volete realmente spendere dei soldi per abbellire qualcosa che solo la polvere potrà vedere?
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Il circuito presenta un solo integrato di tipo MC.1458, o in alternativa un LM.358, il quale contiene al suo interno due amplificatori operazionali di tipo uA.741, quindi è possibile raggiungere gli stessi risultati anche con due uA.741 singoli. Il primo di questi amplificatori operazionali viene sfruttato per generare un segnale ad onda quadra, mentre il secondo funge da integratore per trasformare le onde quadre in onde triangolari. Il trimmer da 1 megaohm non serve, come si potrebbe supporre, per modificare la frequenza dell’onda ma bensì per linearizzare quest’ultima. Per modificare la frequenza è necessario agire sul potenziometro R4, e contemporaneamente sul deviatore S1. In linea di massima la frequenza può variare da un minimo di 5 hz ad un massimo di 10 khz. Ecco a voi lo schema.
 Schema generatore di onde triangolari |
R1: 10.000 ohm |
Prima di tutto va detto che in questo articolo non descriverò la costruzione di un moderno oscilloscopio, e non ne tratterò nemmeno la parte pratica. Lo scopo è quello di analizzare lo schema di un rudimentale oscillografo a transistor più che altro a scopo di studio. Comunque nessuno vieta, a chi lo volesse, di costruire realmente questo strumento, infatti posso garantire che se seguirete bene lo schema esso funzionerà senza troppi problemi. La pecca è che potrete misurare al massimo frequenze di 1 mhz, oltre ad essere monotraccia e ad essere privo – ovviamente – delle caratteristiche degli ultimi oscilloscopi digitali.
L’oscillografo che andrò a descrivere è decisamente rudimentale, e le sue caratteristiche non sono certo al passo con i tempi, tuttavia è ottimo per arrivare a comprendere meglio come funziona questo utilissimo strumento di misura:
Può effettuare misure da 3hz a 1 mhz (ma già qui si ha qualche perdita in db); Possibilità di trigger; Amplificatore anche per tensioni continue; Attenuatore con scala pretarata con una buona approssimazione; Amplificatore orizzontale (X) con fase identica a quello verticale (Y); Possibilità di essere alimentato sia in continua che in alternata. Si sa, inoltre, che per gli strumenti di misura è sempre necessaria un’alimentazione il più possibile stabile, e che non muti né in frequenza né in tensione. Per questo sarà presentato anche uno schema di un alimentatore sufficientemente stabile. Questo oscilloscopio utilizza un tubo a raggi catodici, anche perché non c’è proprio nulla di digitale in questo schema, e vi posso assicurare che schemi come questi, dove non ci sia neanche l’ombra di un integrato, sono davvero difficili da reperire al giorno d’oggi malgrado siano ottimi per scopi di studio.
Ma passiamo ad analizzare il circuito:
Gli schemi del progetto possono essere scaricati qui: schemi oscilloscopio
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Amplificatore verticale (Y)
L’amplificatore verticale è formato soltanto da due stadi amplificatori in controfase: questa soluzione è adottabile preferibilmente perché consente di ottenere un’ottima stabilità contro le variazioni di temperatura e dei parametri dei transistor. All’ingresso dell’amplificatore si trova un partitore di tensione tarato che, eventualmente, può essere compensato anche in frequenza, nel modo che citerò più avanti; l’impedenza di ingresso risulta costante per ciascuna posizione del commutatore ed ha un valore di 1 megaohm, compresa la sonda inserita nel puntale.
A causa delle tensioni di lavoro relativamente elevate, le resistenze di carico del collettore sono alquanto elevate. Ad ogni modo l’amplificatore fornisce un’ottima risposta e quindi un buon guadagno fino alla frequenza di un megahertz. Nel circuito di ingresso di questo amplificatore è inserita una compensazione in corrente continua tarata per il valore di zero volt, per cui, cortocircuitando l’ingresso dell’amplificatore, la linea di riferimento della base dei tempi sullo schermo del tubo a raggi catodici rimane al centro dello schermo. L’amplificatore è insensibile alle variazioni di temperatura comprese tra i 10° C ed i 45° C. Quando lo strumento è alimentato con l’accumulatore (batteria), se la tensione di alimentazione dovesse diminuire, può darsi che la linea dello 0 sullo schermo del tubo si sposti: per ovvia a questo inconveniente si provvederà a regolare il potenziometro P5 (vedere schema) fino a riportare nelle normali posizioni la linea di riferimento.
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Amplificatore del trigger
L’esatto triggering è ottenuto mediante un circuito trigger di Shmitt. Questo circuito, come qualcuno saprà, ha l’inconveniente di richiedere all’ingresso tensioni elevate. Pertanto, per avere quest’impulso trigger di valore elevato, si usa un amplificatore sovrapilotato. Ogni volta che la somma risultante dal segnale e dall’impulso trigger, sulla base del transistor AC107, sorpassa lo zero, la tensione al collettore di questo transistor cambia. Il fianco di questo impulso di commutazione viene differenziato ed applicato alla base dei tempi. A motivo di questo particolare circuito triggering, il livello dell’impulso differenziato viene a dipendere dalla frequenza, per cui si rende necessario commutare contemporaneamente il condensatore differenziatore insieme a quelli della base dei tempi orizzontale.
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Generatore della base dei tempi orizzontale
La base dei tempi dell’oscilloscopio è formata da un circuito flip-flop monostabile, che riceve una reazione aggiuntiva attraverso l’emettitore. Mediante il potenziometro da 20 kohm (P7 nello schema), il circuito monostabile trigger si può regolare fino alla posizione astabile. Il punto di lavoro ottimo si trova poco prima della condizione di funzionamento auto-oscillante.
La tensione a dente di sega viene prelevata dal condensatore che si trova nel circuito dell’emettitore. Il dente di sega viene portato all’amplificatore orizzontale (X), attraverso uno stadio a collettore comune, con collettore a massa. Un altro transistor amplificatore produce una tensione rettangolare ricavata dalla base dei tempi con una ampiezza di ben 70 volt, che serve per la regolazione della luminosità del tubo a raggi catodici. Anche qui si richiede un transistor che possa sopportare un valore di tensione considerevole.
Amplificatore orizzontale (X)
L’amplificatore orizzontale è formato da un solo stadio in controfase. Questo stadio è dimensionato più o meno come l’analogo stadio dell’amplificatore verticale. Si deve fare attenzione che le placchette di deflessione degli assi X ed Y abbiamo lo stesso valore di tensione, in modo da impedire, sullo schermo a raggi catodici, possibili distorsioni.
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Il tubo a raggi catodici e l’alimentazione
Per la produzione delle varie tensioni di alimentazione degli amplificatori e del tubo a raggi catodici vengono impiegati due alimentatori, per cui è possibile adoperare lo strumento sia con una batteria che con la tensione di rete (230 v). Ovviamente i trasformatori – i cui dati verranno forniti in seguito – sono abbastanza particolari, e probabilmente sarà necessario crearseli da se o farseli avvolgere da qualche professionista. La frequenza di detti trasformatori non è la stessa: quella per la conversione CC/CA deve avere circa 40 khz, l’altra, quella per la rete luce, deve avere 50 hz.
Nell’ impiego ad accumulatore, nel caso questo iniziasse a scaricarsi, non soltanto vengono a diminuire le tensioni di alimentazione degli amplificatori (e quindi anche l’amplificazione), ma diminuisce contemporaneamente anche l’alta tensione. Questo, che a prima vista potrebbe sembrare un difetto, in effetti non lo è, poiché la sensibilità di deflessione del tubo catodico aumenta, per cui la diminuzione di amplificazione viene alquanto compensata da questo fatto. Così, per una variazione di tensione del 10% sull’accumulatore, non si ha nessuna perdita di guadagno o difetto di funzionamento. L’accumulatore dovrebbe essere da 6 volt, ed in grado di erogare 2 Ah.
Tubo a raggi catodici
Il tubo a raggi catodici più adatto a questo schema sarebbe uno non più grande di 3”, che possieda inoltre controlli di luminosità, fuoco ed astigmatismo. Questi controlli sono incredibilmente utili per uno strumento come l’oscilloscopio, e ne aumentano l’usabilità. L’accumulatore, invece, dovrebbe essere da 6 volt, ed in grado di erogare 2 Ah.
Trasformatore
Per quanto concerne il trasformatore di alimentazione dirò che esso deve essere costituito dai seguenti avvolgimenti:
Primario:
2×75 spire 0,3 (W1)
2×40 spire 0,8 (W2)
Secondario:
36 spire 0,9 (W3)
120 spire 0,45 (W4)
685 spire 0,15 (W5)
Le tensioni al secondario dopo i duplicatori di tensione dovranno risultare con il carico accoppiato:
da W3 = +12 V e -12 V
da W4 = -70 V
da W5 = -500V
Per ottenere questi valori dovrete utilizzare un voltometro settato su 20 kohm per volt, misurando dalla massa.
Riguardo il trasformatore alimentato con la rete luce i valori sono i seguenti:
Primario:
Universale; potenza 40 Watt; frequenza 50 hz
Secondario:
6,3 V 1,2 A
35 V 300 mA
125 V 6 mA
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Funzione dei comandi
Per finire vi illustro le funzioni dei vari interruttori e potenziometri.
SW1: Tensione CC o CA in entrata al canale Y
SW2: Rotazione di fase positiva o negativa
SW3: Sincronizzazione trigger interna od esterna
SW4: Entrata orizzontale interna od esterna
S1: Partitore di tensione con i seguenti valori: 100 mV; 300 mV; 1 V; 3 V; 10 V; 30 V; 100 V
S2: Tempi per la base dei tempi per i seguenti valori: 0,01 ms; 0,03 ms; 0,1 ms; 0,3 ms; 1 ms; 3 ms; 10 ms
S3: Interruttore di alimentazione (rete/spento/accumulatore)
Potenziometri:
P5: Canale verticale, regolazione di posizione
P6: Scelta del livello trigger
P7: Regolazione della stabilità del trigger
P8: Regolazione unità dei tempi
P9: Regolazione di posizione del canale orizzontale
P10: Luminosità
P11: Fuoco
P12: astigmatismo
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Spero di avervi dato i giusti input per riuscire a comprendere al meglio i principi che stanno alla base di questo strumento di misura professionale, nonché adattabile ad innumerevoli campi applicativi.
]]>Vi presento subito lo schema:
| R1: 1 megaohom | C2: 820 pF ceramico |
| R2: 3,3 megaohm | C3: 680.000 pF poliestere |
| R3: 10 kohm | C4: 47.000 pF ceramico |
| R4: 100 kohm | C5: 5.000 pF ceramico |
| R5: 100 kohm | TR1: NPN tipo BC107 |
| R6: 680 ohm | TR2: NPN tipo BC107 |
| C1: 100.000 pF ceramico | IC1: integrato uA741 |
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Lo schema circuitale è oltremodo semplice ed in base a questa ragione si presta ad essere analizzato da chiunque. Il componente responsabile della generazione del rumore è il transistor TR1 (un BC107) il quale è polarizzato inversamente tramite la resistenza R1; tale resistenza. essendo di valore sufficientemente elevato, fa sì che la corrente dell’emettitore di tale transistor risulti molto bassa, ma a sua volta sufficiente a far sì che la tensione emettitore-base di TR1 assuma un valore tale da portarla alla rottura: in tal modo viene pertanto a generarsi un rumore continuo. Tale rumore presenta a questo punto un’ampiezza (livello) molto bassa che non può essere utilizzata se non dopo un’opportuna amplificazione. A ciò provvede il transistor TR2, che amplifica il segnale inviandolo a sua volta ad un unteriore stadio di amplificazione, costituito dall’integrato uA741. Quest’ultimo viene alimentato con una tensione di 12 v sul piedino 7, mentre viene polarizzato con metà dell’alimentazione sull’ingresso.
Se vorrete rendere udibile il fruscio dovrete collegare all’uscita un amplificatore di bassa frequenza e di conseguenza un altoparlante. Per altri scopi, invece, il segnale che preleverete all’uscita sarà più che sufficiente.