TEORIA E TECNICA: STRUMENTAZIONE E MISURE, PRESTAZIONI COMPONENTILa distorsione armonica

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Pierluigi Marzullo
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La distorsione armonica

#1

Messaggio da leggere da Pierluigi Marzullo » martedì 30 luglio 2019, 23:23

ninny ha scritto:
martedì 30 luglio 2019, 21:05
Di nuovo io :-D ....
Giusto se vi va di parlarne e se può interessare anche qualcun altro... stavo rileggendo la terza puntata dove nella prima pagina si accenna a dei progetti di N. Pass ed in particolare alla gestione della fase della seconda armonica . Ma come si fa a renderla negativa o positiva ? occorre introdurre delle reattanze nel circuito di polarizazione ? Mi piacerebbe sperimentare in tal senso ...

Thanks
Bella domanda ! :lol:

L'idea è di DIMINUIRE il livello delle armoniche, anzi - meglio - farle sparire del tutto,
perché di tratta di DISTORSIONE, quindi quelle armoniche NON FANNO PARTE DEL SEGNALE REEGISTRATO,
quindi non ha molto senso farle diventare di fase positiva o negativa ...

Alcune idee di Nelson Pass sono bizzarre alquanto - o forse niente affatto:
sembrano infatti andare nella direzione MARKETING di soddisfare le richieste di molti audiofili,
che gradiscono amplificatori con una forte connotazione di distorsione armonica,
e si traducono in un fiorente business per la sua azienda - a prescindere dalle technicalities.
Infatti alcuni suoi amplificatori, pur caratterizzati da un'elevata distorsione armonica,
hanno un discreto mercato - proprio per quel motivo ... ;)


L'idea dell'Hi-Fi invece è di PRESERVARE IL SUONO ORIGINALE,
per arricchirlo esistono i controlli di tono,
sound processors, DISTORSORI (come quelli per chitarra),
ognuno è libero di manipolare il suono del suo impianto come più gli piace ... :)


Tornando alla domanda iniziale, cioè se e come è possibile modificare il segnale,
la risposta è semplice, basta introdurre delle Non-Linearità:
ad esempio, alterando il guadagno su una delle semionde, si introduce una distorsione di ordine PARI,
mentre alterando una delle due forme d'onda, si introducono le distorsioni di ordine dispari;
queste già ci sono negli amplificatori Non Retroazionati, perché le caratteristiche di transconduttanza dei transistor dei due rami sono differenti,
e potrebbero venire ulteriormente diversificate con l'aggiunta di elementi Non Lineari quali Diodi, etc. ...

ma come farlo a piacimento non saprei proprio dirti ...

Posso pensare però che quell'effetto lo si ottenga semplicemente cambiando la polarizzazione dello stadio finale,
ma lo puoi vedere solamente con un voltmetro selettivo tipo l'HP 331A, che rende dosponibli per l'osservazione all'oscilloscopio il fresiduo di distorsione.

Sull'effetto effettivo sul suono, mi sa che devi fidarti di quel che dice Pass ... ;)

Personalmente, credo che la fase della terza armonica dipenda anche dal livello del segnale,
e che aumentandolo o diminuendolo la fase vari anch'essa, e che lo stesso avvenga per la frequenza del segnale,
per cui ricavarne una casistica affidabile sarebbe un'impresa notevole - se non impossibile ...
perché l'ascolto non lo si dovrà fare con sinusoidi di ampiezza e frequenza fissa,
ma con la variabilità e articolazione della musica.

In gioventù N.P. ha pubblicato un bell'articoletto dal titolo "Snake Oil" ...


Pierluigi Marzullo

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#2

Messaggio da leggere da SHAR_BO » mercoledì 31 luglio 2019, 9:53

Pierluigi Marzullo ha scritto:
martedì 30 luglio 2019, 23:23
per arricchirlo esistono i controlli di tono,
sound processors, DISTORSORI (come quelli per chitarra),
Infatti,
non va dimenticato che la enorme fortuna commerciale delle amplificazioni Marshall è dovuta proprio al fatto di aver utilizzato dei punti di lavoro delle valvole di amplificazione in zona fortemente non lineare con conseguente produzione di un suono ricco di armoniche, gradite all'ascolto anche se non presenti nel segnale originale della chitarra.
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ninny
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#3

Messaggio da leggere da ninny » mercoledì 31 luglio 2019, 12:18

Concordo con l'intento primario, ovvero quello di minimizzare la THD; non mi sono espresso bene ovvero non é che volessi avere più THD :-D ma orientare quella che comunque avrei, fissando il PDL in base ad esempio al guadagno dello stadio da ottenere, verso un tipo di suono o l'altro

Grazie per le note comunque, dove ho già la mia risposta ovvero spostare la THD (purtroppo sempre presente) verso una delle due semionde
Mi fermo a questo se suonerà discretamente sarà già un riultato :-D

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#4

Messaggio da leggere da Pierluigi Marzullo » mercoledì 31 luglio 2019, 15:41

Man mano che vai a sbilanciare le semionde, la THD aumenterà inesorabilmente ...

E con la fase di armoniche che vorrà, dipendente da frequenza, ampiezza e dalle caratteristiche dello stadio di amplificazione.

Ovviamente, hai bisogno di strumentazione per monitorare il risultato.

Secondo me, l'unica cosa che si può riuscire a fare è aumentare la seconda armonica,
con un effetto di mascheramento delle successive;
l'aumento di seconda armonica, a qualcuno piace ...

:)
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#5

Messaggio da leggere da SHAR_BO » mercoledì 31 luglio 2019, 17:16

A proposito di fase delle armoniche, intese come prodotti della distorsione,
mi sovviene che anni fa una nota rivista provò l'ampli Halcro ( credo ) ed il risultato fu che il valore di THD all'uscita dell'ampli era addirittura MINORE del residuo di distorsione proprio del generatore Audio Precision che forniva il segnale all'ingresso dell'ampli.
Scoprirono poi che l'inatteso risultato era dovuto al fatto che la distorsione dell'ampli era veramente bassissima e certe componenti ( armoniche ) risultavano in opposizione di fase con le equivalenti contenute nel segnale all'ingresso, quindi con reciproca attenuazione, producendo un risultato numerico complessivamente inferiore
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#6

Messaggio da leggere da SHAR_BO » mercoledì 31 luglio 2019, 17:21

Mi sovvengono inoltre diversi articoli apparsi su CHF anni fa in cui si magnificavano i pregi della "cancellazione armonica ".
In pratica se si mettono 2 stadi in cascata ognuno afflitto da una robusta distorsione di 2a armonica, in pratica una semionda amplificata più dell'altra, dosando accuratamente i livelli si poteva rigenerare il segnale indistorto ( quasi ).
Peccato che questo avvenisse solo ed esclusivamente per una ben determinata ampiezza di segnale.
Quindi per il solo segnale di prova a regime continuo e non per un normale segnale musicale di ampiezza variabile.
Adriano Cagnolati

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#7

Messaggio da leggere da Pierluigi Marzullo » mercoledì 31 luglio 2019, 18:04

Questo non è infrequente, specie a livelli molto bassi di distorsione (andare sotto il livello del generatore) :)
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ninny
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#8

Messaggio da leggere da ninny » giovedì 1 agosto 2019, 17:13

Pierluigi Marzullo ha scritto:
mercoledì 31 luglio 2019, 15:41
Man mano che vai a sbilanciare le semionde, la THD aumenterà inesorabilmente ...

E con la fase di armoniche che vorrà, dipendente da frequenza, ampiezza e dalle caratteristiche dello stadio di amplificazione.

Ovviamente, hai bisogno di strumentazione per monitorare il risultato.

Secondo me, l'unica cosa che si può riuscire a fare è aumentare la seconda armonica,
con un effetto di mascheramento delle successive;
l'aumento di seconda armonica, a qualcuno piace ...

:)
Chiaro chiaro, comunque non voglio aumentare THD, anch io sono per un suono più neutro possibile; avevo interpretato male la citazione su N. Pass della 3° puntata ovvero mi sembrava che dato un residuo di THD (auspicabilmente più basso possibile) si poteva, agendo sulla fase, modificare la scena sonora; invece dalle tue note é chiaro che N. Pass agisce in altra direzione :-)

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#9

Messaggio da leggere da Pierluigi Marzullo » giovedì 1 agosto 2019, 22:35

Come agisca esattamente Nelson Pass non è dato di sapere,
ceerto è che nel funzionamento dei suoi amplificatori ci guarda dentro molto approfonditamente ...

ed è lui che ha portato alla luce l'esistenza di "Sweet Spot" (Punto dolce - dove la distorsione si annulla o quasi) nella polarizzazione degli stadi di amplificazione in Classe A privi di retroazione

quindi in tal caso le sue indicazioni non sono da sottovalutare ...

:)
Pierluigi Marzullo

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#10

Messaggio da leggere da claudio52 » venerdì 2 agosto 2019, 16:06

E' difficile interpretare tutto quello che fa N.P. Ad esempio come agisce nel SIT-1 la manopola che varia la quantità e la fase della 2H non mi risulta sia mai stata spiegata. Vedi l'intervista di Stereophile:
https://www.stereophile.com/content/nel ... nce-page-2
Nel B1 con il triodo Korg ( praticamente un 6J1 con un buffer sia davanti che dietro) è entrato più nei dettagli
Immagine
I due trimmer regolano il bias per impostare la resistenza interna della valvola e quindi regolano quanta tensione cade sulla resistenza anodica e quanta tensione cade nel tubo. In un punto preciso della condivisione la distorsione è al minimo perché la 2H è quasi scomparsa e prevale la 3H. Nel Korg questo equivale a 12 Volt di anodica. Regolando il trimmer per abbassare l'anodica rispetto a 12 Volt la 2H diventa sempre più predominante con una fase negativa. Alzando l'anodica rispetto a 12 Volt la 2H aumenta sempre, ma con una fase positiva. Il circuito inverte la fase e quindi per avere la fase assoluta sull'altoparlante si devono invertire le connessioni. Attenzione però perché se prima la 2H era negativa diventa positiva.
La THD idonea alla sensibilità dell'amp push pull e dei diffusori di N.P è 1% con 1 Volt in uscita!
Ho provato con LTspice a fare la stessa cosa con la 6J1, ma la fase della 2H rimane sempre a 270° rispetto alla fondamentale ( fase della 2H positiva? ). Mi sarei aspettato anche la fase di 90°( negativa? ).
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#11

Messaggio da leggere da Pierluigi Marzullo » sabato 3 agosto 2019, 7:50

Infatti, quel filone mi sembra poco Hi-Fi... ;)

E se inverti l'altoparlante, sicuro che si inverte la terza armonica ?

:)
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#12

Messaggio da leggere da Sandrelli » sabato 3 agosto 2019, 10:11

Penso che quelle manipolazioni vanno bene solo nella produzione musicale dove si creano forme d'onda; se si vuole provare nel campo HIFI, con la cancellazione armonica, non funziona bene, perchè dobbiamo riprodurre l'inviluppo di segnali mixati rischiando cancellazioni anche di frequenze indispensabili o sfasature non presenti in origine

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#13

Messaggio da leggere da claudio52 » sabato 3 agosto 2019, 20:42

Lo scopo di tutto questo non è quello di cancellare delle armoniche, ma quello di aggiungere, con poca speso e solo per provare l'effetto, un po' di seconda. Perché introdurre una distorsione che con un po' di attenzione potremmo evitare? Perché in questo modo lo spettro di uscita del nostro push-pull sarà simile a quello di una 845/300B/2A3/ecc. Se vogliamo giocare in casa, simile al Booster MP-PF. Notare nel N. 204 di CHF la THD a 1KHz e la distribuzione delle armoniche al crescere della frequenza. Perfetto! Notare anche nel N.202 da dove è partita la ricerca di N.P. per ottenere un profilo armonico ottimale. Lo spettro e il residuo in cui prevale la terza del suo push-pull non è male, ma dove è finita la seconda armonica?
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#14

Messaggio da leggere da Piercarlo » lunedì 5 agosto 2019, 9:54

Ma sei proprio sicuro sicuro che importi veramente qualcosa seguire delle "ricette" per avere uno spettro armonico piuttosto che un altro? Ha davvero tutta questa importanza o non è piuttosto un miraggio tanto per illudersi di avere una formula "sicura" per il "suono" di un amplificatore?..
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#15

Messaggio da leggere da Sandrelli » lunedì 5 agosto 2019, 19:42

L'ampli dovrebbe riprodurre musica senza aggiungere o togliere armoniche...credo sia meglio lavorare sull'interfaccia ampli/diffusore per quello che riguarda gli sfasamenti (imho i responsabili della manipolazione armonica)

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#16

Messaggio da leggere da claudio52 » lunedì 5 agosto 2019, 21:55

Ho costruito nel tempo amplificatori di tutti i tipi cercando sempre di privilegiare il migliore compromesso tra la complessità del circuito e le migliori misure possibili. Tuttavia valutando un dato assolutamente non scientifico come il grado di emozione che il suono trasmette, devo ammettere che i finali single end con un profilo armonico decrescente sono quelli che sono rimasti in funzione più a lungo rispetto ai push-pull. il record, più di dieci anni, è un integrato con la 845. La mia ultima realizzazione è un finale simmetrico con una bassa distorsione e una terza uguale alla seconda. E' inattivo sempre più spesso!
Per questa ragione tra gli integrati dello stadio di uscita del cd-player e il finale vorrei inserire un pre asimmetrico . Magari con una 2H con fase positiva per avere, dopo l'inversione sui morsetti dell'altoparlante, la fase assoluta e la 2H negativa. Mi rendo conto che tutto questo può sembrare irrazionale. Non c'è però nessun desiderio di inseguire mode provenienti al di là dell'oceano. Solo il divertimento di provare. Il finale in attività è il Sony VFET part 2 di Nelson Pass.
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#17

Messaggio da leggere da Pierluigi Marzullo » lunedì 5 agosto 2019, 22:51

La tecnologia di oggi permette anche a un hobbista DIY di costruire amplificatori con distorsione inferiore allo 0,001% ...

Vuol dire che nemmeno gatto pipistrelli e "orecchie d'oro" potranno mai sentirla - quindi, di cosa stiamo parlando?

Se vogliamo modificare il contenuto armonico del suono,
Si possono usare i controlli di tono, i DSP, distorsori,
Insomma c'è solo l'imbarazzo della scelta,
Senza andare a disturbare la fase della terza armonica

:)
Pierluigi Marzullo

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#18

Messaggio da leggere da ilbrazzo » lunedì 5 agosto 2019, 23:44

Forse ho letto l'ultima pagina un po' distrattamente ma...
...non si sta tornando alla datata, sterile e mai risolta datriba anni '90 tra "misuroni" ed "ascoltoni"?
Alla fine la morale è che ogni progettista, amatoriale o professionista che sia, tende sempre a realizzare un ampli con la minore distorsione possibile ma alla fine si scopre che il "feeling" tra chi ascolta e chi amplifica non è sempre legato all'oggetto con la minima THD.
Federico

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#19

Messaggio da leggere da Piercarlo » martedì 6 agosto 2019, 5:01

Mah... personalmente rimango convinto di quanto penso ormai a anni: non ha più importanza il COME si amplifica (o come si distorce) ma piuttosto il COSA. Siamo proprio sicuri di stare amplificando SOLTANTO il segnale di ingresso "ufficiale"? Io, visti certi circuiti "popolari" tra gli audiofili, qualche dubbio ce l'avrei...
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