Nelle figure 1-1 e 1-2 sono riportati sia lo schema funzionale che quello a blocchi del sistema. Successivamente vengono riassunte le principali caratteristiche e prestazioni delle parti che lo compongono ed anche alcune strategie progettuali .

Come richiesto dalle specifiche di progetto, occorrono 60W di potenza su 8 ohm di impedenza di carico.
Dalla sensibilità di ingresso di 1V e' possibile ricavare l'ampiezza del segnale Vlm necessaria alla massima potenza:

Questo dato permette di fissare la tensione di alimentazione dello stadio finale a +/- 36V (la maggiorazione di 5V si rende necessaria per compensare le inevitabili perdite di segnale utile dovute alla saturazione dei transistor).

· BANDA PASSANTE:

La banda passante dell'amplificatore è compresa fra 20Hz e 20KHz, valutata a -1dB. In pratica, agli estremi di banda, il segnale utile in uscita si riduce solo dell' 11%.

·PROTEZIONE CONTRO I SOVRACCARICHI DI USCITA:

La protezione contro i sovraccarichi in questo finale limita la corrente massima, in qualunque condizione di lavoro, a 7A (si noti che la corrente di picco a piena potenza e' di 3.9 A).
Condizioni di sovraccarico possono essere il cortocircuito accidentale d'uscita o l'inserimento di carichi troppo bassi.
La valutazione del minimo carico ammesso viene così effettuata:

dove Vlm è la tensione massima ai capi del carico Rl e IlPROT è la corrente massima ammessa prima che intervenga la protezione.
Comunque il livello di intervento è regolabile, quindi se si vorrà inserire un carico minore ( ad esempio di 4 ohm) basterà aumentare la corrente di protezione a 8A.

I grafici seguenti chiariscono il funzionamento del sistema di limitazione; si nota come l' inserimento accidentale di Rl=4ohm limita l'ampiezza del segnale d'uscita a 14V (Vlm = 7A x 2W = 14V).

Il controllo del volume, di tipo digitale, permette una regolazione discreta con step di valore:

il sistema è costituito da due contatori up/down ( fig. 1-2), connessi ai due canali (destro e sinistro). Hanno la funzione di controllare il guadagno dei due amplificatori di tensione, posti all'ingresso dei finali, e di conseguenza anche la potenza presente sul carico.
Ad ogni stato dei contatori corrisponde un valore del guadagno degli amplificatori. Siccome i contatori sono a 8 bit, il guadagno di ogni amplificatore può assumere 256 valori, ai quali corrispondono 256 livelli di potenza.
L'effetto che si ottiene è quello di poter variare l'ampiezza della tensione sul carico da 0 a 31V a passi di 0,121V in un tempo di 5 secondi (fig. 1-5).

La scheda del controllo volume presenta quattro pulsanti:

1. UP : la logica di controllo predispone i due contatori in conteggio UP;
2. DOWN : i due contatori sono in conteggio DOWN;
3. LEFT : il contatore sinistro è in conteggio UP mentre il destro DOWN;
4. RIGHT : il contatore destro è in conteggio UP mentre il sinistro è in DOWN.

L'attivazione di questi ultimi due pulsanti, che corrisponde all'operazione di bilanciamento dei canali, fa dimezzare la frequenza di clock dei contatori per consentire una regolazione fine (l'operazione di bilanciamento cioè è più lenta di quella di controllo del volume).

Il controllo dei toni è costituito da 10 filtri attivi (amplificatori a banda stretta) che consentono di modificare la curva di risposta dell'amplificatore tra 20Hz e 20KHz, dividendo la banda in dieci zone adiacenti (la frequenza di centro banda del filtro successivo è doppia rispetto a quella del filtro precedente).
I filtri sono di tipo ALL-PASS, cioè possono amplificare fino a +12dB (Av=4), lasciare inalterato il segnale (0dB), oppure attenuarlo sino a -12dB (Av=1/4).
Il controllo sull'amplificazione o l'attenuazione del generico filtro viene effettuato attraverso il posizionamento del cursore di un potenziometro a controllo lineare (slider) (come evidenziato nella figura 1-6)

La curva di risposta dell'amplificatore viene costruita sommando le risposte dei singoli filtri, ( fig. 1-7 e 1-9) :

Per avere la massima piattezza di risposta del sistema, ciascuna banda deve avere larghezza 0,89*f0, dove f0 rappresenta la frequenza centrale del filtro.
Dalla nota espressione

è possibile risalire al valore del coefficiente di merito Q necessario a soddisfare la condizione precedente. Il valore che si ricava è Q = 1,12.
In figura e' illustrato Il dispositivo che si occupa della somma dei segnali provenienti dai vari filtri :

La tensione Vo', ipotizzando tutti i filtri a 0dB, sarà:

dove Vo rappresenta la tensione di uscita di ogni filtro con guadagno impostato a 0dB (cursore in posizione centrale).
Il livello di ciascun filtro è poi visualizzato mediante 10 barre a led, che riproducono logaritmicamente l'ampiezza del segnale.
Per ottenere la rappresentazione logaritmica sono stati utilizzati opportuni convertitori che pilotano le barre con una tensione :

Questa parte permette di selezionare gli ingressi inviati all'amplificatore.
Si hanno 6 sorgenti a disposizione: la testina magnetica (PHONO), la testina ceramica (XTAL), il microfono ad alta impedenza (MICRO HZ), il microfono dinamico a bassa impedenza (MICRO LZ) e due ingressi ausiliari (AUX).
La selezione è realizzata mediante un pulsante che pilota il clock di un contatore modulo 6, le cui uscite in BCD sono collegate ad un multiplexer analogico. Quest'ultimo commuta i vari ingressi a seconda del codice impostato dal contatore e presente sugli indirizzi.
Il canale selezionato è visualizzato mediante led pilotati da un decoder (fig 1-2) .
Viene attivata una linea per volta, quella corrispondente al codice di ingresso.

A valle del multiplexer analogico è presente un ulteriore amplificatore con guadagno 4 (12dB) che serve a condizionare il livello dei vari segnali delle sorgenti d'ingresso al valore di 1V. Questa è, come precedentemente esposto, la sensibilità di ingresso del finale di potenza.

La scheda di preamplificazione comprende un circuito di equalizzazione di tipoR.I.A.A. (Record Industry Association of America) per i segnali relativi all'ingresso PHONO.
Quest'ingresso, infatti, oltre ad essere amplificato, deve anche essere equalizzato per ottenere un guadagno costante, al variare della frequenza, pari a 40dB.
L'equalizzazione serve a correggere opportunamente la "non piattezza" di risposta del sistema disco-testina.
E' realizzata mediante una scheda dotata di amplificatore operazionale del tipo LM381A, opportunamente progettato per applicazioni a basso rumore (fig1-9).
All' ingresso è presente un deviatore, controllato in modo digitale, che permette la selezione della fonte del segnale, il quale può provenire da due tipi di testina: magnetica o ceramica.

Nel caso in cui il selezionatore si trovi su testina magnetica, il preamplificatore, alla frequenza di 1KHz, ha un guadagno di 40dB con una resistenza d'ingresso pari a 47Kohm.
Nel caso invece sia stata selezionata la testina ceramica il guadagno, sempre a 1KHz, sarà di 20dB, mentre la resistenza di ingresso avrà un valore di 76Kohm (il livello di uscita medio di una testina ceramica è 10 volte superiore a quello di una testina magnetica: 25mV contro 2,5mV).

La selezione non comporta nessun tipo di equalizzazione, mentre sarà necessario assicurare un guadagno di 42dB a 1khz, e un ingresso di 200 ohm.
Inoltre la scheda comprende un preamplificatore per ingresso microfono a bassa impedenza (MICRO LZ) .
Realizzato anch'esso con un operazionale di tipo LM381A, è munito di un filtro passa-alto, con taglio a 20Hz, atto a limitare gli effetti provocati da rumori subsonici, come per esempio l'urto del microfono contro qualche oggetto.

Sulla scheda sono poi presenti 4 circuiti integrati di tipo SW06 (2 per ciascun canale) che, controllati dalla scheda di commutazione digitale degli ingressi, costituiscono il multiplexer analogico precedentemente menzionato.
Sono infine presenti altri tre ingressi (MICRO HZ e due AUX), che non necessitano né di preamplificazione né di equalizzazione, perché i livelli di tensione sono già adeguati (250mV).

Ritorna alla pagina precedente

Ritorna alla pagina di presentazione