Alcune informazioni di base sui cavi di collegamento negli impianti
Hi Fi by Mario
Avverto che i browser, memorizzano ciò che leggono la prima volta,
per vedere possibili aggiornamenti è necessario utilizzare l'apposito
comando posto in genere all'inizio della pagina: "ricarica la pagina
corrente".
Questa è una pagina contenente alcune informazioni di base, che possono
servire al principiante per non cadere in confusione a proposito
dell'impiego dei cavi negli impianti Hi Fi, informazioni esposte con
semplicità perciò comprensibili da chiunque.
Una vista parziale del posto dove trascorro parte del mio tempo libero,
spaziando in lungo e in largo nel campo dell'elettronica, dividendo il
tempo con la stazione radio come IK1SPF
Per accedere alle varie sezioni del sito utilizzare il menu
sottostante.
Ho voluto inserire nel sito questa semplice pagina, riguardante i cavi
di collegamento impiegati negli impianti Hi Fi, qui troverete alcuni
argomenti di cui mi capita spesso di fare conversare con principianti e
non, affinché possano leggerli quando vogliono senza impegnare il mio
tempo, li capisco..., ci si passa tutti, ma una sana curiosità è una
buona partenza.
Naturalmente non troverete formule, qui non si deve dimostrare nulla, ma
solo descrivere l'impatto che i cavi hanno in un impianto Hi Fi.
A chi volesse approfondire la materia, suggerisco di leggere libri
di elettrotecnica e elettronica. Per comprendere cavi e corrente
elettrica, credo convenga partire dalla Legge di Ohm.
Conduzione e legge di Ohm (Ω)
Tralasciando i modelli atomici di Bohr, Sommerfeld, bande di valenza...,
su cui poggia l'argomento, proseguiamo dividendo i materiali in isolanti
dove non scorre corrente e conduttori cioè metalli attraverso i quali la
forza esterna di un generatore di forza elettromotrice, spinge gli
elettroni in una corrente formata dagli elettroni circolanti nelle
orbite esterne del nucleo dell'atomo, cioè i più labili, i quali spinti
da questa forza lo abbandonano, lasciando una lacuna diventando così
Joni e dato che gli atomi stanno "bene come sono", con nucleo, neutroni
aventi carica elettrica nulla, protoni con carica positiva e infine un
nelle orbite esterne un numero di elettroni aventi carica negativa,
bilanciante dalla carica dei protoni, mentre i neutroni non avendo
carica, non si muovono, così gli atomi visti dall'esterno hanno
potenziale elettrico nullo e non gradiscono per effetto di un generatore
di corrente esterna perdere elettroni, diventando joni positivi, con
lacune predisposte a ricevere elettroni esterni, fenomeno questo che
permette gli atomi di scorrere come una corrente e quando la corrente di
elettroni diventa elevata per effetto della resistenza dei cavi questi
iniziano a scaldare, quando ciò accade basta toccare il conduttore e lo
sentirete caldo, ma fate attenzione: potreste scottarvi le dita, a
livello ancora più elevato il cavo potrebbe fondersi, provocando incendi
e altri danni, quindi se non avete sufficiente conoscenza evitate di far
esperimenti, proseguiamo con la legge di Ohm:
La legge di Ohm, definisce il comportamento della corrente elettrica a
mezzo di tre unità di misura: V per la tensione, I per la corrente, Ω
per la resistenza.
Così collegando una lampadina adatta tra i morsetti + e - di un
generatore di forza elettromotrice come una pila o un alimentatore,
attenzione: voi non fatelo perché la quantità di corrente messa in
circolazione potrebbe provocarvi ustioni o danni peggiori, magari
mettete in serie una lampadina adatta, dunque: il generatore con la sua
forza elettromotrice, farà scorrere una corrente I, direttamente
proporzionale alla sua tensione V e inversamente proporzionale alla
resistenza Ω della lampadina.
Si può istintivamente pensare che il senso di scorrimento della corrente
elettrica sia dal polo positivo a quello negativo del generatore o pila,
nella realtà lo scorrimento degli elettroni che sappiamo di polarità
negativa, avviene dal polo negativo al positivo, per andare ad occupare
le lacune di polarità positiva lasciate libere dagli elettroni in
movimento, forse negli anni questa questione non è mai stata ben
chiarita, così si è deciso per convenzione che la direzione di
scorrimento della corrente elettrica avvenga dal polo "-" al polo "+"
del generatore e naturalmente io concordo.
Riassumendo le tre unità di misura a cui ho già accennato cioè:
Il Volt, per la tensione, da Volta il suo scopritore e abbreviata in V.
L'Ampere, per la corrente, da Ampere lo scienziato che l'ha
descritta con A, ma in elettrotecnica si impiega la l da intensità.
L'Ohm per la resistenza, da Mr. Ohm, il normatore di questa legge alla
base di tutto e indicata dalla lettera Greca Ω.
Stanno in rapporto tra loro secondo la seguente relazione:
V/
R
x I, applicando per esempio ad un conduttore con resistenza di 1
Ω, la tensione di 1 V, avremo una corrente di 1 A, oppure applicando una
tensione di 5 V ad un conduttore con resistenza di 2,5 Ω avremo 2 A, o
volendo conoscere la tensione ai capi di una resistenza di 3 Ω dove
scorre una corrente di 5 A, ci darà come risultato una tensione di 15 V,
volendo effettuare questi calcoli è sufficiente nascondere l'unità di
misura ricercata e avremo il risultato.
Per completare, occorre introdurre una nuova unità di misura, dipendente
nella pratica dal gioco di V, A, Ω. cioè il Watt con simbolo W.
Con il W si esprime una potenza istantanea, attenzione: non quantità di
energia o di lavoro effettuato, per questo esistono il Joule e il
Coulomb, che quì tralasceremo, il W permette di calcolare una potenza
con la seguente formula: W = V x A, e allora avremo che: 1 V ai capi di
una resistenza di 1 Ω, produrrà lo scorrimento di 1 A, e la formula ci
dirà che la potenza istantanea sarà di 1 W, se applicassimo con altro
esempio: una tensione di 5 V applicata ad una resistenza di 2,5 Ω,
avremo lo scorrimento di una corrente di 2 A che moltiplicata per 5 V ci
darà un valore di 10 W, o se preferite 5
2/ 2,5 = 10 W, bene:
giocateci un po con la calcolatrice, cosi non fate danni.
Per non complicare le cose ci fermeremo quì, tralasciando la legge di
Ohm in corrente alternata, non necessaria alla semplicità di questa
pagina, ora vedremo alcune caratteristiche inerenti l'impiego dei cavi.
La resistenza dei conduttori alla corrente continua
La resistenza come informa il suo nome, si oppone allo scorrimento della
corrente e cresce al diminuire della sezione del cavo, alla lunghezza e
alle impurità del materiale del conduttore.
Qui sotto avete un esempio di questo coefficiente a parità di purezza,
di temperatura e dimensionale del campione della resistività di alcuni
metalli, generalmente impiegati nei cavi, in alcune parti e nei
contenitori, tabella che suggerisce come un telaio di ferro, in Hi Fi
non sia impiegabile se non come supporto meccanico e in ogni caso se
possibile impiegare l'alluminio.
Argento = 1,62
Rame (telai) = 1,69
Oro = 2.35
Alluminio (telai) = 2,75
Ferro (telai) = 9,68
Valori variabili seppur di poco con la temperatura, che indicano come l'
argento sia il migliore conduttore possibile a temperatura ambiente,
tuttavia potendo per un impiego pratico conviene impiegare il rame, sia
per le sue caratteristiche meccaniche sia per il costo, rame che a volte
viene ricoperto d'argento, ora nei cavi schermati il conduttore interno
e quella esterno hanno generalmente una resistenza diversa, essendo il
conduttore centrale di diametro inferiore rispetto allo schermo, per un
cavo schermato di lunghezza normale il suo valore si attesta attorno ai
50-250 mΩ, considerando entrambi i conduttori ( centrale e schermo ), i
quali per il segnale risultano in serie.
Nei cavi di segnale impiegati in Hi Fi, l' impatto di questa resistenza
risulta praticamente insignificante in quanto il suo valore espresso in
mΩ è molto piccolo in relazione alle impedenze in gioco, purtroppo non
lo è quello della capacità parassita, molto dannosa per la risposta alle
frequenze alte, perché capace di spostare temporalmente in vario modo
gli armonici rispetto alle loro fondamentali.
La resistenza dei conduttori alla corrente alternata
Resistenza che ha circa lo stesso comportamento che si è visto per la
corrente continua, in più sotto questo aspetto si sovrappone un effetto
"pelle", ( vedi nel paragrafo " cavi di potenza " ) originato dallo
scorrimento della corrente alternata, che al salire della frequenza,
tende a scorrere sulla superficie del conduttore, aumentando leggermente
al salire della frequenza, almeno in gamma audio, attestandosi sempre su
valori espressi in mΩ, cioè molto bassi, sui cavi di segnale non ha
quasi impatto viste le alte impedenze in gioco.
La capacità
Espressa con la lettera F da Faraday e di cui per comodità useremo il
picofarad, 1 pF = 0,000,000,001 Farad e nel vuoto o aria secca tra due
superfici di 1 cm di lato distanti 1 cm, avremo un valore di 0,0886 pF,
il suo effetto è importante nei cavi schermati di segnale ad alta
impedenza dove si fa sentire in modo evidente al salire della frequenza,
normalmente si attesta su valori compresi tra 70 e 90 pF al metro per i
cavi di buona qualità, mentre nei cavi economici può arrivare a 100, 150
pF, mentre nei cavi di potenza ha poca influenza.
L'induttanza
Espressa in H, da Henry, di cui per comodità useremo il mH, 1mH = 0,001
H, aumenta con la lunghezza del conduttore e anche se di poco al
diminuire della sua sezione, normalmente è nell'ordine dei 0.3 - 0,5 mH
al metro, nei cavi di segnale, sembra poco influente, ma assieme alla
capacità parassita forma un filtro passa basso da evitare, mentre ha
maggiore impatto nei cavi di potenza.
La tensione di Kelvin
Leghe e metalli presentano una tensione superficiale che può essere
positiva o negativa in dipendenza dei materiali impiegati, questa
tensione cresce al salire della temperatura e se due metalli vengono a
contatto, al di la della differenza di tensione superficiale, è
praticamente irrilevante, tuttavia se il contatto è imperfetto, si
genera un rumore capace di modulare d'ampiezza il segnale producendo
rumore.
Il dielettrico del cavo schermato
Il materiale isolante impiegato all'interno dei cavi schermati provvede
oltre all'isolamento, al mantenimento stabile della posizione del
conduttore centrale, ciò è necessario per avere un cavo schermato dalle
caratteristiche prevedibili e costanti, tuttavia questi isolanti, a
seconda del materiale di cui sono costituiti provocano una
moltiplicazione della capacità parassita tra i conduttori affacciati.
Una tabellina di esempio quantifica i valori di questa costante per
alcuni isolanti, considerando che il Vuoto e l'Aria secca equivalgono a
1:
Teflon = 2,12 a 3 GHz
Polietilene = 2,3 a 1 MHz
Gomma siliconica = 8,5 a 1 MHz
Come si vede, il Teflon è indubbiamente il materiale migliore, anche se
misurato ad una frequenza tremila volte più elevata rispetto alle altre,
il confronto fatto a frequenza così alta rispetto agli altri materiali
evidenzia le sue buone caratteristiche che lo rendono adatto a lavorare
in una ampia gamma di frequenze, questo materiale è robusto, un po'
rigido e presenta costanza di caratteristiche elettriche e meccaniche
verso la temperatura.
L' effetto triboelettrico
In condizioni statiche, il dielettrico inserito in un cavo schermato,
trovandosi a stretto contatto con altri materiali e così anche le loro
tensioni superficiali, genera un rumore dipendente dal materiale
impiegato e dalla temperatura ambiente, generalmente attestandosi a -150
dBm o meno, valore estremamente basso e di difficile misurazione.
Mentre l'effetto triboelettrico aumenta eccitando meccanicamente il cavo
schermato sotto forma di rumore, il quale modulerà la tensione
superficiale del materiale, producendo un rumore di livello udibile,
potete verificarne l'effetto percuotendo con una matita il cavo del
lettore CD o meglio ancora del giradischi ascoltandone il suono
prodotto, noterete come cambiando tra una matita e un cacciavite,
cambierà anche il suono e naturalmente anche cambiando il cavo.
In condizione statiche il fenomeno non è molto significativo, ma
utilizzando l'impianto a volume elevato, le vibrazioni imposte sul cavo
della testina del giradischi specie di tipo MC, lo faranno vibrare alla
stessa frequenza, modulando così la triboelettricità specifica del cavo,
il cui segnale sia pur di basso livello verrà amplificato, bloccando il
cavo il disturbo si ridurrà.
La capacità parassita
Possiamo immaginare la capacità parassita alla stregua di una resistenza
messa in parallelo al segnale, la quale assorbirà una quantità maggiore
al salire della frequenza, di questo nemico occorre tenere conto, in
quanto gli stadi di uscita ad alta impedenza di certi pre a valvole
datati, potrebbero essere sovraccaricati alle frequenze alte in genere,
dove sono presenti anche gli armonici, volendo limitare il problema e
mantenere i nostri cavi di segnale di diametro accettabile, avremo per i
più scadenti anche 150 pF/m, mentre i migliori potrebbero attestarsi
attorno al 70-90 pF/m.
Da notare che più conduttori di segnale non equipotenziali saranno
presenti all'interno del cavo, maggiore sarà il peggioramento
all'ascolto in quanto oltre alla capacità parassita tra conduttori
centrali e schermo, sarà presente anche quella tra i conduttori centrali
stessi.
Domanda: cosa si può fare? Risposta: sul cavo nulla, se non sostituirlo
con uno migliore, oppure utilizzare elettroniche di qualità che
possiedono impedenze di uscita sufficientemente basse, metodo conosciuto
da sempre nel campo professionale dove s'impiegano cavi lunghi come
negli gli studi di registrazione, regie di Radio e Tv e quindi dove
vengono preparate le matrici del vinile..., dove normalmente i segnali
vengono distribuiti e accettati a livello di 600 Ohm o 2 x 300 Ω nei
sistemi bilanciati, arrivando quando necessario ad utilizzare valori di
impedenza normalizzata di 50 o 75 Ω bilanciate.
Giusto per riportare il mondo Hi Fi alla dimensione reale cioè
all'interno dell'elettronica, vi descrivo un caso di esempio che ho
incontrato in campo professionale:
Portare un segnale MPX da una regia radio al trasmettitore posto a 40 m
di distanza, con il minore deterioramento possibile.
Per chi non conoscesse il segnale MPX:
Il segnale MPX contiene oltre ad alcune sottoportanti, la frequenza
pilota di 19 KHz impiegata dal decodificatore per ricomporre i canali Sx
e Dx, qui multiplexati, occorre sapere pur senza entrare nella teoria,
che il segnale MPX è molto delicato, si estende da pochi Hz per arrivare
fino a 53 KHz senza alterazioni ( quindi ben oltre i 20 KHz del campo Hi
Fi ), inoltre sono presenti come detto altre sottoportanti fino ai 62,5
KHz considerando R.D.S. S.C.A. e telecontrolli.
Affinché i canali Sx e Dx e quindi l'immagine stereo rimanga inalterata,
è necessario conservare il più possibile le caratteristiche di livello e
di fase dei segnali nel suo trasporto, in quanto variazioni di pochi
gradi della fase, provoca una degradazione tangibile e inaccettabile
della qualità del segnale.
Soluzione:
La normale soluzione sarebbe stata quella di posizionare l'eccitatore
R.F. vicino alla regia e inviare il segnale R.F. già modulato
all'amplificatore di potenza, in questo modo il segnale MPX avrebbe
percorso in regia solo un paio di metri, ma ciò non era possibile in
quanto per alcune funzionalità, era presente una matrice audio di
scambio tra apparecchiature remote, che dovevano necessariamente essere
pilotate dalla B.F.
Ho risolto Il problema impiegando due identici cavetti schermati già
disponibili, facendone una linea bilanciata, questa pilotata da un
adattatore specifico basato su due FADATTA2 Marel, moduli questi esenti
da rotazione di fase fino a oltre 100 KHz, con impedenza di carico di 75
Ω, ma in realtà 15 Ω per precauzione con distorsione tipica dello 0,002
%, previsti per una uscita di 20 V e aventi una resistenza interna di 10
Ω, settati a un livello di +20 dB ( 7,75 V ) riferiti a 600 Ω,
adattatore capace anche di pilotare una piccola cassa acustica.
La linea impiegava una coppia di cavi schermati rame argento da 92 Ω,
con capacità parassita di 70 pF/m. al termine della quale un'
attenuatore da 20 dB lo riportava riducendo sia il rumore sia al livello
allo standard di 0,775 V ( 0 dBm 600 Ω), calcolando infine la rotazione
di fase del segnale nelle condizioni dette, ho previsto un regolatore
della fase centrato attorno alla pur piccola rotazione presentata del
segnale alla fine della linea, avente regolazione per +/- 10°,
risolvendo perfettamente il problema, certo in alternativa si sarebbe
potuto impiegare un sistema digitale, ma erano anni in cui questa
tecnologia non era proprio precisa, danneggiando la complessità del
segnale M.P.X. a causa di convertitori con rampa non proprio lineare e
il jtter degli oscillatori TX RX.
Bene questo è un esempio delle problematiche che si possono incontrare
fuori dal mondo Hi Fi, il solito maghetto, potrebbe dire che l' Alta
Fedeltà è tutta un' altra cosa, che qui che là, che su, che giù, ma per
piacere, non faccia ridere!, l' Hi Fi non ha nulla di magico, è
semplicemente una parte neanche la più raffinata dell'elettronica, se ne
faccia una ragione.
Una piccola nota riguarda i segnali digitali, per loro occorre impiegare
cavi con impedenza caratteristica identica al valore della sorgente e
caricati con lo stesso valore al termine, l'onda stazionaria provocata
da differenze di queste impedenze, può provocare una deformazione della
forma d'onda del segnale, deteriorandolo, va beh, stop.
Si rientra in argomento: per chiarire cosa avviene negli impianti Hi Fi
vi faccio un piccolo esempio: supponiamo di avere tre sorgenti con
impedenza di uscita di 1 KΩ, 10 KΩ e 20 KΩ, si vuole impiegare un cavo
con capacità parassita di 150 pF, a cui sommando le capacità interne
proprie delle apparecchiature, spinotti compresi, si arriva di solito ad
un valore totale di ~250 pF, condizione comune a tutti gli impianti,
compresi i più blasonati.
Ora questa capacità trovandosi in parallelo al segnale può essere vista,
semplificando, come una resistenza di valore decrescente al salire della
frequenza, dissipante perciò sempre più energia del segnale al salire
della frequenza di prova, ora il valore di questa reattanza capacitiva a
10 Hz vale a 63,66 MΩ, mentre a 20 KHz è di 31,83 KΩ, valore questo che
per apparecchi a valvole e non mal fatti rappresenta un sovraccarico per
lo stadio di uscita, qui sotto notate la grande influenza di questa
capacità parassita alle due frequenze accennate per tre valori
d'impedenza di carico:
Carico su impedenza di sorgente di 1 KΩ
Frequenza 10 Hz = 999,8 Ω
Frequenza 20 KHz = 969,5 Ω
Praticamente ininfluente
Carico su impedenza di sorgente di 10 KΩ
Frequenza 10 Hz = 9998 Ω
Frequenza 20 KHz = 7609 Ω
Inizio sovraccarico alle frequenze elevate
Carico su impedenza di sorgente di 20 KΩ
Frequenza 10 Hz = 19.99 KΩ
Frequenza 20 KHz = 12.28 KΩ
Sovraccarico con possibile distorsione della sorgente
Qui in modo grafico con MicroCap 11, viene visualizzato il sovraccarico
all'impedenza di 10 KΩ.
Appare evidente come il valore della capacità parassita presentata
all'uscita delle sorgenti possa essere accettata solo se questa ammette
un carico al di sotto di 1 kΩ, mentre a 10 KΩ e a 20 KΩ i suoi effetti
si notano pesantemente.
Poiché questo sovraccarico aumenta al salire della frequenza, oltre a
perdita di livello produrrà una rotazione di fase inaccettabile, con
distorsione temporale del segnale, in apparecchi con stadi di uscita
poco performanti, come alcuni pre a valvola con uscita di anodo, lo
scadimento del segnale al crescere della frequenza sarà più evidente,
questo fenomeno viene a volte indicato come "il suono caldo delle
valvole", ma che stupidaggine... Trattasi solo di impedenza della
sorgente incapace di supportare la capacità parassita che gli viene
collegata.
Naturalmente, per poter valutare queste differenze all'ascolto, l'
impianto non deve avere altre limitazioni, come certi S.E. malfatti o
altri ferrivecchi come i primi amplificatori "stato solido", che
promettevano caratteristiche tecniche stratosferiche, ma se confrontate
con quelle dei loro fratelli di allora a valvole, non ne uscivano vivi.
Si entra ora nella specificità dell'utilizzo dei cavi negli impianti
Hi Fi
Cavi di Segnale
Per trasportare un segnale delicato ad alta impedenza e di basso livello
come quello audio, sono necessari cavi schermati, cioè un conduttore
interno su cui scorre il segnale, circondato da un conduttore esterno
che oltre a schermarlo ha anche la funzione di ritorno del segnale alla
sorgente, in questo modo il segnale andrà da un apparecchio all'altro
quasi completamente schermato, quasi, perché a causa delle imperfezioni
del conduttore schermante, non confinerà perfettamente al suo interno il
segnale presente sul conduttore centrale, rendendolo preda di campi
elettrici e magnetici interferenti, naturalmente proporzionale alla
qualità dello stesso.
Un'altra soluzione consiste nell'impiegare un cavo bilanciato, previo
apposito trasformatore con i suoi limiti, o un circuito elettronico,
sistemi capaci di convertire un segnale sbilanciato in uno
bilanciato o viceversa, producendo per la linea quando necessario due
segnali dello stesso livello, di polarità istantanea opposta, solo
questi saranno riconosciuti all'arrivo, mentre i disturbi rimarranno
ignorati, perciò questo tipo di collegamento si rivela molto buono in
presenza di disturbi investenti il cavo aventi generalmente la stessa
fase, in quanto verranno ignorati dal sistema bilanciato che per sua
natura riconosce solo i segnali in opposizione di fase, quasi, perché le
imperfezioni del cavo e delle parti elettroniche, impediscono un
bilanciamento perfetto, comunque questi cavi bilanciati sono sempre da
preferire in presenza di segnali disturbanti.
Cavi per casse acustiche
Il collegamento di una cassa acustica è una semplice operazione,
tuttavia una minima conoscenza delle sue problematiche, ci può aiutare a
prendere la migliore soluzione.
La legge di Ohm dimostra che il miglior collegamento di una cassa
acustica al finale risulta essere quello per cui ogni altoparlante del
cross-over della cassa, utilizzi propri conduttori per connettersi al
finale, affinché ciascuna via risulti indipendente dalle altre, evitando
scambio di energia tra i vari conduttori.
La soluzione tecnica ideale risulta essere il collegamento indipendente
delle vie, dove ogni filtro sarà pilotato singolarmente e così il suo
altoparlante, sicché le correnti circolanti non potrebbero mischiarsi,
ricordo che alcune casse mal fatte possono scendere con l'impedenza
anche a 2 Ω e quindi comprendete come le diverse resistenze in gioco,
possono combinare pasticci con i ritorni dei cavi.
La resistenza in Corrente Continua di questi cavi.
Resistenza deve essere sufficientemente bassa da produrre solo una
modesta perdita di potenza, diciamo a livello dei mΩ, a questo fine
sarebbe sufficiente un conduttore di dimensioni generose e il problema
sarebbe risolto, ma come vedremo in seguito non è questa la soluzione
ideale.
Resistenza questa indipendente dalla frequenza, producendo perdita
costante in tutta la banda, ma può interagire con il cross-over
modificandone un poco il comportamento, se comunque risulta attorno ai
100 mΩ, potrà essere ignorata.
La tabellina qui sotto vi da un' idea del valore in mΩ/m di questa
resistenza, ma per un calcolo reale moltiplicate questo valore per i
metri dei vostri cavi, ricordandovi di inserire nel computo anche il
percorso di ritorno del segnale.
Diametro 1 mm = 22,30 mΩ/m
Diametro 2 mm = 5,58 mΩ/m
Litz 1000 capi da 0,07 mm 4,55 mΩ/m
La resistenza in Corrente Alternata in questi cavi.
Lo scorrimento di corrente alternata in un conduttore, trova maggiore
resistenza al salire della frequenza, fenomeno causato dall'induttanza
propria del conduttore e dal famoso effetto pelle, che costringe lo
scorrimento di corrente verso la superficie del conduttore via via al
salire della frequenza, quindi riducendo di fatto la quantità di
materiale conduttore disponibile al suo trasporto.
A frequenze limite della banda con un valore generalmente dell'ordine
dei 20 - 50 mΩ/m, con conduttori "normali" questa resistenza produce una
perdita non lineare, a carico del medio-alto e maggiormente del tweeter
dell'ordine della frazione di dB.
Una tabellina ci permetterà la comparazione di questa perdita alla
frequenza di 20 KHz tra diversi conduttori, e ci indica come il più
adatto risulta essere il tipo Litz, per un calcolo reale moltiplicate il
valore per i metri di conduttore, ricordandovi di inserire anche il
percorso di ritorno.
Diametro 1 mm = 37,45 mΩ/m
Diametro 2 mm = 18,72 mΩ/m
Litz 1000 capi da 0,07 mm = 5,35 mΩ/m
L' induttanza:
E' dovuta al diametro e alla lunghezza dei collegamenti, normalmente è
attorno a 0,4 - 0,6 μH per metro, anche se ha impatto maggiore al
crescere della frequenza, ha poca importanza.
Capacità parassita:
E' data dalla dimensione dei conduttori, dalla loro vicinanza e, dal
tipo di materiale isolante impiegato, aumenta se i conduttori sono
intrecciati, normalmente si attesta su valori che possono andare dai 50
ai 150 pF/m, a incidenza maggiore al crescere della frequenza, Occorre
ricordare che una cassa acustica con cross-over, può presentare una
capacità d' ingresso ben più elevata arrivando facilmente a migliaia di
pF.
L' effetto pelle:
E' determinato dal campo magnetico generato dallo scorrimento della
corrente alternata del segnale nel conduttore, essendo dotato di una
forma e direzione, forza la corrente che lo ha prodotto a scorrere verso
la superficie del conduttore, questa asimmetria di distribuzione, rende
il trasporto della corrente alternata più difficoltoso, cioè come se si
impiegasse un conduttore di diametro inferiore.
Questo comportamento deleterio peggiora al salire della corrente, e
purtroppo non è possibile risolverlo aumentando il diametro del
conduttore, anzi peggioreremmo la situazione, tanto da portare la
perdita anche a 0,5 - 0,8 dB a 20 KHz per conduttori normali, con ciò
influenzando negativamente l' ascolto della parte alta della gamma, così
importante al fine dell'immagine sonora e del suo dettaglio.
Abbiano pazienza i più esperti per questa descrizione di cui mi vergogno
un po'.
Ma che fare per eliminare il problema? l' idea di aumentare il diametro
del conduttore come visto è solo un modesto palliativo, poi un cavo deve
anche essere di dimensioni "umane".
Quindi ci restano due strade da percorrere, la prima consiste
nell'impiego di un conduttore tubolare, cioè costituito da un tubo
conduttore, è una buona idea perché non essendoci quasi più conduttore
interno le perdite si riducono, vero però fino ad un certo punto in
quanto il problema non sarà completamente risolto perché ne avremo un'
altro di robustezza, in quanto per riuscire a ridurre la perdita in modo
significativo, la corona di materiale conduttore dovrebbe avere uno
spessore troppo piccolo per rimanere sufficientemente robusto.
Mentre un cavo Litz, magari da mille capi, migliora in modo sostanziale
la situazione, ma anche questa non è la migliore soluzione in assoluto,
in quanto il singolo conduttore sarà sempre immerso nei campi magnetici
degli altri conduttori vicini interagendo con essi.
Probabilmente la migliore soluzione possibile, consiste nella
realizzazione di un gruppo di conduttori elementari e separati tra loro
a mezzo isolanti da almeno un diametro degli stessi e disposti su unico
strato circolare in modo da formare un tubo, oppure mantenendo gli
stessi separati da almeno un diametro e distribuiti uno di fianco
all'altro come una piattina.
Cavi di alimentazione
Il problema dei cavi di rete delle apparecchiature in realtà non è un
problema, l' esperienza insegna che se la sostituzione di un cavo di
rete porta a dei cambiamenti di ascolto, prendete una mazza e provvedete
sull'apparecchio, ma prima controllate spine/prese e conduttori del
vostro impianto elettrico.
Dunque facciamo un poco di "luce": supponendo che il cavo di
alimentazione sia di diametro adatto alla corrente necessaria
all'apparecchio a cui é collegato e che le spine/prese siano quelle
adatte alla corrente necessaria, dimentichiamo il cavo in quanto
comunque arrivati alla presa di corrente il discorso termina, rimanendo
pero in balia dei conduttori, spine e prese del vostro impianto
elettrico che ha conduttori molto più lunghi, quindi se siete vicino al
trasformatore esterno va bene, altrimenti occorre aumentare il diametro
dei cavi, ma in questo problema un buon elettricista vi può aiutare.
Oppure può accadere di trovarsi in un punto della linea esterna 230 V
disturbato e questo verrà provato dagli altoparlanti in assenza di
segnale, probabilmente la soluzione sarà un buon filtro di rete e non
sarà una mera questione di cavo.
Se il rumore di fondo fosse come un ronzio o soffio granulato, allora il
cavo di rete non non è proprio colpevole, qui ci sono alcuni consigli
ovvi e meno ovvi che possono interessare i principianti che avessero
questo rumore nelle casse.
La riduzione di questo rumore si ottiene nel progetto sia del cablaggio
sia costruendo i trasformatori di alimentazione con gli avvolgimenti
primari e secondari avvolti in modo bilanciato e con distribuzione delle
uscite degli avvolgimenti adatta specie per i toroidali, facendo
attenzione anche all'orientamento del flusso disperso, in quanto questo
può concatenarsi con i conduttori interni dell'elettronica terra
compresa.
Inserire sempre condensatori adatti in parallelo ai diodi del
raddrizzamento è obbligatorio, utilizzando valvole raddrizzatrici il
problema risulta ridotto, mentre se si impiegano valvole raddrizzatrici
a vapore di mercurio è sempre necessario filtrare i disturbi della loro
macchia catodica, naturalmente predisponendo un bilanciamento accurato
dei filamenti di tutte le valvole alimentate in alternata, o meglio
alimentare in continua i filamenti degli stadi di segnale.
Occorre organizzare il layout del cablaggio in modo simmetrico e
oculato, ma se si vuole filtrare la rete in ingresso fatelo solo con
induttanze, così che il disturbo rimanga sulla rete esterna e non venga
convogliato sul telaio tramite condensatori, naturalmente il filtro deve
avere una potenza adatta.
Sistemare le parti sensibili dell'apparecchio, in modo che restino
confinate in zone del telaio "tranquille", se il problema è dovuto a
disturbi esterni R.F. occorre individuare la loro entrata, impedendone
l'ingresso con filtri appropriati per la frequenza.
Due parole sui filtri di Rete
L' impiego del filtro di rete è cosa a cui prestare attenzione, vale il
discorso che se non è necessario per disturbi, non deve essere
impiegato, in quanto per buono che sia avrà pur sempre una resistenza
serie variabile +/- con i picchi di assorbimento dell'amplificatore
finale, vista come in serie all'alimentazione, darà inoltre fastidio
anche alla resistenza interna del finale, in altre parole: è come
inserire una resistenza in serie alla resistenza interna
dell'amplificatore e quindi della casse.
Come già detto, se un filtro di rete modifica il vostro ascolto, non
montatelo anche se sembra migliorarlo, la ragione sta da un'altra parte,
il filtro magari impiegatelo per l' alogena.
Ricezione Radio (Antenna)
Nell'etere si trova tanta musica, non mi riferisco alla F.M. in generale
di cui un buon esempio è Radio3 alla sera, a mio modesto parere una
fonte inesauribile per la diversità della musica che è possibile
ascoltare.
Ma per poterla ricevere in FM priva di rumore, è necessario informarsi
presso il sito della RAI sulla frequenza del trasmettitore locale,
sintonizzare il ricevitore e con un' antenna a dipolo ( non un pezzo di
filo), cercare il punto migliore, l' antenna a dipolo essendo
bilanciata, risulta abbastanza insensibile ai segnali con polarità
diversa che possono entrare dando luogo a somme costruttive o
distruttive della fase del segnale, naturalmente il cavetto di
collegamento deve avere la giusta impedenza, essere bilanciato se
richiesto bilanciato, oppure schermato.
Non formalizzatevi se il migliore ascolto avverrà con l' antenna
orizzontale, piuttosto che verticale, o di traverso, ricordo che 100 MHz
corrisponde alla lunghezza d'onda di tre metri, le riflessioni che si
sviluppano all'interno di una stanza sono imprevedibili.
meglio sarebbe farsi montare una direttiva esterna di almeno quattro
elementi, +/- 6 dB di guadagno direzionata verso il trasmettitore e
posizionata per il minore rumore e ripeto: collegata al sintonizzatore
con un buon cavetto coassiale da 75 Ohm, tipo appunto a quello TV che
perde poco 75 Ω, o se bilanciata con una buona piattina a 300 Ω.
Ricezione Onde Corte.
Essendo radioamatore ( IK1SPF ) e disponendo in stazione radio di alcuni
ricevitori adatti a queste frequenze, ho preso l' abitudine di cacciare
musica su questa parte dello spettro radio, e se ne trova di molto
bella, almeno per me con suoni e melodie sempre diverse, anche quando il
segnale è parzialmente interferito da fading o rumore, aumenta il
fascino particolare di un luogo lontano, anche se in questo caso non si
tratta di Hi Fi ma di puro godimento.
L'apparecchio radio che preferisco è una vecchia radio a valvole con
altoparlante di 16 cm e mobile di legno con un paio di aperture
posteriori, vi posso assicurare che il suono pur interferito vi piacerà,
provate...
E' possibile ricevere sulle onde corte anche il sistema D.R.M. Digital
Radio Mondiale, che consente una buona ricezione anche in stereo,
sfortunatamente per riceverle è necessario avere un ricevitore
appropriato, o modificarne uno aggiungendo un convertitore che dalla
media frequenza porta l'uscita a 12 KHz, inserendola in una scheda audio
da PC, quindi con un software scaricato dal sito che troverete digitando
D.R.M. in un motore di ricerca, potrete ascoltarlo, cosa particolare
ascoltare in stereo o in mono sulle onde corte, un suono quasi HI FI
assieme al canale principale vi arriveranno delle "Journaline"
contenenti informazioni.
Altra banda interessante per l'ascolto, è la banda III che con due o tre
panettoni di segnale DAB, per riceverla però ammesso che nella vostra
zona ci sia il segnale, occorre un ricevitore specifico.
A mio modesto parere l'ascolto di RADIO3, resta ancora il migliore
quando il segnale è privo di rumore.
Mario IK1SPF