Il post tecnico di Gwynnett, sull' argomento diodi a valvola/silicio, illustrava un' interessante possibilità: quella di simulare con dei comuni diodi a stato solido, il comportamento elettrico degli antecedenti e mai surclassati diodi a vuoto.

A questo punto verrebbe logico chiedersi se è possibile fare l' operazione inversa: simulare il comportamento dei diodi al silicio (in termini di efficienza) con un circuito rettificatore a valvola.

Fisicamente la cosa non è possibile: I diodi al silicio hanno delle caratteristiche che possono essere “addolcite”: La loro bassa resistenza interna (che oltretutto si abbassa aumentando l' entità del carico) può essere aumentata “virtualmente” con l' aggiunta di una resistenza serie esterna; Quelli a vuoto invece non offrono caratteristiche che possono essere “indurite”: Le loro caratteristiche di resistenza interna (di direzione diametralmente opposta rispetto alla tipologia a stato solido) sono irreversibilmente vincolanti, logicamente immutabili dall' esterno. 

Naturalmente, onde non essere frainteso, premetto che ,comunque, generalmente la condizione più desiderata è e sarebbe decisamente la prima.

Questo perchè, come ha già ben spiegato il nostro Gwynnett, il naturale comportamento elettrico di uno stadio d' alimentazione rettificato a valvola ha notevoli pregi sonici, ricchi di sfumature e colori, come ad esempio la dolcezza della saturazione, con una sorta di effetto “variac” che conferisce all' ampli un sapore “brown”, cullando così le note più lunghe.

Il sistema di rettificazione a stato solido, dal suo canto offre potenza, costanza nell' erogazione e conferisce all' ampli un attacco decisamente più pronto, secco ed aggressivo, mantenendo questo carattere per tutta la durata del transiente sonoro.

Tuttavia capita, ad esempio su vecchi amplificatori vintage, di classe media o medio-bassa (soprattutto di fabbricazione Italiana), che lo stadio di alimentazione sia poco ferformante o addirittura insufficiente e/o sottodimensionato per un uso “bluesy” ed intensivo. Da questi apparecchi, spesso sottovalutati, grazie a questo “difetto” si riescono ad ottenere timbriche davvero interessanti.

Non essendo costoro assolutamente concepiti per l' impiego in saturazione (negli anni '60 la distorsione era  per lo più considerata dai costruttori come fumo negli occhi, un fastidioso effetto collaterale, un difetto sgradito e si progettavano gli ampli per mantenere il più possibile un suono pulito), se spinti in quella regione, la loro  tensione Anodica subisce cadute considerevoli: E' facile riscontrare nelle misure anche cali di 100-120 Volt!

Un push-pull di EL34 che normalmente offrirebbe 50-60Watt, su tali telai non riesce ad erogare più di 25-30 Watt. Su un esemplare ho misurato addirittura solo 22 Watt efficaci prima del clipping.

Non è possibile perciò avere da essi molto impatto sonoro, se non per brevissimi istanti durante i picchi del segnale. In aggiunta, il margine di suono pulito che essi possono offrire non è molto alto.

E se invece si volesse poter disporre, oltre a questo comportamento, di una timbrica sempre dinamica, ma più presente,  più reattiva e con maggiore impatto sia sull' attacco che sulla coda del suono?

Ecco che allora comincerebbe ad avere un senso la possibilità tecnica di simulare, partendo da un sistema di rettificazione a vuoto, il comportamento (ripeto, in termini di erogazione energetica) di uno sistema di raddrizzamento a stato solido.

La qualcosa abbiamo già detto che però fisicamente non si può fare.

L' unica strada percorribile è incrementare la riserva di energia istantanea disponibile dell' alimentatore verso la sezione amplificatrice finale.

In effetti la musica non è fatta di segnali continui ma impulsivi. Perciò la richiesta di energia da parte delle valvole finali, nei confronti dell' alimentatore, ugualmente, non sarà continua ma formata da repentini "alti e bassi": A momenti di grande richiesta energetica ne susseguono altri di minore intensità.

Al fine di rendere comprensibile il ragionamento tecnico, ecco in nostro aiuto uno schema di una sezione alimentatrice generica.

http://www.mediafire.com/?h7380lzchyz9zxy

(il disegno a grandezza normale)

In ogni alimentatore sono i Condensatori di filtro (o livellamento) che si prendono carico di soddisfare le richieste più forti cedendo all' utilizzatore l' energia da essi accumulata e  ricaricandosi nei momenti di minore bisogno: Costituiscono un vero e proprio serbatoio di carica, una riserva di energia che viene rilasciata quando necessario.

Questo perchè la tensione fornita dal trasformatore non è continua nel dominio del tempo ma è di natura alternata: varia quindi ciclicamente nel tempo, oscillando fra un valore minimo ed un valore massimo, passando per lo zero. Dopo il successivo processo di raddrizzamento, la tensione non è ancora continua ma passa dallo stato di alternata  a quello di pulsante ed unidirezionale.

Non essendo stabile nel tempo, essa avrà dei “vuoti” temporali di energia che verranno  “livellati” dai condensatori di filtro.

http://www.mediafire.com/?jc073n2duboe99y

(per visualizzare il disegno a grandezza originale)

In particolare, prendendo ora ad esempio lo schema di una tipica sezione alimentatrice raddrizzata a vuoto, si può intuire che è  il primo  condensatore della catena, quello a sinistra, che fa' il grosso del lavoro verso lo stadio finale.

Più è alta la sua capacità, più è grande l' energia che accumula e, di conseguenza, è in grado di rilasciare.

In teoria il suo valore potrebbe essere raddoppiato, triplicato e via dicendo, al fine di rendere più poderosa la performance dinamica dell' alimentatore. Purtroppo, per la presenza del diodo rettificatore a valvola, c'è un limite ben preciso al valore del primo condensatore della catena, dettato dal costruttore, che in nessun caso noi possiamo superare (per la EZ81 presa ad esempio, il costruttore indica nel datasheet un valore massimo di 40µF); Pena la prematura dipartita del tubo, dovuta all' eccessiva corrente impulsiva richiesta dallo stesso per i cicli di ricarica.

Per aumentare la capacità vista dallo stadio di potenza, senza stressare eccessivamente il diodo a vuoto e senza stravolgere la struttura già esistente sul telaio dell' apparecchio, si può usare la semplice “astuzia” tecnica illustrata nell' ultimo disegno, che ai tempi chiamai “Dinamic Power Boost”.

http://www.mediafire.com/?dykryjd7iapf1b1

(per visualizzare il disegno a grandezza originale)

Un solo diodo ed uno switch!

Spiegare cosa succede adesso nell' alimentatore è immediato: Ad una forte richiesta impulsiva di energia da parte delle valvole finali, il tubo raddrizzatore si siede (a causa della sua non trascurabile resistenza interna) ed il primo condensatore arriva in “soccorso” rilasciando la propria, accumulata nelle sue armature; Nel fare ciò la tensione comincia a scendere (come avverrebbe normalmente) ma, grazie all' aggiunta del diodo (normalmente contropolarizzato), istantaneamente il secondo condensatore viene a trovarsi in parallelo al primo, scavalcando la resistenza posta in serie da 470 Ohm: Anch' esso comincia a riversare la carica accumulata verso lo stadio finale, prolungando la riserva di energia impulsiva disponibile.

Si ottiene che, anziché 25µF, è come se noi avessimo in quel momento ben 50µF, il doppio.

Finito il transiente sonoro di forte richiesta, le due capacità potranno ricaricarsi normalmente per un nuovo ciclo. Il tutto senza creare nessuno stress supplementare al tubo raddrizzatore, che potrebbe  stroncarne prematuramente la vita.

Con questo semplice artificio potremo così disporre, all' occorrenza, della timbrica dolce e ricca di colori tipica del circuito alimentatore originale, più un' altra “dinamicamente boostata”. Maggiormente reattiva e potente sui transienti.

Alla prox amici,

Ciao uàgliòoooo!