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Catena di amplificazione

Il percorso del segnale dall'ingresso all'uscita

Le configurazioni più usate differiscono per lo stadio finale che può essere single-ended o push-pull (controfase) e questo condiziona il progetto anche dei restanti componenti. Da notare: il senso in cui si legge il disegno dell'amplificatore, di norma, è da sinistra verso destra, quindi a sinistra troveremo sempre l'ingresso e a destra l'uscita. Quindi nell'ordine troveremo, da sinistra a destra, l'ingresso il preamplificatore, l'invertitore di fase (se ovviamente c'è), lo stadio finale di potenza e l'uscita.

Schema di principio Catena di Amplificazione

A sinistra una catena di amplificazione tipica relativa ad un amplificatore single-ended. Partendo dall'ingresso troviamo prima lo stadio di pre-amplificazione poi lo stadio finale di potenza, che pilota l'altoparlante (AP).

Schema di principio Catena di Amplificazione

A sinistra una catena di amplificazione tipica relativa ad un amplificatore controfase o push-pull che dir si voglia. Partendo dall'ingresso troviamo il preamplificatore, poi l'invertitore di fase che pilota con due segnali sfasati di 180° le due valvole in controfase dell'amplificatore finale di potenza. Questa configurazione fornisce in uscita una potenza più alta di quella single-ended.

Preamplificatore + Amplificatore (con telai separati)

Nel caso di due telai separati il circuito si complica in quanto occorre considerare che la distanza che separa il preamplificatore dal finale di potenza può essere anche di vari metri, mentre in un amplificatore integrato si parla di decine di centimetri al massimo, quindi occorre tenere in considerazione la capacità del cavo, che nel caso si usi un cavo schermato sarà abbastanza alta (la calza del filo schermato con il cavo centrale costituisce un ottimo condensatore cilindrico). Poi per evitare di sporcare il segnale che passa nel cavo di collegamento con disturbi vari è meglio avere un segnale di livello il più alto possibile, in modo che il rapporto con l'eventuale disturbo sia molto alto.

Schema di principio di Preamplificatore e finale in telai separati

Amplificatore integrato (esempi di circuito)

Schema circuitale di un Amplificatore push-pull completo

Sopra un amplificatore controfase (o push-pull) completo, (tutta la catena di amplificazione) dove V1 funge da preamplificatore, V2 da invertitore di fase e V3-V4 da finale in controfase (push-pull). Gli altoparlanti sono collegati con il trasformatore che adatta l'impedenza delle valvole termoioniche (alta, dell'ordine dei KΩ) a quella degli altoparlanti magnetici (bassa, tipicamente 4-8 Ω).

L'interruttore S1 (che potrebbe benissimo essere sostituito da un ponticello) serve per introdurre la controreazione globale, mettendo in comunicazione il secondario del trasformatore di uscita con la resistenza R4 nel circuito di polarizzazione dinamica di griglia di V1. Questo è uno schema classico, ne esistono centinaia di varianti.

 

Schema circuitale di un Amplificatore Single Ended

A sinistra un amplificatore single-ended completo, ovvero con una sola valvola come finale di potenza.

Ad una breve analisi si deduce che R1 è il potenziometro posto in ingresso, R3-C1 sono il gruppo di polarizzazione automatica di V1, R2 rappresenta la resistenza di carico di V1, tutto questo è lo stadio pre-amplificatore. R6 e C3 servono per diminuire la tensione, rispetto a +Vcc per alimentare il pre-amplificatore e filtrare la tensione anodica di quest'ultimo. C2-R4 costituiscono l'accoppiamento (di tipo capacitivo) fra preamplificatore e stadio finale di potenza, R5-C4 sono il gruppo di polarizzazione automatica di V2, T1 il trasformatore di uscita che accoppia la valvola termoionica finale con l'altoparlante. Non è presente l'anello di controreazione, ne delle controreazioni locali (che sarebbero evidenziate dall'assenza dei condensatori C1 e C4).

L'amplificatore single-ended è più semplice e richiede meno stadi (e quindi meno componenti) di un amplificatore push-pull, tuttavia fornisce in uscita meno potenza e richiede a parità di potenza un trasformatore adattatore di impedenza più grande, in quanto il flusso magnetico nel nucleo di questo non si inverte mai ed è più facile la saturazione del nucleo. L'amplificatore single-ended è anche più sensibile ai disturbi di alimentazione.

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