Finali al Germanio

Ciao I.d.forest
Ti posso assicurare che non c'è rimasto solo Lawrence, anche se effettivamente qui siamo in pochi (dopo tutto sono iscritto anche in gruppi di elettronica su FB e le cose non vanno meglio, ma peggio, visto che di post ce ne sono pochi, di interessanti ancora meno e di questi molti sono sullo stampo "ho bisogno per domani della tal cosa, chi mi dice come farla, visto che non ho voglia di studiare e sbattermi per ottenerla?").

Bene, a parte questo preambolo voglio intervenire nella discussione. Ieri ti stavo rispondendo, ma il PC si è inchiodato e ho perso il poema che stavo scrivendo (non ho il dono della sintesi).

Tu hai iniziato chiedendo un parere su una tua impressione riguardante gli amplificatori con transistor al germanio e sulla loro presunta migliore qualità rispetto agli equivalenti al silicio.
Quando io sento parlare di suono "cristallino", "corposo", "morbido", mi chiedo sempre di cosa si stia parlando realmente, dato che sembra una trattazione a livello di sommelier, che in un bicchiere di vino ci trovano una moltitudine di sapori diversi e magari improbabili (come il cuoio cinese antico di cui sentii parlare molti anni fa).
Cos'è un suono cristallino? Un suono carico di toni alti, forse? O un qualcosa di chiaramente udibile (un suono "pulito", che però è anch'esso un termine soggettivo)? O cos'altro è? Già la definizione ha una nota di soggettività che non lo rende equiparabile ad uno strumento di misura.

Ammettiamo comunque che cristallino significhi la prima cosa che ho scritto, quindi un suono ricco di toni alti.
Bene.

I parametri degli amplificatori sono diversi (scusami se ripeterò molte cose che già saprai, visto che sembri preparato, ma vorrei riassumere il tutto per potere tirare delle conclusioni "non a caso"; nel caso avessi scritto sciocchezze fammelo notare, visto che da 20-25 anni lnon lavoro con gli impianti BF e con gli amplificatori sono un po' arrugginito):

1)La potenza d'uscita (che sembra essere il parametro più importante e ricercato dal pubblico, a cui però poco importa se poi all'uscita non trovi un segnale analogo alla sinusoide in ingresso, ma un'onda quadra che ti fa capire che la fedeltà non è proprio il massimo).

2)La banda passante, ovvero la frequenza minima e massima riproducibile dall'amplificatore, calcolata normalmente misurando la frequenza corrispondente a quando il segnale di uscita è attenuato di 3dB rispetto all'amplificazione di centro banda. La banda passante ti permette di renderti conto quali saranno le frequenze amplificabili (soprattuto si parla della alte frequenze) e quelle invece che verranno amplificate poco o nulla.

3)Distorsione armonica e distorsione di fase. La più importante è quella armonica, dato che indica la quantità di armoniche generate dall'amplificatore quando all'ingresso viene applicato un segnale sinusoidale puro (a bassissima distorsione e che quindi coontiene, teoricamente, solo un'unica frequenza).
La distorsione armonica è rapportata alla potenza, dato che all'aumentare di essa anche la distorisone aumenta.
La distorsione di fase è invece data dallo sfasamento fra segnale di ingresso e segnale di uscita, sfasamento che non è costante, ma dipende dalla frequenza del segnale trattato. Se si sta amplificando una sola sinusoide pura il problema è poco rilevante, perchè percepibile solo osservando lo sfasamento dei segnali d'ingresso e d'uscita con un oscilloscopio a doppia traccia. Il problema è nei segnali più complessi, dato che se 2 sinusoidi a diversa frequenza vengono applicate contemporanemente all'ingresso dell'amplificatore si potrà avere che uno viene sfasato, ad esempio, di 30°, mentre l'altro di 50° e si potranno così creare delle "strane" modulazioni all'uscita.

4)Fattore di smorzamento. Se si applica un segnale ad onda quadra all'ingresso di un amplificatore (normalmente non si fa, ma rende l'idea, visto che è un caso limite), all'uscita di avrà sicuramente un segnale amplificato di forma trapezoidale, data dal fatto che verranno tagliate parte delle frequenze alte, che sono poi quelle che rendono ripidi i fronti di salita e di discesa del segnale, e si potrebbe inoltre avere una serie di sinusoidi smorzate, dovute al fatto che la retroazione dell'amplificatore non è perfetta. Tanto più il fattore di smorzamento è alto e tanto più le sinusoidi sono smorzate.

5)Grafico della banda passante (diagramma di Bode). Può sembrare una ripetizione del punto 2, ma non è proprio così, visto che potrebbe esserci un
amplificatore che non ha un'amplificazione costante su tutta la banda compresa fra i 2 estremi di frequenza, ma una "preferenza" ad amplificare parti della gamma (es. gli alti).

6)Altre ed eventuali

Perchè ti ho tediato in questo modo?
Perchè un amplificatore deve amplificare in modo possibilmente piatto, da frequenze basse (10Hz, ad esempio) fino a 20-30Khz e il suono "cristallino" potrebbe essere non un fatto positivo, ma un'esaltazione dei toni alti. Potrà anche essere gradevole, ma non fedele a quello che si chiederebbe ad un amplificatore, che dovrebbe limitarsi ad aumentare l'ampiezza del segnale d'ingresso senza prendersi altre "iniziative" (cosa più facile a dirsi che a farsi).
Non per niente esistono gli equalizzatori grafici che servono proprio per decidere cosa "ti piace ascoltare di più", alla faccia della fedeltà di riproduzione (la loro funzione ufficiale sarebbe quella di compensare le carenze o le esaltazioni delle varie frequenze riprodotte da un impianto audio, ma in realtà subentrano le scelte soggettive a quelle oggettive).

Venendo ora (finalmente!!, dirai tu) al discorso dei transistor germanio/silicio, ecc. dico la mia.

Sono decenni che sento parlare del discorso delle armoniche generate dai transistor Vs. valvole e mosfet e questo, devo ammettere, lo considero un mantra.
I mosfet e le valvole emettono solo armoniche pari, quindi un LA a 440Hz, in caso di distorsione armonica elevata, uscirà amplificato con sovrapposti segnali a 440x2=880Hz, 440x4=1760Hz, ecc. quindi tutti LA, anche se di ottave superiori. Non si sentirà quindi una stonatura, ma una sinusoide "peggiore" di quella che ci si sarebbe aspettati, ma sempre ul bel LA, magari più piacevole da ascoltare rispetto all'originale perchè più ricco/meno piatto, tanto per usare termini empirici).

I BJT generano invece anche armoniche dispari, stonando il segnale di uscita.

Questo per me è un mantra, perchè (colpa e ignoranza mia), non conosco il motivo per cui alcuni componenti si "accontentino" delle armoniche pari e altri vogliano "esagerare" aggiungendo anche quelle dispari. Non mi hanno mai spiegato (e non ho mai studiato per mio conto) la trasformata di Fourier che ti permette di comprendere meglio la composizione di un segnale complesso; forse è per questo che mi riesce difficile/impossibile associare le curve di uscita di un mosfet alle sole armoniche pari e quella dei BJT a quelle dispari.

Nel mio archivio di 39 anni di attività non esiste invece il capitolo "transistor al germanio migliori di quelli al silicio". Le caratteristiche tecniche sono migliori nei transistor al silicio rispetto al germanio, ad eccezione di un particolare: la Vbe del germanio è di 3-4 volte inferiore rispetto a quella del silicio, fatto che lo rende "migliore" in applicazioni di demodulatori AM.
Le altre curve caratteristiche sono analoghe, quindi non vedo perchè un amplificatore con transistor al germanio dovrebbe funzionare meglio di uno al silicio, se non per il fatto che il primo magari era meglio dimensionato e progettato rispetto al secondo.

Ci sono amplificatori a BJT che sono magari migliori di altri realizzati a mosfet, alla faccia delle ArmonicheSoloPari, magari perchè quello a BJT, a parità di potenza di uscita, una distorsione inferiore.

Qualsiasi circuito dovrebbe essere testato in condizioni rigorosamente standard, con strumenti perfetti e calibrati e rispettando specifiche di test molto rigorose. Se non si parte da questo presupposto ogni discorso si trasforma in un "seminario da bar".
Poi è chiaro che chiunque può pensare quello che vuole, indipendentemente dai dati strumentali. A me piace la macchina rossa, a quell'altro grigio metallizzato, a lui gialla ( ) e quello là in fondo rosa ( ) chi ha ragione? Tutti e nessuno, visto che è un discorso di estetica e di gusti.

La scienza invece non è questione di gusti o di convinzioni, ma di dati (possibilmente e quanto più) oggettivi.
Siamo liberissimi di credere che il fatto che certi amplificatori facciano schifo sia colpa dei californiani che 40 anni fa imposero il silico sul germanio per potere ricavare il silicio dal deserto attorno a Los Angeles , ma mi piace di più il complotto degli alieni di X-files.

Edited by Robo67 - 28/6/2018, 23:41

Purtroppo non ho mai avuto occasione di ascoltare il suono riprodotto da un amplificatore al germanio e anche avendolo potuto fare non avrei neppure potuto confrontarlo nelle stesse condizioni come impone un analisi corretta.
Non sono neppure uno che ha l'orecchio particolarmente allenato ad ascoltare le sfumature dei suoni (è un po' la differenza che c'è fra un bevitore di vino che ti dice "buono" o "fa schifo" e un sommelier ), quindi anche se avessi potuto confrontare le 2 situazioni ci capirei comunque ben poco.

La conclusione è che non mi è possibile dare giudizi che abbiano un minimo di fondamento.