Introduzione

Tutti sappiamo quanto sia importante la stabilità della tensione di alimentazione per il comportamento e la qualità del suono di un circuito amplificatore (o un ADC, DAC, o un generatore di clock, per restare nel campo). Conseguentemente, nessun circuito audio può considerarsi perfetto se non viene riservata la necessaria attenzione alla sua sezione di alimentazione. Purtroppo, proprio come esistono numerose topologie di amplificatori, si trovano una miriade di circuiti di regolazione della tensione. Ma quello che manca in letteratura è un confronto obiettivo tra questi. Questa serie di articoli si prefigge di fare tali confronti, e mi sono riproposto di iniziare considerando tre punti principali.

Primo: nell'anno passato (più o meno) si è molto discusso dell'argomento su DIY Audio, un eccellente forum di autocostruttori. Un risultato di tali discussioni è stato lo studio e la progettazione, da parte di alcuni membri del forum, di regolatori molto complessi e costosi. Ho voluto provare a fare la stessa cosa per dei regolatori semplici ed economici.

Secondo: ho trovato il tempo per costruire una pratica scheda da laboratorio che monta una copia del mio abituale pre di linea, la cui circuiteria può essere alimentata da uno qualsiasi dei 5 o sei tipi di regolatore di tensione sulla stessa scheda, selezionabili mediante jumper.

Terzo: avendo acquistato una scheda audio decente (attualmente ne uso una esterna collegata tramite USB) per il mio laptop, adesso sono in grado di effettuare misurazioni.

L'alimentatore ideale

Qualsiasi testo di elettronica sostiene, senza mezzi termini, che affinché un alimentatore possa considerarsi "perfetto" dovrebbe presentare un'impedenza d'uscita nulla e nessun limite nell'erogazione di corrente. Tale situazione è molto diversa dalla realtà, eccovi quindi l'elenco delle caratteristiche auspicabili per un alimentatore audio:

• bassa impedenza d'uscita
• un buon comportamento in un ampio intervallo di frequenze, ben oltre quelle audio, diciamo tipicamente da 100kHz a 1MHz
• impedenza di uscita lineare, o, bassa distorsione del segnale - se presente - misurata sui terminali
• bassa interazione tra il regolatore ed i circuiti adiacenti
• basso rumore di uscita, ossia mancanza di qualsivoglia componente AC auto-generata

Ho iniziato questa serie di prove con questo articolo che tratta della misura dei rumori di uscita dei vari regolatori (e due tipi di batterie!). Nelle puntate successive prenderemo in considerazione l'impedenza di uscita del regolatore, ed il modo con cui interagisce con i condensatori della scheda, e, se il tempo e le risorse ce lo permetteranno, la distorsione/linearità dei regolatori, ed infine, le prove d'ascolto.

Configurazione del sistema

Come detto, l'apparecchio oggetto della prova è un ampli di linea, che fa uso di amplificatori operazionali nella classica configurazione Jung AD744/LM6181 che fornisce 10dB di guadagno, e i cui canali sono pilotati dai propri regolatori a +/-12V. Abbiamo preso in considerazione cinque differenti tipi di regolatori di tensione, tutti alimentati da una scheda esterna pre-regolata a +/-21V (si tratta di un Trichord Dino+).

Un terminale positivo ed uno negativo di questo preamplificatore sono collegati permanentemente ad un amplificatore operazionale e ad un ADC, che insieme costituiscono il sistema di misura. L'amplificatore (attualmente un NE5532 invece del TL072 visibile nello schema) fornisce un guadagno di 40dB al segnale proveniente dal morsetto in modo tale da portare qualsiasi rumore presente al di sopra del rumore di fondo del sistema di misura. L'ADC è un Phase 26 USB della Terratec che consente la registrazione digitale, collegato al mio PC, e lavora a 44.1kHz 16 bit, anche se può arrivare a 96kHz "24" bit.

Il diagramma in alto riporta il rumore quando gli ingressi sono cortocircuitati. Il picco di rumore a 10kHz è dovuto all'ADC Terratec e potrebbe essere collegato al fatto che questo è alimentato permanentemente dalla linea USB del laptop (mi riprometto di realizzare un suo alimentatore di qualità adeguata)). In un primo momento questa caratteristica del Phase 26 mi ha irritato non poco, contrariamente alle ben note schede audio tipo Soundblaster, questa dovrebbe essere un ADC di qualità utilizzato negli studi: il suo livello di costruzione è lo stesso, ad esempio, degli equalizzatori digitali della Behringer. D'altro canto, questo rumore in linea generale non è avvertibile, e potrebbe agire positivamente come un dither durante la registrazione, per cui adesso sono soddisfatto, grazie.

Il punto a "0dB" nello spettro corrisponde ad un livello di 2100 mV RMS in ingresso all'ADC, oppure, tenendo in considerazione il guadagno di 40dB dell'amplificatore, 21 mV come misurato sui terminali dell'alimentazione in prova. Per cui un livello di -60dB corrisponde a 21 uV di rumore misurato ad una frequenza fissata.

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