Come in molti campi dell'ingegneria, la realtà estremamente complessa del funzionamento di un tubo viene ricondotta ad un modello semplificato.
Prima di inoltrarci nell'analisi delle problematiche di progetto di una specifica configurazione, è opportuno comunque inquadrare il problema un po' più da lontano.

In particolare la vera fase iniziale del progetto consiste nella scelta delle caratteristiche agli effetti esterni dello stadio di amplificazione, intendendo con ciò l'identificazione a grandi linee di

• banda passante
• impedenza e corrente di ingresso
• guadagno
• impedenza di uscita
• capacità di pilotaggio in uscita (corrente)

Limitandosi anche ai soli stadi di preamplificazione esistono svariate configurazioni tipiche in letteratura, ciascuna con pregi e difetti diversi: le più comuni sono elencate nella tabella che segue che descrive brevissimamente le rispettive caratteristiche:

Mentre le prime due richiedono un unico tubo, le ultime tre ne richiedono due.
Delle specifiche caratteristiche di ciascuna configurazione e dei criteri utili per scegliere l'una o l'altra tratteremo prossimamente (entro il prossimo millennio, diciamo... la fine del prossimo millennio, intendo), anche se molto dipende da esperienza, gusto, sensibilità e soprattutto... voglia di cambiamento e budget di spesa del progettista...

Un punto fondamentale per la scelta del tubo è il fatto che in ogni caso il guadagno dello stadio è sempre inferiore al mu della valvola: perciò se è richiesto un guadagno elevato, anche il mu delle valvola deve essere elevato, a meno di non scegliere di utilizzare due stadi in cascata, con costi e complessità raddoppiati...

Nel seguito inizieremo a prendere in considerazione la prima configurazione.
Nel caso del SIMPRE 88SE l'obiettivo primario consisteva nella massima semplicità e massima riduzione dei costi; perciò lo stadio è il più semplice che si potesse utilizzare. Si è scientemente sacrificata l'impedenza di uscita (e magari anche una maggiore raffinatezza di suono ottenibile con una delle altre configurazioni) per centrare l'obiettivo.

La scelta del tubo deriva invece dalla volontà di utilizzare un tubo diffuso, economico, ben suonante, che non richieda una tensione di alimentazione eccessiva e che con tale tensione possa essere utilizzato anche in altre configurazioni...
L'alternativa "tradizionale" alla ECC88 poteva essere la ECC82, che avendo un guadagno inferiore avrebbe potuto essere utilizzata con resistenza catodica bypassata: ma il costo è uguale, così si risparmia un condensatore elettrolitico (due soldi, ma qualche effetto sul suono...), si riduce la distorsione con un po' di retroazione intrinseca locale e comunque il suono della ECC88 mi riesce più intrigante di quello della ECC82...

Operata la scelta della configurazione di massima del tubo, si può passare a progettare lo stadio in dettaglio.
Il progetto si ottiene operando con due metodologie differenti in due fasi diverse.

Lo schema di progetto si basa su una sorta di sovrapposizione degli effetti (il teorema della sovrapposizione degli effetti dice che la risposta di una rete lineare a cui vengano applicati due stimoli e uguale alla somma delle risposte fornite a fronte di ciascuno stimolo).
In realtà l'affermazione non è del tutto precisa, in quanto la sovrapposizione degli effetti è valida su circuiti lineari: qui invece si esegue una analisi di polarizzazione in corrente continua con i dati non lineari e poi si analizza il comportamento del circuito "linearizzato" nell'ipotesi di piccoli segnali.
È esattamente o stesso procedimento (e modello) che si usa per i componenti allo stato solido.

Nella prima fase si progetta il punto di lavoro statico della valvola. Per fare ciò si utilizzano dei grafici tipici del modello di valvola utilizzato che riportano le curve caratteristiche della valvola.
In particolare viene fornita una famiglia di curve, ciascuna relativa ad una diversa tensione di polarizzazione della griglia rispetto al catodo, che mette in relazione tensione fra anodo e catodo e corrente che scorre nell'anodo.
Su questo diagramma si traccia la cosiddetta retta di carico statica, che individua i punti di lavoro che la valvola può attraversare in una certa configurazione circuitale, al variare della tensione anodo-catodo.

Una volta scelto il punto di lavoro, da questo diagramma si ricava immediatamente la corrente che circola nella valvola e la tensione di polarizzazione di griglia prescelta e da queste informazioni si determinano a lor volta i componenti necessari per la polarizzazione.
Completato questo passo si applica un modello molto semplificato della valvola, in cui la valvola è modellata come un circuito lineare; ciò è lecito, in quanto ci si pone nelle ipotesi di analizzare il comportamento differenziale, "per piccoli segnali" del tubo, segnali di entità così limitata rispetto ai valori di polarizzazione che il comportamento della valvola può' essere in prima battuta considerato costante al variare dell'ingresso fra il valore massimo ed il minimo e quindi può essere modellato attraverso pochi valori numerici fissi.

Dal punto di vista pratico significa semplicemente che si presuppone che la distorsione espressa dalla valvola nelle condizioni stabilite sia in prima approssimazione trascurabile rispetto al segnale, e quindi la si elimina dal modello.

Nei prossimi articoli vedremo in dettaglio come si procede nelle due distinte fasi.

© Copyright 1998 Giorgio Pozzoli