Collegare i Dispositivi

di Mario Bon

1 ottobre 2012

 

Il tipico impianto stereo è composto da tre elementi fondamentali: sorgente, amplificatore e diffusori.

 

Sorgente

Amplificatore

Diffusori Acustici

Lettore CD

e/o

Giradischi

e/o

tuner (radio)

e/o PC

 

Pre amplificatore

Consente di selezionare vari tipi di ingressi, regolare il volume, ecc.

Uno per il canale destro e uno per il canale sinistro

Finale di potenza

Amplifica il segnale. Può essere mono (un canale) o stereo (due canali

Amplificatore integrato

Contiene il preamplificatore e due finali di potenza in un unico contenitore

Lettore DVD

(Home Theatre)

Amplificatore multicanale

Contiene il pre amplificatore  con uscita per sub woofer e 5 o 6 finali di potenza

Sistema 5+1

2 per i canali frontali

2 per i canali posteriori

un canale centrale

un sub woofer

(il sistema 7+1 richiede due diffusori in più)

 

Un sistema Home Theatre oltre alla coppia di diffusori principali (destro e sinistro) comprende anche:

 

-          un diffusore per il canale centrale (posizionato tra i due diffusori principale)

-          due diffusori posteriori

-          un sub woofer

 

questo sistema viene detto 5+1 (dove il +1 sta per il sub woofer). Esiste anche un sistema 7+1. Dato che ogni diffusore riceve un segnale diverso l’impianto è composto da un amplificatore multicanale ed un sub-woofer (generalmente amplificato). La sorgente è un lettore DVD. Naturalmente serve anche uno schermo di adeguate dimensioni per le immagini.

Esistono lettori multiformato in grado di leggere CD, SACD, DVD. Un normale Personal Computer può essere usato come sorgente multiformato.

 

Qui ci occupiamo di un “normale” stereo a due canali ed in particolare di come vanno collegati e posizionati i diffusori acustici.

 

Tutte le operazioni descritte di seguito fanno fatte con gli apparecchi spenti e le spine scollegate dalla rete elettrica (un cortocircuito può distruggere l’amplificatore).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pannello posteriore dell’UPower. L’UPower moltiplica la potenza di un amplificatore per 4 volte fino ad un massimo di 100 Watt dichiarati (120 effettivi). L’UPower va collegato all’uscita di un amplificatore pre esitente.  Da sinistra a destra: presa di rete, morsetti di uscita per il diffusore destro (due coppie), morsetti di ingresso del canale destro, morsetti di ingresso del canale sinistro, morsetti di uscita per i diffusori del canale sinistro (due coppie).

 

Quando si collegano i vari dispositivi che compongono l’impianto stereofonico si deve fare attenzione a come si connettono i cavi. Esistono tre tipi di cavi

 

-          i cavi di segnale (tra lettore CD e amplificatore, tra preamplificatore e finale, ecc)

-          i cavi di potenza (tra amplificatore e diffusori)

-          i cavi di alimentazione (collegano i dispositivi alla rete elettrica)

 

i cavi di segnale sono corti (un metro circa) e terminati con connettori Pin RCA. I cavi di potenza sono più grossi, lunghi alcuni metri e possono essere terminati in vario modo (banana, forcella, filo spellato, ecc.).

 

Nel fare i collegamenti i cavi di segnale devono connettere (per esempio) il canale destro in uscita dal lettore CD all’ingresso del canale destro dell’amplificatore (di norma esiste sull’amplificatore un ingresso dedicato al CD). La stessa cosa per il canale sinistro. Con i cavi di segnale è impossibile confondere il positivo con il negativo grazie al connettore Pin RCA. Basta fare attenzione al canale destro e sinistro (in inglese destro = Right, sinistro = Left).

 

Per quanto riguarda i diffusori acustici i cavi di potenza hanno sempre almeno due conduttori marcati con colori o contrassegni diversi (tipicamente rosso per il positivo e nero  per il negativo). In questo caso è possibile scambiare il positivo con il negativo ed è anche possibile causare cortocircuiti perché le terminazioni del cavo sono scoperte.

 

Per evitare problemi prima si connettono i cavi ai diffusori (rispettando i colori) e quindi all’amplificatore (sempre rispettando i colori). Il tutto sempre e rigorosamente con le spine staccate e gli apparecchi spenti.

 

Con un po’ di attenzione tutto funziona al primo tentativo.

 

La tabella che segue riassume quello che succede quando i cavi dei diffusori acustici non sono correttamente collegati. La situazione più negativa si verifica quando un diffusore è collegato controfase rispetto all’altro (terza riga della tabella). In questo caso si avverte, nella riproduzione stereofonica, un “vuoto al centro” che scompare invertendo la connessione di un singolo diffusore.

 

Ampli                                        Diffusori

Effetto

….controllare

Ok

 

Canale centrale al centro

Bassi al centro

 

Canale centrale al centro

Bassi al centro

(praticamente indistinguibile dalla precedente)

Invertire entrambe i canali

Vuoto al centro, la voce sembra dispersa nell’ambiente, le frequenze basse sono deboli

Controllare il collegamento dei diffusori in particolare la corrispondenza del + e del -

 

Canale centrale al centro

Bassi al centro

Ma ma posizione degli strumenti è invertita

Controllare il collegamento dei diffusori

ed i cavi di collegamento tra sorgente e amplificatore

 

 

Alcuni cavi sono dotati di uno schermo costituito da una calza metallica che avvolge due conduttori. In questo caso i due conduttori vanno collegati al diffusore acustico mentre lo schermo va collegato alla chassis dell’amplificatore e diventa, in pratica, un “prolungamento” dello chassis stesso. Lo scopo è impedire al campo elettromagnetico, associato al segnale che va al diffusore, di interferire con i segnali a basso livello (per esempio quello che porta il segnale dall’uscita del lettore CD al corrispondente ingresso dell’amplificatore).

 

Quando le connessioni sono corrette il canale destro alimenta il diffusore destro (e il sinistro il canale sinistro). Durante la riproduzione della musica gli strumenti appaiono disposti (in orizzontale) nel modo corretto (o come previsto da chi ha prodotto il disco). Invertendo il canale destro con il sinistro gli strumenti si scambiano di posto (da destra a sinistra e viceversa) ma sostanzialmente non succede nulla di grave a meno che l’ascoltatore non conosca la disposizione originale degli strumenti. Gli strumenti dell’orchestra sono posizionati con un certo ordine (si veda la figura) e questo aiuta a capire se tutto è collegato correttamente (per esempio l’arpa è a sinistra, i contrabbassi a destra, ecc.).

 

 

 

 

Disposizione degli strumenti dell’orchestra classica moderna.

Se i tromboni sembrano provenire da sinistra e i violini da destra, allora il canale destro e sinistro sono invertiti.

 

 

Fase assoluta

 

Gli amplificatori possono essere “invertenti” o “non invertenti”. per un amplificatore “non invertente” quando all’ingresso si applica uno stimolo positivo la tensione di uscita è positiva (e il diaframma dell’altoparlante si sposta in avanti). Questa è la condizione normale che rispetta la  “fase assoluta”.  Al contrario in un amplificatore invertente applicando uno stimolo positivo la tensione di uscita è negativa (e il diaframma dell’altoparlante si sposta verso l’interno della cassa). Anche i lettori CD possono essere  “invertenti” o “non invertenti”. E’ evidente che connettendo in cascata due dispositivi invertenti si ottiene una catena “non invertente”  (meno per meno fa più).

 

Non invertente + non invertente

 OK

Non invertente +  invertente

 Invertente

Invertente + invertente

 OK

 

 

Non è facile sapere se la propria catena è invertente o non invertente anche perché l’effetto della inversione della fase assoluta può essere percepito solo in condizioni e con segnali particolari (tempo di riverberazione molto basso e segnali impulsi a livello molto sostenuto). Nel caso sia necessario basta invertire la connessione dei diffusori acustici (in pratica collegare il cavo “rosso” al morsetto “meno” del diffusore e il cavo “nero” al morsetto “più”). E’ molto improbabile percepire una differenza nella riproduzione con fase assoluta corretta o invertita quindi non è il caso di preoccuparsi troppo.

 

Connettere i diffusori:

 

I diffusori acustici possono essere dotati di una singola coppia di morsetti di ingresso (in tal caso non ci sono dubbi) o di più coppie di connettori. In questo caso significa che il diffusore è predisposto per la multiamplificazione (o per il bi-wireing).

 

Se il diffusore è a due vie:

 

Il bi-wireing

consiste nell’usare un singolo amplificatore ma due coppie di cavi per diffusore (via alta e via bassa).

Il bi-ampling

consiste invece nell’utilizzare due amplificatori per diffusore (per la via alta e la via bassa) ed in questo caso ciascun amplificatore sarà connesso al diffusore con un proprio cavo.

 

Fare confusione con le connessioni, in questo caso, significa quasi sempre fare danni agli amplificatori (quindi cautela!).

I connettori di ingresso del diffusore sono collegati tra loro con barrette metalliche o spezzoni di filo. Per utilizzare il diffusore in modo “normale”, ovvero con un singolo cavo, le barrette vanno lasciate al loro posto e si utilizzerà un singolo cavo (ogni cavo ha due conduttori uno per il + e l’altro per il – tipicamente di colori diversi ).

Per utilizzare il bi-wireing o il bi-ampling le barrette devono essere rimosse.

Attenzione: in caso di bi-ampling, se non si tolgono le barrette, gli amplificatori produrranno scintille seguite da fumo nero e odore di bruciato: avete finto di sentire musica.

 

Sul pannello posteriore del diffusore acustico si trovano le connessioni per i cavi

Connettori del diffusore Mezza 2012. In questo caso sono presenti solo una coppia di connettori e può essere connesso solo un cavo. E’ il caso più semplice.

A volte si trova più di una coppia di connettori (nel caso qui a sinistra sono tre coppie).

In tal caso tutti gli ingressi positivi sono collegati assieme tramite delle barrette di metallo (la stessa cosa per gli ingressi negativi).

 

Nel caso si desideri implementare un sistema multi amplificato le barrette vanno rimosse.

 

 

 

 

 

I diffusori Opere e Unison sono progettati per essere pilotati con un unico cavo oppure in multiamplificazione. La bi o tro amplificazione non è consigliata. Invece di utilizzare due coppie di cavi è meglio utilizzare una unica coppia di cav di sezione maggiore.

 

Aggiungere uno o più sub-woofer

 

E’ sempre possibile aggiungere uno più sub woofer ad un sistema di diffusori acustici. Si tratta di vedere come questo sub woofer si integra con il sistema e con l’ambiente. Lo schema che segue illustra alcune delle infinite possibilità. Un sub woofer si utilizza per due motivi:

 

-          estendere la risposta in frequenza del sistema verso le basse frequenze

-          ridurre la distorsione di intermodulazione

 

La riduzione della distorsione di intermodulazione si ottiene solo se i satelliti non devono più riprodurre le frequenze più basse (che riprodurrà il sub-woofer). Supponiamo che, per riprodurre i 100 Hz, la membrana del woofer si sposti di 2 millimetri. Per riprodurre i 50 Hz allo stesso livello la membrana dovrà spostarsi di 8 millimetri e per riprodurre i 25 Hz dovrà spostarsi di 32 mm. Tanto più lo spostamento del diaframma è amplio e tanto maggiore è la distorsione. In realtà la riduzione della distorsione comporta, nella qualità della riproduzione, un miglioramento molto più sensibile rispetto alla  estensione della risposta in frequenza verso le basse frequenze. Quindi utilizzate un sub-woofer senza liberare i diffusori “satelliti” dall’incombenza di riprodurre le basse frequenze risolve la parte meno importante del problema.

 

Veniamo al numero di sub woofer da utilizzare. Consideriamo di usarne solo uno al centro dei satelliti (ovvero la posizione più consona). La distanza del sub da ciascun satellite è nell’ordine di un paio di metri. Affinché satelliti e sub woofer siano “visti” come una sorgente unica la frequenza di cross-over (tra sub e satelliti) deve essere compresa tra 50-80 Hz.

Consideriamo invece di usare due sub woofer posti molto vicini ai satelliti (di solito sotto ai satelliti). In questo caso sub e satellite  formano una sorgente puntiforme anche con frequenze di taglio  nell’ordine di 100-150 Hz. E’ fuori dubbio che, dal punto di vista della coerenza di emissione, sia preferibile utilizzare due sub woofer posti in prossimità dei satelliti.

Altra cosa da fare assolutamente, come detto, è limitare la banda passante dei satelliti. Questo si può fare solo ponendo “prima” del satellite un filtro passa-alto (attivo o passivo). Qualsiasi altra soluzione può dare dei miglioramenti solo in termini di estensione della risposta.

Utilizzare più di due sub woofer è una inutile complicazione.

Bisogna poi dire che, per ottimizzare un sistema sub+satelliti, è quasi indispensabile poter fare delle misure di risposta in frequenza in ambiente. Va ricordato che il subwoofer deve emettere le basse frequenze profonde quando ci sono e al corretto livello. Chi acquista un sub woofer pretende di sentirlo e tende ad esagerarne il livello peggiorando la qualità della riproduzione.

 

 

 

Attenzione: i sub woofer amplificati (sub woofer attivi) hanno normalmente tre tipi di ingressi:

 

-          ingresso LFE (pin RCA) va collegato alla uscita LFE di un amplificatore multicanale (5+1)

 

-          ingresso a basso livello (pin RCA – canale destro e sinistro) adatto per ricevere segnali di ampiezza massima di un volt circa. Usando questo ingresso il volume del sub è svincolato dal volume dell’amplificatore

 

-          ingressi ad alto livello. Questi ingressi di solito hanno dei connettori simili a quelli che si trovano sui diffusori acustici (due per canale destro e due per canale sinistro). Vanno connessi all’uscita dell’amplificatore. In questo modo il volume del sub cambia regolando il volume sull’amplificatore.

 

Il sub woofer può avere anche una uscita per collegare i satelliti. Questa uscita può prevedere un filtro passa alto ma di solito non prevede amplificazione. Quindi va collegata ad un amplificatore al quale si collegano i satelliti.

 

 

 

Come aggiungere un sub woofer

Attenzione: non tutte le configurazioni sono adatte per  amplificatori “dual mono”. Prima di adottare una qualsiasi soluzione consultatevi con il vostro negoziante di fiducia.

 

Un normale impianto stereo composto da sorgente, amplificatore stereo integrato e due diffusori acustici.

 

Un amplificatore integrato contiene sia la sezione di pre amplificazione che gli amplificatori di potenza.

Se amplificatore ha una uscita per sub si connette tale uscita sub all’ingresso linea (basso livello) del subwoofer.

I diffusori continuano a ricevere tutto il segnale:

 

-          la distorsione di intermodulazione non migliora

-          migliora l’estensione

-          non semplice da ottimizzare

-          regolando il volume sull’amplificatore NON cambia il volume del sub.

Per regolare il volume del sub attraverso la manopola del volume dell’amplificatore si usano gli ingressi ad alto livello del sub.

I diffusori risultano connessi in parallelo a questi ingressi.

I diffusori continuano a ricevere tutto il segnale:

 

-          la distorsione di intermodulazione non migliora

-          migliora l’estensione

-          non semplice da ottimizzare

-          l’amplificatore regola anche il volume del sub

Se il sub woofer dispone di una uscita filtrata per i satelliti. Serve un sistema con Pre e Finale separati.

Si connette l’uscita del pre amplificatore all’ingresso linea del subwoofer.

L’uscita satelliti del sub viene inviata all’amplificatore. I diffusori  “satelliti” non ricevono più le basse frequenze:

 

-          migliora la distorsione di intermodulazione (anche 10 volte)

-          migliora l’estensione

-          più semplice da ottimizzare

 

 

Configurazioni di multi amplificazione attiva: è sicuramente il tipo di impianto più costoso e complicato ma è anche quello che consente di ottenere (potenzialmente) la miglior qualità qualità sonora. Richiede la sorgente, un preamplificatore, un cross-over elettronico (stereo) e uno o due finali di potenza stereo (o due o quattro amplificatori  monofonici).

 

Due sub woofer amplificati, Pre e Finale separati, cross-over elettronico. Il cross-over elettronico manda le bassa frequenze ai sub e le alte ai satelliti:

 

-          migliora la distorsione di intermodulazione

-          migliora l’estensione

-          sistema più flessibile

-          maggiore coerenza all’incrocio

-          più semplice da ottimizzare

 

 

Come il precedente ma con due sub-woofer passivi. Richiede un amplificatore finale stereo in più.

 

Si veda anche il diffusore amplificato

 

 

Configurazioni con multi amplificazione passiva:La multi amplificazione passiva differisce dalla multi amplificazione attiva per la mancanza dei filtri cross-over elettronici. E’ più semplice, più economica ma anche più “scomoda” e fornisce un livello di prestazioni inferiore (rispetto alla multi amplificazione attiva) e anche non facilmente prevedibili (rispetto alla amplificazione “normale”).

 

Il Bi Ampling. Differisce dalla multi amplificazione attiva per la mancanza del cross-over elettronico. In questo caso sub e satelliti sono entrambe passivi.

Questa tecnica si applica a tutti i diffusori acustici predisposti con connettori separati per la via bassa e la via alta. La presenza del pre amplificatore consente di regolare contemporaneamente il volume del canale destro e sinistro

 

Si ottiene un beneficio perché il filtro cross-over passivo di ciascuna via limita la corrente richiesta dagli amplificatori.

 

Questa configurazione è detta multi “amplificazione passiva verticale”.

 

Il Bi Ampling senza preamplificatore. Rispetto alla configurazione precedente manca il pre amplificatore e  ogni amplificatore alimenta un canale quindi i due canali dell’amplificatore di destra vanno al satellite (o alla sezione alti) e al sub woofer (alla sezione bassi).

 

Il volume deve essere regolato sia sull’amplificatore di destra che di sinistra (un po’ scomodo).

 

 

 

Diffusori attivi (o amplificati)

 

Un diffusore amplificato è un normale diffusore acustico all’interno del quale si trovano un amplificatore per ogni altoparlante (o per ogni via) oltre ad un filtro cross-over elettronico che manda ad ogni amplificatore, e quindi a ciascun altoparlante, le frequenze che gli competono. Il diffusore amplificato deve essere alimentato dalla rete elettrica.

La disponibilità di più amplificatori  su bande di frequenza diverse comporta una netta diminuzione della distorsione di intermodulazione (anche di 10 volte). Oltre a ciò i cavi di connessione tra amplificatore e altoparlanti sono talmente corti da comportarsi in modo ideale. Questo tipo di diffusore viene impiegato in ambito professionale (studi di registrazione, PA). I diffusori amplificati, per essere utilizzati, richiedono una sorgente (lettore CD, giradischi) e, a meno non siamo dotati di controlli per il volume,  di un pre amplificatore.

 

 

Impianto stereo con due diffusori attivi (o amplificati).

Il cross over elettronico e amplificatori di potenza sono all’interno dei diffusori attivi.

 

Nella sostanza questo impianto è equivalente al precedente

 

 

 

 

Struttura interna di un diffusore amplificato.

Il diffusore contiene il filtro cross-over elettronico che gli amplificatori per pilotare ciascun altoparlante.