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Amplificatore Finale Single Ended

Premessa

In questo capitolo tratteremo nello specifico gli amplificatori finali single ended.
Viste le caratteristiche particolarmente apprezzate di questa configurazione li tratteremo a parte valutandone i limiti di progetto, i pregi e i difetti.

Amplificatore Single-Ended

 

L'amplificatore single-ended utilizza comunemente una valvola o più valvole in parallelo nella configurazione a catodo comune, polarizzata in classe "A".
La potenza in uscita di solito è modesta, in genere fino 10-15 Watt ed è la configurazione preferita dai "puristi" del suono.
Il funzionamento dello schema nel disegno sopra è il seguente: in segnale supera il condensatore C1 e arriva alla griglia di V1 polarizzata negativamente in continua rispetto al catodo con la tensione che cade ai capi di R2+R3.
La R2 serve per la controreazione e limita il guadagno di V1 mentre R3 è bypassata per la componente alternata da C4 e quindi partecipa solo alla polarizzazione della griglia in regime statico.
Il segnale passa dalla resistenza di carico di V1 che è R4 attraverso C3 alla griglia di V2 che è polarizzata in continua da R7+C5.
V2 è collegata al carico attraverso il trasformatore Tras.1 che funge da adattatore di impedenza.
I condensatori C6 e C7 sono di stabilizzazione della tensione anodica e sono da calcolarsi il più piccolo un centesimo (come valore) di quello più grande.
Il gruppo R5-C2 stabilizza la tensione di alimentazione di V1.

Amplificatore Single-Ended di piccola potenza

Per quello che riguarda gli amplificatori di bassa potenza (meno di 15W) i vantaggi sono i seguenti:

• Si tratta di un amplificatore poco complesso, che ha quindi pochi componenti, quindi abbastanza facile da realizzare per potenze modeste.
  

• La possibilità di usare una controreazione globale limitata al minimo o assente.
  

• Il segnale da amplificare attraversa pochi stadi, quindi ne viene preservata la naturalezza.
  

Gli svantaggi:

• Il peso e le dimensioni del trasformatore adattatore di impedenza che è sottoposto alla corrente che scorre sempre nello stesso verso, quindi deve avere un nucleo di grande dimensione e/o un traferro per non andare in saturazione.
  

• La ridotta efficienza, che teoricamente può arrivare al 50% ma che in pratica non supera quasi mai il 30%.
  

• La bassa potenza in uscita che condiziona l'utilizzo di diffusori con una grande sensibilità per avere livelli sonori accettabili.

Sopra lo schema reale di un amplificatore commerciale che impiega come valvola finale una valvola KT120.
Da notare la complessità dell'alimentatore che ha una sezione didicata alla polarizzazione delle griglie controllo delle valvole finali, per contro la semplicità dell'amplificatore realizzato con pochissimi componenti.

Amplificatore Single-Ended di media potenza

Contrariamente all'opinione diffusa è possibile realizzare con questa tipologia anche amplificatori di alta potenza.
L'unico limite alla potenza sono il peso, l'ingombro e il dispendio economico.
La parte più critica di un amplificatore di questo tipo è l'alimentatore, se prendiamo in esame un amplificatore push-pull a riposo il ripple si elide essendo simmetrico per tutti e due i rami che confluiscono sul trasformatore adattatore di impedenza, quindi senza segnale in ingresso il ripple non è quasi avvertibile.
In condizione di segnale in ingresso il ripple viene mascherato da quest'ultimo.
In un amplificatore single-ended tutto il ripple di alimentazione ce lo ritroviamo in condizione di assenza di segnale in ingresso sulle casse.
Quindi per avere un amplificatore silenzioso dovremo avere un ottimo alimentatore, specie se abbiamo un amplificatore di discreta potenza.
La strategia di norma utilizzata per aumentare la potenza in uscita è essenzialmente quella di mettere in parallelo più valvole e adottare un trasformatore adattatore di impedenza con una impedenza di primario proporzionalmente più bassa in funzione degli elementi che compongono il parallelo di valvole.
Questo implica che la corrente a riposo è un multiplo di quella che avremo con una singola valvola.
In genere si utilizzano valvole di grande potenza come la 6C33C-B, un triodo di potenza che è in grado di dissipare 60W oppure le KT120, tetrodo di potenza.
Collegandone due in parallelo senza spremere troppo la valvola si può arrivare ad una potenza in uscita di 25-35W con una distorsione molto bassa a fronte di una dissipazione di 120W senza calcolare l'assorbimento dei filamenti.
Tenendo conto di un amplificatore stereo si arriva tranquillamente ad una potenza assorbita di 300W, quindi è essenziale un buon progetto anche dal punto di vista dello smaltimento del calore.