Un amplificatore audio è un amplificatore elettronico progettato per amplificare un segnale elettrico audio al fine di ottenere una potenza sufficiente per azionare un altoparlante situato in una custodia acustica o delle cuffie .
La sorgente può essere un dispositivo di registrazione (console di missaggio) o un dispositivo di riproduzione ( lettore CD, ecc.).
La maggior parte degli amplificatori funziona a "guadagno fisso", ovvero il rapporto di amplificazione tra il segnale di ingresso e il segnale di uscita è costante. Il livello del segnale in ingresso deve poi essere regolato da uno o più stadi del preamplificatore, in modo da evitare la saturazione dell'amplificatore. Questi stadi hanno un guadagno regolabile, permettono di regolare il livello del segnale prima della sua amplificazione, quindi il volume finale. È possibile trovare un'impostazione di guadagno separata per ciascun canale dell'amplificatore. Spesso vedremo una scala astratta da 0 a 10 (o da -∞ a 0 che indica l'attenuazione in decibel del segnale prima che venga amplificato).
Un amplificatore audio funziona sempre secondo lo stesso principio:
Avvertimento:
L'alimentazione di un amplificatore deve consentire di fornire tensioni stabili anche quando la corrente varia fortemente e rapidamente. Il valore di questa tensione dipende dalla potenza massima dell'amplificatore e dall'impedenza dell'altoparlante (ad esempio: tensioni simmetriche di + -64V per un amplificatore in grado di erogare 360 W sotto i 4Ω). Per ottenere queste tensioni , è possibile utilizzare un trasformatore che converte direttamente la tensione di rete alle tensioni desiderati (seguita da rettifica e filtraggio) o un alimentatore a commutazione di alimentazione .
Gli alimentatori a commutazione sono diventati meno costosi degli alimentatori a trasformatore, ma generano interferenze HF che possono degradare la riproduzione del suono dell'amplificatore se sono scarsamente filtrati, ad esempio favorendo l'introduzione di oscillazioni parassite non udibili.
Negli anni 2000, gli alimentatori switching sono stati ampiamente utilizzati negli amplificatori sonori di fascia alta perché consentono potenze elevate a fronte di un peso molto contenuto (meno di 10 kg per alcuni modelli, mentre i dispositivi con alimentazione tradizionale si aggirano sui 30 kg ).
Esistono diversi tipi principali di diagrammi generici per ottenere gli stadi di amplificazione. Si parla di "classe di amplificazione", identificata da lettere (classe A, classe B, classe AB, ecc.)
Solo alcune classi sono comunemente usate nell'audio:
Segnaliamo infine due nomi che non riguardano direttamente gli stadi di amplificazione ma la loro alimentazione:
Mentre alcuni marchi utilizzano connessioni di tipo proprietario per trasportare il segnale tra i loro diversi elementi, di solito ci sono ingressi, bilanciati o sbilanciati, dei seguenti tipi:
| Connettore | Vantaggio | Svantaggio |
|---|---|---|
| Jack 6.35 |
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| XLR femmina |
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| Cinch RCA sbilanciato |
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Le uscite, sbilanciate, sono di diversi tipi:
| connettore | benefici | svantaggi |
|---|---|---|
| Jack 6.35 |
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| XLR maschio |
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| Morsettiera |
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| discorso femminile |
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La ricerca di una migliore qualità del segnale trasportato, l'arrivo del digitale e dell'home cinema hanno rivelato un gran numero di diversi tipi di connessioni negli amplificatori audio consumer. Ad esempio: ottico, HDMI, coassiale e RJ45
Alcuni amplificatori stereofonici possono essere commutati in modalità monofonica. È molto comune nel suono.
La modalità Bridge inverte la fase all'ingresso di uno dei due canali. La custodia deve essere collegata tra i due punti caldi. Questa modalità raddoppia la tensione di uscita a parità di tensione di ingresso (guadagno aumentato di 6 dB) e aumenta la potenza disponibile. Ogni canale vede un'impedenza di carico ridotta di un fattore due.
Modalità parallela: i due stadi di amplificazione sono posti in parallelo all'ingresso e all'uscita. Il guadagno rimane lo stesso ma ogni stadio fornisce solo metà della corrente e quindi vede il doppio dell'impedenza. La modalità parallela a volte designa una modalità pseudo-stereofonica in cui solo gli ingressi dei due canali sono messi in parallelo. Due altoparlanti separati sono collegati alle uscite che rimangono indipendenti. Equivale a inviare lo stesso segnale a entrambi i canali, ma elimina la necessità di un cavo a Y.
Se il name bridge è universale, le modalità parallele sono presenti su pochi dispositivi, non designano tutti la stessa modalità di funzionamento e hanno nomi diversi (mono tandem, ecc.)
Gli amplificatori Hi-Fi sono destinati all'uso domestico. La potenza massima è compresa tra qualche decina e qualche centinaio di watt , la maggior parte offrendo una potenza inferiore a 100 W per canale.
Il tipo più comune è chiamato “amplificatore-preamplificatore integrato”. Unisce due funzioni in un unico dispositivo:
Esistono anche dispositivi separati sul mercato dedicati a ciascuna funzione.
Gli amplificatori home cinema hanno un numero maggiore di canali (generalmente da 5 a 7) e una sezione di preamplificazione più elaborata. Nella maggior parte dei casi integra un decoder (Dolby e DTS) e può gestire sorgenti video parallelamente alla gestione di sorgenti sonore.
Gli amplificatori dedicati al "monitoraggio" sono utilizzati in studio per gli altoparlanti di controllo (monitor in inglese) del mix. La loro potenza è dell'ordine di poche decine di watt. Si differenziano dagli amplificatori hi-fi per:
Il raffreddamento è generalmente passivo (per convezione) per evitare qualsiasi rumore.
Gli amplificatori sonori offrono potenze molto elevate, dell'ordine di alcune centinaia o anche diverse migliaia di watt. Gli amplificatori di base hanno una sezione preamplificatore ridotta al controllo del volume. I modelli avanzati possono incorporare un sistema di elaborazione del segnale digitale che consente correzioni di equalizzazione, filtraggio, limitazione della tensione di uscita, ecc. Gli amplificatori PA di solito offrono due o quattro canali. Questi sono utili ad esempio per gestire circuiti di ritorno per musicisti, per offrire diversi livelli di riproduzione nei casi di diffusione "multizona", per consentire la biamplificazione, e così via.
Sebbene gli amplificatori del suono possano essere utilizzati nell'hi-fi, il formato di ingresso (XLR o Jack) ma soprattutto il rumore generato dalla ventilazione forzata è spesso problematico.
Gli amplificatori per cuffie erogano una bassa potenza, dell'ordine di 100 mW. Poco utilizzati nell'hi-fi (la maggior parte degli amplificatori integrati offre un'uscita per le cuffie), si trovano comunemente negli studi di registrazione, nelle radio... L'uso di cuffie ben isolate permette di avere un feedback che non disturba la sua presa.