Quiz Test - Siete pronti? Partecipate numerosi !!!

Cari amici, mostrerò alcune misure effettuate con uno ascilloscopio Tektronix TDS 210. Ad ogni misura si chiederà ad ognuno di commentare la videata.

Le vostre risposte, ben gradite, non verranno valutate singolarmente ma si darà una spiegazione dei fenomeni di seguito descritti e si faranno alcune considerazioni applicative con il nostro T-Amp.



L'esperimento di seguito mostrato, ha lo scopo di determinare la velocità di propagazione di un segnale elettromagnetico a radiofrequenza circa 1MHz che si propaga attraverso un cavo coassiale.



Materiale impiegato:

- Generatore di impulsi, Philips PM 5712.

- Oscilloscopio digitale, Tektronix TDS 210, larghezza di banda 100MHz.

- 50m di cavo coassiale con impedenza di 50 Ohm tipo RG 58.

- Potenziometro da 1000 Ohm.




Il generatore di impulsi invia un'anda quadra a singolo impulso e ripetizioni regolari, l'oscilloscopio lo visualizza poi l'impulso prosegue lungo il cavo al termine del quale impatta contro il potenziometro. Regoliamo il potenziometro ad una impedenza diversa dal cavo coassiale, l'impulso nell'impatto con il potenziometro genera un'onda riflessa che torna indietro e viene visualizzato dall'oscilloscopio in ritardo rispetto all'impulso primario.



Modifichiamo il valore del potenziometro per ottenere alcune immagini caratteristiche che vi prego di commentare.


(foto test 1) Con R del potenziometro = 50 Ohm si ottine la seguente schermata sul Tektronix.
Commenta:



(foto test 2)Potenziometro R > 50 Ohm si ottine la seguente schermata sul Tektronix.
Commenta:



(foto test 3) Potenziometro R < 50 Ohm si ottine la seguente schermata sul Tektronix.
Commenta:




Ora calcoliamo la velocità di propagazione del segnale all'interno del cavo coassiale. Nella prossima schermata misuriamo a che distanza si trovano i picchi dall'onda iniziale da quella riflessa e determiniamo la velocità dell'onda elettromagnetica.




Sapendo che il cavo e' lungo 80m e che la schermata è tale che un quadretto è pari a 100ns.

ns= simbolo nanosecondo (Un nanosecondo è un'unità di tempo pari ad un miliardesimo di secondo.)




La velocità si calcola con:

v= S/(delta)t = m/s





Nel frattempo buon divertimento e a presto.


Prisma_

bello, non vedo l'ora di leggere il resto!
curiosità, hai fatto per caso delle prove con dimensioni "realistiche" rispetto al mondo audio(phile) ?

quindi, a naso :
un impulso di frequenza max 20KHz
lunghezza cavo entro i 2m (facciamo anche solo 1)
R di carico sui 20-50KOhm
anche se immagino già la risposta, e il motivo..

velocità: 2.1333e+08 m/s

Risultato prevedibile

Barone Rosso ha scritto:velocità: 2.1333e+08 m/s

Risultato prevedibile

Così prossima alla velocità della luce... 3 x 10^8 m/s?

Silver Black ha scritto:

Barone Rosso ha scritto:velocità: 2.1333e+08 m/s
Risultato prevedibile

Così prossima alla velocità della luce... 3 x 10^8 m/s?

beh giusto, perchè ti meravigli,
facendo un discorso MOLTO spannometrico, sono la stessa cosa!
3*10^8 m/s è la misurazione di un fenomeno assai simile, ma nel vuoto anzichè in un solido come il cavo in oggetto..

madqwerty ha scritto:beh giusto, perchè ti meravigli,
facendo un discorso MOLTO spannometrico, sono la stessa cosa!
3*10^8 m/s è la misurazione di un fenomeno assai simile, ma nel vuoto anzichè in un solido come il cavo in oggetto..

Giusto, grazie.

Forza, non siate timidi...


Prisma_

Bene, di seguito la spiegazione del Test che vuole mettere al centro dell'attenzione non tanto il risultato della velocità di propagazione, che risulta comunque interessante, ma quanto il fenomeno dell'adattamento dell'impedenza fra apparati.



1. Prima schermata R = 50 Ohm
Commento: L'impedenza di carico, quella impostata con il potenziometro, e' uguale alla impedenza di linea del cavo coassiale pertanto l'impulso raggiungendo il carico non genera segnale di rimbalzo.

2. Seconda schermata R > 50 Ohm
Commento: L'impedenza di carico e' maggiore dell'impedenza di linea, una parte dell'impulso rimbalza sul carico e genera un impulso di circa la metà di intensità in fase con l'impulso primario.

3. Terza schermata R < 50 Ohm
Commento: L'impedenza di carico e' minore dell'impedenza di linea, l'impulso rimbalza sul carico e genera un impulso di circa la metà di intensità in contro fase con l'impulso primario.

Per quanto riguarda la velocità di propagazione da calcolare con la quarta videata, dato che:

lunghezza cavo: 80 m (percorso segnale 80+80=160m)
tempo misurato del rimbalzo in ns 8,2*100=820 ns.

v = s/delta(t); dove
s= percorso segnale (80+80)=160m
delta(t)=(820/10^9)
v=160/(820/10^9)=m/s=195.121.951 m/s= 195.121,951 Km/s

La velocita di propagazione di un segnale elettromagnetico in un cavo coassiale risulta circa due terzi della velocità della luce nel vuoto, per c=300.000 Km/s.

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Ora per meglio comprendere il fenomeno date una occhiata a questa animazione.





Immaginate che il segnale parta dal nostro CD e arrivi all'amplificatore oppure dal nostro fonorivelatore e arrivi al preamplificatore.



L'adattamento d'impedenza e le tecniche di adattamento non riguardano solo la disciplina della trasmissione dei segnali elettromagnetici nei conduttori ma si tratta di un concetto che e' applicabile alla meccanica, all'ottica e a tante altre discipline.

Ritornando però al nostro T-amp e alle interconnessioni fra' sorgente e amplificatore si puo immaginare che se le impedenze fra gli apparati e le connessioni non sono adattate si creerà non solo un segnale diminuito nel trasferimento di potenza ma anche con un livello di distorsione maggiore nel segnale audio.

La mia esperienza e' stata che quando usavo il TA10.1 direttamente collegato alla sorgente tenevo il volume a ore 12:00 con diffusori da 97dB di efficenza, le RB81 per capirsi.

Inserendo un preamplificatore con adattatore di impedenza ho arretrato il volume a ore 9:00, non solo ma la qualità del suono era decisamente migliorata.

Un'altra considerazione che ho fatto e' provando due interconnessioni diverse fra sorgente e preamplificatore con queste interconnessioni:

1: VAN DEN HUL D-102 mkIII - lungo 0.6 m

2: Fili 95%Ag-22KAu - lungo 0.6 m

La differenza era quasi impercettibile, mentre senza il Preamplificatore la differenza si sentiva eccome a favore del cavo in argento.
Quasi a dire che l'adattamento di impedenza fa' lavorare meglio le interconnessioni che anche se differenti non dimostrano più' grandi differenze.
Questa puo' anche spiegare perché cavi di alto livello su apparati adattati, 2kEuro di costo, non si riescono a distinguere paragonati con cavi decisamente meno costosi.

Mentre messi su apparati non adattati rivelano differenze più marcate.

La stessa considerazione vale anche sui cavi di potenza ma qui si complica un po perché il carico, cioé i diffusori, variano la loro impedenza in funzione delle frequenze per cui il compito dell'adattatore di impedenza e' più complesso.

Non vado oltre perché vedo che l'argomento non appassiona più di tanto (forse c'e' un impedenza diffusa un po troppo alta:-) a parte la battuta se si è alla ricerca di un suono da incanto non si può prescindere dal considerare questi aspetti come appunto fanno alcuni costruttori.

Buona musica a tutti.



Prisma_










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Ringraziamenti
Un particolare ringraziamento al Prof. Valter Giuliani per aver messo a disposizioni le foto del test.

Si ringrazia l'Università di Modena e Eeggio Emilia per il link alla gif aniamto.
Sito uffliciale: http://fisicaondemusica.unimore.it/Pagina_principale.html

Prisma_ ha scritto:
Non vado oltre perché vedo che l'argomento non appassiona più di tanto (forse c'e' un impedenza diffusa un po troppo alta:-)

No no...l'argomento è molto interessante! Personalmente ascoltavo in silenzio, ma non dormivo!

Rimanendo con un impedenza elevata rispetto alla taumaturgicità dei cavi esoterici, come in parte lo sei anche tu.
Nella mia ignoranza e disponibile ad imparare, credo che ci sia da distinguere due fenomeni in quello che scrivi, causati dallo stesso problema.
Uno riguarda il "massimo traferimento di potenza" e relative formule, e può spiegare come a ore 9 senti come sentivi a ore 13. Ma nel caso di segnali bassa potenza lo trovo un falso problema.
L'altro e quello delle onde riflesse su una linea di trasmissione in presenza di impedenza non uniforme. E qui mi chiedo se a frequenze audio questo possa avere na rilevanza apprezzabile.
Se questo fosse i nocciolo dell'hifi non si spiega come non esista uno standard di impedenza per accopiare i dispositivi analogici audio
Cosa diversa e per i segnali digitali, dove puo esser fonte di Jitter

Fabio ha scritto:L'altro e quello delle onde riflesse su una linea di trasmissione in presenza di impedenza non uniforme. E qui mi chiedo se a frequenze audio questo possa avere na rilevanza apprezzabile.

Ai tempi della scuola, se non ricordo male mi era stato detto che (MOLTO indicativamente)
si deve passare dalla banale legge di ommm alle equazioni di propagazione dell'onda (quindi riflessioni adattamenti, impedenze caratteristiche, variazioni di fase,...) quando la lunghezza del conduttore esaminato diventa paragonabile alla lunghezza d'onda del segnale che attreversa siffatto conduttore...
quindi facendo 2 conti...
prendiamo la lunghezza d'onda più sfigata => corta (la f + elevata) facciamo 20 kHz ?
usiamo una velocità di trasferimento altrettanto sfigata, 2*10^8 m/s ..

lunghezza d'onda = periodo dell'onda * velocità dell'onda =
velocità dell'onda / frequenza dell'onda = 2*10^8 / 20*10^3 =
20*10^7 / 20*10^3 = 10^4 metri .... 10 km di cavo audio, al di sotto del quale non ha molto senso parlare di impedenza, onda riflessa e onda propagata ?

my 2 cents...

Della serie, come complicare le cose semplici fino all'inverosimile.


Scherzo! (insomma...)

madqwerty ha scritto: 10 km di cavo audio, al di sotto del quale non ha molto senso parlare di impedenza, onda riflessa e onda propagata ?

my 2 cents...

Dubitavo infatti per reminescenze confuse di tali teorie.
Anche se poi la legge di Ohm non esaurisce il tutto.
La Zobel, ad esemio, ha un senso anche per il discorso dell'impedenza della linea.

Fabio ha scritto:
Uno riguarda il "massimo traferimento di potenza" e relative formule, e può spiegare come a ore 9 senti come sentivi a ore 13. Ma nel caso di segnali bassa potenza lo trovo un falso problema.

Bassa potenza rispetto a cosa, alla carica di una elettrone o all'energia emessa dall'esposione di una supernova. Se sei disposto ad imparare fai qualche prova, se non hai tempo e mezzi per fare le prove vai da che li ha. Se non hai voglia di farle, vai ad ascoltare alcuni amplificatori o preamplificatori che hanno l'adattamento dimpedenza.

Se c'e' una cosa che non sopporto e' l'ignoranza del sapere. Sono piu' le cose che sappiamo di non sapere che quelle che sappiamo veramente. Questo e' un priblema cosi semplice che basterebbe solo provare.

Morale della favola ... i cavi ultra costosi servono solo su impianti mal progettati.
E adesso non venirci a dire che l'oscilloscopio l'hai trovato su ebay per 50 euro .....

lunghezza d'onda = periodo dell'onda * velocità dell'onda =
velocità dell'onda / frequenza dell'onda = 2*10^8 / 20*10^3 =
20*10^7 / 20*10^3 = 10^4 metri .... 10 km di cavo audio, al di sotto del quale non ha molto senso parlare di impedenza, onda riflessa e onda propagata ? Very Happy

[quote]

Non penso proprio, quello che fa la differenza è ciò che capita nel punto in cui cambia l'impedenza.

Prisma_ ha scritto:
Bassa potenza rispetto a cosa, alla carica di una elettrone o all'energia emessa dall'esposione di una supernova. Se sei disposto ad imparare fai qualche prova, se non hai tempo e mezzi per fare le prove vai da che li ha. Se non hai voglia di farle, vai ad ascoltare alcuni amplificatori o preamplificatori che hanno l'adattamento dimpedenza.

Bassa potenza rispetto alle grandezze in gioco. La perdita di qualche DB nella sezione a basso livello comporta piccoli acorgimenti per riequilibrala, o nulli, basta ruotare il potenziometro ad esempio è il problema è risolto.
Diverso è il discorso se le potenze e le frequenze in gioco sono elevate, come negli amplificatoi lineri per apparati di telecomunicazione.
Il discorso dei preampificatori con adattatore di impedenza è valido se sono progettati specificatamente per una catena, ossia tra la sorgente, es lettore CD specifico, ed un certo carico, es.finale di potenza specifico.
Negli altri casi non ha senso.
Per quanto riguarda il sapere di non sapere, fugurati... io sottoscrivo in toto Socrate

Barone Rosso ha scritto:Morale della favola ... i cavi ultra costosi servono solo su impianti mal progettati.

Allora ho ragione io a dire che il rapporto di prezzo fra componenti audio e cavi dev'essere inversamente proporzionale!!!!


Strano che negli impianti high-end che ho ascoltato in un fornitissimo negozio i diversi cavi di segnale (avevo confrontato VDH The Bay C5, Mit Terminator 4, i costosi Terminator 2, e i costosi Kimber KCAG) facessero altrettanta differenza, però.

Fabio ha scritto:

Bassa potenza rispetto alle grandezze in gioco. La perdita di qualche DB nella sezione a basso livello comporta piccoli acorgimenti per riequilibrala, o nulli, basta ruotare il potenziometro ad esempio è il problema è risolto.
Diverso è il discorso se le potenze e le frequenze in gioco sono elevate, come negli amplificatoi lineri per apparati di telecomunicazione.
Il discorso dei preampificatori con adattatore di impedenza è valido se sono progettati specificatamente per una catena, ossia tra la sorgente, es lettore CD specifico, ed un certo carico, es.finale di potenza specifico.Socrate

Caro Fabio,
Credo tu stia parlando per congetture e non per esperienza d'ascolto, in ogni caso se c'e' un momento importante per mantenere la qualità elevata nel suono riprodotto e' proprio lo stadio di preamplificazione. Mi metto a disposizione per farti sentire la differenza sul mio impianto anche inserendo il tuo amp.

In ambito riproduzione audio ad alto livello oltre al problema di ottimizzare il trasferimento di energia occorre mantenere il più basso possibile il livello di distorsione.

Quando dici '...specificatamente per una catena...' allora non hai capito l'argomento qui si sta parlando di "adattamento d'impedenza" in Inglese "Impedance matching" oppure " impedance bridging" troverai sia in Italiano che in Inglese parecchio materiale e circuiti applicativi.

Proprio perché il problema esiste ci sono nel mercato HiFi componenti da aggiungere alle catene esistenti, non voglio fare pubblicità a nessuno. Li troverai con le parole chiave che ho indicato. Per come la dici tu '...basta ruotare il potenziometro ad esempio è il problema è risolto...' No caro, se ti accontenti di questo allora va bene tutto. Va bene l'mp3 vabene la radiolina e va bene l'iPod va bene tutto.

Troverai anche su TNT parecchio materiale che affronta questo argomento in profondità.

Buona musica.


Prisma_

Postami uno schema e ne parliamo

La cosa più ricorrente che si trova sull'adattamento di impedenza è questa:

The power matching concept Z1 = Z2 is expected to remain in telecommunications, not in audio.

Io aggiungerei anche per le linee elettriche a lunga percorrenza, dove le perdite sono dovute anche allo sbilanciamento di impedenza.

Le congetture di cui parli le ho imparate a scuola, poi sai... di cavolate se ne imparano ache li.
Questo non toglie che per convincermi del contrario non puoi basarti su impressioni personali, ma dati tecnici.

Aggiungo:

Per quanto a mia conoscenza un adattatore di impedenza porta vantaggi se usato, quando possibile al posto di uno stadio amplificatore, come ad esempio suggeriva Maurarte nei DAC con un trasformatore specifico al posto di un OPAMP, ma tra due unita gia dimensionate per essere interfacciata tra loro, devi spiegarmi a cosa serve.

Intanto un po di teoria qui, leggi bene tutto fino in fondo, ma merita tutto il sito veramente ben fatto.

http://fisicaondemusica.unimore.it/Adattamento_di_impedenza.html


dalla pagina qui sopra riportata:
..........................

* Adattamento microfono-amplificatore, amplificatore-altoparlante, ecc.

Qualunque circuiti elettrico può essere in ultima analisi visto come una "scatola" con quattro terminali: due in ingresso e due in uscita. Anche senza sapere cosa contiene esattamente la scatola, possiamo misurarne le impedenze elettriche in ingresso e in uscita. Quando vogliamo collegare un circuito ad un altro non facciamo altro che connettere i due terminali di uscita del primo circuito con i due di ingresso del secondo. Ecco dove si può applicare il nostro principio dell'adattamento. Sappiamo infatti che, se le impedenze del primo e del secondo circuito non sono adattate, gran parte della potenza immessa nel primo circuito sarà riflessa anziché essere trasmessa al secondo. Nei sistemi microfono-amplificatore e amplificatore-altoparlante questo punto è cruciale, perché il trasferimento ottimale della potenza diminuisce il rischio che il segnale venga distorto, e quindi consente all'impianto di lavorare con la massima fedeltà."

............................




Un po di schemi:

http://www.allaboutcircuits.com/vol_2/chpt_12/5.html







Se poi ti piace facile facile, allora compri uno di questi, lo provi. Se non senti differenze all'ascolto allora il problema e' da un'altra parte, (S.P.Q.R. citazione da Asterix).


http://www.bursonaudio.com/burson_audio_buffer.htm




Buano musica.


Prisma_

Prisma_ ha scritto:

http://fisicaondemusica.unimore.it/Adattamento_di_impedenza.html

Un po di schemi:

http://www.allaboutcircuits.com/vol_2/chpt_12/5.html

http://www.bursonaudio.com/burson_audio_buffer.htm

Buano musica.


Prisma_

Il primo sito è bello, anche se troppo difficile per ci non sa nulla di fisica o meccanica e forse un tantino introduttivo per chi le conosce.

Nel secondo sito le uniche code che vedo sono dei ponti di misura, potresti spiegare cosa centrano con l'adattamento di impedenza.

Burson Audio ... vecchia conoscenza.

L'importanza del matching in radiofrequenza è fondamentale, sbagliando l'accordo tra trasmettitore-antenna l'onda riflessa produce effetti devastanti. Non consentendo il trasferimento del segnale verso l'antenna si produce in breve la distruzione degli stadi di potenza del trasmettitore.
In campo audio normalmente si usa questa regola: Uscita bassa impedenza/entrata alta impedenza (normalmente rapporto maggiore di 1 a 10).
Con questa configurazione il segnale audio non subisce alcun tipo di interazioni.
Accordando 1 a 1 ci sarebbe un aumento di carico nello stadio di uscita del pre con conseguente malfunzionamento dello stesso.
Se serve un adattatore di impedenza (buffer) c'è qualcosa di sbagliato nello stadio di uscita della sorgente verso lo stadio successivo.
Ricordiamoci sempre che nei segnali audio tra pre e finale o tra cd e pre la corrente è bassissima e quello che viene trasferito è solo segnale.
Lo stadio di uscita del pre a valvole che ho presentato nella sezione autocostruzione del Forum ha una impedenza di uscita bassissima e l'aggiunta del buffer non farebbe altro che peggiorare la qualità
I buffer in commercio (vedi anche i Burson) non fanno altro che abbassare l'impedenza della sorgente.

Allora... vediamo se riesco a farti capire il mio ragionamento sul fatto che frequenza e lunghezza della linea sono determinati per prendere o meno in considerazione gli effetti che l'onda riflessa provoca.
Nell'interessantissimo esperimento che ci hai descritto, si deduce che alla fine in un cavo di 50m il ritardo con cui l'impulso riflesso torna alla sorgente è di 100ns, percorrendo 50+50=100m.
Se uniamo lettore cd e ampli con un cavo di 1m, si traduce un un riflesso alla sorgente in un tempo di 2ns.
Prendiamo in considerazione un segnale sinusoidale a 20khz, stabilendola per comodità come frequenza limite superiore standard dello spettro audio, questo ha una oscillazione completa ogni 1/20000= 50000ns.
Questo significa che applicandolo al cavo l'onda riflessa si presenterebbe, relativamente all'inviluppo della stessa, sovrapposta a quella generata, in quanto la propagazione è 25.000 volte più veloce dell'inviluppo dell'onda stessa.
In relazione alla deformazione per interodulazione dell'inviluppo, leggasi distorsione, il filo si comporta come se fosse di lunghezza irrisoria per considerarne l'entità ma, semmai, si opone eventualmente al segnale di partenza tanto più alta è l'impedenza del carico.
Ovviamente carico più alto corrente più bassa.
E qui entriamo nell'effetto della dispersione di potenza.
Bisogna però considerare che le sorgenti non sono generatori ideali neanche nel dominio della frequenza, ma variano la loro impedenza interna per componenti induttivo-capacitivo.
Senza parlare del fatto che se un componente attivo e interfacciato direttamente sulla linea è diffiler parlare di impedenza, ma semmai ha più senso parlare di capacità di pilotaggio o erogazione di corrente su un dato carico.
Di solito il dimensionamento tra sorgente e ampli e fatto in modo che la sorgente supporti ampiamente il carico e quindi abbia una "impedenza" dichiarata, se cosi' vogliamo chiamarla, più bassa.
Questo vale sia per collegamenti di "segnale" che per quelli di "potenza".
Infatti per un finale un finale non è mai dichiarata l'impedenza di uscita, ma se mai la potenza erogabile su un dato carico.
Riguardo ai link sul dispositivo magico mi è bastato leggere questo inciso:
"Taking advantage of the transparent sonic signature of our Burson discrete op-amp, the Burson Audio buffer is able to reduce the output impedance of a typical CD player to a range between 15-30 ohms [from typically 100 ohm to 1000 ohm"
Questo, se mai, è uno sbilanciatore di impedenza con buffer di linea in classe A, in quanto riduce ulteriormente l'impedenza di uscita del lettore, che di suo e già molto piu bassa di quella di un ingresso dell'amplificatore.
Ed è esattamente quello che sostenevo quando in questo forum parlavo di cavi. E più importante lo stadio di uscita del lettore del cavo, e tu me ne dai conferma.
Spero di essere stato intellegibile, anche se ho la tastiera che mi si mangia le lettere

Azz...vedo che mi hanno preceduto, ci ho messo un ora a scriverlo, se lo avessi saputo me lo sarei risparmiato.

Ho dalla mia Maurizio mica uno qualsiasi

Solo su una cosa vorei riprenderti, prima di sentenziare sull'ignoranza della gente su certi argomenti, accertati prima con chi stai parlando.
Questo non toglie che "...io so di non sapere"

Dimeticavo, riguardo al trasferimento di potenza, includevo oltre ai trasmettitori e alle reti dati, anche le linee di distribuzione elettriche.
Qua vene descritto abbastanza bene il fenomeno e rimedi per le linee elettriche:
http://users.libero.it/sandry/sinus-05.pdf

Sinceramente non capisco lo svolgimento della discussione.
Si inizia parlando di rapporto 1:1 e si finisce scrivendo di buffer