LE MISURE

 

SETUP

PC Asus Laptop FLA5EV8M
Scheda Audio Focusrite Clarett 2 Pre USB (con driver ASIO)
Analizzatore di spettro Quantasylum QA401 (con driver ASIO)
Multimetro TRMS PCE-UT 61E
Anti-RIAA Motronix Rev-3B
Dummy Load & Differential Front End Lym Audio
Partitore di tensione con attenuazione di 24,3 dB
Cavi Supra Dual RCA - Kimber Hero
Software di misura: Arta e Steps (Versione 1.9.7)


PREAMPLIFICATORE PHONO

Differenza canale Destro/Sinistro: 0,03 dB

Guadagno: 35 dB

Impedenza d'ingresso: 47.000 Ohm

Impedenza d'uscita (Pre Out): 99,5 Ohm

Iniziamo la sostanziosa carrellata con la canonica misura della risposta in frequenza, prodotta senza l'equalizzazione RIAA, con Anti-RIAA e con ambedue le curve riunite in overlay per un agevole confronto. Gli scostamenti dalla linearità sono molto contenuti e non credo abbiano ricadute sul bilanciamento timbrico all'ascolto, che per inciso è stato condotto con un giradischi Thorens TD 318 dotato di un'ottima testina MM Goldring E3 Violet. Andando ai numeri, rispetto al centro banda (1000 Hz) i 100 Hz sono sottoslivellati di 0,13 dB, i 50 Hz di 0,32 dB, mentre l'estremo dei 20 Hz sfiora il dB (-0,99 dB per la precisione). Sul lato alte frequenze si assiste, al contrario, a una progressiva salita che porta i 3 kHz a +0,21 dB, i 5 kHz a +0,3 dB, i 10 kHz a +0,33 dB e l'estremo dei 20 kHz a +0,38 dB.

Il primo dato che salta all'occhio all'analisi di spettro è un disturbo di rete, con il suo corteo di armonici, non proprio invisibile. A parte questo, i dati di distorsione (THD/THD+N e IMD) sono decisamente confortanti su tutte e tre le tensioni test prescelte, 3 mV, 5 mV e 10 mV, attestandosi mediamente su due zeri dopo la virgola per quanto riguarda la THD e uno zero dopo la virgola per le tre IMD (13/14 kHz - 19/20 kHz e 250/8000 Hz). Sulle tensioni di 5 mV e 10 mV anche le IMD risultano ben contenute (tranne la difficile SMPTE IMD a 250/8000 Hz) e quasi al livello della THD, con un ovvio peggioramento dei tassi nella THD+N. Con 10 mV in ingresso si registra una THD dello 0,0012%, seguita dalle tre IMD, che si attestano sullo 0,0045%, 0,0045% e 0,012%, con una perfetta parità quindi tra i due doppi toni superiori.



Molto buono il valore dell'EIN (Equivalent Input Noise), che misura il rumore equivalente in ingresso: -109,9 dBV.


PREAMPLIFICATORE LINEA

Guadagno: 20 dB

Differenza canale Destro/Sinistro: 0,02 dB

Impedenza d'ingresso (AUX 2 - AUX 3): 19.421 Ohm

Impedenza d'uscita (Pre Out): 99,5 Ohm



Com'era lecito aspettarsi, lineare ed estesa sino ai limiti di misura del mio setup (96 kHz) appare la risposta in frequenza, con una lievissima flessione superati i 40 kHz, irrisoria direi, visto che i 50 kHz sono a -0,09 dB rispetto ai 1000 Hz, considerato come centro banda, e i 90 kHz a -0,25 dB.

Qui naturalmente le tensioni test salgono, individuate in 50 mV, 100 mV e 300 mV, utili per produrre in uscita delle tensioni rispettivamente di 500 mV, 1 Volt e 3 Volt, che ritengo perfettamente adeguate per simulare i livelli di qualsiasi sorgente linea. Inutile andare oltre. In questo caso registriamo una sporcizia di rete molto minore di quella visibile nelle spettrali del preamplificatore Phono, dato anche il minor livello di guadagno (20 dB), mentre gli zeri dopo la virgola diventano tre nella tensione test di 3 Volt. I dati parlano chiaro: il progettista dell'Ai60 ha voluto conseguire delle prestazioni strumentali particolarmente spinte su questa sezione, che si comporta esattamente come il pre linea Hi-End XSP 11, nonostante questo sia di fascia economica superiore. Una scelta sintomatica dell'importanza che la MicroSound Technology attribuisce alla preamplificazione nel percorso complessivo del segnale. Parlavamo dei 3 Volt d'uscita, tensione dove la THD risulta dello 0,00039% e la THD+N dello 0,0055%. Le tre IMD si propongono altrettanto eccellenti con uno 0,00058%, 0,00074% e 0,0020%, quest'ultima relativa alla critica SMPTE 250/8000 Hz. Si registra altresì un buon equilibrio tra le componenti armoniche pari e dispari, cioè le DFD2 e DFD3 nelle IMD 13/14 kHz e 19/20 kHz e le MD2 e MD3 nella SMPTE 250/8000 Hz. In quest'ultima misura si sfiora la parità, essendo la MD2 dello 0,00092% e la MD3 dello 0,00096%. Si tratta quindi di tre zeri dopo la virgola. Si sarebbero potuti ottenere dei risultati ancora più spinti, dello 0,0000 e rotti percentuale, con delle tecniche che consentono di raschiare il fondo del barile (non sto qui a spiegarle), ma non vedo l'utilità di un'operazione così estrema ai fini dell'ascolto.



Molto pulita la misura del multitono, effettuato alla risoluzione massima consentita da Arta (12 toni per ottava), dove non si apprezzano quei prodotti armonici tra un tono e l'altro che possono inficiare la chiarezza dell'articolazione, mascherando il segnale.



L'EIN si attesta su un valido -103,1 dBV

Significativi sono anche i grafici relativi alla THD/Seconda/Terza armonica, analizzate su un ambito di frequenze che va da 20 Hz a 20.000 Hz, con dei tassi poi quantificati in dB e percentuale. Si evidenzia un comportamento decisamente equilibrato, senza scompensi o particolari impennate, con una progressiva e limitata risalita verso le alte frequenze appena superata la zona del centro banda. In questo caso il livello dei toni test (sei per ottava) è stato stabilito in 400 mV (4 Volt in uscita). Sino ai circa 1500 Hz la THD rimane molto contenuta (0,00059%), con la riproposizione di un ottimo equilibrio tra seconda e terza armonica, rispettivamente dello 0,00019% e 0,00051%. Di poco più alti risultano i tassi a 5000 Hz, mentre a 10 kHz la situazione è la seguente: THD 0,0015%, seconda armonica 0,00034% e terza armonica dello 0,0015%, così da essere la terza la responsabile in massima parte della distorsione armonica totale.

Il clipping inizia a manifestarsi a una tensione di 10,9 Vrms (15,8 Volt di picco), mentre il clipping conclamato, evidenziato dal deciso squadramento della sinusoide nella sua parte apicale, avviene a 12 Vrms (15,9 Vp). L'escursione totale di tensione è così pari a 31,8 Vpp.

Il mio oscilloscopio FNIRSI ha integrato un generatore di funzioni DDS con ampiezza d'uscita di 2,5 Vpp, purtroppo fissa. Per tutti i 14 tipi di segnale supportati, standard e personalizzabili, la frequenza è regolabile a passi di 1 Hz. Ho colto l'occasione quindi per testare il comportamento all'onda quadra della sezione preamplificatrice dell'Ai60, su frequenze di 1 kHz, 20 kHz, 50 kHz e 100 kHz.


AMPLIFICATORE FINALE DI POTENZA

Differenza canale Destro/Sinistro (8 Ohm): 0,02 dB

Differenza canale Destro/Sinistro (4 Ohm): 0 dB

Guadagno: 24,8 dB

Impedenza d'uscita: 0,05 Ohm

Damping Factor: 160,8

Impedenza d'ingresso (Amp In): 51.294 Ohm

Veniamo ora ai "muscoli" del nostro integrato, vale a dire la sezione finale di potenza, della quale qui vediamo la risposta in frequenza su 8 Ohm e 4 Ohm, assiemate poi in un terzo grafico in "overlay". Molto limitate si mostrano le deviazioni dalla linearità sui due carichi, con una lievissima flessione della risposta in alta frequenza su 4 Ohm, una volta superati i 30 kHz. Irrisorie le differenze: su 8 Ohm i 40 kHz sono centrati a -0,03 dB rispetto ai 1000 Hz, su 4 Ohm alla stessa frequenza registriamo un -0,09 dB, a 50 kHz abbiamo, rispettivamente, un -0,04 dB contro un -0,13 dB, mentre a 90 kHz registriamo un -0,25 dB a fronte di un -0,52 dB. Sul lato basse frequenze vediamo una graduale attenuazione, dovuta alla capacità d'ingresso, che porta i 50 Hz a essere sottoslivellati di 0,07 dB rispetto ai 1000 Hz, i 30 Hz di 0,2 dB e i 20 Hz di 0,29 dB.

1 Watt, 10 Watt, 30 Watt e 60 Watt sono le quattro potenze test prescelte per la rilevazione della THD/THD+N e le tre IMD. Si apprezzano tassi distorsivi degni di un buon preamplificatore. Alla potenza di targa di 60 Watt per canale su 8 Ohm, nella peggiore della ipotesi (SMPTE IMD 250/8000 Hz) non si va oltre lo 0,016%. Come da comportamento a stato solido, la distorsione rimane molto bassa sino al clipping per poi schizzare improvvisamente verso l'alto (vedi THD Vs Ampiezza). I valori sono molto stabili, la THD/THD+N a 1 Watt è dello 0,0032%/0,053%. A 10, 30 e 60 Watt la situazione sostanzialmente non cambia, anzi migliora leggermente: 0,0017%/0,017% - 0,0017%/0,01% - 0,002%/0,0073%. Questo significa che l'Ai60 è ben sfruttabile sino al suo limite.



Ottima anche la pulizia esibita al multitono, effettuato con la stessa configurazione scelta per il pre linea.

Molto buono il comportamento mostrato alla distorsione (THD/Seconda/Terza armonica) Vs frequenza, una misura che ho eseguito a 60 Watt. Il grafico rimane sostanzialmente piatto sino al centro banda, con un ottimo bilanciamento tra la seconda e terza armonica, mentre oltre i 1000 Hz si verifica una progressiva risalita verso le alte frequenze, venendo confermato l'equilibrio tra seconda e terza. Se a 1165 Hz la THD è dello 0,002%, in perfetto accordo con quanto rilevato all'analisi di spettro, a 5234 Hz arriva allo 0,007%, allo 0,014% 10468 Hz e allo 0,028% all'estremo dei 20936 Hz. Si tratta in ogni caso di valori confortanti, che non inficiano assolutamente la qualità del suono percepita.



Se nei precedenti grafici è stato possibile visionare l'andamento della distorsione in base alla frequenza, nella THD Vs Ampiezza possiamo apprezzare il comportamento al variare della potenza erogata. Ciò che si vede è congruente con la natura "solida" dell'Ai60: la distorsione rimane molto contenuta sino al clipping, che si verifica ben oltre i 100 Watt (vedi misure all'oscilloscopio), per poi impennarsi verso l'alto a potenze superiori.

Il clipping si manifesta ben oltre la potenza massima di targa dell'Ai60, che è di 60 Watt. Parliamo di un pre-clipping sui 30,5 Vrms, corrispondenti a una potenza di 116 watt su 8 Ohm, mentre in quello conclamato si sale alla potenza di 128 Watt (32 Vrms). Date le protezioni implementate per evitare il clipping di tensione e corrente, non avrei potuto fare le due misure se queste non fossero state aggirabili tramite dei ponticelli interni.

In ultimo, come ciliegina sulla torta, ci sono le onde quadre, rilevate a poco meno di 1 Vrms e su frequenze di 1, 20, 50 e 100 kHz. La bassa tensione scelta per questa critica forma d'onda è giustificata dal fatto che voltaggi più elevati avrebbero messo a rischio i resistori presenti sulla rete di Zobel in uscita. E io non avevo nessuna intenzioni di "fumarli", onde non incorrere nelle ire del progettista. Si nota il progressivo lieve arrotondamento dei fronti di salita e discesa alle frequenze crescenti, a fronte della perfetta perpendicolarità dei 1000 Hz. Un comportamento questo del tutto normale.

 
USCITA CUFFIA

Guadagno: 30 dB

Differenza canale Destro/Sinistro: 0,32 dB

Impedenza d'uscita: 130 Ohm

Come detto nel paragrafo tecnico, l'uscita cuffia di quest'integrato preleva il segnale dal finale di potenza, fatto preventivamente passare attraverso un partitore di tensione resistivo che ne attenua l'intensità. Evitare l'uso di un IC dedicato, se da un lato significa preservare la timbrica del finale, significa ottenere una relativamente alta impedenza d'uscita, con un conseguente dislivello di erogazione sulle varie impedenze. In realtà si tratta di un problema solo teorico, data la notevole tensione erogata in uscita. Nelle risposte in frequenza prodotte, su carico di 33 kOhm (ingresso della scheda audio), 32, 300 e 600 Ohm, si può notare la stabilità delle caratteristiche della curva al variare dell'impedenza di carico e il medesimo Roll-Off che si verifica sulle basse frequenze nella risposta del finale. Non ridottissima la differenza di livello tra i due canali, pari a 0,32 dB.



Qui osserviamo i livelli reali d'uscita alle varie impedenze di carico, cioè non ricondotti a 0 dB in corrispondenza del centro banda. In considerazione della notevole impedenza d'uscita (130 Ohm), vengono penalizzati i 32 Ohm, il cui dislivello rispetto ai 600 Ohm è di -11,98 dB, mentre molto più ridotto e il divario tra i 300 e i 600 Ohm, di appena -1,28 dB. La condizione più favorevole si verifica a 33 kOhm, ma è un dato puramente teorico poiché nella realtà delle cose nessuna cuffia offre un carico così elevato. Le tre impedenze individuate di 32, 300 e 600 Ohm stanno a coprire le tipologie di cuffia presenti sul mercato, a bassa, media e alta impedenza. Bisogna comunque tenere presente che il clipping si raggiunge a circa 7 Vrms, che su carico di 32 Ohm corrispondono a 1,53 Watt, un valore che non preoccupa assolutamente circa l'efficacia di pilotaggio di quest'uscita, qualsiasi sia l'impedenza vista.

 

 

 Le varie analisi di spettro relative alla THD e IMD sono state condotte con l'analizzatore Quantasylum QA 401, la cui impedenza d'ingresso è 100 kOhm, e sulle tensioni test di 1 Volt, 2 Volt e 3 Volt. Una condizione senz'altro favorevole, che ho voluto integrare con la misura della THD/THD+N sui tre carichi di 32, 300 e 600 Ohm. Se su 100 kOhm/1 Volt, abbiamo lo 0,00055% di distorsione armonica totale, allo stesso voltaggio rileviamo lo 0,0015% su 32 Ohm e lo 0,00061% su entrambi i carichi di 300 Ohm e 600 Ohm.

 

 Estremamente pulito il multitono, non ammorbato dalla pletora di armonici che tale misura potrebbe innescare. Esemplari anche sono le misure della THD/Seconda armonica/Terza armonica sulle varie impedenze di carico, perfettamente concordanti con le analisi di spettro. Ciò che si apprezza è l'estrema omogeneità di comportamento su tutto l'ambito di frequenze preso in esame (20 - 20.000 Hz), con dei grafici che solo in alta frequenza, com'era lecito aspettarsi, vedono un certo incremento dei tassi percentuali.

 

 

Seguono le rilevazioni oscilloscopiche, le quali mostrano la condizione di pre-clipping, clipping e le onde quadre a 1, 20, 50 e 100 kHz, tutte condotte alla tensione di 1 Volt.

 

Alfredo Di Pietro

 

Marzo 2024