Pre-Amplificatori Audio – II

Di seguito ( fig. 1 ) un diagramma di un ipotetico circuito di pre-amplificazione microfonica con la presenza di ulteriori controlli come equalizzatore per frequenze alte ed equalizzatore per frequenza basse.

fig. 1 circuito di ingresso microfonico ( da ilprogettista.it ).gif

A livello hardware, di base, ci sono due tipologie di pre-amplificatori microfonici analogici:

  • Inboard
  • Outboard

Inboard

Fig. 22016-03-21_12-04-44.jpg

In figura 2 è illustrato uno schema generico di percorso del segnale audio utilizzando pre-amplificatori microfonici Inboard.

Come si vede il segnale microfonico in uscita dal microfono entra nell’ingresso Mic In in cui sarà presente il pre-amplificatore microfonico, una volta che il segnale viene elevato a valori di linea ed eventualmente processato e mixato con altri segnali di linea viene inviato all’ingresso di un finale di potenza con il compito di elevare il segnale di linea a livello di potenza per la diffusione sonora.

I pre-amplificatori microfonici Inboard sono quelli alloggiati direttamente all’interno di apparecchiature audio come Mixer audio, Stage Box – Splitter attivi e digitali, strumentazioni audio varie con la presenza di un pre-amplificatore microfonico al loro interno.

Gli ingressi microfonici di mixer audio analogici ed alcuni digitali ( soprattutto di vecchia concezione ), presentano sempre pre-amplificatori microfonici analogici con il compito di poter amplificare il segnale a livello di linea prima di inviarlo ai vari stadi successivi del mixer audio ( processazione e mixaggio ), lo stesso per le Stage Box – Splitter attivi ( variable gain ) per amplificare il segnale direttamente dalla Stage Box ancora prima del trasferimento del segnale lungo il conduttore multipolare garantendo una dinamica del segnale superiore a quelli passivi. Per alcuni mixer digitali ( soprattutto per quelli che come meter di riferimento per il livello del segnale di ingresso, hanno un meter con standard di riferimento analogico ) il pre-amplificatore microfonico è presente prima del convertitore di linea A/D.

n.b. Non è obbligatorio pre-amplificare il segnale microfonico in ingresso se è già ad un buon livello, il pre-amplificatore microfonico può essere lasciato al suo valore minimo di amplificazione, garantendo come visto nel precedente articolo una migliore qualità e meno rumori di fondo ( anche se come vedremo quando parleremo di mixaggio può portare alcune problematiche in altro senso ).

L’ingresso per il pre-amplificatore microfonico è sempre XLR ( fig. 3 ) o XLR Combo nei mixer moderni e stagebox – splitter, mentre a Jack TRS in mixer audio di vecchio stampo.

Fig. 3 2016-03-17_16-25-23

Generalmente viene chiamato Input o In ( fig. 4 ) o Mic In ( fig. 5 ) e poi segue la numerazione del canale di riferimento.

Fig. 42016-03-17_16-34-23.jpg

Fig. 5 2016-03-17_16-38-12.jpg

Nel caso dei pre-amplificatori Inboard l’ingresso si trova quasi sempre nel back dell’attrezzatura su cui è montato, se consideriamo ad esempio un mixer audio, gli ingressi microfonici e di linea si trovano nella parte posteriore.

A questo ingresso dovrà appunto arrivare un segnale a livello microfonico ( millivolt, -60 dBV / – 50 dBV ) cosi da poterlo elevare a livelli di tensione ottimali per il corretto processamento e mixaggio ( vedremo in future argomentazioni quali sono i livelli ottimali che un segnale audio deve avere in base alle tecniche utilizzate ) fino ad un massimo valore a livello di linea o poco più prima della distorsione ( 0,770 v / 0 dBu o 1,223 v / +4 dBu ).

I pre-amplificatori microfonici Inboard hanno il vantaggio rispetto a quelli Outboard di avere un rendimento e dinamica superiore in quanto che il circuito è cablato direttamente a bordo macchina e non passa tramite connessioni e connettori esterni che possono indurre soprattutto se mal schermati all’introduzione di rumori e fenomeni induttivi. Di contro hanno il fatto di soffrire del problema di diafonia ( Cross Talk ) tra canali vicini, non presente invece in quelli Outboard se non in misura molto limitata in quelli multicanale. Di norma è utile che la diafonia tra due canali di pre-amplificazione microfonica sia separata di > 100 dB.

n.b. Come visto anche in argomento Cavi Audio Analogici II, il segnale viene sbilanciato all’ingresso per eliminare eventuali rumori ed interferenze caricate lungo la linea e poi solo successivamente amplificato.

A livello analogico i mixer audio utilizzano sempre lo stesso pre-amplificatore sia per il segnale microfonico che per quello di linea ( semplicemente interponendo la resistenza di 20 KΩ ). Quando c’è questa situazione se il mixer è di livello consumer o semi-professionale è possibile inviare due segnali contemporaneamente allo stesso ingresso ( ma di poca utilità non potendo gestire separatamente i due segnali ), mentre a livello professionale il mixer presenta sempre un selettore di ingresso per decidere quale linea inviare al pre-amplificatore ( se quella nell’ingresso microfonico o quella nell’ingresso di linea ), generalmente è solo un pulsante chiamato Line ( fig 6 ) o Mic/Line ( fig. 7 ) che quando cliccato abilita l’ingresso di linea e disabilita quello microfonico.

A volte invece può essere senza selettore ma presentare comunque due pre-amplificatori separati.

Fig. 6 2016-03-22_13-40-53 Fig. 7 2016-03-22_14-35-11

Questi pre-amplificatori ( inboard ) sono generalmente tarati in fase costruttiva per dare il meglio delle loro prestazioni su di un segnale di livello microfonico, per cui per la gestione di un segnale a livello di linea anche se interposta una resistenza di 20 KΩ come quella presente all’ingresso di linea possono generare qualche distorsione e rumore di fondo in più.

A livello altamente professionale invece vengono costruiti un pre-amplificatore per l’ingresso microfonico ed uno per l’ingresso di linea, in cui l’amplificazione è regolabile indipendentemente ( fig. 8 ).

Fig. 8 sddefault.jpg

Queste differenze determinano la qualità ma anche il prezzo del pre-amplificatore.

I pre-amplificatori Inboard sono sempre mono ( un pre-amplificatore o doppio se anche per linea mono per un canale audio ).

Fissi o Modulari

Che siano in mixer analogici o mixer digitali i pre-amplificatori Inboard possono essere fissi o modulari.

Quelli fissi ( fig. 9 ) sono quelli presenti in mixer consumer e di medio livello ma a volte anche ad alto livello se ne possono trovare, sono pre-amplificatori installati direttamente nella scheda elettronica che compone l’architettura interna del mixer stesso, e se è necessario sostituire un pre-amplificatore danneggiato o causa invecchiamento mal funzionante, o semplicemente per pulirlo da polveri ed eventuali ossidazioni è necessario aprire completamente l’hardware del mixer, estrarre la scheda elettronica interna e poi è possibile lavorarci.

Fig. 9 main_pic1.jpg

Nei mixer più professionali ma anche costosi, i pre-amplificatori microfonici si presentano come moduli ( fig. 10 ) ( fig. 11 ) installati nell’hardware del mixer audio ( fig. 12 ) ( fig. 13 ), ( in cui generalmente ogni componente di ogni canale è modulare, grazie ai quale è possibile estrarre ogni singolo modulo, pulirlo e/o sostituirlo con altri moduli di stessa categoria o addirittura con pre-amplificatori modulari di diversa tipologia per avere diverse timbriche nei canali di ingresso del mixer audio.

Fig. 10 1073_Front.jpg Fig. 11 SSL-XPRE-2

Fig. 12 midas-venice-320-22717.jpg

Fig. 13 images

Generalmente la componente modulare è più presente e diffusa in campo analogico, più rari sono i casi di modularità in ambiente digitale in quanto più complessa e costosa è l’architettura dei componenti utilizzati.

Outboard

Fig. 142016-03-21_11-57-57.jpg

In figura 14 è illustrato uno schema generico di percorso del segnale audio utilizzando pre-amplificatori microfonici Ouboard.

n.b. L’uscita del segnale a livello di linea dal pre-amplificatore microfonico dovrà entrare nel percorso del segnale audio senza passare per ulteriori pre-amplificazioni onde evitare i problemi oscillatori e distorsioni visti precedentemente, per cui in caso di voler entrare nell’ingresso microfonico in un mixer audio, che sia analogico o digitale sarà necessario entrare nella linea Insert ( Insert In ) cosi da bypassare l’eventuale pre-amplificatore presente all’ingresso microfonico del mixer stesso. Lo stesso discorso vale per una Stage Box – Splitter attiva e digitale che presenta un circuito di pre-amplificazione.

In caso che il pre-amplificatore presenti ulteriori controlli sul segnale come potrebbe essere un circuito di equalizzazione, ed è quello che si vuole utilizzare per lavorare sul segnale audio, è bene impostare l’insert del mixer audio post eq, cosi da bypassare l’equalizzatore del mixer audio ed introdurre meno rumore di fondo. Non in tutti i mixer però soprattutto quelli non di alto livello presentano la possibilità di scegliere la posizione dell’insert, in questo caso allora è bene escludere l’equalizzatore ( disattivandolo attraverso l’apposito pulsante ). In caso invece si voglia utilizzare l’equalizzatore presente nel mixer audio allora disattivare quello nel pre-amplificatore.

I pre-amplificatori Outboard hanno le stesse caratteristiche di quelli Inboard ma solo costruiti su rack esterni per alloggiamento appunto in rack ed il facile trasporto, potendo garantire la loro sostituzione in caso di rottura. Oltre a questo avendo più spazio e dimensioni costruttive possono essere creati circuiti più sofisticati e spesso dalle migliori prestazioni.

Nel caso dei pre-amplificatori Outboard l’ingresso si trova quasi sempre nel back dell’attrezzatura su cui è montato, ma può trovarsi anche nella parte frontale ( fig. 15 ).

Fig. 15 jkjk.jpg

n.b. Non mettere in ponte diversi pre-amplificatori microfonici pensando di realizzare la configurazione dei più stadi di amplificazione vista nella prima parte di questo articolo, utilizzata dai costruttori per garantire migliore qualità e prestazioni, in quanto che è necessario realizzare un circuito vero e proprio, mentre mettendo semplicemente in ponte due o più pre-amplificatori microfonici su rack ( il segnale audio che esce dal primo lo si invia all’input di linea del secondo, il segnale audio che esce dal secondo pre-amplificatore lo si invia all’input del terzo e cosi via, ricordando di non rientrare mai nell’ingresso microfonico dei pre-amplificatori in ponte per non rischiare di portare in distorsione il pre-amplificatore subito nello stadio successivo ), si genererebbe via via un aumento del rumore di fondo e poca qualità di amplificazione dovuta alla somma di ogni singolo stadio di amplificazione che genera fenomeni naturali di auto induzione e controcorrenti, ancor più se i pre-amplificatori utilizzati hanno caratteristiche diverse l’uno dall’altro. Ci vogliono per cui circuiti appositamente costruiti per il controllo di questi fenomeni dall’inserimento di più stadi di amplificazione.

Meglio per cui acquistare un pre-amplificatore microfonico che già preveda più stadi di amplificazione al suo interno.

Ad oggi è molto diffusa la moda ( un po per i costi, un po per seguire la moda ) di utilizzare diversi pre-amplificatori microfonici outboard come alternativa ai pre-amplificatori inboard dei mixer audio solo sul segnale delle voci, soprattutto lead vocal.

E’ una moda direi da superare ( per chi ne ha le possibilità ) in quanto che utilizzare pre-amplificatori differenti su strumentazioni differenti, per cui anche ad esempio su percussioni, chitarre, bassi ecc, può determinare suoni qualitativamente differenti a volte più belli ed utili al proprio mix rispetto a quelli di base presenti nel mixer audio.

Il pre-amplificatore Outboard necessità di alimentazione esterna e presenta pulsante di accensione nella parte frontale o posteriore del rack, la dimensione è in media quella standard da rack a 1 – 2 – 3 unità.

I pre-amplificatori Outboard possono essere monocanale ( fig. 16 ), a due canali ( fig. 17 ) e multicanale ( fig. 18 ) ( fig. 19 ).

Fig. 16  avalon_m5.jpg

In figura 16 un pre-amplificatore microfonico valvolare a 1 canale.

Fig. 17 ART-DPS-II.jpg

In figura 17 un pre-amplificatore microfonico a stato solido a 2 canali.

Si vede come nei pre-amplificatori Outboard sia facile trovare componenti di diversa categoria come passivi, attivi, digitali, un esempio è l’uscita ed entrata ottica di questo pre-amplificatore analogico. Anche negli Outboard l’ingresso è generalmente su connettore XLR bilanciato o Jack TRS, lo stesso per le uscite a livello di linea. Alcuni prevedono anche l’ingresso Insert per il collegamento eventuale di processori di dinamica o frequenza.

Fig. 18 2599722_11433838057

In figura 18 un pre-amplificatore microfonico a stato solido a 4 canali.

Fig. 19 3633529_11438846478.jpg

In figura 19 un pre-amplificatore microfonico a stato solido da 8 canali con interfaccia digitale ADAT, ingressi microfonici con XLR combo per alloggiare anche Jack TRS e controlli logici sui pulsanti.

n.b. Un pulsante logico è utilizzato per lo più in componenti hardware digitali ( mixer audio, stage box, processori vari ), ma lo si può trovare anche in alcuni componenti hardware analogici, rispetto ai normali pulsanti e selettori di posizione ( i quali una volta premuti rimangono nella posizione, esempio se spingo giu un pulsante questo rimane giu, mentre se lo spingo nuovamente questo ritorna su ), sono di qualità superiore in quanto non prevedono componenti meccanici per il movimento che con il tempo ( da usura ) inducono rumore all’interno del segnale che gli passa attraverso. Il pulsante logico è semplicemente un pulsante che quando spinto e rilasciato ritorna sempre alla sua posizione naturale.

Alcuni pre-amplificatori microfonici soprattutto quelli vintage presentano selettori al posto di pulsanti di attivazione e disattivazione di eventuali processori e controlli sul segnale audio ( fig. 20 ).

Fig. 20 pre-amplificatore stereo quando ha 2 canali.jpg

Soprattutto i pre-amplificatori microfonici analogici su Outboard possono presentare anche un selettore per eliminare la massa ( GND Lift ) ( fig. 20 ) ( fig. 21 )( quasi sempre posizionato nella parte posteriore dell’hardware come in figura 20 ), utile in caso di forti disturbi della linea elettrica, presente soprattutto nei pre-amplificatori valvolari. Possono anche presentare un adattatore di tensione per l’alimentazione elettrica, generalmente 230/240 v – 120/130 v, utile in quanto che in alcuni paesi, esempio USA, l’alimentazione elettrica non è a 230/240 v come in europa ma a 110/120 v.

Fig. 21  2016-03-22_16-17-16

Alcuni presentano anche un ingresso per il livello di segnale direttamente da strumenti musicali con bassi valori di tensione ed alti valori di impendeza ( Instrument Input ) ( come possono essere bassi elettrici passivi e chitarre elettriche ), cosi da poterli amplificare e registrare direttamente come alternativa alla ripresa microfonica. In questo caso l’impedenza di ingresso è superiore ai 100 KΩ ( fig. 22 ).

Fig. 22 2016-03-22_16-45-58

Soprattutto in quelli Outboard si può trovare a volte anche un’uscita monitor per il collegamento generalmente di cuffie o monitor attivi per il pre-ascolto del segnale di uscita ( fig. 23 ).

Fig. 23 2016-03-22_16-07-55

Circuito ed Impedenza di Uscita Outboard

Le uscite come da figura 24 sono sempre nella parte posteriore dell’hardware e sono proposte su connessione XLR o Jack TRS sempre bilanciate, possono esserci entrambe le soluzioni o solo una delle due ( fig. 25 ).

Fig. 24 MIC2200_P0054_Rear_XL.png

Fig. 25 jhkjhk.jpg

L’impedenza analogica di uscita di un pre-amplificatore microfonico dovrà essere l’ideale per il collegamento con un ingresso insert di un mixer audio o l’ingresso di un registratore multitraccia o qualsiasi componente audio ma che non preveda come visto un’ulteriore pre-amplificatore microfonico o che passi attraverso una resistenza di linea per la ri-amplificazione in quanto che il segnale è già a valori di linea post amplificazione.

I valori di impendenza dell’uscita di linea di pre-amplificatori audio sono generalmente standard da 50 Ω a 600 Ω anche in base al tipo di uscita se bilanciata o sbilanciata.

Caratteristiche Principali Inboard e Outboard

Come si vede dall figura 25 il pre-amplificatore microfonico può contenere non solo un eventuale controllo del livello di amplificazione ma anche ulteriori parametri per la completa gestione del segnale audio prima di inviarlo al processo di mixaggio, in pre-amplificatori Outboard è più facile trovare diversi componenti passivi, attivi, digitali o misto di questi rispetto a pre-amplificatori Inboard, e tanti più componenti ci saranno e di qualità e tanto più il pre-amplificatore costerà.

Fig. 26AVALON-DESIGN-VT-737-SP

Nel prossimo articolo vedremo in dettaglio i componenti che maggiormente troviamo nei pre-amplificatori microfonici per la gestione del segnale audio.

 

Altro su Pre-Amplificatori Audio:

Pre-Amplificatori Audio – I ( Principi di funzionamento, Pre-Amplificatori Microfonici Analogici )

Pre-Amplificatori Audio – III ( Controlli di Pre-Amplificazione )

Pre-Amplificatori Audio – IV ( Utilizzo Pre-Amplificatori, Pre-Amplificatori Microfonici Digitali )

Pre-Amplificatori Audio – V ( Utilizzo Pre-Amplificatori Microfonici Digitali, Pre-Amplificatori su Software, Specifiche Tecniche )

 

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