Pre-Amplificatori Audio – III

Controlli di pre-amplificazione

Quasi la totalità dei controlli per gestire il segnale da pre-amplificare si trova nella parte frontale dell’hardware, che sia Inboard o Outboard.

I principali controlli presenti nei pre-amplificatori microfonici Inboard sono:

  • Gain, Mic gain, Mic Level, Gain, Input Gain, Input Level, Preamp Gain, Sens ….

Vari nomi può avere il controllo del livello di amplificazione del segnale microfonico.

L’amplificazione del livello di segnale determina un’innalzamento del valore della tensione in quanto che il segnale è sottoforma di impulsi elettrici, questa variazione di livello è chiamata Guadagno ( Gain ).

Il guadagno, oltre a quanta amplificazione diamo può identificare anche il rapporto di amplificazione 1:x, rapporto che rappresenta il valore 1 come il livello del segnale in ingresso ed il valore x come il livello di amplificazione data.

Il controllo del guadagno a livello analogico è generalmente un pulsante rotativo di colore rosso o bianco ( bianco quasi sempre per il controllo dell’amplificazione di linea se presente ) per gli Inboard, e vari colori per Outboard con forme tipo ( fig. 1 ), più moderno e ( fig. 2 ), più vintage.

fig. 1  preview

fig. 2 1073dpafronthigh

La dimensione e grandezza del pulsante rotativo dipende dalla filosofia di costruzione, non esiste uno standard.

L’amplificazione è generalmente data spostando il pulsante rotativo verso destra, tutto in estrema sinistra abbiamo il minimo valore di amplificazione, tutto in estrema destra abbiamo il massimo valore di amplificazione, per cui un pulsante rotativo analogico non ruota di 360° ( solo in alcuni casi può rotare di 360° ma compiere un solo giro ), ha un raggio di rotazione stabilito dal costruttore anche in base alla risoluzione di amplificazione data. Più è preciso nell’offrire step di amplificazione ( esempio un pre-amplificatore che offre 3 dB di amplificazione ogni 10 mm di spostamento del pulsante rotativo è più risolutivo di uno che ne offre 5 dB per lo stesso spostamento ), e tanto più potrebbe essere il raggio di rotazione imposto dal costruttore per permettere all’utente di agire su ogni step.

Sono sempre pulsanti lineari e non selettori, con un movimento del pulsante fluido ( più professionali ) o a step ( meno professionali ).

In altri casi ( più rari ) è possibile anche trovarli come in figura 3, in cui il controllo di guadagno è una vite generalmente a taglio ma a volte anche a stella. Utile soprattutto per moduli in installazioni fisse, cosi da evitare un accidentale modifica soprattutto da personale non addetto.

Fig. 3 pre-amplificazione con guadagno variabile a vite.jpg

A livello digitale invece si presentano come un controllo logico ( encoder ) che ruota all’infinito ( fig. 4 ) ( fig. 5 ), l’amplificatore seguirà la rotazione ( sempre minima verso sinistra e massima verso destra ) fino ai suoi minimi e massimi valori indipendentemente dal raggio compiuto dal pulsante rotativo. Un pre-amplificatore digitale offre generalmente una risoluzione maggiore rispetto ad uno analogico e permette di raggiungere amplificazioni più elevate con minimi valori di distorsione.

fig. 4 2016-03-21_19-07-29 fig. 5 2016-03-21_19-05-46

Il pre-amplificatore microfonico analogico si usura più rapidamente nel tempo rispetto a quello digitale dovuto ai continui stress portati dalla rotazione del pulsante rotativo, in quanto ad esso collegato per un movimento meccanico, ma ha il vantaggio di soffrire meno della componente umidità e polveri e di avere una risposta molto rapida.

Il pre-amplificatore digitale si usura meno in quanto il controllo dell’amplificazione è logica per cui girando il pulsante rotativo arrivano impulsi elettrici al modulo di amplificazione che provvede ad amplificare ( per cui non è direttamente connesso ad operare un movimento meccanico ). Si usura più rapidamente nel tempo di quello analogico se sottoposto a condizioni non favorevoli come umidità e polveri.

Un pre-amplificatore analogico risulta per cui più rapido nel processo di amplificazione, anche se allo stato attuale anche i controlli di guadagno dei pre-amplificatori digitali hanno tempi di risposta molto rapidi, prossimi a quelli analogici.

Il pre-amplificatore analogico ha anche il vantaggio di essere più rapido nei processi di amplificazione, esempio se porto in modo rapido il pulsante rotativo verso estrema destra, il pre-amplificatore analogico arriverà prima al valore massimo di amplificazione rispetto a quello digitale, proprio perchè il controllo è meccanico e diretto sull’amplificatore.

Il pre-amplificatore digitale come anche tutti i componenti digitali utilizzati in ambiente audio, offre migliori prestazioni sulla qualità del segnale audio rispetto a quello analogico, migliore linearità della risposta in frequenza, minor distorsioni armoniche e rumori di fondo, ha una dinamica ed un valore massimo di amplificazione inferiore rispetto a quello analogico, ma i più moderni arrivano ad essere prestanti come quelli analogici anche su questi parametri.

Quasi tutti i pre-amplificatori digitali che utilizzano amplificazione digitale possono anche attenuare, di circa – 2,5 dB.

Unity Gain, utilizzato per lo più nei pulsanti rotativi analogici, veniva utilizzato per definire uno standard di amplificazione che determina l’amplificazione con il raggiungimento del livello di linea considerando un segnale di linea all’ingresso e definisce il fatto che l’amplificatore ha amplificato il quantitativo di compensazione della resistenza di ingresso. A volte può esserci anche in riferimento al segnale microfonico in ingresso, e va a considerare l’attenuazione data dalla resistenza presente nell’ingresso microfonico.

Alcuni pre-amplificatori analogici nel controllo del guadagno indicano questo valore come 0 dB o come U ( Unity Gain ) ( fig. 6 ).

fig. 6 sddefault

Non tutti ma molti pre-amplificatori microfonici hanno un minimo di guadagno già di base e non attenuabile ( minimo valore possibile ), di circa + 3 dB / + 5 dB a volte anche +12 dB / + 20 dB ( ogni 6 dB di guadagno è un raddoppio del livello di tensione ), visibile anche dalla numerazione che indica i valori di guadagno presente nel pulsante rotativo come si vede in figura 23 in cui il minimo valore è + 12 dB.

Anche i pre-amplificatori che indicano come valore minimo il guadagno di 0 hanno il più delle volte un minimo di amplificazione di base ( fig. 7 ).

fig. 7 2016-03-22_14-05-46

La numerazione come si vede anche in figura 7 indica il livello di guadagno dato dal pre-amplificatore, tanto più alto sarà e tanto più di qualità saranno anche le capacità del pre-amplificatore stesso, ma come detto è sempre più qualitativo se non necessario, non amplificare.

Il controllo del guadagno per il segnale nell’ingresso microfonico è sempre positivo come si vede anche dalle figure 6 e 7, mentre quello per il controllo del segnale di linea parte da valori negativi fino a valori di amplificazione positivi, in quanto è presente una resistenza all’ingresso ( fig. 8 ).

fig. 8 2016-03-22_14-18-17.jpg

Come si vede in figura 8 il minimo valore è – 20 dB ad indicare che all’ingresso di linea c’è una resistenza che attenua il livello di segnale di – 20 dB per portarlo a valori microfonici. Il pulsante rotativo di amplificazione del segnale di linea ha una scala inferiore rispetto a quella del pulsante rotativo del segnale microfonico in quanto come detto nel precedente articolo il segnale di linea non raggiunge proprio valori simili a quelli microfonici ma ha qualche decibel in più e per cui necessità di minor amplificazione per raggiungere livelli di linea.

Quando si usa lo stesso pulsante rotativo per operare sul livello di guadagno di un pre-amplificatore che amplifica sia il livello del segnale nell’ingresso microfonico che di linea, questo avrà due scale, una per il guadagno microfonico ed una per il guadagno di linea ( fig. 9 ) ( fig. 10 ).

fig. 9 2016-03-22_15-18-37.jpg

La scala che presenta anche valori negativi è sempre quella riferita al segnale di linea, mentre quella con valori solo positivi è riferita all’ingresso microfonico.

fig. 10 1073dpafronthigh

Alcuni pre-amplificatori microfonici analogici possono avere lo stesso pulsante rotativo per il controllo del guadagno ma diversi amplificatori ( uno per il segnale di input microfonico ed uno per il segnale di input di linea ) ( fig. 10 ).

Quando c’è questa soluzione è possibile muovere su e giù il controllo rotativo, generalmente quando è giù, lavorerà sull’amplificatore nell’input microfonico e quando su sull’amplificatore nell’input di linea. La posizione da tenere la si vede generalmente da dove sono posizionate le scritte mic ( sotto ) e line ( sopra ).

In altri casi c’è un selettore per decidere quale ingresso inviare al circuito di amplificazione.

In alcuni casi come per il pre-amplificatore con il controllo del guadagno in figura 10, quando il cursore è posizionato su Off significa che il pre-amplificatore non fornisce guadagno al segnale che lo attraversa. Questo tipo di pulsanti rotativi generalmente presentano scale tipo quella in figura 9 differente dalle scale viste per i pre-amplificatori utilizzati sia per amplificare il segnale in ingresso microfonico che linea visto in figura 9.

Alcuni controlli rotativi, soprattutto quelli di una volta, possono presentarsi come quello in figura 11.

fig. 11 DSC_0412.jpg

La dicitura sens non è più utilizzata se non in apparecchiature vintage, la scala è espressa in dBm in quanto come visto in argomento Decibel e Meter I una volta si utilizzavano circuiti per massimizzare il trasferimento di potenza e non di tensione come adesso.

La scala come si nota parte da un valore positivo + 4 dBm che indica il livello di tensione necessaria per raggiungere il valore di livello operativo di linea, via via la numerazione va in calando fino al valore di – 50 dBm che indica quanto in meno di amplificazione è necessario per ottenere un livello di tensione a livello di standard operativo di linea ( misure fatte tramite un segnale di test, per cui non da prendere come riferimento per i comuni valori dei segnali microfonici utilizzati, e questa è anche la causa per cui questo tipo di scala è caduta in disuso ).

Per i pre-amplificatori microfonici analogici con doppio amplificatore ( uno per l’ingresso microfonico ed uno per l’ingresso di linea ) avremo appunto due pulsanti rotativi separati per il controllo del guadagno, con propria scala, una microfonica ed una di linea ( fig. 12 ).

fig. 12 2016-03-22_18-36-54 ( rosso è il mic, bianco il line ).

A livello digitale invece i pulsanti rotativi non presentano quasi mai i numeri di guadagno (fig. 13 ), questo perchè già sono molte le grafiche ed indicazioni ricevute date dai meter digitali e software presenti nei mixer audio digitali o outboard digitali e soprattutto perchè il pulsante può roteare all’infinito per cui impossibile da definirne i valori in base alla sua posizione.

fig. 13 2016-03-22_16-33-01

Alcuni pre-amplificatori microfonici analogici come quello in figura 14 o 15, possono avere un controllo sulla variazione di impedenza dell’ingresso microfonico, in modo da porre più o meno resistenza a seconda dell’impedenza di uscita del microfono ad esso collegato anche in base al timbro di suono generato.

fig. 14  2016-03-22_16-26-39

Quelli in figura 10 e 14 sono controlli con variazioni di impedenza fissa, mentre in figura 15 un esempio di controllo con variazioni di impedenza decisa dall’utente.

fig. 15 2016-03-22_18-37-14

Vicino od in prossimità dei controlli del guadagno c’è sempre un led per la segnalazione dei valori di distorsione chiamato OL ( over load ), Clip, ed altri nomi, ( posto a volte direttamente nel meter o in sostituzione al meter stesso ) ( fig. 16 ) ( fig. 17 ).

fig. 16 2016-03-22_14-46-24 fig. 17 2016-03-22_16-09-59.jpg

Alcuni pre-amplificatori microfonici soprattutto Outboard analogici possono presentare connessioni Insert ( fig. 18 ) ( fig. 19 ), utili per inserire lungo la linea processori di frequenza e/o dinamica esterni con connessioni analogiche.

fig. 18 2016-03-22_18-19-21

In figura 18 una connessione Insert con send e return nella stessa connessione.

fig. 19 2016-03-22_17-38-07.jpg

In figura 19 una connessione Insert con send e return separati.

Entrambe le connessioni possono essere facilmente ritrovabili nella parte posteriore dell’hardware.

Altri Parametri di controllo

I parametri di controllo più diffusi presenti nei pre-amplificatori microfonici Inboard e Outboard sono:

  • Phantom Power a + 48 V ( fig. 20 ) ( fig. 21 ) ( fig. 22 ).

fig. 20 2016-03-22_14-45-34 fig. 21 2016-03-22_15-47-11.jpg fig. 22 2016-03-22_16-25-01

In alcuni pre-amplificatori è possibile trovare anche valori di phantom differenti, utili ad alimentare apparecchiature con differente voltaggio.

  • Pad di attenuazione ( fig. 23 ) ( fig. 24 )

Utile se il livello di ingresso, soprattutto quello di linea ha valori troppo alti che portino a livelli di distorsione o prossimi.

fig. 23 2016-03-22_14-45-45 fig. 24 2016-03-22_16-17-29

Generalmente il Pad ha un valore di attenuazione di 20 dB ma se ne possono trovare anche a 10 dB e 30 dB e anche con un variatore del livello di attenuazione.

  • Inversione di Fase ( fig. 25 ) ( fig. 26 ) ( fig. 27 )

Utile per invertire la polarità del segnale audio in caso che questo porti ad una controfase nel processo di mixaggio con altri segnali audio.

fig. 25 2016-03-22_14-45-23 fig. 26 2016-03-22_16-29-34 fig. 27 2016-03-22_16-38-01

La simbologia utilizzata è per lo più quella in figura 25-26-27, ma a volte è possibile anche trovare Phase Rev, o Phase Reverse ( fig. 28 ).

fig. 28 2016-03-22_15-02-51

  • Filtro Passa Alto o Low Cut ( fig. 29 ).

Utile per eliminare dal segnale frequenze non desiderate all’interno del mix ( vedremo poi in successive argomentazioni l’utilizzo dei filtri e la loro struttura ).

fig. 29 2016-03-22_14-45-13

Molto spesso con la possibilità di scegliere la frequenza di taglio come in figura 29 ( soprattutto negli Outboard, Inboard di alto livello, e filtri nei mixer digitali ) o con taglio fisso ( fig. 30 ) ( più diffuso negli Inboard e mixer analogici generalmente a 75 Hz, 80 Hz o 110 Hz, a volte viene indicata la frequenza di taglio e anche la pendenza del filtro ) ( fig. 31 ).

fig. 30 xfgdf

fig. 31 2016-03-22_15-23-59

Alcuni InboardOutboard professionali e mixer digitali hanno anche il filtro passa basso o hi-cut ( fig. 32 ) ( fig. 33 ).

fig. 32 2016-03-22_15-04-18

fig. 33 2016-03-22_15-30-41.jpg

Il filtro come anche tutti gli altri parametri è sempre da attivare se lo si vuole usare, premendo sul relativo pulsante meccanico o logico.

Alcuni di livello professionale possono anche decidere la pendenza del filtro ( fig. 34 ).

fig. 34 2016-03-22_15-29-13

La quale scala può essere rappresenta in dB/Oct oppure in Ordini.

Quelli appena visti sono pulsanti a livello analogico, mentre a livello digitale si presenta come un pulsante rotativo infinito ( fig. 35 ), generalmente con scala superiore a quelli analogici e step pressochè infiniti in quanto il taglio delle frequenze è eseguito a livello software ( può avere step anche di 1 frequenza alla volta ), mentre a livello analogico il filtro è meno selettivo e lavora con margini più alti.

fig. 35  2016-03-22_15-39-54

Possono essere presenti anche pulsanti di Mute ( per disattivare il pre-amplificatore ), Bypass ( per sentire la differenza di livello tra il segnale originale e quello amplificato e/o processato ).

Altri pre-amplificatori microfonici come quello di figura 36, presentano una funzione Color o Color Gain, presente più che altro nei pre-amplificatori completamente attivi quindi senza la presenza di circuiterie passive, in questo caso variando il potenziometro Color, è possibile introdurre le distorsioni caratteristiche di un trasformatore passivo, in altri casi è possibile inserirlo tramite apposito selettore o inserire un circuito valvolare, sempre a simulare le colorazioni introdotte dalle circuiterie passive.

Fig. 36

In figura 37 un pre-amplificatore microfonico con il quale è possibile attraverso il selettore (fig. 38) selezionare il tipo di ingresso desiderato, tra quello microfonico, di linea, o anche attraverso una card opzionale (fig 39), nel quale slot  possibile inserire

In questo caso la Phantom di alimentazione (+ 48V) è data portando questo selettore tutto a destra. E’ possibile inoltre variare l’impedenza di ingresso microfonico ( tra 50 e 200 Ohm ), variando il selettore Impedance tra A – B – C – D per adattarla alle più svariate esigenze in base all’impedenza di uscita del microfono come vederemo più avanti e visto anche in altre argomentazioni come le D.I. Box.

Fig. 37

Fig. 38

Fig. 39

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