Mirage, anteprima

Riporto qui lo schema semplificato per maggiore chiarezza.



Come vedete gli operazionali sono in totale 3, i due "driver" IC2 più un operazionale che fa da stadio di gain, IC1. Il ruolo di IC1 è duplice: fornire un open loop gain molto alto e garantire nel punto di congiunzione di RI1 e RI2 un'impedenza molto bassa, anche se, a riguardo di quest'ultimo requisito, con questo schema semplificato non si può comprendere il motivo di ciò. Ne parleremo in uno dei post successivi.

I due driver IC2 fanno da buffer, ovvero non amplificano in quanto hanno gain = 1. Il loro scopo è riportare il segnale così com'è sulle basi dei due finali con una forza sufficiente a rimanere immune al carico costituito dalle basi di Q1 (per IC2A) o Q2 (per IC2B), oltre ovviamente a mantenere il bias in DC per l'impostazione del punto di lavoro come abbiamo visto nel post precedente. E' quindi chiaro che IC2A e IC2B devono essere il più possibile trasparenti al segnale e molto veloci. Il fatto che siano impostati ad avere guadagno unitario facilita le cose, in questo contesto. Per avere un'idea di quanto vale il carico visto da IC2 (A o B), si può dare un'occhiata al datasheet dei transistor finali (KSC2690AY l'NPN, KSA1220AY il PNP):



Dal grafico di hFE/Ic dell'NPN si vede che per una corrente di collettore di 50 mA, che sarebbe la corrente di riposo del finale, l'hFE vale 150, che poi è il caso peggiore in quanto per il PNP invece è 200. Dal datasheet inoltre è anche indicato, per la selezione Y di quel modello, un hFE tra 160 e 320, quindi il valore di 150 che scegliamo per fare i conti è abbastanza cautelativo. Considerando una cuffia da 50 ohm di impedenza, l'impedenza che, grossolanamente, si vedrà sulla base di uno dei finali, sarà quindi di 50 * 150 = 7500 ohm, e quindi sarà questa impedenza che vedranno le uscite di IC2A e IC2B. Tale valore probabilmente sarà più alto in quanto la nostra è una stima per difetto, ma già così è abbastanza alto da non caricare affatto gli operazionali, che quindi funzioneranno al massimo delle loro caratteristiche.

IC1 invece fa da stadio di gain, garantendo un'alta impedenza al suo ingresso e una bassa impedenza alla sua uscita. Il valore della resistenza di feedback RF imposta il guadagno dell'intero stadio finale, che è 5. Quindi, ad un 1 volt in ingresso (dello stadio finale) ne abbiamo 5 sull'uscita cuffia.

Una cosa importante che traspare da questo schema è che le basi dei due finali Q1 e Q2 sono del tutto indipendenti. I due transistor sono indipendenti l'uno dall'altro in quanto le loro basi sono pilotate da due operazionali distinti. Questa è una situazione molto diversa rispetto a un classico push pull, dove di solito le basi sono unite dal Vbe multiplier o da un altro tipo di giunzione. Qui l'unico punto di collegamento tra i due finali è sugli emettitori, che poi corrisponde all'uscita. Ciò rappresenta un vantaggio, in quanto così si ha la certezza che il bias non possa essere modulato dal segnale, cosa che invece avviene con un normale Vbe multiplier (anche se tale modulazione di solito è poco significativa). Da questo punto di vista, siamo molto vicini a quello che accade con un diamond buffer (anche se in un diamond buffer al posto degli operazionali ci sono due emitter follower).

A tal proposito, riporto quanto scrissi un sacco di tempo fa proprio a riguardo del diamond buffer.
(link)

Metto qui il pezzo più interessante:

Quindi uno dei vantaggi della tipologia di finale usata nel Mirage è quella di mimare l'uscita di un diamond buffer, ma senza subirne gli svantaggi. A tal proposito vi consiglio di leggere (o rileggere) il thread di cui ho messo il link sopra, in quanto è estremamente ricco di informazioni in proposito.

Ma ci sono anche altri vantaggi. Ne parliamo nel prossimo post.

Un altro vantaggio di questa configurazione e del controllo del bias fatto in questo modo è che, se si utilizzano opamp con una precisione sufficiente (cosa piuttosto facile), l'offset in uscita sarà limitato a pochi millivolt, quello appunto generato dagli opamp (tutti e tre, compreso IC1). Ciò significa che non è necessario alcun servo-dc, ne' alcun trimmer di regolazione per l'offset. Il motivo di ciò è dato dal fatto che nella classica configurazione il Vbe multiplier (e quindi le basi dei finali) è libero di "fluttuare" rispetto alla massa, mentre nel nostro caso essendo le uscite degli IC2 normalmente a zero volt  (con aggiunto o sottratto il bias in maniera simmetrica rispetto allo zero) nel punto di congiunzione degli emettitori avremo appunto l'assenza di qualunque offset (con uno scarto di pochi millivolt).

Quindi nessuna regolazione dell'offset, nessun servo-dc, e l'indipendenza di pilotaggio tra le due semionde come attrattive di questa tipologia di finale. Ora però vediamo gli svantaggi o, se volete, le controindicazioni.

Innanzitutto la presenza degli operazionali monolitici qualcuno potrebbe considerarla piuttosto "ingombrante" da un punto di vista strettamente psico-audiofilo. E in effetti io stesso ho tenuto questo circuito nel cassetto per tanto tempo proprio per tale fobia e perchè avrei voluto sostituire gli opamp monolitici con degli analoghi a discreti (tipo AF7102 per intenderci). Ma ciò sarebbe estremamente difficile: si tratta infatti di ben 6 operazionali (considerando entrambi i canali), con tutto ciò che ne consegue in temini di spazio e alimentazione. Una follia. E quindi mi sono deciso a passare al lato oscuro della forza.

E quale modo migliore di farlo se non con un finale in cui il segnale audio passa non per uno, ma per ben tre operazionali, di cui due sono nel loop di feedback del primo? Brrrr...

Ma anche digerita la presenza degli opamp integrati, rimane comunque il fatto che tale presenza va gestita. Ovvero, bisogna capire quali tipi di opamp servono, e soprattutto selezionarli con cura in base alla resa sonora. E qui, cari signori, si rischia di finire in una voragine mostruosa e di non uscirne più. Per questo motivo ho deciso di prendere il toro per le corna procurandomi 13 diversi tipi di opamp, tutti duali, con la precedenza per quelli a foro passante in DIP8. Di questi 13 solo 3 sono in SO8, che quindi ho saldato sull'adattatore.

Ma come li ho scelti questi opamp?

La fortuna vuole che in tale circuito, contrariamente a quanto si possa pensare, l'opamp più critico è IC1, in quanto è lui che stabilisce il gain di tutto lo stadio. Per IC2, che ha funzione di buffer, si tratta di scegliere l'opamp più veloce e trasparente e possibilmente con uscita robusta sia in termini di corrente che di insensibilità ai carichi capacitivi.

Ma prima di farvi l'elenco degli opamp in gara, con le mie note personali di ascolto, vorrei allargare lo zoom sul circuito e mostrarvi tutto quello che nell'ampli, in tutti questi giorni, è rimasto del tutto invariato.