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Con Powersoft, RCF e 18Sound


Dopo avere sperimentato, con buoni risultati sul campo, la costruzione di un diffusore di media potenza con woofer da 12″, da usare anche come monitor da palco, mi sono buttato sul progetto di una nuova cassa che avrebbe dovuto avere una buona potenza, un woofer da 15″ ed un driver con bobina da 3″
Fermo restando il modulo amplificato con DSP rigorosamente Powersoft il lavoro maggiore è stato scegliere quali altoparlanti utilizzare. Per il woofer la scelta è stata abbastanza semplice, visto che non sono molte le case che offrono componenti a 4Ohm (per sfruttare la massima potenza del modulo) con buone prestazioni e soprattutto con magnete in neodimio, così da tenere un po’ sotto controllo il peso; lo scontro finale è stato tra il 18Sound 15ND930 e l’RCF MB15N301 usato come ricambio per alcuni diffusori, entrambe da 500W RMS, bobina da 75mm ed efficienza simile, ma con un leggero vantaggio dell’RCF nella zona tra 60HZ e 80Hz, almeno a parità di volume ed accordo simulati.
Ho inizialmente optato per l’RCF, anche per il listino inferiore di circa 70€, ma al momento dell’ordine il fornitore mi ha prospettato tempi di attesa abbastanza lunghi; mentre rimuginavo sul da farsi ecco che mi si presenta l’occasione (botta di c..o) di una coppia di 15ND930 ex-demo, tra l’altro nella rarissima versione HD (credo sia un OEM) presso Laboratorio Musica di Vanis Dondi, dove tanto ci dovevo andare per i moduli amplificati; nella versione HD anche il retro della membrana è impermeabilizzato.
Devo dire che al di là dell’affare questo Woofer mi ha subito soddisfatto anche per la costruzione; il complesso magnetico non è un unico blocco di neodimio interno alla bobina, rinchiuso dentro una calotta di lamiera, ma una serie di pasticche dello stesso materiale disposte intorno alla bobina stessa, che trasmettono il calore generato ad una sorta di dissipatore posteriore a sua volta solidale con il cestello. Una costruzione molto simile ai complessi magnetici dei più rinomati componenti Focal  Hi-End.
Ecco un paio di foto del complesso magnetico recuperate in rete


Per il driver il percorso è stato un po’ più difficile, ma avendo ad un certo punto optato per RCF visto che ho voluto la tromba HF94 avevo solo l’imbarazzo della scelta; ho preso quindi il modello ND840, che nel frattempo ho visto montato su diversi modelli ( Art 735-A MK-4, HD 35-A, HDL 28-A e altri ) e con frequenze di taglio molto basse.

Tra l’altro volendo esagerare nell’elenco delle caratteristiche, il 15ND930 ha un’escursione superiore (7,5mm contro 6mm), un BxL superiore (23,8 contro 19,2) ed il doppio anello di demodulazione (DDR) per ridurre la distorsione da non linearità.

Veniamo al modulo amplificato, come detto Powersoft come scelta, mancava solo il modello, per avere una buona potenza ma senza esagerare; e qui l’occhio cade sul LiteMod.

Dalle specifiche un bell 800W+400W usando un carico asimmetrico, 2x600W a 4Ohm e 1200W a ponte su 8Ohm; ma mettiamo un attimo i piedi per terra ed evitiamo di fare come i produttori che dichiarano ormai potenze esagerate per le casse amplificate…

Ormai tutti i produttori per finali in classe D ( che siano moduli o amplificatori ) dichiarano la potenza con le specifiche EIAJ, che prevede l’uso di 1 canale e 10 treni d’onda a 1KHz, ossia un picco di 10ms a 1KHz, questo perché si riesce a sfruttare a pieno la carica dei condensatori di alimentazione. Chissà cosa se ne fa uno di un picco del genere per capire la potenza reale di un amplificatore! Anche perché la maggior parte dei finale in classe D con un segnale sinusoidale, soprattutto se a bassa frequenza, “detonano”.

Quindi, memore anche di una precedente esperienza con un DIGIMOD 3004PFC4, ho messo mano alla legge di Ohm e preparato un foglio di Excel con quattro calcoli in croce, partendo dal presupposto che per il LiteMod viene dichiarato un Cosφ (fattore di potenza) pari a 0,9 al quale ho aggiunto un’ulteriore perdita di circa l’8%

Ecco quindi i risultati del calcolo

Wow! Quindi un diffusore da 617W+308W, 925W RMS ossia 1850W di picco come va di moda adesso! eh no… il canale del driver deve essere limitato alla potenza RMS del driver se non lo si vuole “friggere” in caso di segnali continui molto lunghi, quindi 110W, volendo esagerare si può pensare ai 220W “program power” come da specifiche. Discorso diverso per il woofer, dove il limiter RMS serve più che altro a non fare “spernacchiare” e/o distruggere l’ampli; ma questi settaggi li vedremo piu avanti, tanto il limiter sui woofer non lo mette nessuno e sui driver sono in pochi… per questo sono molto diffuse le “fritture” di driver.

Decido quindi di mettere il modulo sotto test, collego 2 pacchi di resistenze come al solito, una da 4Ohm e l’altra da 8Ohm, e gli sparo dentro diversi treni di un segnale RMS a 100Hz per 3/4s con un tempo morto di 10s tra uno e l’altro.

Oltre che al tester e all’oscilloscopio l’ampli era collegato anche al suo software di gestione Armonia; guardando i tre insieme noto che i primi accenni di clipping avvengono a 70V di picco, corrispondenti a 49,5V RMS, ne più ne meno quello calcolato dal foglio, 612W+306W… sono già soddisfatto. Ecco l’immagine catturata da Armonia alla potenza RMS

Mi spingo oltre e imposto un un’impulso di 100ms ad intervalli di 1s e riesco ad arrivare fino a 75V di picco, dopodiché intervengono le protezioni che spengono il canale in caso di prolungata presenza di segnali continui; fatti i dovuti calcoli siamo a 700W+350W; qualsiasi impulso musicale non avrà mai la perfetta forma di una sinusoide quindi questa protezione non entrerà mai a disturbare in condizioni normali, a meno che l’ampli abbia problemi, anche in presenza di ripetute accensioni della spia del clipping.

Quindi arrotondando abbiamo 600W+300W RMS “reali” e va già molto bene cosi, per tutto il resto che viene in più grazie all’andamento del segnale musicale ringrazio ma non mi interessa molto… sono sicuro che se metto al banco diversi moduli di diffusori commerciali da mille e mille Watt schiantano prima.
Ultima nota, provando l’ampli in stereo su 4Ohm si raggiungono circa 440W per canale, corrispondenti a 880W a ponte su 8Ohm, che corrispondono grossomodo ai limiti di corrente RMS erogabili dall’alimentatore; un rapido sguardo al foglio Excel per trovare conferma anche a livello teorico.

Per quanto riguarda la cassa vera e propria non c’è nulla di trascendentale, si tratta di un comunissimo bass reflex in 65l effettivi, accordato a 58Hz, realizzato in MDF da 15mm e verniciato con la Warnex; l’unica particolarità è la forma Wedge speculare, che in caso di uso come monitor permette di avere affiancati i Woofer o i Driver, come già avevo fatto per quella con il 12″. Ho tenuto la frequenza d’accordo un po’ più alta di quanto suggerito dai vari software di simulazione (55Hz) per compensare un po’ quella leggera perdita che ho descritto sopra, e che eventualmente mi permette di equalizzare un po’ in una zona molto energica senza aumentare troppo l’escursione. Tanto poi per gli impegni più gravosi c’è sempre il clone dell’ RCF SUB 8004-AS da mettergli sotto, tagliato a 70Hz o giù di lì…

Vediamo ora qualche foto

Prossimamente aggiungo qualche dettaglio sulle impostazioni dei limiter e se mi riesce qualche grafico della risposta in frequenza, magari confrontandola anche con quella di qualche diffusore commerciale se i miei amici me li prestano 😃

e come sempre alcune misure

Sebbene non sia mai stato un amante degli amplificatori in Classe D un po’ di tempo fa ho iniziato ad interessarmi dei moduli PowerSoft delle serie Digimod. l’idea era di utilizzare inizialmente un modulo Digimod 500 per un Subwoofer Home Theatre basato sull’altoparlante CIARE HS251, un 10” dall’ottimo rapporto qualità prezzo, e poi un modulo Digimod 1000 per un diffusore amplificato da impiegare anche come monitor, basato sul woofer 18Sound 12W500 in versione 4Ohm e Tromba 18Sound XR1064 pilotata da un driver RCF CD350. La scelta in questo caso è caduta su 18Sound per il fatto che il 12W500, nonostante l’elevata efficienza, non ha confronti in termini di estensione della risposta a parità di volume con altri modelli e/o marche, e perché la tromba è facilmente ruotabile di 90° per l’impiego come monitor e presenta una dispersione abbastanza ridotta su entrambe i piani per essere un componente “tradizionale”; ho scelto poi il  CD350 sinceramente per sperimentare cosa può essere in grado di fare un driver con bobina da 1,75” dal prezzo molto concorrenziale (69€ da www.rossinimusica.it).

Tornando ai moduli Digimod ho acquistato inizialmente il 500 da www.ggsound.it e successivamente i Digimod 1000 completi di Intergration Kit ed i cavi e gli accessori necessari alla programmazione tramite Armonia da laboratoriomusica.com di Vanis Dondi, dove ho trovato i prezzi migliori credo anche per gli altoparlanti 18Sound; Vanis inoltre è sempre stato molto gentile e disponibile sulle mie richieste di delucidazioni. Successivamente ho trovato altri 2 Digimod 1000 e due Digimod 1000NPS su Mercatino Musicale ad un prezzo molto vantaggioso.

I moduli permettono configurazioni molto flessibili in quanto praticamente tutti hanno a disposizione un connettore per collegare un modulo 1000NPS ed espandere cosi le possibilità di configurazione; il modulo DSP fornito con l’Integration Kit ha a disposizione una terza via sulle uscite 3 e 4 che permette di realizzare anche sistemi a 3 vie di notevole potenza, ad esempio con un 500 + 1000NPS oppure 1000+1000NPS con quest’ultimo ad esempio in bridge su 8Ohm.

Per quanto riguarda il loro impiego in campo professionale per quello che ne so, cercando un po’ qua e la nella rate, sono usati in diversi diffusori RCF oltre all’impiego in modo diffuso dei moduli IcePower della B&O; il DIGIMOD 1000 ad esempio è utilizzato nel TTL12-AS, mentre il TTS56-A usa 2 DIGIMOD 3000PFC.

Trattandosi naturalmente di moduli in classe D la potenza massima viene dichiarata nelle condizioni tipiche per questo tipo di configurazione, quindi con le specifiche EIAJ e all’ 1% di distorsione, come avviene anche per i finali di note marche; ma Powersoft in un documento reperibile online per questa linea “tradizionale” di moduli ha il pregio di elencare anche le potenze RMS erogabili dai moduli ed è a queste che farò riferimento nei miei test.

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Notiamo quindi che per il più piccolo Digimod 500 si dichiara una potenza di 260W RMS con carico da 8Ohm e 450W RMS per 4Ohm, unitamente alla specifiche EIAJ un po’ più permissive; inoltre vengono riportati anche i limiti quando usato insieme ad un Digimod 1000NPS, al quale fornisce l’alimentazione.

Di seguito un paio di immagini del Digimod 500 montato sul dissipatore fornito insieme all’ Integration Kit, pronto per essere testato al banco.

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Con il solito test 3s On e 15s Off a 100Hz il modulo in questione mostra ancora un’ onda pulita con 45.1V RMS con carico di 8Ohm, corrispondenti a 254W.

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I primi segnali di clipping arrivano a 46.4V corrispondenti a 270W

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L’onda è ancora molto “composta”, senza quel tipico taglio netto del clipping della maggior parte dei  finali tradizionali, e soprattutto molto simmetrico.

Passando a 4Ohm si nota che l’onda è ancora pulita a 41.1V RMS (l’immagine è un po’ mossa) corrispondenti a 422W RMS

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Mentre i primi segni del clipping si notano a circa 42.7V RMS, corrispondenti a 455W RMS, tra l’altro di nuovo con un principio di clipping molto simmetrico e abbastanza morbido; non sono in grado di misurarla ma con questa forma d’onda la distorsione è ancora molto bassa.

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Direi quindi un buon comportamento, considerando che si tratta di misure reali e non da laboratorio, quindi innanzitutto con tensione non stabilizzata e con cavo di alimentazione dell’ampli lungo circa 1,5m preso da un distributore di tensione che va alla presa a muro con un cavo da 3m , tutto con sezione di 2,5mm2.

A breve cercherò di pubblicare anche i test del modulo DIGIMOD 1000, unitamente a quelli con il 1000NPS ed in varie combinazioni; ad esempio, per simulare una tipico diffusore commerciale, una via che pilota un carico di 4Ohm (woofer) e l’altra che ne pilota uno da 8 o 16Ohm (Driver), con ad esempio una differenza di livello di 3/6dB tra le due vie che normalmente viene usata per compensare le differenze di efficienza unitamente all’equalizzazione.

Aggiornamento del 07/04/2017

In questi giorno sono riuscito a mettere un po’ al banco il DIGIMOD 1000, anche se al momento solo da solo e non accoppiato al modulo 1000NPS. Con il solito test ma con un periodo di ON un po’ più lungo del precedente, 4/5s contro 3s della precedente prova, ma sempre a 100Hz

Con un carico stereo da 8Ohm a 44V RMS (231W) per canale abbiamo ancora l’onda pulita nonostante il led del clipping sul modulo si sia già acceso: l’onda infine inizia a “piegarsi” poco oltre i 44V RMS (240W)

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Impostando invece uno dei canali con un livello di 3dB più basso  abbiamo l’onda ancora pulita a 44.3V RMS corrispondenti  a 245W, con l’altro canale che eroga poco più di 120W. Quindi ipotizzando di pilotare la classica configurazione MidWoofer+Driver tutto 8Ohm possiamo realizzare un diffusore/monitor da 300W RMS “reali” ed anche qualcosa di più, considerando che tra equalizzazione ed attenuazione di un driver da 1,75” la seconda via tipicamente erogherà da 1/2 ad 1/4 della potenza disponibile. Nonostante questo comunque consiglio di impostare il limiter della vie dedicata ai medioalti a circa 50W RMS che è anche la tipica potenza supportata da questo tipo di driver; per modelli invece con bobina da 2.5” / 3” tipicamente si viaggia tra i 90W e i 110W RMS.

Passando ai 2 canali a 4Ohm abbiamo l’onda pulita a 39,3V RMS corrispondenti a circa 386W RMS ed i primi segni di clipping a 40.3V RMS corrispondenti a circa 406W RMS; con questo test dopo circa 4s il limiter interno riduce la potenza RSM a circa 250W.

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Impostando invece uno dei due canali con un guadagno a –3dB o –6dB rispetto all’altro i 40.3V RMS diventano puliti ed il clipping iniza ad apparire a circa 41V RMS (420W). Quindi nel caso in cui l’ipotetico due vie di cui sopra si ritrova con un MidWoofer da 4Ohm riusciamo a realizzare un sistema da 450W RMS reali con un driver da 1,75” e 500W nel caso di impiego di un componente con bobina da 2,5”/3”. Non ho provato la potenza in bridge su 8Ohm ma dal momento che abbiamo il dato in stereo su 4Ohm il conto è presto fatto.

Anche per il DIGIMOD 1000 quindi le specifiche sono confermate; a breve la prova de vari moduli combinati tra di loro.

Aggiornamento del 27/01/2018

In questi giorni sono riuscito a testare il DIGIMOD 1000 collegato al DIGIMOD 1000NPS, in configurazione bridge, quindi 2 canali da 8Ohm; in questa modalità i primi segni del clipping arrivano a 34.9V RMS per ramo, quindi 69.8V RMS totali, corrispondendti a crica 610W/8Ohm per canale, praticamente di nuovo in linea con le specifiche per quella configurazione (4 x 310W/4Ohm)

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Ipotizzando quindi l’utilizzo di un DIGIMOD 500 collegato ad un 1000NPS i 3x 350W/4Ohm sono a tutti gli effetti un valore realistico, oppre 1 x 700/8Ohm (e anche più) + 1 x 230/8Ohm

Dopo diversi anni di glorioso servizio alcuni mesi fa è giunta l’ora di “rottamare” le vecchie casse, destinando alla discarica la parte in legno, che dopo 20 anni iniziava a evidenziare problemi di vecchiaia, soprattutto quelle in truciolare per i bassi, che se non fosse stata per una struttura interna simil-matrix nell’ultimo periodo avrebbe avuto sicuramente problemi; per quanto riguarda gli altoparlanti, il CIARE HW380 è stato “ceduto” al miglior offerente mentre sono stati messi a riposo (momentaneamente) un vecchio PW322, che riporta ancora la scritta  M320-75… ed una tromba a direttività costante (T4439) con un profilo che si appoggia alla perfezione su un woofer da 12”.

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