Amplificatori Ultra-Compatti: Grande Potenza in un Piccolo Pacchetto
È difficile non notare che quasi ogni produttore audio auto affidabile ora offre diverse soluzioni di amplificatori ultra-compatti. Questi amplificatori sono abbastanza piccoli da stare nella tasca dei vostri jeans e aiutano a rendere le installazioni più facili quando lo spazio è limitato. Pur essendo minuscoli, possono fornire un'impressionante quantità di potenza per aggiornare il segnale ai vostri altoparlanti di serie o lasciare che altoparlanti aftermarket trasformino il vostro sistema audio mobile in un'esperienza d'ascolto straordinaria. In questo articolo, parleremo di come le aziende riescono a stipare così tanta potenza in un pacchetto così piccolo e vedremo come questi amplificatori differiscono dalle soluzioni di dimensioni convenzionali.
Cos'è un Amplificatore Ultra-Compatto?
Mentre piccoli amplificatori da aziende come Sony, Soundstream, Rockford Fosgate e Linear Power esistono da decenni, la maggior parte di queste prime soluzioni era limitata a circa 20 watt di potenza per canale.
Uno dei primi moderni amplificatori compatti ad alta potenza a fare il suo segno nell'industria fu l'Alpine Power Pack KTP-455U. Misurando circa 8 x 2,5 x 1,5 pollici, questo amplificatore a quattro canali poteva erogare un reale 45 watt per canale su carichi da 4 ohm. Alpine commercializzò questo amplificatore come una soluzione facilmente integrabile per aggiornare una radio di serie o aftermarket e fornire quasi tre volte più potenza ai vostri altoparlanti.
Qualche anno dopo, Rockford Fosgate introdusse la sua serie di amplificatori Boosted Rail Technology. Questi amplificatori usano un design di alimentazione unico e creativo che era diverso da tutte le altre soluzioni sul mercato. Da una prospettiva di produzione di potenza, il PBR300X4 a quattro canali poteva erogare 75 watt di potenza su un carico da 4 ohm e aveva un ingombro di soli 6,75 x 4,25 pollici.
Avanti veloce di cinque anni, e ci sono dozzine di aziende con piccoli amplificatori ad alta potenza disponibili. Potete scegliere tra soluzioni a quattro o cinque canali per aggiornare il vostro sistema audio, e la maggior parte offre un amplificatore subwoofer da circa 300 watt per aggiungere grandi bassi senza occupare molto spazio. Diversi modelli includono design resistenti all'acqua che li rendono ideali per applicazioni marine, motociclistiche e powersports.
Grande Potenza in un Pacchetto Amazzonamente Piccolo
La dimensione dell'amplificatore è determinata da due fattori: quanto spazio è richiesto per alloggiare i componenti necessari per far funzionare l'amplificatore, e quanto dissipatore di calore il design ha bisogno per dissipare il calore in modo affidabile in tutte le condizioni.
Uno dei maggiori progressi tecnologici che hanno permesso agli amplificatori di diventare così piccoli sono i dispositivi a montaggio superficiale. Grazie a resistori, condensatori, diodi, transistor e microcontrollori sottominiaturizzati, i circuiti e i loro componenti possono stare in metà o un terzo dello spazio che richiedevano prima. Pensate al vostro smartphone — ha più potenza di elaborazione dei computer desktop di 10 anni fa, ma sta comodamente nel palmo della mano o in una tasca della camicia. Per confronto, i computer che portarono gli shuttle spaziali in orbita giravano a circa 1,2 milioni di istruzioni al secondo (MIPS) e avevano una memoria totale di un paio di megabyte. Il processore Apple A11 nell'iPhone X può gestire l'incredibile cifra di 600 miliardi di istruzioni al secondo. Detto questo, la CPU Apple non è progettata per gestire i rigori dello spazio esterno e l'esposizione prolungata alle radiazioni — tenetelo a mente se state pianificando un viaggio su Marte con il nostro amico Elon Musk.
I transistor MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) a montaggio superficiale usati nelle alimentazioni di questi amplificatori ultra-compatti hanno anche permesso agli amplificatori di ridursi drasticamente di dimensioni. Potete inserire quattro di questi dispositivi sulla punta del dito, e ognuno è capace di far passare 50 ampere di corrente. Trent'anni fa, un singolo transistor da 50 ampere sarebbe stato più grande di tutti e quattro questi dispositivi moderni.
Un'altra tecnologia che ha ridotto le dimensioni degli amplificatori sono i circuiti stampati multistrato. Schede a quattro strati forniscono opzioni significativamente maggiori per la connettività tra i dispositivi nel circuito e riducono lo spazio richiesto per le tracce del segnale.
Infine, i design di amplificatori Classe D ad alta velocità aiutano a ridurre il consumo di corrente nello stadio di uscita dell'amplificatore. Gli amplificatori audio Classe D operano commutando i dispositivi di uscita accesi e spenti a velocità estremamente alte, e variando il ciclo di lavoro (periodi on vs off) ricreano la forma d'onda audio originale. Poiché i dispositivi sono o accesi o spenti, passano meno tempo agendo come resistenza e, di conseguenza, sprecano meno energia come calore.
Gli Amplificatori Compatti Sono la Soluzione Perfetta?
Con ogni vantaggio, ci sono spesso svantaggi. Per gli amplificatori ultra-compatti, tre limitazioni devono essere considerate: capacità di raffreddamento, funzioni e rumore. Come accennato in precedenza, stipare molte parti in un piccolo pacchetto è molto più facile, grazie ai dispositivi a montaggio superficiale e ai circuiti stampati multistrato. Lo svantaggio di un amplificatore piccolo è che ha comunque bisogno di un dissipatore di calore per raffreddare i dispositivi di commutazione. Se riduciamo l'area del dissipatore per un dato livello di potenza, l'amplificatore sarà più incline al surriscaldamento quando spinto al limite. Potreste stare bene per una o due canzoni, ma probabilmente non potrete suonare a tutto volume in una calda giornata estiva in Arizona o Texas senza che vadano in protezione.
Le funzioni incluse con un amplificatore sono spesso basate sullo spazio disponibile per controlli e interruttori. Se volete ingressi alto e basso livello, crossover regolabili passa-alto, passa-basso e passa-banda, filtri infrasonici, somma del segnale, controlli di sensibilità individuali, circuiti di bass boost e controlli remoto del livello, avete bisogno di molto spazio. In un amplificatore ultra-compatto, quello spazio semplicemente non esiste. Come tali, la maggior parte di quelle funzioni non sarà trovata su questa classe di amplificatori.
Infine, dobbiamo parlare di rumore. Il rumore, o più specificamente, il rapporto segnale/rumore (S/N Ratio) descrive quanto rumore di fondo (sentito come sibilo) viene aggiunto a un segnale audio quando passa attraverso un dispositivo. L'alimentazione e lo stadio di uscita Classe D di un amplificatore producono molto rumore elettrico ad alta frequenza. In un design di amplificatore convenzionale e fisicamente grande, questi circuiti rumorosi possono essere posizionati fisicamente ed elettricamente lontano dagli stadi di ingresso e guadagno del segnale sensibili dell'amplificatore. Quando riduciamo le dimensioni di un amplificatore del 30%, tutto è molto più vicino e quindi più di questo rumore viene aggiunto al segnale di uscita.
Guardiamo cinque diversi amplificatori Classe D a quattro canali per confrontare i livelli di rumore rispetto alle dimensioni fisiche di ciascun amplificatore.
Confronto Rapporto S/N Amplificatori a Quattro Canali
Amplificatore | Superficie (pol²) | Potenza/Canale (Watt) | S/N Ratio a 1 Watt (A-Weighted)
Amp 1 | 26,76 | 50 | >68 dB
Amp 2 | 41,99 | 70 | >70,4 dB
Amp 3 | 60,41 | 75 | >84 dB
Amp 4 | 68,07 | 75 | >84 dB
Amp 5 | 89,03 | 150 | >88,2 dB
Come potete vedere, gli amplificatori più grandi aggiungono meno rumore al segnale di uscita. Mentre nessuna di queste specifiche è atroce, sarete in grado di sentire un po' di sibilo dai primi due amplificatori tra una canzone e l'altra e probabilmente no sui primi tre amplificatori. Naturalmente, il terzo amplificatore ha un ingombro del 50% più grande (lunghezza per larghezza) del secondo amplificatore, quindi scegliete il vostro compromesso appropriatamente.
Gli Amplificatori Ultra-Compatti Offrono Soluzioni di Installazione Uniche
Se state cercando di aggiungere un amplificatore a una moto o un side-by-side e trovare spazio per l'amplificatore è una preoccupazione, allora, assolutamente, scegliete uno dei tanti amplificatori ultra-compatti disponibili. Detto questo, se avete un po' di spazio in più, amplificatori più grandi offrono migliori prestazioni di rumore e più funzioni. In questo caso, ottenete un miglioramento udibile delle prestazioni investendo un po' più di denaro.
Se siete interessati ad aggiornare il vostro sistema audio mobile, passate dal rivenditore specializzato locale in elettronica mobile e parlate con uno dei loro esperti di prodotto. Possono fornirvi diverse opzioni per migliorare drasticamente la qualità del suono e il livello di volume del vostro sistema esistente.