DISTORTION ANALYZER MOD. 330B HEWLETT·PACKARD. Matr. G 216 – 00198 Böblingen West Germany. Prima parte.
Nell’inventario D del 1956, in data 28 maggio 1963, al n° 3294 si legge: “Ing. Mario Vianello – Milano. Distorsiometro. Destinazione RAD. ₤ 1.080.000”.
Come si vede nelle foto, il mod. 330B sul pannello frontale ha i seguenti terminali e comandi da sinistra verso destra.
FREQUENCY (CICLES/SEC) il quadrante è mosso da due regolazioni COARSE e FINE. Il voltmetro R.M.S. VOLTS ( con due scale in volt: in alto da 0 a 1.0 e in basso da 0 a 3 f.s. e in basso in dB da -10 a + 2 IMW 600 Ω). Potenziometro INPUT SENSITIVITY. Commutatore con due posizioni: AF RF. Commutatore con quattro posizioni FUNCTION: METER; DISTORTION; SET LEVEL; NOISE. Potenziometro BALANCE. Ingresso AF INPUT. Commutatore a tre posizioni FREQUENCY RANGE: ×1; ×10; ×100. Interruttore di linea ON con appena più in lato una spia. Ingresso METER INPUT. Commutatore METER RANGE a più posizioni per le funzioni: PERCENTAGE; DB: RMS VOLTS. Uscita OUTPUT TO OSCILLOSCOPE.
Sul retro si trovano a sinistra i fusibili FUSE LINE e FUSE AMP; a destra una vite HUM BAL (regola un potenziometro) e un ingresso AF RF INPUT.
Il testo che segue è la prima parte tradotta, con i dovuti adattamenti, da “HEWLETT PACKARD Journal vol. 2 No. 12. August 1951”, rinvenibile nel sito citato sotto.
§§§
«La misurazione semplice e diretta della distorsione armonica è sempre stata preziosa nella progettazione, nei test e nei lavori di produzione. Questa misura di base senza dubbio dà più informazioni sul funzionamento di un amplificatore che non qualsiasi altra misurazione singola che può essere fatta. Nonostante lo sviluppo di più complessi metodi e apparecchiature per misurare i vari effetti delle caratteristiche non lineari di trasferimento, la misurazione della distorsione armonica, a causa della sua semplicità, all’epoca era ancora il metodo predominante in uso.In un apparecchio elettronico, dove la caratteristica di trasferimento di dispositivi come gli amplificatori è relativamente costante sull’intervallo di frequenza di interesse, le misurazioni della distorsione armonica hanno una base logica di ingegneria, dal momento che i risultati di queste misurazioni possono essere correlati a quelli forniti da altri metodi. Vi sono diverse definizioni della distorsione armonica. Secondo l’articolo citato, la misurazione della distorsione armonica è basata sulla definizione percentuale della distorsione = [(A22 + A32 + A42 + …) 1/2 / A1]× 100,
A1 essendo l’ampiezza della tensione a frequenza fondamentale, A2 la seconda armonica, ecc.
Due metodi per la misurazione della distorsione sono scaturiti da questa definizione. In un metodo, l’ampiezza di ogni componente di frequenza che appare nell’uscita di un dispositivo alimentato con un’onda a singola frequenza pura è misurata con uno frequenza speciale voltmetro selettivo in frequenza o un analizzatore di onde.
I valori misurati vengono poi inseriti nell’espressione citata sopra. Nel secondo metodo viene prima misurata l’ampiezza di una tensione contenente armoniche, quindi la tensione a frequenza fondamentale viene eliminata e poi viene misurato il valore efficace dell’insieme delle armoniche. Il rapporto tra i due i valori, espressi in percentuale, è la distorsione.
Questo secondo metodo è noto come metodo misurazione della distorsione “totale”.
Gli strumenti -hp- per misurare la distorsione includono sia il tipo di voltmetro selettivo dalla frequenza dello strumento sia parecchi diversi strumenti del tipo di misurazione della distorsione “totale”. Questi variano dal misuratore della distorsione completa a semplici set di filtri attenuatori. MISURATORI DI DISTORSIONE
L’usuale set-up test necessario per misurare la distorsione armonica consiste in un dispositivo in cui con una sorgente di pura tensione sinusoidale si alimenta il dispositivo sotto test, mentre l’output del dispositivo viene applicato al misuratore di distorsione.
Comunque tale dispositivo ignora i terminali di uscita esistenti sui moderni misuratori di distorsione. Questi terminali sono una delle più utili caratteristiche dei moderni misuratori di distorsione e consentono allo strumento di essere usato con un oscilloscopio. La combinazione misuratore della distorsione-oscilloscopio fornisce considerevolmente più informazioni sul dispositivo che si testa che fare una semplice espressione del grandezza della distorsione. Per esempio, oscillazioni transitorie causate dalla saturazione del ferro in un circuito oppure oscillazioni continue causate da una caratteristica sfavorevole dello spostamento del guadagno di fase possono essere facilmente rilevate con la combinazione misuratore della distorsione-oscilloscopio.
Tali condizioni si verificano non infrequentemente a un basso livello e sono difficili da rilevare in circostanze ordinarie. Un’altra informazione che può essere ottenuta usando questa combinazione include la natura della distorsione, distorsione causata dalla presenza di corrente di griglia nel guidare picchi, presenza di rumore eccessivo e ronzio, ecc. (Figure 3 e 4.).
Il moderno misuratore di distorsione è uno strumento di misura audio altamente flessibile. Un diagramma a blocchi del –hp- Model 53013 Distortion Analyzer è mostrato in Figura 5. Lo strumento consiste di tre circuiti base; ognuno dei quali può essere usato separatamente. La tensione da analizzare è applicata ad un amplificatore stabilizzato a larga banda che da allo strumento una sensibilità tale che un 1 volt di ingresso può essere analizzato per distorsioni minori di 0,1 %. Un filtro sintonizzabile da 20 Hz a 20 kHz capace di ridurre la tensione a frequenza fondamentale oltre i 60 dB è inclusa come parte dell’amplificatore. L’amplificatore è progettato in modo tale che il filtro può essere escluso dal circuito se lo si desidera. L’uscita dell’amplificatore è collegata ad un voltmetro di precisione adatto a frequenze audio avente un’alta sensibilità ad un’ampia gamma di frequenze. Durante il funzionamento, la tensione da analizzare è collegata all’ingresso dell’amplificatore e il guadagno dell’amplificatore è regolato per un’uscita di 10 volt (il punto di sovraccarico dell’amplificatore) come si legge sul misuratore. Il filtro viene quindi attivato e sintonizzato per eliminare la tensione a frequenza fondamentale, lasciando le tensioni residue all’input wave per essere lette sul voltmetro.
I controlli del voltmetro sono convenientemente progettati in modo che il rapporto di distorsione delle due letture del voltmetro può essere letto direttamente in percentuale o in dB. Nel progetto dello strumento, si fa molta attenzione per evitare l’introduzione di distorsione da parte dello strumento stesso e per assicurare l’inclusione di armoniche di alto ordine nelle letture del voltmetro. L’ingresso dell’amplificatore è progettato per introdurre meno dello 0,1% di distorsione e di avere a guadagno costante su una larghezza di banda da 20 Hz a più di 100 kHz. Allo stesso modo, la risposta del voltmetro è resa costante da 20 Hz a più di 100 kHz. La sensibilità maggiore del voltmetro si ha per la portata fondo scala di 30 millivolt, che consente letture di distorsioni minori dello 0,1% a 1/3 della scala .
Il filtro sintonizzabile (figura 5) utilizzato nel modello 330B è un interessante adattamento di un ponte di Wien.
Il filtro completo include un amplificatore di ingresso ed uno di uscita così come il ponte stesso. Nell’uso, il ponte è sintonizzato per il rigetto della tensione a frequenza fondamentale e le armoniche a frequenze superiori vengono trasmesse all’amplificatore successivo. Comunque, la caratteristica di trasmissione del ponte per tensioni armoniche non è costante. Tipicamente, la seconda armonica sarà attenuata di parecchi dB più della terza, la terza di più rispetto alla quarta, ecc. Per correggere questa caratteristica, un anello a retroazione negativa è collegato attorno al ponte per dare al filtro una caratteristica generale tale che la seconda armonica sia attenuata meno di 1 dB.
Il filtro sintonizzabile è progettato per coprire un intervallo di frequenza continuo di 10:1. Questo intervallo è esteso a 1000:1 con un commutatore che cambia le costanti del ponte in passi di tre decadi, fornendo una sintonizzazione generale da 20 Hz a 20 kHz. La sezione voltmetrica del misuratore di distorsione è progettata in modo che esso può essere usato separatamente come voltmetro di qualità da laboratorio. Per questo scopo un set separato di terminali è presente sul lato anteriore del misuratore di distorsione.
I terminali di uscita del voltmetro descritti in precedenza sono collegati attraverso il circuito di misurazione e sono progettati per essere collegati solo a dispositivi ad alta impedenza come gli oscilloscopi. Quindi le letture del voltmetro non dovrebbero essere prese se un carico a bassa impedenza è collegato attraverso il voltmetro.
Una delle misure per le quali il misuratore di distorsione è utile è la misura del rumore negli apparecchi audio. Al fine di rendere lo strumento capace di tali misurazioni, esiste un controllo che aumenta il guadagno di dell’amplificatore di ingresso da 20 dB a 40 dB. Questa dotazione consente di leggere tensioni di rumore a partire da 100 microvolt, sebbene la gamma di frequenza dell’amplificatore di ingresso è ridotta a circa 20 kHz.»
§§§
In rete si trovano le istruzioni all’indirizzo:
http://hparchive.com/Service_Notes/HP-Service-Note-330B-3E.pdf
all’indirizzo:
http://www.byan-roper.org/steve/manuals/Hewlett-Packard/hp%20330b.pdf
e del generico mod. 330 all’indirizzo:
https://www.hpl.hp.com/hpjournal/pdfs/IssuePDFs/1951-08.pdf
Vi si trovano inoltre foto e video.
Chi è interessato ad una trattazione più attuale e generica delle misure di distorsione audio può visitare il sito:
https://www.electroyou.it/darwinne/wiki/misure-di-distorsione-in-campo-audio
Per consultare le altre schede che si riferiscono a questo strumento scrivere “330B” su Cerca.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni e ricerche di Fabio Panfili.
