Luxus Audio Vivaldi - 1 x 30 Watt Amplifier Board with Balanced Input



Nello scrivere queste cinque piccole recensioni mi sono un po' allontanato dal solito standard, anche perché tre di esse (e questo mi è accaduto per la prima volta) non sono apparecchi finiti ma allo stato di scheda. Termino allora questa panoramica con due amplificatori finali di potenza, uno mono e l'altro stereo. In questo penultimo test parliamo del Vivaldi di Luxus Audio.


SPECIFICHE TECNICHE

Voltaggio tipico: da 8 V a 26 V
Voltaggio massimo: 30 V
Corrente massima: 3 A
Risposta in frequenza: 20 Hz - 20 kHz
THD: 0,015%
Rapporto Segnale/Rumore: 102 dB
Sensibilità d'ingresso: 1,5 Vrms
Guadagno: 19,5 dB
Frequenza dell'oscillatore: 310 kHz
Temperatura di funzionamento in aria libera: ‐30° C - +70° C
Dimensioni: 76,2 x 50,8 mm - Interasse Fori: 69 x 44 mm


DESCRIZIONE

Ho tra le mani una piccola PCB di 76,2 x 50,8 mm, nella quale sulla componentistica rasoterra SMD si sopraelevano cinque condensatori elettrolitici in alluminio LH.NOVA, mentre a mezza altezza troviamo i due induttori SMD che fanno parte del filtro passa-basso in uscita. Esattamente al centro troviamo il chip amplificatore TPA3110D2, vero cuore pulsante del Vivaldi e responsabile del suo ottimo comportamento sonoro. Passando alla connettività, notiamo un largo uso di dispositivi "Euroblock", noti anche come connettori Phoenix, in buona sostanza delle "morsettiere in stile europeo" in cui vengono utilizzati terminali a vite per bloccare i cavi. Non serve perciò effettuare saldature, con il vantaggio di consentire un facile collegamento o scollegamento dei conduttori. Una volta serrati i cavi spellati, l'intero gruppo viene inserito in una presa corrispondente nel dispositivo elettronico. Ne troviamo due al bordo anteriore della scheda, dedicati a un ingresso e un'uscita di segnale, utili al collegamento in cascata di due o più Vivaldi. Come si può notare dalle immagini, i contatti sono tre e riportano quindi al tipo di connessione bilanciata (polo caldo, polo freddo e massa), che il nostro accetta senza problemi. Ovviamente, è utilizzabile anche una sorgente del segnale con uscita sbilanciata, in tal caso dovremo collegare l'ingresso (-) all'ingresso GND.
Sul lato opposto troviamo invece un singolo Euroblock per la connessione del diffusore, significativa della configurazione "mono" di questo finale di potenza. Sul lato destro sono accolti invece i due ingressi per l'alimentazione, del tipo Euroblock e Power Socket, mentre sul sinistro c'è un connettore per il Mute.

FUNZIONI - USO - TECNOLOGIA

Come già detto nella descrizione, il Luxus Audio Vivaldi integra un chip ad alte prestazioni TPA3110D2. Si trae vantaggio anche in questa scheda dalla SMT (Surface Mount Technology), con resistori e condensatori di alta qualità, inclusi i pregiati condensatori ceramici del tipo X7R, sigla indicativa del fatto che tali componenti sono in grado di operare a temperature comprese tra -55° C e +125° C, con una variazione di capacità massima del ± 15%. Sono implementati inoltre condensatori elettrolitici a basso ESR (Equivalent Series Resistance), i citati LH.Nova, per conseguire migliori prestazioni sonore, insieme a un rapporto S/N elevato, una bassa THD + N e un ampio intervallo di risposta in frequenza.




IL TPA3110D2

CARATTERISTICHE

15 Watt per canale su carico di 8 Ω con il 10% di THD + N e alimentazione a 16 V.
10 Watt per canale su carico di 8 Ω con il 10% di THD + N e alimentazione a 13 V.
30 Watt in configurazione Mono su carico di 4 Ω con il 10% di THD + N e alimentazione a 16 V.
L'efficienza del 90% in Classe D elimina la necessità di utilizzare dissipatori di calore.
L'ampia gamma di tensioni di alimentazione consente il funzionamento da 8 V a 26 V
Funzionamento senza filtro d'uscita.
La protezione degli altoparlanti SpeakerGuard include un limitatore di potenza regolabile più la protezione da CC.
Funzionamento senza rumori di "pop".
Quattro impostazioni di guadagno fisse selezionabili: 20, 26, 32, 36 (dB)
Ingressi differenziali.

A questo valido IC è opportuno dedicare una piccola trattazione a parte. Parliamo di un efficiente (90%) dispositivo amplificatore di potenza operante in classe D per il pilotaggio di diffusori stereo in modalità BTL (Bridge Tied Load), tipica di molti Classe D, o mono in PBTL (Parallel Bridge Tied Load). Cosa molto interessante è l'implementazione di un'avanzata tecnologia di soppressione dei disturbi EMI, la quale consente l'uso di economici anelli in Ferrite, in accordo con i requisiti EMC, in luogo del canonico filtro passa basso, comunque adoperato nel Vivaldi. Integra un circuito di protezione per gli altoparlanti denominato "SpeakerGuard", che è costituito da un limitatore di potenza regolabile e un circuito di rilevamento CC. Il limitatore permette all'utente d'impostare un canale di tensione "virtuale", inferiore rispetto a quanto il chip può fornire, per contenere la quantità di corrente che attraversa il diffusore. Per quanto riguarda il circuito di rilevamento della corrente continua, viene misurata la frequenza e l'ampiezza del segnale PWM, spegnendo lo stadio d'uscita se i condensatori d'ingresso sono danneggiati o nell'eventualità di un cortocircuito sugli ingressi. Pure le uscite sono completamente protette da cortocircuiti verso GND, VCC e da uscita a uscita. Neanche la temperatura rappresenta un problema; non manca, infatti, una protezione termica che impedisce danni al dispositivo quando si superano all'interno i 150° C. Esiste una tolleranza di ± 15° C su questo valore da dispositivo a dispositivo.

Una volta superato il "set point" termico, il dispositivo entra nello stato di spegnimento e le uscite vengono disabilitate, tale blocco delle funzionalità viene però escluso quando la temperatura si riduce di 15° C. Entrambe le protezioni, da corto circuito e termica, includono un recupero automatico delle caratteristiche. È bene tener presente che il TPA3110D2 è in grado di pilotare una coppia di diffusori aventi un'impedenza di carico di almeno 4 Ohm. La sua elevata efficienza esclude la necessità di un dissipatore di calore esterno. Chi decide di utilizzare un amplificatore basato su questo IC, potrà disporre di un ampio intervallo di tensione di alimentazione per il suo funzionamento: da 8 V a 26 V. Grazie all'adozione di un'avanzata tecnologia di soppressione delle emissioni, nel TPA3110D2 è stato non solo possibile minimizzare le interferenze con i circuiti circostanti, ma anche rendere superfluo l'uso di un vero e proprio filtro d'uscita, sostituibile con un semplice anello di ferrite, quindi una soluzione a basso costo. Si tratta di un componente a forma toroidale o cilindrica che aiuta nella protezione contro le interferenze elettromagnetiche (EMI) e quelle in radiofrequenza (RFI). È tuttavia necessario selezionare attentamente la ferrite utilizzata nel filtro EMI. Un aspetto importante è proprio il tipo di materiale poiché non in tutte le ferriti questo è simile, è perciò importante sceglierne uno che sia efficace nell'intervallo da 10 a 100 MHz, che è il range di funzionamento dell'amplificatore in classe D.

Molte delle specifiche che regolano l'elettronica di consumo hanno limiti di emissione fino a 30 MHz, cosa che rende importante adoperare un anello di ferrite in grado di bloccare le radiazioni a 30 MHz e quelle a frequenza più elevata che compaiono nei cavi dei diffusori e nelle linee di alimentazione, in buona sostanza delle efficienti "antenne" per questi segnali di disturbo. Inoltre, è importante che l'anello di ferrite sia abbastanza grande da mantenere la sua impedenza alle correnti di picco previste per l'amplificatore. In vista delle migliori prestazioni, è opportuno posizionarlo è il più vicino possibile ai terminali di uscita dei diffusori, come pure deve accadere con un eventuale filtro di ricostruzione LC completo. Questo, infatti, potrebbe essere necessario in alcuni casi di circuitazione circostante sensibile al rumore, dove si potrà utilmente usufruire di un classico filtro Butterworth del secondo ordine. Nel Vivaldi viene appunto implementata questa seconda soluzione che, come vedremo alle misure, fa poco danno alla risposta in frequenza. Il TPA3110D2 può pilotare una coppia di diffusori, ma nel Vivaldi si è invece optato per la configurazione di carico parallelo denominata "PBTL" (Parallel Bridge-Tied Load). In questa è possibile il pilotaggio di un singolo canale, per la massima potenza ottenibile dal TPA3110D2, a scapito però del contenimento delle distorsioni.


MISURE

La risposta in frequenza del Vivaldi è in qualche modo atipica rispetto ad altri amplificatori in Classe D, dove il picco di risonanza dovuto al filtro passa-basso antiportante appare ben più prominenti. Qui si assiste invece, su carico di 8 Ohm, a una gobba appena accennata e, soprattutto, dall'andamento ben spianato. La salita inizia a manifestarsi piuttosto precocemente già superato il centro banda (1.000 Hz). Il fenomeno è molto progressivo: a 2.000 Hz siamo sopra di 0,12 dB, che diventano 0,43 dB a 5.000 Hz e appena 0,55 dB a 10 kHz, dove si raggiunge la massima esaltazione. All'estremo dei 20.127 Hz siamo a +0,23 dB. Confortante anche il quadro relativo alle basse frequenze, il Roll-Off anche qui è molto dolce e porta i 20 Hz a -0,17 dB rispetto al centro banda. Un nonnulla, ammesso che questa frequenza sia presente nelle registrazioni audio. Diverso il comportamento su carico resistivo di 4 Ohm, in cui la risonanza praticamente sparisce (massimo 0,23 dB tra 4 e 5 kHz circa) mentre il Roll-Off anticipa il suo manifestarsi e diventa visibile non appena superati gli 8.400 Hz. Così i 10.121 Hz sono sottoslivellati di 0,22 dB (pochissima roba...). Relativamente più consistente è il calo all'estremo dei 20 kHz (esattamente 20.127 Hz, per quanto concesso dai "Bin" della FFT), pari a -1,97 dB. Il punto a -3 dB si trova 25.729 Hz.

In configurazione mono PBTL, sostanziosa è la potenza che si riesce a spremere dal TPA3110D2, con un clipping che si manifesta a oltre 32 Watt. In questa modalità di funzionamento assistiamo tuttavia a un sensibile lievitare delle distorsioni, più contenute di un ordine di grandezza se configuriamo il chip in stereo. I grafici mostrati di THD/THD+N/IMD si riferiscono alle potenze di 1 Watt e 15 Watt, ho evitato i 30 Watt perché molto vicini al limite di funzionamento del Vivaldi e quindi affetti da tassi distorsivi non indifferenti (THD 2,24% - IMD 13/14 kHz 1,88% - IMD 19/20 kHz 2,66% - SMPTE IMD 5,23%). A 1 Watt la THD e THD+N sono perfettamente appaiate sullo 0,27%, decisamente buona la IMD con doppio tono a 13/14 kHz, dove addirittura la distorsione si riduce allo 0,25%, con gli ordini dispari più alti dei pari: DFD3 0,22% e DFD2 molto bassa, appena dello 0,077%. Al doppio tono superiore (19/20 kHz) la situazione s'inverte approssimandosi la zona più alta della banda passante, qui siamo sullo 0,41% (DFD2 0,081% - DFD3 0,39%), mentre sulla critica 250/8000 Hz arriviamo allo 0,75%. Salendo in potenza i tassi subiscono una relativa crescita, com'è lecito aspettarsi.

Molto puliti i grafici che sono riuscito a ottenere della THD, seconda e terza armonica Vs frequenza, e anche molto regolari, se escludiamo la prevedibile salita sulle alte frequenze. Dopo i 500 Hz si assiste a un lieve digradare che raggiunge il suo massimo a circa 3.000 Hz, con una THD dello 0,19%, una seconda armonica dello 0,075% e una terza dello 0,17%. Superato questo flesso, i tassi risalgono verso l'estremo superiore: a 10.468 Hz si sfiora l'1% di THD (0,95%) mentre tra seconda e terza armonica si apre una progressiva divergenza (D2 0,029% - D3 0,92%) ancor più evidente al limite dei 20.936 Hz, dove la D2 "sprofonda" allo 0,019% e la terza sale al 2,73%, quest'ultima con decorrenza parallela alla THD. Simile, ma con valori naturalmente maggiori, il comportamento alla potenza di 15 Watt




ASCOLTO

Ho condotto tutti i test di questo Luxus Audio Vivaldi in totale tranquillità. Come molti chip, anche il TPA3110D2 è protetto da sovratemperatura, corrente continua, cortocircuito e sovracorrente, l'unica possibilità che si ha di romperlo è prenderlo a martellate, essendo la via elettrica inefficace. Ma nelle sedute d'ascolto l'attenzione è tutta rivolta al suono, che mi ha favorevolmente sorpreso per la stoffa timbrica decisamente raffinata. Alta è risultata la capacità di dettaglio, come la trasparenza, legata a un senso di rimarchevole apertura. Il quadro si completa con l'evidenziazione di una grana molto fine sulle alte frequenze, insieme a un non affatto disprezzabile bilanciamento tonale. Emerge negli ascolti un range medio-alto complessivamente ricercato, laddove altri chip non risultano particolarmente nobili, pur facendo onestamente il loro lavoro. La discreta potenza sviluppata, intorno ai 30 Watt, consente l'utilizzo in ambiente domestico di molti dei sistemi dinamici esistenti sul mercato, anche quelli di sensibilità non alta. Il Vivaldi si comporta con onore in ogni genere musicale, grazie alle sue capacità di scandaglio dà luce e rilievo alla sinfonica, al jazz, al pop. Le voci vengono fuori limpide e ben a fuoco, sia le maschili che le femminili, stagliate su un palcoscenico che, registrazione permettendo, è sempre scolpito con buona precisione. Per tutti questi motivi, ho trovato molto gradevole l'ascolto dei vinili e dei file in alta risoluzione, la ricchezza di entrambi non è mai stata mai mortificata da una riproduzione approssimativa, semplificata o impoverita. Il paesaggio sonoro, ricco di dettagli e atmosfere, ricreato da questo piccolo finale di potenza mono credo soddisferà anche gli audiofili con qualche pretesa.


Alfredo Di Pietro

Gugno 2020