venerdì 4 ottobre 2013

Marley Headphones Amplifier and the Advantage of Balanced Drive - Il Marley Headphones Amplifier ed i Vantaggi del Pilotaggio Bilanciato


[English]

Balanced drive means that a driver is driven by two power signals, one per polarity, in opposition to single-ended drive in which one polarity of the driver is connected to amplifier's ground. If we only had one driver to drive, the two modes would give same results, as the driver is a floating device with no electrical relationship with the electric earth nor other reference potential.

But things are different when it comes  to stereo headphones: in fact, we have two drivers which may (single-ended) or may not (balanced) share a common path for one polarity (usually negative one).

That common path is responsible for sound detriment, dynamic compression and crosstalk, due to the fact that the finite impedance of the common ground wire allows for signals coupling between left and right channel.

Balanced drive avoids all this by totally separating the signal path between left and right.

Balanced drive can be accomplished in two ways: balanced amplifiers (like in the Marley) or output transformers. The first method relies on using two stereo amplifiers, one driving the positive pole of each driver and the other driving the negative pole of each driver with a signal with reversed phase. The second method simply uses the intrinsic balanced layout of a transformer to "lift" the negative pole of each driver from the amplifier's ground.

Both methods have advantages and drawback. Tubes lovers would probably prefer a good output transformer, while those who look for detail and speed will go for balanced amplifiers.

A side effect of driving in balanced mode with balanced amplifier is a nearly total deletion of odd harminics and reinforcement of even harmonics. This is not always true with a transformer: if its primary is also driven by a balanced or push-pull circuit, then the same applies. A single primary winding transformer with one end connected to ground will not alter the harmonic spectrum.

Is the balanced drive more suitable for certain kind of transducers? No: both dynamic and electrostatic units in headphones will behave better when balanced-driven.

[Italiano]

Pilotaggio bilanciato significa che un altoparlante è pilotato con due segnali di potenza, uno per ciascun polo dell'altoparlante, mentre nel pilotaggio single-ended uno dei poli dell'altoparlante è collegato alla massa dell'amplificatore. Quando si ha un solo altoparlante da pilotare, i due metodi si equivalgono in quanto l'altoparlante è un dispositivo a sé stante senza alcuna relazione elettrica con la terra o altri potenziali di riferimento.

Le cose cambiano quando si ha una cuffia stereo: in questo caso abbiamo a che fare con due altoparlanti che possono (single-ended) o meno (bilanciato) condividere un percorso comune per il segnale di uno dei due poli (tipicamente il negativo).

Questo percorso comune è responsabile di un certo degrado del segnale, di riduzione della dinamica e di diafonia, a causa del fatto che l'impedenza del filo di massa permette l'accoppiamento dei segnali tra il canale sinistro e quello destro.

Il pilotaggio bilanciato risolve questo problema separando totalmente il percorso del segnale del canale sinistro e di quello destro.

Il pilotaggio bilanciato può essere realizzato in due modi: amplificatori bilanciati (come nel Marley) o trasformatori di uscita. Il primo metodo sfrutta due amplificatori stereo, uno dei quali pilota un polo di ciascun altoparlante, mentre l'altro pilota l'altro polo di ciascun altoparlante con un segnale in opposizione di fase. Il secondo metodo sfrutta il bilanciamento intrinseco di un traformatore per "sollevare" dalla massa il polo negativo di ciascun altoparlante.

Entrambi i metodi presentano vantaggi e svantaggi. Gli amanti delle valvole preferiranno probabilmente la soluzione con i trasformatori, mentre chi cerca dettaglio e velocità opterà per la soluzione con gli amplificatori bilanciati.

Un effetto collaterale del pilotaggio con amplificatori bilanciati è la quasi totale cancellazione delle armoniche dispari ed un certo rinforzo di quelle pari. Ciò non è sempre vero con un trasformatore: la cosa accade solo se il suo primario è a sua volta pilotato con un circuito bilanciato o push-pull. Un trasformatore a singolo primario in cui una delle estremità sia collegata a massa non altererà lo spettro armonico del segnale.

E' necessario optare per specifiche tecnologie di trasduttori per avere i massimi risultati dal pilotaggio bilanciato? No: con le cuffie, sia i trasduttori dinamici che quelli elettrostatici funzionano al meglio quando sono pilotati in bilanciato.

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