Guardiamo un esempio di come funziona. Immaginate di suonare alcune note con la vostra chitarra, ma questa volta la collegate ad un amplificatore. La tua chitarra produrrà un segnale debole, e l’amplificatore lo prenderà e lo renderà più forte.
Nell’immagine qui sotto, puoi vedere il segnale della tua chitarra (blu) e il segnale di uscita amplificato (rosso).
Come potete vedere, l’amplificatore rende i punti bassi più bassi, i punti alti più alti, e quindi rende il segnale nel suo complesso più forte.
Ma perché abbiamo bisogno di questa amplificazione in primo luogo?
Beh, si può immaginare che un grande altoparlante da concerto ha bisogno di un segnale molto forte per produrre gli oltre 100 decibel necessari per far ballare, saltare o fare headbang a folle di persone. Dopo tutto, il suono è solo aria in movimento, e per muovere l’aria hai bisogno di altoparlanti che si muovano fisicamente.
L’amplificatore è il pezzo di equipaggiamento che trasforma il segnale a bassa potenza da un giradischi, una chitarra elettrica o un microfono in un segnale ad alta potenza in grado di portare il suono attraverso gli altoparlanti e attraverso vaste aree del festival.
Un amplificatore audio può essere un’unità separata, che è popolare tra gli audiofili che amano avere un controllo granulare su ogni singolo aspetto della loro musica. Tuttavia, la maggior parte delle moderne installazioni musicali – così come i telefoni, i lettori mp3, i televisori, i computer portatili, ecc – hanno un amplificatore incorporato. Gli altoparlanti che i musicisti usano per i loro strumenti (a volte indicati semplicemente come ‘amplificatori’ o ‘amplificatori’) di solito combinano un amplificatore con un altoparlante in un unico contenitore.
Quindi… Tutto qui? Gli amplificatori rendono il suono più forte?
Bene, sì. Ma non è così facile come si può pensare. Al giorno d’oggi, è facile dare per scontato che ogni dispositivo possa rendere il suono più forte su richiesta (preferibilmente con uno smartphone). Ma che questo sia possibile è tutto grazie agli amplificatori integrati nei sistemi con cui interagiamo ogni giorno.
E questo non significa che amplificare sia semplice. Molti fattori, come il guadagno (la potenza dell’uscita), il rumore (suoni extra indesiderati) e la distorsione (un effetto confuso causato dallo spingere l’amplificatore oltre i suoi limiti), determinano il carattere e la qualità di un amplificatore.
Un altro fattore importante è la risposta in frequenza. Questa è la misura di quanto un amplificatore reagisce alle alte e basse frequenze. Se, per esempio, un particolare amplificatore rende i suoni bassi molto più forti di quelli alti, allora la risposta in frequenza di quell’amplificatore è distorta. In altre parole: rappresenta male l’ingresso.
Alcune persone vogliono un amplificatore con una risposta in frequenza che sia il più lineare possibile, in modo che ogni frequenza sia ugualmente rappresentata in uscita. Tuttavia, se ti piace la sensazione di un basso profondo che ti solletica il timpano, potresti voler scegliere un amplificatore che enfatizza le basse frequenze. Come l’amplificatore in un paio di cuffie Monster Beats Tour:
Ok, quindi come funziona un amplificatore?
Diamo un’occhiata ai passi di base di qualsiasi amplificatore:
- Prima cosa, prende due ingressi: 1) una forte corrente elettrica da una presa di corrente, e 2) un debole segnale dalla vostra chitarra, microfono o triangolo elettronico.
- Poi, usa il segnale per regolare la corrente ad alta potenza. Immaginate che l’ingresso agisca come un cancello che lascia passare la corrente esattamente secondo il segnale d’ingresso. Questo passo è cruciale, perché trasforma la corrente in una versione più forte del segnale d’ingresso.
- Il nuovo segnale viene inviato a un altoparlante.
A parte questo processo centrale, il tuo amplificatore medio farà un sacco di trasformazioni e filtraggi e controlli, tutto per assicurarsi che il suono in uscita sia accurato e bello.
E allora le lampade?
È ora di passare alla storia! Gli amplificatori non sono rimasti gli stessi dalla loro invenzione nel 1912. Per decenni, l’amplificazione è stata fatta da tubi a vuoto. Questi sono tubi di vetro fisici con tre componenti:
- un elemento riscaldante in basso chiamato catodo;
- una piastra in alto chiamata anodo;
- una griglia nel mezzo che può bloccare o permettere le particelle.
Ora vediamo come un amplificatore a valvole esegue i tre passi di cui sopra.
Primo, il catodo si riscalda, inizia a brillare di rosso e spara elettroni – piccole particelle elettriche. Questi elettroni vorranno fluire verso l’alto, perché carichiamo positivamente anche l’anodo. Poiché gli elettroni sono caricati negativamente, sono attratti da qualsiasi cosa positiva. Quindi questo fa sì che ci sia un flusso continuo di elettroni dal catodo all’anodo; la corrente elettrica del passo 1.
E’ qui che entra in gioco la griglia nel mezzo. È caricata negativamente, e quindi respinge gli elettroni e impedisce loro di raggiungere l’anodo. Questa griglia, tuttavia, è collegata al segnale d’ingresso della vostra chitarra. E anche se agisce come un cancello per bloccare il flusso di elettroni, permetterà ad alcune particelle di passare attraverso se riceve un segnale dalla chitarra. Immaginate di suonare una nota sulla vostra chitarra. Invierà un segnale all’amplificatore, al gate nel tubo, che dice al gate di lasciar passare alcuni elettroni. Ma c’è di più: il flusso di elettroni è così feroce che per ogni elettrone nel segnale d’ingresso, il gate lascerà passare diversi elettroni. Così il flusso di elettroni si trasforma nel segnale d’ingresso, solo più forte. Questa è l’amplificazione del passo 2.
Questo nuovo segnale viene poi raccolto dall’anodo, che lo incanala ulteriormente al componente successivo nel sistema. La maggior parte degli amplificatori hanno più tubi per più stadi di amplificazione, quindi il segnale viene inviato alla griglia del tubo successivo, o fuori dall’amplificatore e all’altoparlante. Questa è la fase 3.
Come si è scoperto, questi vecchi amplificatori a valvole hanno fatto un ottimo lavoro! Il suono su alcuni di questi amplificatori era fenomenale, come la rivista di elettronica Wireless World ha scritto sull’amplificatore Williamson nel 1947:
Nessuna distorsione può essere rilevata, anche quando l’amplificatore sta riproducendo musica d’organo comprese le note del pedale dell’ordine di 20c/s , che raggiungono la soglia della massima uscita. Le prove con un circuito microfonico diretto con rumori come il tintinnio dei tasti rivelano un realismo straordinario. L’amplificatore può essere descritto come praticamente perfetto per la riproduzione di canali sonori di altissima fedeltà.
Negli anni ’70, la maggior parte degli amplificatori ha abbandonato le ingombranti valvole e sono passati ai transistor. Questi sono – di solito minuscoli – dispositivi elettronici che permettevano lo stesso tipo di amplificazione dei tubi a vuoto. Ed è facile capire perché la gente ha cambiato: i transistor sono più piccoli, più leggeri e più efficienti dal punto di vista energetico.
Alcuni dicono, però, che questa efficienza ha un prezzo. Dicono che il suono di un amplificatore a valvole è più caldo e ricco di quello di un amplificatore a transistor. Un po’ come il dibattito sul vinile e gli mp3, questa è una discussione tutt’altro che risolta tra gli audiofili.
Alcuni musicisti preferiscono gli amplificatori a valvole semplicemente perché danno loro un modo naturale di creare overdrive: quando si spinge troppo un amplificatore a valvole, esso taglia i picchi e le valli delle onde sonore, creando un effetto grintoso. Artisti come Chuck Berry usavano questo effetto a loro vantaggio, intrigando i giovani e terrorizzando i genitori con il suono tagliente. Più tardi, i musicisti avrebbero emulato questo effetto overdrive con i pedali, creando versioni più pesanti di esso come la distorsione e il fuzz.
Naturalmente, questi effetti possono ora anche essere facilmente replicati con i pedali. Ma anche se i loro vantaggi vintage sono stati superati da una tecnologia più sofisticata, gli amplificatori sono ancora una parte insostituibile della nostra vita quotidiana.