Gli amplificatori Powersoft K Series

La qualità degli amplificatori Powersoft è riconosciuta in tutto il mondo. I suoi finali di potenza sono tra i migliori a livello internazionale. A distanza di anni dal lancio dei primi modelli, i finali K Series continuano a rappresentare un’eccellenza da diversi punti di vista, tra cui: rapporto peso/potenza, efficienza, affidabilità, reiezione ai disturbi sull’alimentazione e insensibilità alle variazioni del carico.
Da una chiacchierata con i tecnici Powersoft emerge che, tenendo pure in conto i diversi brevetti in possesso dell’azienda, i risultati complessivi in termini di prestazioni e qualità dipendono da una quantità di accorgimenti e di, chiamiamole così, “accortezze”, ciascuna delle quali contribuisce a rendere gli amplificatori Powersoft ciò che sono.
Gli amplificatori Powersoft K Series sono stati progettati ottimizzando il dimensionamento dei componenti per ottenere la massima affidabilità anche in condizioni di funzionamento estreme. L’alimentatore di un K10 occupa, non a caso, più di due terzi dello spazio disponibile nel case da una unità rack standard. Tale alimentatore può erogare, misure alla mano, fino a 3 kW di potenza in continua, a riprova del notevole livello di accuratezza progettuale dei prodotti di cui stiamo discorrendo. Tanta potenza continua è merito del dimensionamento dei componenti, capaci di sopportare elevate correnti senza il minimo cedimento, dell’attenta progettazione dei percorsi termici, di un profilo progettuale senza compromessi che si riflette nella elevata efficienza e precisione del sistema. La potenza continua erogata dal K10 – e dagli altri modelli della K Series – è un primo indice di elevate prestazioni, ma K Series eccelle anche sotto altri profili: lo stadio di alimentazione incorpora una unità per il controllo del fattore di potenza – PFC: Power Factor Correction – capace di ottimizzare l’assorbimento di potenza dalla rete di alimentazione, a tutto vantaggio della stabilità di funzionamento della piattaforma di amplificazione, e contemporaneamente garantire un livello di distorsione immessa nella rete di alimentazione trascurabile oltre a un assorbimento di corrente continuo e regolare. A prima vista questi potrebbero sembrare vantaggi minimali ma, in realtà, l’ottimo fattore di potenza che caratterizza gli amplificatori Powersoft K Series si traduce per gli installatori in un risparmio nel dimensionamento delle reti di alimentazione, grazie alla riduzione della sezione dei cavi (il PFC abbassa il livello della potenza di picco e riduce il valore RMS della corrente), alla minore potenza reattiva riflessa sulla rete (il PFC effettua il rifasamento tra tensione e corrente assorbite) e in definitiva alla ridotta distorsione della tensione di alimentazione a vantaggio dei generatori (si pensi, ad esempio, ai sistemi a gasolio nel touring).
La completa integrazione del sistema di alimentazione con le unità finali parte dalla precisa sincronizzazione del clock degli stadi PWM e dei sistemi ausiliari: un unico master clock a 24,576 MHz fornisce il segnale di riferimento per tutti gli stadi di commutazione che lavorano a frequenze multiple di 48 kHz:

La sezione di alimentazione degli amplificatori K Series lavora in sincrono con i finali garantendo elevata stabilità al sistema, assenza di battimenti, basso crosstalk e una generale reiezione del rumore. Stabilità e prestazioni di punta al prezzo di un’elevata complessità circuitale, una forte retroazione, ma anche robustezza e un comportamento deterministico sostanzialmente immune alle variazioni delle condizioni di carico (vedi oltre). Tanta precisione si traduce anche in robustezza degli stadi di commutazione vincolati a lavorare a frequenza fissa.
Il generoso dimensionamento della “energy bank”, il banco di condensatori che rappresenta il serbatoio di energia del sistema, garantisce agli amplificatori della K Series fino a 900 joule, nel momento del bisogno. Nel mondo dell’audio è normale parlare di prestazioni in termini di tensione e potenza, due grandezze strettamente legate all’energia. Generalizzando, le apparecchiature elettroniche si scambiano energia sotto forma di tensione: la potenza individua la rapidità con cui avviene il trasferimento di energia¹. Per comprendere la capacità del notevole serbatoio di energia degli amplificatori K Series, basta pensare che tale energia equivale idealmente ad una potenza di 900 W continui per 1 secondo, oppure a 45 kW per 20 millisecondi! Attenzione: non si sta dicendo che l’amplificatore sia in grado di erogare 22 kW per canale, ma che tanta energia, tenuta sotto controllo dall’alimentatore, garantisce ai finali prestazioni senza compromessi in qualsiasi condizione operativa, con segnali stazionari e di picco.
Gli amplificatori K Series sono stati i primi prodotti Powersoft ad implementare il controllo attivo dell’impedenza di carico, offrendo all’utente la possibilità di regolare il fattore di smorzamento.
A differenza dei comuni sistemi in commutazione, i finali Powersoft K Series dimostrano un’elevata stabilità della risposta alle variazioni dell’impedenza di carico. Sono diversi i fattori che concorrono a garantire tali prestazioni: da un lato la generosa retroazione e la presenza delle reti di Zobel² in parallelo ai terminali d’uscita che – implementate in maniera non convenzionale – abbassano notevolmente l’impedenza d’uscita; dall’altro il sistema Active DampingControl™, in grado di offrire una precisione chirurgica sul controllo dello smorzamento (damping) dei trasduttori per le basse frequenze. La tecnologia Active DampingControl™ si basa sulla lettura della corrente assorbita dal carico per modificare dinamicamente l’impedenza d’uscita dello stadio finale e mantenere il fattore di smorzamento al di sopra di una soglia determinata.

Nota 1: Non a caso i gestori della rete elettrica si fanno pagare l’energia fornita in kWh (chilowattora: 1 kWh = 3,6 x 10⁶ J) e non la potenza, ma garantiscono una massima potenza impegnata – leggi: un assorbimento di energia di picco – ad es. di 3 kW.

Nota 2: Le reti Zobel sono reti equalizzatrici un tempo molto usate per ottimizzare la risposta in frequenza dei lunghi collegamenti in rame utilizzati nelle telecomunicazioni. Sui segnali audio di potenza, tipicamente, sono utilizzate per compensare la parte reattiva dell’impedenza degli altoparlanti.