Il buffer visto da vicino
Domenica 09 Gennaio 2011 23:00 | 
Scritto da dave gilmour | 
| Effetti - Stompbox |
Molto spesso si sente parlare del buffer come elemento fondamentale in una catena effetti, soprattutto se questa risulta essere piuttosto lunga.
Ma che cos’è il buffer? E cosa esegue sul segnale (nel nostro caso il suono)?
Il buffer dovrebbe essere più propriamente chiamato “circuito per interfaccia di ingresso”, ed è uno stadio (il primo) di un qualsiasi sistema elettronico. Infatti, questo viene schematicamente suddiviso in quattro blocchi fondamentali:
Circuito per l’interfaccia di ingresso
Elaboratore di segnali
Circuito per l’interfaccia di uscita
Alimentatore
Questo schema vale sia per effetti che per amplificatori, che per qualsiasi sistema elettronico vi venga in mente. In un ampli, ad esempio, ci sarà uno stadio di ingresso che provvederà ad aggiustare il segnale affinché l’elaborazione successiva (l’amplificazione) possa essere eseguita correttamente; l’elaboratore che esegue il grosso dell’amplificazione (il pre), e infine il circuito per l’interfaccia d’uscita, da noi chiamato FINALE DI POTENZA, il quale dà al segnale la potenza necessaria per poter azionare correttamente l’altoparlante.
Vediamo quindi nel dettaglio l’interfaccia di ingresso.
INTERFACCIA DI INGRESSO
Come dice il nome stesso, il circuito identificato in questo blocco ha lo scopo di “interfacciare” il segnale, cioè il suono, all’elaboratore (cioè la catena effetti successiva), e fare in modo che il segnale si trovi nelle condizioni migliori per l’elaborazione.
A differenza di quanto ci si possa aspettare, infatti, un segnale non è immediatamente pronto per essere mandato all’elaborazione, poiché, se applicato direttamente al circuito, non si ottengono i risultati sperati; gli effetti che si riscontrerebbero sono perdite di volume ed attenuazioni di bande frequenziali, prevalentemente le alte, determinando un suono smorzato e cupo.
Si può dire, con molta approssimazione, che il segnale proveniente dalla chitarra vada a finire in parte sul cavo (e quindi perso) e l’altra parte sull’ingresso dell’amplificatore. In più il cavo, comportandosi anche da condensatore, causa il taglio alle alte frequenze. La situazione peggiora, poi, se si ha una lunga catena effetti, dove ognuno di essi andrà ad aumentare l’assorbimento del segnale e il taglio delle alte frequenze.
Per risolvere il problema, si interviene sulle impedenze di ingresso degli elementi in questione, imponendo che siano le più grandi possibili. Una impedenza di ingresso molto grande, infatti, garantisce che la maggior parte del segnale venga applicata all’ingresso dell’elaboratore/amplificatore, e venga minimizzato l’effetto di taglio alle alte frequenze. Si sta risolvendo cioè il “problema di impedenze”, che spesso incontriamo.
Il buffer ha questo scopo: mettere nel punto più sensibile della catena (immediatamente dopo la chitarra) una impedenza di ingresso molto grande che elimini il problema dell’attenuazione e del filtraggio delle alte frequenze.
Ma cosa è un’impedenza e perché quella di ingresso deve essere la più grande possibile per garantire il giusto accoppiamento?
Si può dire, a grandi linee, che una impedenza sia una generalizzazione del concetto di resistenza, che tiene conto non solo del consumo di potenza (che è la componente resistiva), ma anche degli scambi energetici tra gli elementi del circuito (componente reattiva, dovuta a condensatori e induttanze). La caratteristica fondamentale è che la componente reattiva è dipendente dalla frequenza, facendo si che, a differenza di una semplice resistenza, una impedenza si comporti in modo diverso al variare della frequenza. E’ proprio la parte reattiva del cavo a provocare il taglio alle alte frequenze descritto precedentemente.
Ora, un qualsiasi sistema elettronico può essere visto come lo schema seguente:
C’è una sorgente di segnale (la chitarra), c’è una impedenza associata al segnale Zi (il cavo) c’è una impedenza di carico (che corrisponde all’impedenza di ingresso dell’elemento a cui è collegata la chitarra, quindi o direttamente l’ampli, o una pedaliera, o un pedale, o un buffer).
Il segnale si distribuisce (tecnicamente si partiziona) tra Zi e Zload in modo proporzionale alla loro grandezza: più grande è una rispetto all'altra, più grande sarà la porzione di segnale che riceve.
Da ciò risulta evidente che, se Zload è molto più grande di Zi, allora la maggior parte del segnale va a finire su Zload, cioè il suono non si perde sul cavo ma va a finire tutto sul carico (amplificatore). Questo risolve il problema della perdita di volume.
D’altra parte, rendere Zload molto grande risolverà anche il problema del taglio alle alte frequenza, perché renderà ininfluente la presenza di Zi e del suo comportamento capacitivo (matematicamente Zload si fraziona con se stesso, dando come risultato la costante 1, indipendente dalla frequenza).
Questo spiega la necessità di avere delle resistenze di ingresso molto grandi, almeno di 1MOhm, perché una resistenza grande provvederà a garantire anche una impedenza molto grande.
Allo stesso tempo è conveniente avere delle resistenze di uscita molto piccole, in quanto queste si comportano come le Zi per gli stadi successivi, e quindi più piccola è, più facilmente si raggiungerà la condizione Zload molto più grande di Zi.
In definitiva un buffer ha esattamente queste caratteristiche:
Rin molto grande, di almeno 1MOhm
Rout molto piccola, sulle centinaia di Ohm
Deve o amplificare, o riportare invariato il suono dall’ingresso all’uscita.
Da quanto visto si può quindi dedurre una conclusione fondamentale:
per garantire la completa assenza del deterioramento del suono, ogni pedale dovrebbe essere dotato di buffer di ingresso e di buffer di uscita, che da una parte permette di "prendere" il segnale in ingresso correttamente, dall'altra di facilitare tale compito per il pedale successivo/amplificatore.
Il true bypass, seppure conveniente per la sua grande semplicità e il moderato deterioramento del segnale, porta invece ad aumentare, pedale su pedale, la quantità Zi, e quindi a peggiorare l'interfacciamento con l'amplificatore, portando cioè a un eventuale calo di volume e perdita di alte frequenze.
Questo spiega anche perchè lunghe catene true bypass necessitano almeno di un buffer iniziale.
Massimiliano - Dave Gilmour
Tonerider Pure Vintage - recen...
per tutto il resto ci sono i city limits! :) Leggi tutto...
20.05.12 14:00
da luigi_ego
Tonerider Pure Vintage - recen...
Si...però come dice anche Dave, sono proprio fatti... Leggi tutto...
20.05.12 11:33
da pantarai
Tonerider Pure Vintage - recen...
concordo, anche io preferisco un suono un pochino ... Leggi tutto...
19.05.12 15:45
da dave gilmour- Tonerider Pure Vintage - recen...
Sono decisamente migliori dei fender standard...no... Leggi tutto...
18.05.12 12:09
da pantarai - Tonerider Pure Vintage - recen...
senza dubbio negli ultimi tempi si stanno ritaglia... Leggi tutto...
17.05.12 12:31
da luigi_ego
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Matchless DC-30
dave gilmour Dom 20 Mag 2012 - 16:40 -
..back to past..Fade to black intro
cuotte Dom 20 Mag 2012 - 16:38 -
Leonardo Sciascia ...
blues54 Dom 20 Mag 2012 - 15:27 -
Pedalboard artigianale ultimata!
Dott. pantarai Gio 17 Mag 2012 - 19:46 -
cambio pick up
davide93 Gio 17 Mag 2012 - 09:49
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Commenti
Prima o poi me ne faccio uno anche io!... non appena riassetto come si deve la mia pedaliera!
nell'articolo si parla anche di true by-pass e si dice che senza buffer crea solo problemi... ma se associato ad un buffer si dovrebbero conciliare i vantaggi di entrambi no?
alla fine dopo il buffer quel che rimane di true bypass non crea poi problemi effettivamente percepibili...a meno che non si abbia un milione di pedali tutti insieme ;)
la cosa ideale sarebbe che ogni pedale sia provvisto di buffer di ingresso e di uscita naturalmente...che poi dovrebbe essere la prassi.
così come è corretto dire che si i pedali non TB avessero buffer interni di elevata qualità il problema non si porrebbe..
il buffer ha lo scopo di abbassare l' impedenza in uscita, una catena composta da soli pedali true bypass, senza buffer, l' impedenza rimane (in teoria) costante per tutto il tragitto, e l' impedenza in uscita dalla chitarra è generalmente alta, e rimane tale fino all'ampli. Questo non è un problema quando la chitarra va in diretta all' ampli, ma quando un segnale con alta impedenza attraversa una lunga serie di pedali, fili e cavetti di vario tipo e quealità, tende a sporcarsi a causa delle "capacità parassite" presenti nel sistema..
in fondo ci sarà un motivo se la maggior parte dei costruttori hanno sempre optato per dei buffer interni al posto del TB.. anche produttori di alta qualità hanno preferito tale sistema.
in una catena totalmente TB si può cmq migliorare la situazione con qualche accorgimento..
si può mettere a inizio catena un pedale non TB, anche un accordatore, e sfruttare il suo buffer integrato
si può mettere un buffer dedicato (anche autocostruendol o, in fondo è semplicissimo)
c'è chi opta anche per un buffer integrato nella chitarra..
e soprattutto utilizzare cavetteria di ottima qualità.
imho quella del TB, dei buffer, impedenze, segnali e incasinamenti vari è una moda moderna.. prima si suonava con catene infinite di pedalini boss e nessuno si poneva il problema, ora sembra che non se ne possa fare a meno.. la differenza c'è, ma nulla di trascendentale..
Altrettanto significativa è la presenza di elementi "bufferizzati" nella catena. Ad esempio prima dell'acquisto del nova repeater gli effetti del buffer erano molto più rilevanti rispetto ad adesso. Infatti si può dire che la perdita di segnale termina all'ingresso del nova, che è bufferizzato, quindi all'ampli il problema non si pone.
In ogni caso non sono contrario al true bypass....è sicuramente una soluzione ottima, con cui sei pressocchè sicuro che il suono non subirà danni "percettibili". Resta il fatto che un TB sia 100000 volte meglio di un buffer fatto male!
E' giusto comunque sapere che la cosa migliore non è il TB ma pedali bufferizzati.
Per quanto riguarda i boss penso che il vero problema non sia tanto il loro buffer, quanto lo switch elettronico che, a quanto so, può mangiare un poco il suono.
meglio un TB che un buffer di scarsa qualità, ma meglio un buffer buono di un TB.
:)
aforisma perfetto!!!
Beh si, in teoria basterebbe un'inseguitore di tensione ad operazionali! Infatti avevo trovato in rete qualche progetto che usavano proprio gli OP come buffer.
Eccoti alcuni esempi:
Allora il classico inseguitore di tensione con OPA è più che sufficiente per risolvere qualsiasi problema nella chitarra...l'importante è prevedere dei condensatori di accoppiamento sufficientement e elevati per poter far passare almeno da 20Hz in su...poi mettere un bel polo a 20KHz non sarebbe male per eliminare un bel po' di rumore (E stabilità...ma qui si guadagna 1, quindi non ci sono problemi).
Con i FET si fa una cosa più compatta, ma si devono usare resistenze di polarizzazione molto alte in ingresso, con conseguenti sorgenti di rumore notevoli in ingresso...quindi è una soluzione economica e poco ingombrante, ma può non essere ottimale per il rumore.
Una cosa che ho fatto io, invece, è stato utilizzare un bjt con bootstrap...in pratico con un condensatore tra base e emettitore faccio in modo che si cortocircuitano per il segnale, e sfrutto l'effetto miller per avere alte Rin, pur usando piccole resistenze di polarizzazione.
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