Test su Alcuni Trasformatori Audio

Nonostante gli eccezionali integrati disponibili al giorno d'oggi, specifici per l'utilizzo nel campo audio con linee bilanciate (ad es. INA134, DRV134) io considero il Trasformatore, purché di qualità adeguata al progetto, il componente più adatto ad un sacco di funzioni.

Perché mi sento di affermare ciò è spiegato chiaramente nel post "DI e Trasformatori", dove mostro che la Reiezione del Rumore di Modo Comune (così importante quando si debbono effettuare collegamenti lunghi in ambienti disturbati) dipende esclusivamente dal bilanciamento delle impedenze.

Nonostante tutti gli svantaggi dei trasformatori, in campo professionale continuano ad essere usati, e se ciò succede sicuramente c'è più di una ragione, dato che il costo è tutt'altro che trascurabile.
I trasformatori audio per uso professionale hanno un costo molto elevato: giusto per fare un esempio si può acquistare un onesto mixer a 8 vie, di cui due con ingressi bilanciati per microfono, con pochi euro in più (ma anche parecchi in meno) del costo di un solo trasformatore per ingresso microfonico.
Ma non sempre è indispensabile un trasformatore di prestazioni e costo stratosferici: in un preamplificatore per microfono a condensatore, da studio di registrazione, o un una console Neve o Neumann non userei nulla di diverso da Jensen, Lundahl o Sowter (in ordine alfabetico, non di preferenza, e sicuramente c'è qualche altro costruttore allo stesso livello).
Ma per l'uscita DI di un amplificatore per chitarra forse si può scegliere qualche cosa di ragionevolmente economico senza penalizzare le prestazioni in modo sensibile.
Nella mia ricerca in rete sono capitato sul sito FCE, un costruttore di Jesi, quindi italianissimo, i cui datasheets sembravano promettenti.
Ho contattato FCE e mi sono procurato alcuni esemplari di trasformatori adatti all'uso: i TAUD250.
Ho quindi eseguito un semplice test comparativo dei modelli LL1591, LL1527, TAUD250, che si vedono nella Fig.01.

Fig. 01: i trasformatori audio oggetto del test

Ho testato tutti i trasformatori con il rapporto di trasformazione 1:1 (i Lundahl possono essere connessi in vari modi), utilizzando il software RMAA, un software nato per testare essenzialmente interfacce audio e quindi adattissimo allo scopo.

Il test è stato eseguito collegando il canale destro in loop (uscita -> ingresso) ed il trasformatore sotto test al canale sinistro:   uscita -> primario // secondario -> ingresso.
Le misure sono eseguite a -1 dBu, le misure esposte riguardano principalmente la risposta in frequenza e la Distorsione Armonica Totale (THD), misurata ad 1 kHz, ma RMAA fornisce anche un quadro riassuntivo sinottico con altri parametri interessanti, in Fig. 02.

Preventivamente è stato eseguito un test della sola scheda audio, in loop ingresso -> uscita sui due canali, per avere un riferimento, citato come “mapper_system” nel quadro sinottico.
È stata inoltre eseguita la misura del solo rumore, sia della sola scheda audio sia dei tre trasformatori collegati, per poter estrapolare, almeno in modo qualitativo, il contributo dei collegamenti non schermati dei traformatori allo spettro delle figure di distorsione (che comprende sia distorsione che rumore).
Quindi la misura non è di fatto una misura “assoluta” (ammesso che un termine del genere abbia un significato) ma una misura del peggioramento delle prestazioni a seguito dell'inserimento del trasformatore, che è la cosa più interessante e che comunque illustra molto chiaramente le prestazioni dei trasformatori.
La scheda audio è quella di serie del MacBook (il mio Mac è configurato come dual-boot e quindi avviato con Windows XP Professional per poter eseguire RMAA).
Ho usato la scheda integrata in quanto ha una THD decisamente bassa, anche se la risposta in frequenza non è perfettamente lineare: trattandosi di una misura per “differenza” è sufficiente che la distorsione sia tanto bassa da non mascherare la distorsione del trasformatore con quella della scheda, e la risposta in frequenza si valuta comunque per confronto.

Nelle Figure che seguono si vedono i risultati delle misure.

Scheda Audio

Risposta in frequenza

Noise

Distorsione armonica totale (+ Noise)

Lundahl LL1591

Risposta in frequenza

Noise

Distorsione armonica totale (+ Noise)

Lundahl LL1527

Risposta in frequenza

Noise

Distorsione armonica totale (+ Noise)

TAUD 250

Risposta in frequenza

Noise

Distorsione armonica totale (+ Noise)

Commento alle misure

I due trasformatori Lundahl si comportano in modo sostanzialmente identico, con prestazioni eccellenti: la risposta in frequenza si sovrappone praticamente alla risposta della scheda da sola, a parte la perdita di inserzione di un paio di decimi di dB, la distorsione armonica è a livelli bassissimi, come si vede dallo spettro:  siamo a -95 dB; in termini numerici la THD è 0,0075 % (dato fornito da RMAA nel quadro sinottico) che aggiunge pochissimo alla THD 0,0066% della scheda.
Il TAUD250 non è allo stesso livello, la THD è di un ordine di grandezza superiore, ma il valore numerico è 0,08%, un valore comunque buono.

È da notare il contributo del rumore, assente nella misura della sola scheda, eseguita con un cavo schermato corto per il loop, che è invece presente nelle misure dei trasformatori, eseguite per necessità con cavi più lunghi non schermati per tutta la loro lunghezza (a causa dei connettori a pinza).
Il rumore è sostanzialmente simile per tutti i trasformatori, costituito essenzialmente da alte frequenze (a parte i contributi a 50 Hz e multipli, facilmente identificabili), questo autorizza a credere che sia dovuto essenzialmente all'ambiente, e deve essere sottratto alle figure di distorsione.

Il punto debole del TAUD250 è la risposta in frequenza, grosso modo -3 dB a 50 Hz, ma è una pecca che potrebbe essere rimediata con una lieve equalizzazione dell'amplificatore pilota.
Anche la distorsione di intermodulazione è nettamente peggiore per il TAUD250.

La prova finale, che decide se il trasformatore è un oggetto interessante,  è il test sul campo, cioè la registrazione di alcuni giri di basso mediante il Li'l Amp ed Audacity, registrando a 96 kHz / 16 bit, prima direttamente dall'uscita linea del Li'l Amp,  poi interponendo fra l'uscita linea e l'ingresso scheda i trasformatori: ho registrato linee di basso partendo dal MI (41 Hz) proprio per mettere alla prova il TAUD250.
L'ascolto dei sample registrati è stato eseguito con il mio HiFi, i cui componenti sono già stati presentati su queste pagine.
Alla prova con un segnale musicale vero non sono riuscito ad apprezzare differenze fra le varie registrazioni, solo una sfumatura nella risposta in frequenza nel TAUD250, come c'era da aspettarsi, ma nulla cui non si possa porre rimedio con l'equalizzazione.
Non ho avvertito distorsione, pur essendo abituato al suono valvolare (che sicuramente ha distorsione maggiore di questi trasformatori, ma di ordine basso, mentre la distorsione dei trasformatori, come si vede dagli spettri, è più spostata su armoniche di ordine elevato).
Quindi il TAUD250 a mio parere è un ottimo candidato per l'uscita DI di qualsiasi amplificatore per strumenti, al modico costo di 25€, che è sempre molto più elevato del costo di una DI elettronica, ma sicuramente più allineato al  costo di un amplificatore come il Li'l Amp o anche il B100.