ACS AudioCarStereo n. 21060

Amplificatore HERTZ HDP5 (matricola 00021161100250)

CARATTERISTICA DI CARICO LIMITE IN REGIME IMPULSIVO

coppia canali "A", in stereo ed a ponte

POTENZA MASSIMA AL CLIPPING

in regime impulsivo

Canali "A", alimentazione 14.4 volt

in stereo 90,8+89,8 W su 4 ohm156,8+154,5 W su 2 ohm

a ponte 298,1 W su 4 ohm164,2 W su 2 ohm

Canali "A", alimentazione 11 volt

in stereo 52,0+51,5 W su 4 ohm89,8+88,7 W su 2 ohm

a ponte 172,1 W su 4 ohm173,1 W su 2 ohm

Canali del sub

aliment. 14,4 V 421,9 W su 4 ohm647,2 W su 2 ohm

aliment. 11 V 239,7 W su 4 ohm372,6 W su 2 ohm

POTENZA MASSIMA AL CLIPPING IN REGIME CONTINUO

Alimentazione 14,4 V (Al-Ar-Bl-Br-SUB) - frequenza 80 Hz67,2 W + 67,2 W + 68,9 W + 67,2 W + 353,4 W su 4 ohm

TRITIM 100 IN REGIME IMPULSIVO

impulsi 40 ms, carico 4 ohm resistivo/capacitivo

CARATTERISTICA DI CARICO LIMITE IN REGIME IMPULSIVO

canale del Sub

FATTORE DI SMORZAMENTO

su 4 ohm, 2 V RMS, canali "A"a 100 Hz 156; a 1 kHz 144; a 10 kHz 36

RAPPORTO SEGNALE/RUMORE PESATO "A"

per sensibilità 1 V non rilevabile

RISPOSTA IN FREQUENZA

ad 1 W su 4 ohm, canali "A"

RISPOSTA IN FREQUENZA

ad 1 W su 4 ohm, canale del Sub

misure

Nell’insieme le estremità sono sagomateper maneggiare agevolmente l’apparec-chio e nel contempo funzionare da coper-tura per le connessioni situate sui due pan-nelli dei lati corti dell’amplificatore.Le morsettiere nichelate sono a vite, bendimensionate, e serrano solo cavi spellati.Le prese RCA sono divise per sezioni, A, Be SUB, quindi ce ne sono quattro dedicateai canali a gamma intera più altre due dedi-cate al subwoofer. A disposizione troviamoanche degli ingressi ad alto livello che ac-cettano segnali compresi tra 1,4 e 24 V suun’impedenza d’ingresso di 470 ohm.A questi ingressi è associata una funzioneparticolare molto interessante definita ART(Automatic Remote Turn on-off), la qualesfrutta il segnale ad alto livello per accen-dere l’amplificatore senza la necessità diun comando remote esterno.Tornando al telaio notiamo che stavolta

ACS AudioCarStereo n. 210

lunghezza, 17,1 di larghezza e 46,7 di al-tezza, l’HDP5 con l’aggiunta di un altro ca-nale sviluppa appena 6 cm in più di lun-ghezza, ovvero 34,4 cm, ferme restando lemisure delle altre due dimensioni.Il monoblocco primario del telaio è una U,le cui fiancate o lati lunghi sono connessetermicamente ai semiconduttori di poten-za. Con le piccole alettature sviluppate li-nearmente ai lati lunghi il poco calore pro-dotto dai circuiti di alimentazione e dai finalidi potenza audio viene dissipato nell’am-biente circostante.

L’ascolto

A gile da sistemare, l’HDP5 è stato posto nel vano bagagli dell’auto che ci haospitato per l’ascolto. Questa volta siamo stati fortunati potendo usufruire di

un sistema di altoparlanti a due vie più subwoofer con filtraggio attivo, e pertantosi è potuto collegare ogni canale ad un proprio trasduttore. Il sistema di altopar-lanti è costituito da tweeter Vifa e midwoofer Coral, mentre il subwoofer è unPeerless XLR10. Dopo un accurato settaggio delle frequenze di taglio dei cros-sover a bordo dell’ampli, e dopo aver equilibrati i livelli dei diversi altoparlanti,abbiamo ascoltato diversi brani per testarne la qualità sonora.Inserito il disco di Michael Bublé nel sintoCD Alpine e dato volume, dopo qualcheminuto necessario per orientarci notiamo che l’accuratezza timbrica sembra tuttosommato buona, con l’HDP5 che sebbene accenni talvolta a piccole sbavaturedimensionali, restituisce una scena sonora corretta. Il dettaglio musicale si evi-denzia bene sull’intera gamma nonostante la voce manifesti qualche lieve in-durimento, mentre la corposità e l’ariosità determinano una buona sensazionedi ascolto. Ma la vera sezione portante del sistema risulta essere il subwoofer chesi evidenzia con dinamismo e potenza. E alla fine una mano sul telaio dell’amplici conferma l’alta efficienza dei circuiti rilevando una minima percezione di ca-lore prodotto. R. Montecchia

Rimosse le molle di serraggio, è riconoscibile unacoppia di IRFI4019H che compone un canale audio agamma intera. L’affollamento di componenti SMD dicontorno è notevole, ma razionale e ordinato.

La doppia scheda sfilata dagli slot d’innestoassembla i filtri crossover, e si possono riconoscerei potenziometri di ottima qualità completamentechiusi ed immuni dalla polvere, nonché glioperazionali quadrupli TL074 in versione SMD.

In foto è ritratto il settore del canale subwoofer(l’integrato SMD più grande è il driver IR2010S),mentre i due transistor con i fermi rimossi sono duedei quattro Mosfet IRF FB38N20D dello stadio finale.

Figura A

Come per tutti i finali in classe D, il primotest effettuato su questo Hertz è statoquello della risposta in funzione della re-sistenza di carico, che come già nel mo-dello HDP4 esaminato alcuni mesi orsono varia di alcuni decibel all'estremoacuto passando da una resistenza di 2ohm ad una di 16. Qui però il carico ot-timale è di poco minore di 4 ohm, edanche su 2 ohm il calo a 20 kHz è ac-cettabile (-2,7 dB), per cui il range di im-pedenze di carico di massimeprestazioni è più prossimo a quello tipicodell'ambito car. Le curve di carico limitemostrano una salita quasi verticale siacon la coppia di canali "A" che con ilSub, e solo nella misura a ponte dei ca-nali "A" si riscontra una limitazione in cor-rente (a circa 14 ampère di picco) cheperaltro non impedisce una buona per-formance nella tritim reattiva, che riescepur di poco a superare la potenza no-minale dei canali "A". Il rumore residuo,come già con l'HDP4, non è rilevabilecon i nostri strumenti per la presenza delresiduo di portante. L'impedenza diuscita è moderata alle basse e mediefrequenze, e sale ovviamente (per lapresenza del filtro antiportante) alle fre-quenze più alte, ma altrettanto ovvia-mente il rendimento è elevato,superando l'ottanta per cento a pienapotenza. I soli parametri migliorabilisono costituiti dall'assorbimento a riposo(2,5 ampère), che anche per le dimen-sioni molto compatte determina uncerto innalzamento della temperaturadel componente anche senza segnalepilotante, e dall'impedenza d'ingresso,la cui componente capacitiva è pari acirca 1.300 pF e suggerisce quindi l'ado-zione di una sorgente ad impedenzanon elevata. Va peraltro anche osser-vato che una autoradio con uscita da600 ohm comporterebbe un calo dimeno di mezzo dB a 30 kHz, pratica-mente trascurabile.

F. Montanucci

RENDIMENTO

tutti i canali al clipping su 4 ohm,alim.14,4 V: 80,2%

ASSORBIMENTO A VUOTO 2,5 A

ASSORBIMENTO MASSIMO

tutti i canali al clipping su 4 ohm: 54 A

SENSIBILITÀ D'INGRESSO

canali "A" per 60 W su 4 ohm: max 304

mV; min 3,97 V

canale Sub per 310 W su 4 ohm: max

592 mV; min 9,73 V

IMPEDENZA D’INGRESSO

canali "A": 16 kohm/1.300 pF

canale del Sub: 16 kohm

l’accesso all’interno avvienerimuovendo il pannello che

chiude la parte superiore del-l’apparecchio; su questo pannello

trovano posto sia il logo Hertz dotato di il-luminazione, sia l’insieme dei controlli, ren-dendoli accessibili anche quando l’ampli èinstallato e pronto a funzionare e dandocosì la possibilità di fare tutte le regolazioniin tempo reale.I quattro LED situati sempre su questopannello permettono di comprendereistantaneamente lo stato di funzionamentodell’HDP5. Quello verde indica il normalefunzionamento, mentre il rosso si accendein caso di temperatura di esercizio troppoalta; quello arancio indica un sovraccaricoe quello giallo un eventuale cortocircuitosui morsetti degli altoparlanti.

Regolazioni

Plancia controlli alla mano, possiamo re-golare tutte le sensibilità degli ingressi tra0,3 e 5 V rms, ricordando che per i quattrocanali principali tale regolazione avvieneper le coppie A e B, mentre per l’unità SUBè singola. Stesso discorso vale per gli in-gressi ad alto livello dove la sensibilità re-golabile nella stessa modalità è compresatra 1,4 e 24 V.Anche le sezioni crossover sono distinte inA, B e SUB, con la A che dispone, selezio-nando l’opportuno switch, di un passa-tutto, un passa-banda o un passa-alto,mentre la B, commutando l’appositoswitch, di un passa-tutto o un passa-bas-so. La SUB invece è obbligatoriamenteservita da un filtro passa-basso non esclu-dibile. A questa sezione è collegabile ester-namente un controllo di volume a distanzache però viene fornito come accessorioopzionale.

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Prove

Per realizzare il collegamento è disponibileun commutatore che rende ciascuna cop-pia di canali delle sezioni A e B a ponte.

Esplorando l’HDP5

L’apparecchio è realizzato da diverse partitutte in alluminio stampato al fine di miglio-rarne la conducibilità termica per ottenereun raffreddamento efficiente ed una stabi-lità d’esercizio perfetta in dimensioni estre-mamente contenute anche quando le cin-que unità amplificatrici erogano tanta po-tenza simultaneamente. L’interno si esplo-ra a fatica: la scheda di circuito stampatosu cui sono montati i componenti elettroni-ci è contenuta nel monoblocco del telaio,dove lo spazio interno è completamenteimpegnato e la visibilità del layout del cir-cuito è scarsa. L’insieme dei dispositivi uti-lizzati in questo progetto è variegato, trat-tandosi di un mix con componenti di gran-di e piccole dimensioni, ovvero miniaturiz-

zati a montaggio superficiale, con i quali siè prodotta una realizzazione curata in mo-do ineccepibile sotto il profilo dell‘ottimiz-zazione, esasperando razionalità e dispo-sizione dei componenti tanto da far presu-mere che siano saldati anche sulla facciainferiore del circuito stampato non rag-giungibile dall’occhio. La sezione di ali-mentazione è doppia e fa uso di due sur-voltori indipendenti, di cui uno unicamentededicato al canale subwoofer di elevatapotenza e l’altro ai restanti quattro canalicon potenze minori. Quindi troviamo duecorposi trasformatori toroidali avvolti concavi multifilari, uno leggermente più grandedell’altro. Ciascun alimentatore raggruppaquattro Mosfet per il pilotaggio degli avvol-gimenti primari del proprio trasformatoreelevatore. Il filtraggio della linea di batteriaa 14 V è affidato ad un doppio induttore sunucleo toroidale e a due coppie di capaci-tà, una per ciascun survoltore.Pur trattandosi di convertitori DC/DC nonsono del tipo PWM, difatti il segnale che pi-lota i Mosfet di potenza è un’onda quadradi frequenza pari a 33 kHz con duty/cyclefisso del 50%. Dati validi per entrambi glialimentatori che si diversificano solo dopola rettifica, ottenuta ad opera dei due pontia diodi ultra fast, nelle tensioni fornite. Peril canale subwoofer vengono erogati ±67,7V a 14,4 V di batteria, che divengono ±52V quando la tensione scende da 14,4 V a11,5 V, disponendo di un banco di livella-mento costituito da due capacità da 1.500μF 80 V. Per i canali a banda intera la diffe-renza si esplica nella tensione delle due li-nee che vale ±28,7 V con 14,4 V d’ingres-so, scendendo a ±22,7 V quando il valoredi batteria tocca gli 11,5 V, mentre il bancodi livellamento, in questo caso, dispone didue capacità da 3.300 μF 35 V associate adegli induttori per un filtraggio LC.Ricordando che l’HDP5 è un amplificatoretotalmente in classe D, osserviamo che ilcanale dedicato al subwoofer è il più po-

I due fusibili da 40 A sono a protezione della linea dialimentazione; le morsettiere di alimentazione e deglialtoparlanti sono nichelate e serrano cavi spellati.

Tolte le "maniglie" di protezione, il pannello degli ingressi mostra, in basso, le prese ad alto livello per ilfunzionamento come booster. Le prese RCA delle sezioni A e B sono affiancate, mentre quelle della sezione subsono separate e spostate verso destra. Nel centro troviamo lo switch per la selezione del tipo di accensione(ovvero attraverso remote esterno oppure con il segnale prelevato sugli ingressi ad alto livello), affiancatodall’altro switch per la selezione degli ingressi A o B nella configurazione a ponte. Infine, all’estrema destra, inbasso lo switch per associare l’ingresso sub alla somma delle sezioni A e B.

banda audio limitata per ga-rantire più linearità all’estremoalto della banda audio.Per quando riguarda la sezioned’ingresso sono stati usati degli amplificatorioperazionali doppi tipo TL072 in versioneSMD, mentre per le sezioni crossover, im-plementate su due schede disposte verti-calmente rispetto alla motherboard, sonostati impiegati dei quadrupli operazionali ditipo TL074.

Conclusioni

Come per l’HDP4 i parametri vitali di que-sto apparecchio sono la potenza e l’alta ef-ficienza contenuti in un telaio estremamen-te compatto, con l’aggiunta di un quintocanale che lo rende terribilmente appetibilesia dal punto di vista della versatilità (può difatto amplificare un intero impianto multiviaattivo grazie anche ai completi crossover dicui è dotato), sia dal punto di vista dellasemplicità d’installazione, con un costodavvero concorrenziale. Ovviamente in tut-to ciò va sempre tenuto a mente che si trat-ta di un finale in classe D a banda intera peri quattro canali primari e quindi, anche se iprogettisti grazie al loro prezioso lavorohanno contenuto le variazioni della rispostain funzione del modulo dell’impedenza, icarichi vanno opportunamente scelti pernon creare eccessive alterazioni nella ri-sposta in frequenza dell’insieme. �

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Prove

tente ma anche limitato nella banda pas-sante, supportato da quattro Mosfet di po-tenza IRF FB38N20D, in grado di gestire44 A continui ciascuno e una tensione diVds di 200 V. Essendo tutti e quattro semi-conduttori di tipo N, è stato utilizzato undriver PWM in grado di generare dei se-gnali traslati di livello per il pilotaggio deigate dei Mosfet superiori, cioè un integratoprodotto dalla International Rectifier,l’IR2010S, la cui frequenza di commuta-zione misurata è pari 217 kHz.La sezione dei quattro canali audio a gam-ma intera è raccolta nel centro ma sposta-ta a ridosso di uno dei due lati lunghi, con

quattro coppie di doppi Mosfet IRFI4019Hserrati su un supporto di alluminio che fun-ziona da tramite verso il telaio per la dissi-pazione del calore.Dunque gli IRFI4019H sono progettati persemplificare la realizzazione di finali audio inclasse D, e infatti in un unico contenitore concinque pin sono realizzati due Mosfet di po-tenza in serie (FFigura A). Utilizzando dueIRF4019H è possibile realizzare facilmenteuna configurazione in classe D a ponte dielevata potenza come nel caso dell’HertzHDP5. Trattandosi di canali a gamma intera,la frequenza di commutazione risulta piùelevata, ben 454 kHz, rispetto al canale con

Compattissimo, il circuito stampato è stato ottimizzato per ridurre l’ingombro usando tecnologia con largo impiego di componenti a montaggio superficiale. Glialimentatori che lo equipaggiano sono due, con relativi trasformatori toroidali; avvolgimenti multifilari e un cospicuo numero di Mosfet di potenza sono serrati sullefiancate per mezzo di molle in acciaio. Alla sezione pre e ai filtri crossover sono dedicate le due schede montate ortogonalmente alla piastra madre. Su questi circuitisono saldati i potenziometri montati verticalmente per farli affiorare, attraverso gli opportuni fori, sulla superficie esterna del coperchio superiore dello châssis.

L’insieme dei controlli, in posizione comoda ovvero sul coperchio superiore del telaio, raggruppa, partendo dasinistra, quattro LED di colore diverso che visualizzano il corretto stato operativo dell’ampli:accensione/temperatura elevata/sovraccarico/cortocircuito su altoparlanti. A seguire, livelli e selezione del tipodi filtro per le sezioni A e B e relativi trimmer per determinare la frequenza d’intervento. Nella parte di destratrovano invece posto le regolazioni per la sezione subwoofer e il selettore per la modalità con canali a ponte.