Cos'è di preciso un distorsore/overdrive?

[Aleter]

Eccomi qui, provo a scrivere 2 righe. Vi chiedo qualche atto di fede perchè addentrarsi troppo in certi ambiti richiede conoscenze matematiche non troppo facili e soprattutto perchè non sono di certo la persona più indicata a farlo.
Partiamo con la definizione di segnale, immaginiamoci che dalla nostra chitarra esca un'onda sinusoidale di questo tipo:

A è l'ampiezza del segnale, mentre T è il periodo (in secondi), che impiega l'onda per fare un "giro completo". L'inverso del periodo prende il nome di frequenza del segnale.
Ora una sinusoide è un segnale basilare, ma nella realtà i segnali sono ben più complessi (quello della chitarra compreso), tuttavia grazie a quella che si chiama Analisi di Fourier è possibile "ricostruire" un segnale più complesso come somma di sinusoidi a varie frequenze ed ampiezze, ciascuna delle sinusoidi utilizzate per ricostruire un segnale più complesso prende il nome di armonica del segnale.
Prendiamo ora il segnale più complesso da rappresentare che è l'onda quadra

Questa per quanto abbiamo detto sopra è una somma di molte sinusoidi a varie frequenze, e ciascuna di queste sinusoidi è un'armonica dell'onda quadra.
Abbiamo quindi che una serie di sinusoidi sommate in maniera debita produce la ricostruzione dell'onda quadra che possiamo vedere qui:

Tante più sono le armoniche tanto più sarà accurata la ricostruzione dell'onda quadra.
Fatta questa premessa (che spero sia leggibile), passiamo a parlare di overdrive, distorsori a amplificatori, partendo da questi ultimi.
In generale la definizione di amplificatore è quella di un dispositivo elettronico nel nostro caso, in grado di aumentare l'ampiezza A di un segnale di un guadagno G. Perciò se il mio segnale in ingresso avrà ampiezza A1, in uscita dall'amplificatore la sua ampiezza sarà A2, con A2=A1*G. Si badi bene, questa è una definizione generica, valida per ogni tipo di amplificatore, indipendentemente dal fatto che sia a valvole o a stato solido, il guadagno è un termine lineare, il che significa che amplifica il segnale senza distorcerlo (non centra nulla col gain degli amplificatori).
Tuttavia se questa è la teoria poi nella pratica entrano una serie di fattori, per cui in realtà il guadagno non riesce sempre ad amplificare senza distorsione il segnale in ingresso. Questo dipende ad esempio, dall'alimentazione del dispositivo, se il segnale in ingresso ha già una ampiezza troppo elevata e l'alimentazione non è sufficiente l'amplificatore non riesce più ad amplificare il segnale e avviene una distorsione del segnale.
Come avviene questa distorsione: ricordate la sinusoide di prima ? Bene immaginatevi che nella realtà quella sinusoide sia una tensione variabile, che al massimo raggiunge il valore di picco A, che abbiamo definito come ampiezza del segnale.
Se A è troppo grande l'amplificatore distorce, ma come distorce ? Non tutto il segnale ha una ampiezza troppo grande per far "sballare" l'amplificatore, solo la zona attorno al picco sarà probabilmente fuori dal suo range. Questo comporta che parte del segnale sarà amplificata correttamente, mentre una parte no perchè fuori scala dell'amplificatore.
Quando accade ciò, la parte che è fuori dal range viene letteralmente tagliata via, in altre parole si ha quello che si dice clipping del segnale, una parte ne viene rasata via e l'uscita dalla sinunosoide che avevamo in ingresso è questo segnale qui:

Il segnale in uscita ci ricorda un'altro segnale che abbiamo già visto: l'onda quadra !
Ma abbiamo detto che l'onda quadra è data dalla somma di molte armoniche, mentre la sinusoide ha una sola armonica. Ecco quindi spiegato il fenomeno della distorsione che tanto piace a noi chitarristi.
Ora la sinusoide di base è comunque sempre presente e la sua frequenza, è detta la fondamentale del segnale (ad esempio la frequenza di un LA è 440Hz). Tutte le armoniche che vengono prodotte, saranno tendenzialmente multipli della fondamentale.
Su questa considerazione entrano in gioco tutti i vari esoterismi su valvole e affini, per vari motivi infatti le armoniche di ordine pari tendono ad essere più gradevoli di quelle di ordine dispari, tuttavia non è in assoluto vero che le valvole ne producono solo di ordine pari (i Pentodi ad esempio ne producono anche del terzo ordine, mentre i transistor polarizzati in un certo modo ne producono tranquillamente del secondo).
Detto ciò chiariamo anche che il flusso di elettroni con questo fenomeno di saturazione e distorsione non c'entra, il flusso di elettroni di un segnale distorto non è detto sia maggiore, questo perchè comunque quando l'amplificatore è in saturazione non può andare oltre.
Il flusso di elettroni (e quindi di corrente), è legato alla potenza dell'amplificatore e alla sua struttura.
Ultima cosa il funzionamento di overdrive e distorsori. Capito che cosa è la distorsione, esistono una serie di trucchetti per ottenerla senza mandare in saturazione circuiti molto complessi.
Quello che fa un overdrive è proprio questo, distorcere lievemente il segnale, creando una distorsione lieve, mentre un distorsore clippa in maniera molto più "forte" il segnale producendo una distorsione molto più pronunciata.
Quindi occhio che in realtà distorsori e overdrive distorcono di loro il segnale, quando poi questo va all'amplificatore si può aggiungere una ulteriore distorsione prodotta da quest'ultimo.
Per mandare in saturazione un amplificatore, può bastare il segnale dei pickup (pensiamo ad un pickup con output particolarmente alto), o ad un booster. Quello che ci piace degli OD è che aggiungono all'effetto di saturazione dell'amplificatore, parte della loro distorsione, che in base al circuito avrà particolarità ben definite (pensiamo al classicissimo e riconoscibilissimo TubeScreamer).
Questo è moolto in sintesi quello che avviene negli amplificatori e che caratterizza il suono dei nostri pedali combinati con l'amplificatore.
Quelli da HiFi distorcono pure loro, ma sono pensati per farlo con molta più difficoltà, e adottano molti stratagemmi per ridurre al minimo gli effetti della distorsione (questo con buona pace dei fissati per le valvole), comprese circuitazioni molto particolari come ad esempio sistemi senza trasformatore d'uscita, ma questo esula e quindi lascere fuori gli HiFi dal discorso.

[Elliott]

Grande...immenso Aleter 

[Max Maz]

  man 

[Moreno Viola]

Grandissimo Aleter! 

Sottolineo che una trattazione così dettagliata (al di la dei dovuti "atti di fede"  ) e ben espressa non si trova tanto facilmente. 

[aleroc]

Non ci ho capito molto perché mi mancano le basi, però le idee un po' più chiare ora le ho, grazie mille.

[aleroc]

ah, ma le valvole producono un maggior numero di armoniche pari rispetto ai transistor?

[Aleter]

Mi spiace, se hai dubbi chiedi pure per quanto possibile proverò a chiarirteli. Ho certato di fare una trattazione più basilare possibile, ma che cercasse di esprimere tutti i concetti fondamentali dietro a questo fenomeno.
Il numero di armoniche prodotte non dipende dal dispositivo, semmai quello può influenzare quali sono le armoniche prodotte. Ma la quantità dipende da quanto è in saturazione il dispositivo, tanto più l'onda è squadrata e clippata (e quindi vicina all'onda quadra), tante più saranno le armoniche prodotte.

[aleroc]

Mi spiace, se hai dubbi chiedi pure per quanto possibile proverò a chiarirteli. Ho certato di fare una trattazione più basilare possibile, ma che cercasse di esprimere tutti i concetti fondamentali dietro a questo fenomeno.
Il numero di armoniche prodotte non dipende dal dispositivo, semmai quello può influenzare quali sono le armoniche prodotte. Ma la quantità dipende da quanto è in saturazione il dispositivo, tanto più l'onda è squadrata e clippata (e quindi vicina all'onda quadra), tante più saranno le armoniche prodotte.

a parità di saturazione quindi un valvolare produce una percentuale maggiore di armoniche pari rispetto a un transistor o sono leggende?

per esempio non ho capito cosa vuol dire che la frequenza è l'inverso del tempo.

Grazie mille ancora il fatto è che sono proprio scarso in matematica

[Sebastian]

  aleter

Hai ragione sul flusso di elettroni mi son confuso coi mixer  errore gravissimo starò più attento

[Aleter]

Per quello che sto per risponderti rischio il linciaggio, ma dal punto di vista elettrico/elettronico sono leggende. I transistor polarizzati in un certo modo possono avere una risposta molto simile alle valvole, mentre le valvole non sempre producono armoniche piacevoli. Entrano qui in gioco poi anche altri fattori di psicoacustica in cui però non so addentrarmi e quindi lascio eventualmente la parola ad altri.
Per quello che riguarda frequenza e periodo sono semplici definizioni matematiche, l'inverso del tempo impiegato dal segnale per fare un ciclo completo è definito come la frequenza del segnale stesso, la frequenza è misurata in Hz. Appena posso metto un paio di disegni che spiegano meglio la cosa in caso.

[Max Maz]

Mi hanno insegnato che l'ignoranza va risolta informandosi ed ascoltando il più possibile, ma tu giovin virgulto lo sai cosa rischi scrivendo:

Per quello che sto per risponderti rischio il linciaggio, ma dal punto di vista elettrico/elettronico sono leggende.

Grande Aleter, vai tranquillo ... .siamo su Jamble.   

[Elliott]

Per quello che sto per risponderti rischio il linciaggio, ma dal punto di vista elettrico/elettronico sono leggende. I transistor polarizzati in un certo modo possono avere una risposta molto simile alle valvole, mentre le valvole non sempre producono armoniche piacevoli. .

[Max Maz]

Per quello che sto per risponderti rischio il linciaggio, ma dal punto di vista elettrico/elettronico sono leggende. I transistor polarizzati in un certo modo possono avere una risposta molto simile alle valvole, mentre le valvole non sempre producono armoniche piacevoli. .

Come se non sapessimo che appena arriverà il tuo singleman comincerai a decantare e tessere le lodi delle calde valvole.....   

[Elliott]

Eh ma io esulto perché nella configurazione abitativa attuale,  non potrò mai ospitare un valvolare dunque, prendo con entusiasmo  ogni buona novella pro transistor

[zap]

Per quello che sto per risponderti rischio il linciaggio, ma dal punto di vista elettrico/elettronico sono leggende. I transistor polarizzati in un certo modo possono avere una risposta molto simile alle valvole

Fino a pochi mesi fà ero più integralista Aleter,invece ora fruisco della mia attrezzatura in modo assolutamente libero da preconcetti.
Ci sono differenze,almeno da quello che percepiscono le mie orecchie e la certezza riguarda solo per la mia roba,tra preamplificazione a valvole oppure a transistor,ma succede che un giorno preferisco una ed un giorno l'altra,oppure in base a quello che stò suonando e come lo stò suonando.
A volte il mio ampli lo uso solo come finale di potenza,delegando ai transistor la preparazione del segnale,però...manca quella pastosità del suono preamplificato a valvole,non sono riuscito a ricrearlo con i transistor tramite equalizzazioni.
La differenza si sente,la psicoacustica esiste...ma non credo nel mio caso e spero che tutte le esperienze riportate nel topic possano chiarire in parte i dubbi di Aleroc.