Il catalogo Hirtel per l'anno 1962,  il più antico finora noto,  eredita a suo modo l'impostazione scientifica e divulgativa dei Bollettini Tecnici Geloso.   In esso è quindi presentata con gran copia di dettagli tecnici e schemi applicativi l'invenzione di un circuito innovativo,  battezzato "Highline" e legato a doppio nodo all'impiego di due trasformatori d'uscita di tipo speciale,  che sarebbe stato oggetto di brevetto.
E' ben noto che la Hirtel fu un'azienda dinamica e sempre tesa all'innovazione dei propri prodotti,  ma fino a che punto una ditta così piccola poté sviluppare con le proprie risorse delle idee originali in anticipo sull'agguerritissima concorrenza,  soprattutto americana,  e addirittura proteggerle registrandole?   Il circuito Highline fu veramente una novità,  o fu più semplicemente una rielaborazione di idee precedenti?   O fu addirittura solo un banale richiamo pubblicitario con nulla di concreto alle spalle?

Abbiamo chiesto in merito l'opinione di due cultori della materia di indubbia preparazione tecnica:   Emilio Ciardiello,  elettrotecnico partenopeo con decenni di esperienza alle spalle nonché redattore del Radiomuseum Stiftung di Lucerna,  e Pier Paolo Ferrari,  giornalista ideatore della rubrica Gold Classic sulla rivista Stereo Hi-Fi,  collaboratore di Audion e attualmente articolista stabile della celeberrima rivista specializzata Suono,  per la quale cura due rubriche fisse.   Entrambi hanno generosamente risposto alle nostre domande con scritti che,  per spessore tecnico,  hanno valore di saggio.   Emerge dalle loro parole un quadro assai lusinghiero della Hirtel e dei suoi prodotti.

Marco Gilardetti   
Torino, aprile 2010 

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Per l'inserimento come voce bibliografica:
Ciardiello E., Ferrari P.P.: Il circuito Hirtel Highline.
Semplicità ed ingegnosità d'un brevetto della esordiente azienda torinese.
Museo Virtuale Hirtel (su web). Torino, aprile 2010.

MVH:   Emilio,  dopo aver preso visione degli schemi applicativi del circuito Highline,  cosa può dirci in merito alla sua originalità,  e quali risultati qualitativi si possono prevedibilmente trarre da esso?

Emilio Ciardiello:   ho dato un'occhiata ai circuiti ricevuti e sono rimasto piacevolmente sorpreso per la semplicità e l'ingegnosità delle soluzioni adottate.
I circuiti Highline proposti dalla Hirtel per l'impiego dei suoi trasformatori HRT/202 ed HRT/204 non sono in assoluto una novità.   Si tratta di amplificatori nei quali il pentodo finale è fatto lavorare in modo "ultra-lineare",  con reazione negativa tramite la griglia schermo alimentata da una presa sul primario del trasformatore d'uscita e caratteristiche che si avvicinano a quelle di un triodo.   Tale tipo di impiego ha il vantaggio di contenere la distorsione quando si raggiungono i livelli di potenza più elevata.   Come detto,  l'impiego di circuiti ultra-lineari era noto da tempo,  ma ricordo di averlo sempre incontrato in amplificatori di classe elevata con uscita in push-pull:   io stesso ne uso uno simile autocostruito.   E' decisamente inconsueto vedere tale tipo di funzionamento in amplificatori di piccola potenza,  come quelli proposti dalla Hirtel.

In genere,  difatti,  in amplificatorini mono o bivalvolari si tendeva a prediligere la massima potenza,  accettando come contropartita una certa distorsione.   In entrambi gli amplificatori Highline invece sono utilizzati due anelli di reazione:   alla reazione sul pentodo finale,  derivante dal collegamento di alimentazione della griglia schermo,  si aggiunge un secondo anello,  dal secondario del trasformatore d'uscita al triodo pilota.   Tale configurazione certamente garantisce un'ottima linearità ad ogni livello d'ascolto.   Probabilmente la presa per il collegamento alla griglia schermo era intorno al 20% del primario.   Sarebbe interessante fare una prova con un trasformatore d'uscita di tipo universale,  di quelli con più prese sul primario.   La polarizzazione fissa di griglia può anche essere sostituita con un circuito di autopolarizzazione sul catodo del pentodo.   Decisamente varrebbe la pena provare questi circuitini,  magari collegandoli a diffusori ad alta efficienza,  come dei bass-reflex piatti a parete.

MVH:   Riguardo all'esistenza di un brevetto,  ritiene possibile che il circuito Highline fosse stato effettivamente brevettato?   E in particolare qual è,  o quali sono,  i  dettagli innovativi e meritevoli di registrazione?

Emilio Ciardiello:   per quanto riguarda l'esistenza di brevetti,  si possono fare diverse ipotesi,  tenuto presente che il circuito ultralineare era certamente già noto nei primi anni '50,  essendo trattato,  tra l'altro,  nel Radiotron Designer's Handbook,  1953.
La prima ipotesi consiste nella mera pubblicizzazione dell'esistenza di brevetti altrui sui circuiti Hirtel,  e la ritengo poco probabile.
In seconda ipotesi,  poiché in Italia non esisteva alcun controllo preventivo sulla brevettabilità,  è possibile che sia stata depositata domanda di brevetto sui circuiti completi.   La pratica era diffusa per proteggersi in qualche modo da copie e poteva funzionare finché si restava nell'anonimato del piccolo mercato italiano.

La terza ipotesi,  secondo me la più corretta,  almeno dal punto di vista della protezione industriale,  è quella del deposito di un modello di utilità sui gruppi HRT/202 ed HRT/204,  ciascuno con due trasformatori d'uscita con presa per griglia schermo,  visti come dei componenti innovativi.
Si tratta,  lo ribadisco,  solo di ipotesi.   Personalmente,  al posto dell'ingegner Lo Martire,  avrei optato per la terza.

MVH:   Pier Paolo,  giriamo anche a lei la stessa domanda rivolta ad Emilio Ciardiello:   cosa può dirci in merito all' originalità del circuito Highline,  e quali risultati qualitativi sono stati tratti da esso?

Pier Paolo Ferrari:   ritengo che effettivamente,  all’inizio degli anni sessanta,  la ditta torinese Hirtel abbia progettato un circuito a valvole innovativo da impiegare su amplificatori di piccola potenza.   L’esigenza nasceva dal fatto che non tutti gli appassionati potevano permettersi apparecchi hi-fi costosi,  anche perché la neonata stereofonia imponeva di raddoppiare praticamente i componenti dell’impianto audio con un evidente innalzamento dei costi.   Se fino al 1958,  infatti,  si ascoltavano le registrazioni in maniera monofonica con un solo amplificatore ed un solo diffusore,  dopo l’avvento della stereofonia le incisioni a due canali dovevano comprendere una testina fonografica che leggesse i due solchi dei dischi,  più un amplificatore stereofonico che comprendesse due distinti canali e due diffusori,  sinistro e destro.

Per contenere i prezzi degli apparecchi hi-fi,  molte ditte si adoperarono per costruire sistemi amplificatori integrati che impiegassero poche valvole e pochi componenti e che potessero restituire però ugualmente contenuti di qualità.   Un esempio di circuito storico che fu progettato nell’agosto del 1957 dalla famosa Mullard è stato lo Starvation,  denominato anche 3+3 Quality Amplifier,  che utilizzava solamente tre valvole e che poteva offrire una potenza di 3 Watt per canale.   Questo circuito diede l’impulso a molti autocostruttori per assemblare i loro primi amplificatori ben suonanti a basso costo,  ed anche io nei primi anni sessanta ne realizzai alcune versioni ottenendo una qualità di ascolto molto buona.
La Hirtel,  qualche anno dopo,  ideò un circuito simile (ma non uguale) che utilizzava solamente tre tubi elettronici impiegando un doppio triodo ECC83 e due triodi-pentodi ECL82.   Il risultato fu un delizioso quanto efficace amplificatore a due canali integrato,  quindi con controlli di tono incorporati,  cui diede il nome di Junior Stereo 3+3.   Questo amplificatore venne commercializzato nel 1960 ed ebbe all’epoca un ottimo successo presso gli appassionati per le sue doti di alta qualità e linearità di riproduzione.   Il circuito adottato sul Junior Stereo 3+3,  chiamato "Highline",  per ottenere performance di alto livello doveva essere applicato unitamente ai particolari trasformatori di uscita HRT-202 ed HRT-204,  sostanzialmente simili nella loro costruzione detta potted,  cioè due unità racchiuse dentro uno stesso contenitore metallico.   Questi trasformatori furono studiati dalla Hirtel esclusivamente per essere utilizzati con un solo tubo finale di potenza.
Come sottolineato dalla Casa torinese,  il particolare trasformatore poteva essere impiegato anche in circuiti convenzionali,  con una sola valvola nello stadio di uscita,  ottenendo comunque buoni risultati,  ma era solamente attraverso l’originale circuito Highline che esso era in grado di offrire notevoli responsi sonori.   I circuiti Highline erano previsti per l’utilizzo della valvola triodo-pentodo ECL82 (con T.U. HRT-202 ) e per il pentodo di potenza EL84 (con T.U. HRT-204 ) e progettualmente erano identici nello schema elettrico.
In tutti gli anni cinquanta chi si era cimentato nella costruzione di amplificatori con un solo tubo di uscita aveva incontrato grosse difficoltà nell’ottenere una riproduzione ad alta fedeltà per via di una potenza di uscita ridotta accompagnata da una distorsione armonica alta ed una banda passante (risposta in frequenza) alquanto limitata.   Non si era infatti potuto estendere tale risposta in frequenza al di là della soglia critica dei fatidici 80 Hz – 10000 Hz attraverso l’applicazione di una controreazione stabile che non innescasse variazioni ed oscillazioni ad alta frequenza.   Utilizzando un solo tubo finale di potenza anziché il classico controfase o push-pull con due valvole,  le difficoltà diventavano evidenti e di difficile soluzione.   Sebbene si potesse controreazionare uno stadio di uscita ed avere un effetto quantitativo,  cioè una banda audio decente,  tuttavia non si produceva quello qualitativo perché la valvola finale raggiungeva tranquillamente distorsioni,  alle frequenze estreme,  dell’ordine dello 8-10%.   Fino ad allora solamente la Mullard era riuscita,  come detto poco sopra,  nell’intento di costruire l’amplificatore Starvation che offriva un’ottima qualità di riproduzione;   la Hirtel quindi si adoperò in maniera efficace per risolvere i vari problemi percorrendo una strada diversa ed innovativa allo stesso tempo.   Il risultato furono appunto i circuiti Highline abbinati all’esclusivo trasformatore di uscita in grado di allargare la banda passante dai 20 Hz fino ai 18000 Hz!

Il punto di forza del circuito Highline risiede nello stadio di uscita e cioè riguarda il triodo pilota,  il pentodo finale di potenza e non di meno la particolare costruzione del trasformatore di uscita,  in stretta simbiosi gli uni con l’altro.   In realtà i circuiti Highline sono due,  identici fra loro,  con la sola variante che in uno la Hirtel impiega le sezioni triodo e pentodo della valvola ECL82 e nell’altro una sezione del doppio-triodo ECC83 ed un pentodo di potenza EL84.   Anche i trasformatori di uscita,  siglati HRT-202 e HRT-204,  sono sostanzialmente identici e,  nella versione stereofonica che può essere assemblata,  essi sono contenuti nell’originale involucro metallico prodotto dalla Hirtel.   Nella prima versione con la valvola ECL82 si può ottenere una potenza di uscita massima di 3 Watt con distorsione armonica non superiore allo 1,3% e impedenza primaria del T.U. del valore di 5000 Ohm;   nella seconda versione con la valvola EL84 si ha un incremento della potenza massima a 4,2 Watt con distorsione armonica non superiore allo 1,5% ed un’impedenza primaria del valore di 5500 Ohm.   Entrambi i circuiti,  stando ai dati di catalogo,  permettono di arrivare ad una risposta lineare in frequenza da 20 Hz fino a 18000 Hz entro ± 1 dB.   Come si nota,  una banda passante che rispetta pienamente i requisiti dell'alta fedeltà.
Entrando nei particolari dello schema elettrico possiamo dire che il circuito prevede un’applicazione in configurazione ultralineare della valvola finale di potenza;   configurazione non classica però perché non sono previste due prese intermedie sul primario del trasformatore di uscita come avviene negli schemi ultralineari con due valvole in push-pull (vedi circuito ultralineare brevettato nel 1951 da Hafler e Keroes).   Tale configurazione pseudo-ultralineare si ottiene per mezzo del collegamento della griglia schermo del tubo finale di potenza al punto centrale del primario del trasformatore d'uscita.   Il pentodo (sia nel senso della ECL82 che della EL84) presenta perciò un’amplificazione ultralineare e lavora attraverso una tensione di alimentazione della sua griglia schermo direttamente prelevata dal punto centrale del trasformatore che a sua volta viene alimentato dalla tensione continua di +200 Volt filtrata dal ponte di diodi raddrizzatore.     Da notare il collegamento "a massa" del catodo del tubo finale e la polarizzazione fissa di -15 Volt della sua griglia controllo per mezzo di una tensione negativa ottenuta con un apposito filtro RC e diodo.

E’ opportuno sottolineare quindi la peculiarità del circuito Highline perché,  mentre nei circuiti convenzionali ed anche in quello famoso dello Starvation-Mullard,  la griglia schermo del tubo finale di potenza viene sempre collegata al capo finale del T.U. (mentre l’altro capo è direttamente inserito nel suo anodo),  in questo punto esso "subisce" una sorta di prima controreazione a tutto vantaggio della linearità di risposta.   Inoltre il segnale presente sulla griglia schermo viene ulteriormente rimandato,  tramite la resistenza del valore di 220 KOhm,  alla placca della sezione triodo pilota (sia con la valvola ECL82 e sia con la sezione triodo della valvola ECC83) subendo una seconda controreazione definitiva.   Da ultima è presente la controreazione negativa classica vera e propria,  che è ottenuta per mezzo della resistenza di 27 KOhm tra l’avvolgimento secondario del T.U. ed il catodo della sezione triodo del tubo pilota.   In questo caso viene applicato un forte tasso di controreazione che riduce in maniera considerevole la potenza di uscita del pentodo finale che si attesta a quella prevista dal costruttore favorendo non poco le eccellenti caratteristiche di risposta in frequenza e di bassa distorsione armonica totale,  molto simili a quelle che si possono ricavare da un push-pull classico con due valvole di potenza.
I vantaggi di una configurazione ultralineare,  o pseudo-ultralineare come in questo circuito,  sono evidenti perché si sommano le caratteristiche di un funzionamento "a pentodo" con quelle di uno "a triodo" del punto di lavoro della valvola di potenza,  ottenendo in tal modo una minore potenza di uscita ed una maggiore linearità di risposta.

MVH:   Riguardo all'esistenza di un brevetto,  ritiene possibile che il circuito Highline fosse stato effettivamente brevettato?

Pier Paolo Ferrari:   ritengo che la Hirtel lo avesse registrato davvero.   Chiaramente non ho la certezza ma all'epoca ricordo che alcuni miei amici,  più adulti e competenti di me,  parlavano spesso dei circuiti Hirtel e degli apparecchi a valvole della Casa.   Lo staff tecnico Hirtel era molto preparato e competente,  e le innovazioni prodotte,  specialmente quelle sullo studio dei circuiti,  venivano registrate e pubblicizzate proprio per distinguersi dagli altri costruttori.