DAC con valvole UY227 | SB-LAB di Bianchini Stefano

Nel maggio del 1927 vedeva la luce una delle primissime valvole a riscaldamento indiretto, inizialmente chiamato YU227 e poi successivamente solo 27 essa è la versione con catodo della 26 che era a riscaldamento diretto, il lavoro per cui fu concepita era quello di demodulatore e preamplificatore audio e fu prodotta con l’intento di avere minori problemi di ronzio indotti dal filamento rispetto la 26. È perfettamente utilizzabile per pilotare una 45 o altre piccole finali dell’epoca. La 27 è il capostipite una lunga serie di piccoli triodi di segnale che alla fine hanno portato alla 6SN7. La disponibilità di questa valvola è ancora molto buona anche nella sua forma a pera.

Anni fà quando cominciai a fare i primi esperimenti che hanno poi portato a nibiru realizzai quello che chiamai “26 audio processor”, una sorta di preamplificatore a guadagno unitario che però non era un buffer, basato sulla 26.

L’intento era quello di dare un pò di tridimensionalità e suono valvolare in più ad una sorgente audio digitale che però usciva già con un segnale abbastanza elevato per pilotare direttamente il finale. Mettere quello che chiamano buffer o più correttamente inseguitore catodico, quindi far passare un segnale attraverso una valvola intrinsecamente retroazionata al 100%, che lavora a guadagno unitario però mi sembrava perfettamente inutile, avevo già intuito che la chiave erano gli elementi reattivi, quindi realizzai una coppia di trasformatori di linea con un’induttanza primaria di 150H circa e un fattore di trasformazione di 7:1, essendo il Mu della 26 di 7 avrei ottenuto che la 26 in un circuito zero feedback amplificava e il trasformatore riabbassava l’ampiezza del segnale a circa quello di partenza, il circuito funzionava ma purtroppo oltre a non aver indovinato l’uso dei condensatori sottovalutai il problema posto dai filamenti delle 26 che richiedono di essere alimentati in corrente continua stabilizzata a 1,5volt con 1A di corrente, pena ronzio… Cercai di dimensionare bene l’alimentazione e il regolatore, il tutto funzionava ma il dissipatore necessario a raffreddare i regolatori della tensione dei filamenti doveva essere molto più grande di quello che montai… dopo 1 ora di funzionamento ci potevi friggere le uova sopra! Oltre a questo l’effetto sonoro ottenuto era quasi inconsistente, si faticava a distinguere la presenza o l’assenza di questo circuito nella catena audio per cui alla fine lo demolii per recuperare i pezzi.

All’inizio di febbraio di quest’anno (2020) iniziai a fare pensieri su quel vecchio progetto cestinato, ricordando anche l’ottima esperienza dell’USB Mini DAC pensai ad unire le 2 cose con una schedina DAC più evoluta, trovai su ebay per circa 30€ questa piccola schedina DAC basata sul sabre 9023P USB asincrono 24bit 96khz.

Quando mi arrivò la provai e già così da sola suonava molto bene, era iniziata la quarantena e non avevo tantissimo lavoro da fare per via dei blocchi, siccome avevo molto materiale a disposizione pensai di avviare il progettino basato questa volta sulla 27, riesumai i 2 trasformatori di linea che avevo fatto per le 26 e montai un circuito volante sul tavolaccio. La 27 ha un mu di 9 mentre il trasformatore divideva per 7 veniva a fagiolo per mettere in atto l’insegnamento di nibiru e fare un micro pelo di NFB locale e avere un buon effetto tridimensionale, la cosa sembrava funzionare bene a orecchio, il tavolaccio mi piaceva anche se non era perfetto, all’analisi strumentale avevo questa risposta in frequenza:

Non tanto il -1,5dB a 10hz ma la risposta in fase in bassa frequenza non era il massimo, mentre il -1dB a 25khz in alto era accettabile, inoltre i miei trasformatori di linea erano grossi e pesanti in quanto realizzati con normali lamierini EI a cristalli orientati.

Siccome volevo costruirmi una cosa TOP e non mi andava di mettermi a cercare nuclei a C (questo dei trasformatori per piccoli segnali è uno dei campi dove effettivamente si ha un vantaggio rispetto gli EI) perchè poi non so se quello che trovavo sarebbe stato di buona qualità, immemore forse dei motivi per cui tanti anni fà comincia ad avvolgere trasformatori e preso da un fiducia provai a comprare una coppia di trasformatori di linea di una famosissima casa produttrice. Era un modello di trasformatore vecchio ma ancora in produzione, l’unico con un rapporto di trasformazione di circa 7:1, quindi l’unico di tale produttore che potevo utilizzare. I datasheet promettevano una risposta in frequenza piatta da 10Hz a 40khz con una DC di 5mA in single ended, quindi sborsai 300€ e aspettai la consegna del pacco. Quando arrivarono li misi a banco per provarli e arrivò la grandissima delusione… 👿

Ottenni una misurazione di -1dB a 9khz, una ciofeca indicibile, forse sbagliavo io, consultai lo stesso produttore per mezzo del rivenditore, feci prove su prove, con diverse valvole in diverse configurazioni di connessione ma niente, nella migliore delle situazioni avevo un -1 a 20khz con un rapporto di trasformazione di 14:1, collegando i secondari in un modo nemmeno contemplato nel datasheet, passai la bellezza di 3 giorni a fare prove, un giorno fino a circa le 2 di notte preso dalla foga di aver gettato 300€ e ributtato prepotentemente ai pensieri di rabbia di tanti anni fà quando compravo robe che non funzionavano come dicevano e dove dichiaravano dati fasulli “tanto i &%£$#* che comprano non sanno misurare niente e vanno a orecchia” … peccato che io non mi volevo certo ascoltare un gamma alta tutta tagliata come fosse un amplificatorino PA della geloso!

Ho rispedito al mittente il pacchetto e ad oggi sto aspettando una risposta sul malfunzionamento, un cambio o il rimborso dei soldi che ho speso. Messa una pietra sopra questa vicenda ho tirato dritto utilizzando i miei trasformatori iniziali… Disponevo di un telaio di legno, non potevo procurarmene un’altro, eravamo in piena pandemia, era tutto chiuso e non lavorava nessuno, qualcosa dentro di mè mi faceva temere che il trasformatore di alimentazione poteva essere troppo vicino, ma i trasformatori di linea dentro erano comunque girati nel verso opposto, schermati da una scatola di ferro… La voglia di fare ha preso il sopravvento…

Il terzo vetro da sinistra non è una valvola ma una lampadina antica fatta per funzionare con 140volt e 15watt di potenza, probabilmente era l’illuminazione del vano giradischi di qualche radio. Alimentata a bassa tensione (20/30volt) era molto bella da vedere, cercavo una certa estetica “industrial” che mi piace molto e ci stava bene ma non volevo che fosse unicamente decorativa ma che avesse qualche scopo nel circuito. Volevo polarizzare le 27 a bias fisso ma non volevo condensatori lungo il segnale audio in mezzo tra il DAC e la valvola, quindi ho creato un regolatore shunt che mi generasse una tensione di 15 volt su cui innalzare il catodi delle 27, quindi ho calcolato il trasformatore e il regolatore per usare questa lampadina come resistenza di shunt. Non ha nessun scopo “sonico” o tecnico, una resistenza da 250ohm 3Watt avrebbe fatto il medesimo lavoro, ma così ho preso 2 piccioni con una fava, la lampadina avrà comunque vita lunga essendo alimentata ad una potenza di soli 3 watt (e ne ho comunque altre).

Sull’alimentazione ho usato una 84 / 6Z4 una piccola raddrizzatrice della stessa epoca delle UY227 anche se ha il bulbo è a duomo, la versione con bulbo a pera “98” è introvabile purtroppo, la 84 invece è abbastanza comune. Può erogare 60mA e sono più che sufficienti per le due 27 che assorbono 5mA cadauna. La 84 è poi la progenitrice della 6X5G/GT che elettricamente sono uguali e hanno solo una diversa zoccolatura.

La raddrizzatrice è seguita da una cella CLC formata da un condensatore doppio Philips NOS da 50+50uF e una induttanza 15S55 da 20H. Il perchè del vecchio condensatore è presto detto: misurato ha una ESR e una fattore di dissipazione che è un decimo rispetto a normali condensatori industriali di pari caratteristiche di capacità e tensione, sicuramente ci saranno condensatori audio grade che si possono comprare per una 20ina di €, ma di questi ne ho una sporta nuovi, ne ho usati tantissimi nei restauri delle radio e so che funzionano perfettamente, sono affidabili con ottime caratteristiche elettriche e ancora vanno in contro alla richiesta estetica che cercavo.

Dopo l’elettrolitico è presente un’ulteriore cella RC con una resistenza da 20ohm e un condensatore carta olio siemens da 2uF, questa era una tecnica usata dal grande Mariani per disaccoppiare l’elettrolitico alle frequenze medio alte e far sentire il carta olio, nella foto sotto si vede il mattoncino argentato.

Montato e finito…

La manopola non è un volume ma solo l’interruttore di accensione. Purtroppo alla prima accensione è successo quel che temevo: il trasformatore di alimentazione induceva un leggero ronzio che si poteva sentire in altoparlante anche se molto basso, quando c’era musica non si notava niente, ma mi irritava comunque. Avrei dovuto usare un telaio più largo per distanziare meglio il trasformatore di alimentazione ma non potevo procurarmelo in situazione di clausura. Se i piccoli trasformatori commerciali avessero funzionato probabilmente non avrei avuto nessun problema, li avrei montati sulla sinistra lontani dal trasformatore di alimentazione. Ho resistito qualche giorno, l’effetto nibiru era presente, però quell’HUMM di sottofondo non lo sopportavo più quindi alla fine ho deciso di scollegare i 2 trasformatori di linea e sostituirli con un circuito CCS come carico anodico e di prelevare il segnale direttamente dalla placca anche se così il guadagno non era più unitario, ma mi bastava abbassare il volume dal finale…

Il CCS contrariamente all’uso di una resistenza pura, non perde tutto l’effetto che si ha con l’uso di una induttanza e probabilmente mantiene più dettaglio sonoro, ho aggiunto 2 trimmerini per regolare il bilanciamento dei 2 canali perchè il tasso di controreazione è ovviamente minimo, come spiegato nel progetto nibiru, e non riesce a pareggiare il livello dei 2 canali. Le UY227 sono valvole quasi centenarie e pretendere il match perfetto mi sembra appunto una pretesa, risolvibile spendendo molti soldi immagino (senza garanzia della durata di questo match poi)… Ma avevo queste 2 in casa, la differenza tra i 2 canali era appena di 0,2dB quindi aggiungere quel trimmerino da 2,2Megaohm per fare un micro aggiustamento non è niente che possa compromettere il buon suono. In definitiva questo DAC “secolare” ha un suono veramente arioso, pulitissimo e brillante, rispetto ad altre mie realizzazioni la gamma acuta e più liscia, forse per via dei condensatori icel sul segnale o forse per il carta olio sull’alimentazione… voglio provare dei carta olio sul segnale, ho anche quelli, ma a suo tempo (devo poi anche lavorare 🙄 ) Quindi anche se resta una scatola con dentro 6 kili di trasformatori di linea scollegati che fa solo estetica mi ritengo ugualmente soddisfatto del risultato, non mancherò in futuro di provare altre cose, probabilmente un parafeed in puro stile nibiru fatto con le mie 18S100, oppure realizzare nuovamente lo stesso progetto distanziando meglio i trasformatori (visto che sul prototipo con le 26 non c’era questo problema).

Ecco qui lo schema premium per chi volesse realizzare il mio circuito, il kit per realizzare questo DAC è composto da un trasformatore di alimentazione e una induttanza, volendo si possono avere i 2 trasformatori di linea SB-LAB ma dovete stare attenti a montarli lontani dal trasformatore di alimentazione di almeno 15 centimetri. Potete usare anche altri DAC o dotarlo di RCA di ingresso per collegarlo a una sorgente esterna, il guadagno del circuito è di 15dB configurato con il CCS o un’induttanza.