Granny 27 – Preamplificatore DAC con valvole UY227

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.

Altre foto del mio montaggio

Una qualche strumentale…Qui sotto l’analisi di spettro del DAC sabre 9023P da solo, che mostra una distorsione praticamente nulla:

Questo invece è lo spettro del circuito con la UY227 portato a un’ampiezza d’uscita di 30Vpp, mostra una distorsione dello 0,18%…

La banda passante del circuito con la UY227 caricata con il CCS 10Hz 0db – 40khz -1dB…

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Pioneer N50 – Modifica con stadio d’uscita valvolare

“R” Dopo aver letto l’articolo sull’USB mini DAC mi ha chiesto se si poteva fare una cosa simile sul suo Pioneer N50 usando qualche valvola che aveva a disposizione, studiati gli spazi a disposizione gli ho realizzato uno schema premium con 4 simpatiche valvolette in sub miniatura su zoccolo a 7 pin, il circuito è un semplice SRPP formato da un pentodino 6CB6 nella parte bassa e un triodo 6AF4 nella parte alta. Il circuito fornisce un guadagno di circa 11dB che abbinato a questo dac gli dona un segnale di uscita di ben 9Vpp (3,2Vrms) con una distorsione volutamente non troppo bassa per donare un pò di suono valvolare all’apparecchio. Qui sotto lo schema premium:

Il circuito è dotato di un filtro ricostruttore sull’ingresso che ha lo scopo di eliminare la scalettatura del segnale che esce dal DAC e un trimmer per il bilanciamento del livello di uscita dei 2 canali in quanto il circuito stesso è privo di feedback quindi anche se le valvole sono selezionate i 2 volumi non saranno mai perfettamente uguali. C’è anche un temporizzatore che tiene muta l’uscita finchè le valvole non si sono scaldate in modo da dare il tempo al condensatore di disaccoppiamento di caricarsi senza creare problemi a qualsiasi cosa ci sia collegata all’uscita. La modifica non comoda da fare ma non impossibile, la prima cosa è eliminare il trasformatore che sta sulla destra, dietro al display, che alimenta la scheda del convertitore D/A e sostituirlo con un nuovo trasformatore che oltre ad alimentare questa scheda fornisca anche le alimentazioni aggiuntive necessarie al circuito valvolare. Vediamo come “R” ha proceduto alla sua modifica…

Innanzitutto ha smontato la scheda che ospita il DAC, scollegato il convertitore dagli operazionali e dissaldato completamente i connettori RCA dallo stampato.

 Quindi ha fatto 2 fori sul PCB per poter portare fuori il segnale che esce dal DAC con 2 coassiali schermati, una colata di colla a caldo è l’idea per evitare di strappare questi fili nelle operazioni successive.

Si è procurato dei distanziali in plastica e ritagliato una 1000 fori ha iniziato a montare il circuito che sostituirà gli operazionali. Sulla destra si vede montata una piastrina con un circuito survoltore che mi serve per ottenere 180volt in corrente continua. Utilizzare un’alimentazione tradizionale diventava scomodo se non impraticabile in questi spazi, quindi ho deciso per un circuito booster che elevasse i 12volt continui (che uso anche per altre cose). Ho dedicato molta attenzione a questo circuito per ottimizzarlo e filtrare TOTALMENTE ogni sorta di disturbo che potesse emettere. Lo stadio di uscita di questo booster è un filtro CLC con una minuscola induttanza telefonica da 1H che elimina completamente i disturbi che sono comunque a 500khz, se avessi dovuto operare a 50hz con un circuito classico sarebbe stato ben più difficoltoso realizzare un filtraggio così efficace in così poco spazio perchè sarebbero servite induttanza di valore molto maggiore.

Le valvole scelte si adattavano bene a lavorare con una tensione non troppo alta mantenendo comunque una corrente di regime di almeno 5mA, e suonano benissimo nonostante tante persone diffidino sempre delle valvole che non conoscono, l’unica attenzione va posta sulle 6CB6: vanno selezionate quelle non microfoniche invece con la 6AF4 non ci sono grossi problemi.

Voglio approfondire un pò questo discorso: in questo caso si ha a disposizione una tensione anodica di 240volt per diversi motivi uno dei quali era dover realizzare un trasformare che restasse entro il profilo dell’apparecchio (diversamente non si sarebbe potuto montarlo), volevo realizzare un SRPP per avere una bassa impedenza d’uscita e volevo anche, per lo stesso motivo, che in questo SRPP potesse circolare una corrente minima di 5mA. C’era bisogno di guadagnare molto in tensione perchè il segnale che esce dal DAC è basso e qui la nacessità del pentodo. Lo schizzinoso scegliesse una ECC82, la 6CG7, la 6SN7 o una ECC88  simile la per esempio si troverebbe con questo problema: Il punto di lavoro sarebbe quello dell’immagine qui sotto, chiunque con un minimo di pratica nella progettazione capisce che crea un problema di accettazione, cioè c’è pochissimo margine di movimento che la valvola arriverebbe al clipping quasi immediatamente. Così polarizzata non può rendere di certo il meglio di sè oltre ai problemi di erogazione di corrente su carichi a bassa impedenza.

Dopo qualche ricerca ho scovato questa 6AF4, vediamo come sono le sue curve e dove finirebbe il punto di lavoro, decisamente più “dentro” e con maggiore spazio di swing sia in tensione che in corrente:

Quindi in conclusione non disprezzate le valvole che non conoscete, non suonano male solo perchè le conoscono in pochi… negli anni 90 sputavano anche sulle 2A3 biplacca della fivre e adesso si mordono a vicenda per averle… Ogni valvola ha le sue caratteristiche e in base a queste caratteristiche andrebbero scelte di volta in volta a seconda di quello che si deve fare e non in base alla moda, in base alla moda si finisce solo per far compromessi tecnici a discapito del suono che non sarà di certo migliore solo perchè state usando una valvola famosa.

Circuito finito…

Piccola info: questo DAC connesso in USB viene riconosciuto nativamente da sistemi Linux senza installare nulla (come praticamente tutto ormai su Linux) mentre con Windows 10 ancora bisogna installare driver. Qualcuno ha avuto però problemi di blocchi delle porte USB del PC causati dal fatto che l’apparecchio non è connesso a terra “di fabbrica”, se dovesse capitarvi che si sconnette o tutto quello che è collegato in USB al computer smette di funzionare provare a collegare a terra l’apparecchio, potreste risolvere tutti i problemi. Qui sotto lo spettro distorsioni del circuito mentre il DAC si sta mandando una sinusoide via software dal PC, livello di uscita a 8Vpp THD totale 2,1%

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Banda passante di un amplificatore – Come realizzare correttamente un’amplificatore sfruttando trasformatori SB-LAB

Può interessarti il progetto dello stesso amplificatore ma con diodi invece che valvola raddrizzatrice? clicca qui…

Questo articolo parla della banda passante di un’amplificatore ed è correlato con quest’altro articolo che parla in modo specifico della banda passante di un trasformatore, per leggerlo clicca questo link.

Il caso: Hashimoto KT88 UL Push Pull Riprogettati

Correva l’anno 2017 che pubblicavo nella sezione “i lavori dei lettori” questo breve articoletto sulla realizzazione di un cliente che aveva acquistato da me un set di trasformatori, il titolo di quell’articolo era “Monofonici KT88 di Fabrizio”. Qui sotto, separata dalle linee, la pagina originale.


Pubblico le foto dei monofonici realizzati da fabrizio con i trasformatori SB-LAB

Ciao Stefano come promesso ti invio le immagini ed alcuni dati tecnici dei due monofonici costruiti sulla base dei trasformatori comperati da te. Le misure non sono forse da campionato come quelle dei tuoi stupendi Allbireo, comunque sono apparecchi stabili e davvero ben suonanti. Poteva essere sfruttato meglio il tuo TU ? Sicuramente si, ma le scelte circuitali adottate e la messa a punto effettuata in seguito hanno portato a questo:

Le valvole usate sono: una EF86 in ingresso, alla quale segue in accoppiamento diretto la sfasatrice 12AU7, il circuito sfasatore utilizzato: un long tail pair, finali KT88. Nella sezione di alimentazione  è stata usata inizialmente una 54UG sostituita poi nella versione finale da una GZ 34.

Dati Tecnici misurati a 50watt RMS (potenza ottimale):
Alimentazione 460Vcc – BIAS 50mA
Distorsione armonica : 1Khz-50W  0,22%
Distorsione armonica : 60hz-50W  0,8%
Distorsione armonica : 10Khz-50W  1,2%

Banda Passante 50w:
+0,5db a 20Hz
-3db a 50KHz
NFB : 15db

Sensibilità d’ingresso: 0,5V 1Khz
Impedenza d’ingresso: 100Kohm
Rapporto segnale rumore: 102db


Quest’anno (2020) ricevo questa email:

Ciao Stefano sono ***, posseggo due mono PP KT88 costruiti usando i tuoi TU, TA e Induttanze. Il lavoro è stato pubblicato nella rubrica “i lavori dei lettori” nel tuo sito con il titolo “Monofonici kt88 di Fabrizio”.

Vengo al dunque, al tempo quando ti inviai le foto e lo schema elettrico dei monofonici tu molto gentilmente mi suggeristi tramite email una serie di valide e possibili modifiche da mettere in pratica sul circuito per ottenere un miglioramento delle misure e delle qualità sonore degli amplificatori. Siccome io non mi ritengo un tecnico ma riesco ad apprezzare (molto) le tue argomentazioni tecniche e il tuo modo di concepire l’hi-fi, se accetti di darmi istruzioni mi piacerebbe modificare i due monofonici secondo le tue indicazioni.

Potrei anche accontentarmi di come suonano attualmente: molto ricchi, abbastanza dettagliati, pieni di bassi e “caldi” anche troppo “caldi e pastosi” per i miei gusti. Visto che mi piacciono le cose ottimizzate al meglio e considerato che ci sono margini di miglioramento vorrei attuare le modifiche da te consigliate o quelle che riterrai più opportune apportare.

Ho già parlato della banda passante di un trasformatore ma era diverso tempo che mi ripromettevo di parlare della banda passante di un circuito, questo è un’argomento abbastanza complesso e l’occasione ideale è quella in cui posso prendere un’oggetto fisico come esempio, di cui ho acquisito i dati strumentali per rendere chiara la questione a chi legge: Ossia quando prendete uno schema da internet e lo realizzate con i miei trasformatori o con qualsiasi altro trasformatore che non sia quello preciso attorno cui quello schema elettrico è stato costruito e messo a punto. Non potete NON modificare qualcosa! In breve uno schema preso su internet DEVE sempre essere modificato quando lo si realizza! sempre che non lo si monti usando gli esatti trasformatori per cui quello schema è stato concepito. Iniziamo a prendere in esame i monofonici di Fabrizio come esempio per capire meglio la questione, qui sotto lo schema (di cui sconsiglio la realizzazione) ho evidenziato in rosso i 4 punti più problematici dello schema…

Questo schema in realtà deriva a sua volta da uno schema hashimoto di cui potete trovare l’articolo completo a questo indirizzo…

Ma nemmeno lo schema hashimoto è originale, deriva a sua volta da qualche vecchissimo schema Leak risalente alla fine degli anni 50, nell’immagine qui sotto lo schema del Leak TL25 in cui si possono notare parecchie somiglianze (tutti gli schemi Leak usavano questa stessa impostazione di massima, cambiando valvole finali e sfasatrice, mentre la EF86 era onnipresente e in linea di massima era tutti somiglianti, non so hashimoto da quale abbia copiato di preciso)…

Ora veniamo al problema che è capitato a Fabrizio che cercava un suono moderno, frizzante, brillante, arioso, pulito e ha visto nei miei trasformatori la strada per ottenere questo scopo, ma quando ha montato il suo clone leak si è trovato un’amplificatore caldissimo e impastato con un suono anni 50… Nel mondo degli autocostruttori continua a vigere la credenza secondo cui un singolo componente possa determinare un certo risultato sonoro quindi la valvola X suona così, la valvola Y suona cosà … stessa cosa per trasformatori, condensatori… Un ragionamento che molti fanno e che rasenterebbe la magia… qualsiasi cosa monti un certa valvola o altro pezzo che interessa all’osservatore allora avrebbe una determinata caratteristica sonora… se metto un volante ferrari su un pandino non ottengo.. se capito no?

Ma come sempre la realtà è ben più complessa degli stereotipi che si creano le persone nel proprio immaginario, il risultato sonoro di un’amplificatore è dovuto a tutto l’insieme di tutti i componenti con cui è costruito e di come li si fa lavorare assieme. Molti affermano che le KT88 siano valvole dal suono pastoso e dai bassi gonfi mentre le 300B valvole dal suono brillante e con tanto “palcoscenico” e blablae tanti luoghi comuni… bhe la realtà è che “io” ho fatto suonare KT88 (o altre valvole TV di basso costo) brillanti, aperte e con i bassi controllati e ho sentito tanti 300B costruiti ad “ammenicolo di canide” che suonavamo mosci e chiusi… inascoltabili… “e ma c’è la 300B!” frega niente! è costruito male e fa schifo lo stesso anche si ci metti 2 valvole da 1800€ l’una!

Tornando al progetto di Fabrizio la causa principale del risultato sonoro che ha ottenuto è dovuto all’aver usato uno schema anni 50 senza avervi apportato le giuste modifiche, si perchè il risultato non dipende solo dalla valvola, non dipende solo dal trasformatore, ma dipende dall’insieme di tutto e dallo schema elettrico utilizzato, quindi riprendiamo lo schema elettrico in questione ed analizziamo quelli che io ho individuato come problemi…

In che modo Leak nel 1958 ha progettato questo schema? bhe ha fatto un disegno teorico del circuito, prodotto i trasformatori, montato il tutto e poi l’ha provato… e molti autocostruttori sono convinti che tutto muoia li, monti la prima cosa che capita e fine dei giochi (e infatti molti autocostruttori fanno tristemente così)… in realtà dopo aver montato un prototipo chi è capace fa quella che si chiama messa a punto, la messa a punto non consiste nel mettere cavi da 5000€, pietre magiche e piedini conici rigorosamente in numero dispari ma consiste nell’effettuare diverse misurazioni per poi apportare le opportune modifiche allo schema elettrico del prototipo al fine di ottimizzarne le prestazioni o per risolvere alcuni difetti che potrebbe presentare. Partiamo dalla certezza che il trasformatore di uscita Leak del 1958 non fosse granchè, non ce l’abbiano con me gli amanti degli amplificatori vintage ma questo è un dato di fatto! a quell’epoca si usavano lamierini con una qualità inferiore anche ai lamierini che oggi si usano per normali trasformatori di alimentazione e comunque non avevano interesse a raggiungere certe prestazioni.

I trasformatori d’epoca erano scarsi in basso e risicati in alto… sostanzialmente erano quasi tutti centrati sui medi perchè le stesse registrazioni dell’epoca avevano pochi bassi e pochi alti quindi chi fabbricava amplificatori non si interessava a fare apparecchi con bande estese anche perchè all’epoca sarebbe potuto diventare un problema in quanto avrebbero evidenziato in altoparlante il rumble dei motori di giradischi e soffi vari di elettroniche costruite con componenti rumorosi come i resistori a impasto, cavi primitivi etc. Per chi ama questi vecchi amplificatori, non è una critica, vi piace questo suono medioso vintage ok, ma qui si parla di realizzare nel 2020 un’amplificatore valvolare ricercando un suono moderno. Volevo essere chiaro per non incontrare le critiche di qualche amante dei leak che sono amplificatori vintage dal suono vintage.

Tornando al nostro progettista Leak una volta acceso il suo prototipo posso ipotizzare che abbia incontrato un problema di auto-oscillazione, inneschi o captazione di disturbi RF… quindi ha messo lo snubber 20k+47pF in parallelo alla resistenza da 100k che sta sull’anodo della EF86 (rettangolo rosa in alto a sinistra), tale snubber fatto per sopprimere un disturbo a 169khz… Fabrizio non aveva la resistenza da 20k e ce ne ha messa una da 22k, uguale? no perchè 22k+47pF taglia a 154khz… ma che senso ha inserire nel circuito questo snubber se il trasformatore d’uscita e il cablaggio non è quello Leak? tale disturbo o oscillazione potrebbe non affliggere il montaggio di Fabrizio o addirittura un’eventuale disturbo potrebbe essere presente ad una frequenza diversa che richiederebbe prima di essere individuata e poi soppressa cambiando i valori della resistenza e del condensatore… Ecco il primo elemento che non può essere copiato “as is”, il circuito durante una replica moderna deve essere montato senza questo elemento, e poi la sua reintroduzione con opportuni cambiamenti deve essere valutata in fase di messa a punto.

Proseguiamo analizzando i cerchietti rosa, l’accoppiamento tra il driver ECC82 e le finali avviene per mezzo di condensatori da 47nF dove la resistenza di ancoraggio delle griglie è 100k, ora per chi non lo sapesse questo è anche un filtro passa alto, con un taglio a 33Hz, apparentemente va bene ma in realtà un taglio così alto causa rotazioni di fase alle basse frequenze (che vedremo sotto nei grafici), anche qui alla Leak probabilmente importava poco perchè i trasformatori di quell’epoca spesso iniziavano a tagliare da 200hz in giù.

In fine c’è il rettangolo in basso a sinistra, il condensatore da 100pF posto in parallelo alla resistenza da 33k del negative feedback, quella va messa più che altro per sopprimere il ringing del trasformatore che si evidenzia con l’iniezioni di onde quadre o per limitare la banda passante dell’amplificatore se troppo estesa o anche per sopprimere instabilità, il suo valore dipende molto dal trasformatore di uscita utilizzato, cambiando trasformatore va cambiato anche il valore di questo condensatore, e anzi la dove sopprimeva un’innesco con un trasformatore diverso potrebbe essere lei a causarlo, anche questo componente abbastanza comune negli schemi di amplificatori che fanno uso di negative feedback andrebbe cambiato di valore se cambia il trasformatore di uscita o a volte anche solo se cambia la disposizione del montaggio! Quindi quando si monta un circuito questo componente non va montato e il suo valore va poi provato di volta in volta, io per facilitare il lavoro ho realizzato questo strumentino molto comodo. In questo caso fabrizio ha messo il valore di 100pico, mentre nello schema hashimoto non c’era nulla quindi immagino che una qualche prova la abbia fatta.

Vediamo il grafico di banda passante a 1 watt su carico resistivo:

Possiamo vedere un -0,4dB a 20hz e un -1dB poco prima dei 20khz, circa 18/19khz, quello che più interessa è l’andamento di fase (linea azzurra) da 20Hz a 1khz si ha una rotazione di 24 gradi, da 1khz a 10khz altri 36gradi. Con un’onda triangolare a 10khz cerco di rendere evidente il concetto di rotazione di fase…

in giallo il segnale del generatore e in azzurro quello che esce dall’amplificatore si vede che risulta spostato in avanti rispetto il segnale di ingresso con anche un’evidente arrotondamento delle punte dovuto alla bassa velocità di salita del circuito (banda passante limitata). Con un segnale sinusoidale a 14khz (perchè era il punto dove maggiormente si poteva vedere a occhio nudo) mostro come la forma d’onda viene distorta dal segnale di negative feedback…

Sempre in giallo il segnale del generatore e in azzurro il segnale che esce dall’amplificatore, che oltre che spostato in avanti è anche visibilmente distorto, e questa distorsione avviene per effetto della rotazione di fase eccessiva unita al negative feedback anche lui accessivo. Ora io ci tengo a sottolineare nuovamente per chi capiti a leggere questo articolo che sono un sostenitore convinto dell’uso del negative feedback, del buon uso, e in questo proposito invito a seguire questo link per leggere un’articolo ad esso dedicato. Il negative feedback deve essere usato ma deve essere usato bene e nelle giuste condizioni che vuol dire che non ci si può aspettare che l’uso di negative feedback faccia suonare bene qualsiasi schifezza di circuito, ma il circuito deve essere studiato per rendere il massimo della prestazione “senza negative feedback” e a quel punto si può introdurre quel poco di negative feedback necessario ad ottenere quel qualcosa in più che senza negative feedback non si può avere, ossia uno smorzamento minimo desiderabile. Come ho scritto nell’altro articolo il peggior nemico del negative feedback è appunto la rotazione di fase (oltre all’ignoranza di chi non vuole… o meglio chi non sà usarlo), infatti come si vede nella sinusoide qua sopra il binomio rotazione di fase + negative feedback fa bei disastri, ok a occhio è visibile  a 14khz, ma a orecchio si sente molto prima. Vediamo l’analisi di spettro a 1khz 1watt:

THD 0,43% con varie sporcature ad alta frequenza… 1watt 1khz. Quindi proseguendo: la problematica dell’amplificatore in questione è che si è cercato un trasformatore d’uscita a larga banda passante, per poi montare un circuito che non riesce a sfruttarlo… Lo stesso hashimoto sul suo sito vanta di vendere trasformatori con 100khz di banda passante ma poi ne propone l’uso con questi schemi arcaici non rivisti… allora tanto valeva avvolgere un trasformatore pur che sia con i lamierini più economici in commercio, senza nessuna accortezza nell’avvolgimento. Ma sistemare uno schema di questo genere per venire in contro a gusti di ascolto più moderni non è una cosa così difficile, allora perchè non farlo?

Il problema maggiore dello schema Leak, a parte lo snubber, è la stessa EF86: una griglia schermo andrebbe alimentata con una tensione più stabile di quella che fornisce una resistenza da 1Mega, ha un’alta impedenza d’uscita e non mi piace l’effetto di rallentamento che questo può avere se abbinato con la capacità parassite di un cablaggio come quello e non mi piace troppo (anche se devo essere sincero l’ho fatto anche  a volte) l’uso di NFB sul catodo di un pentodo perchè quando moduli il catodo di un pentodo non sottrai solo al segnale di griglia controllo ma introduci anche qualcosa dovuto alla linearità della griglia schermo… rammento che la corrente che scorre in placca dipende non solo dal rapporto di tensione tra catodo e G1 ma anche dal rapporto di tensione catodo G2, quindi nel fare NFB noi vorremo sottrarre il segnale di NFB al segnale che arriva sulla G1, ma il catodo risulta un movimento anche rispetto la G2, forse una mia paranoia ma preferisco evitare. Inoltre non serviva uno stadio che guadagnasse troppo perchè poi sarebbe stato necessario fare molto NFB, pena un’amplificatore con un’ingresso troppo sensibile, ma non volevo fare troppo NFB ma solo il minimo indispensabile ad avere lo smorzamento desiderato! Vediamo comunque, perchè è interessante, il grafico di banda passante dello stadio EF86 dello schema hashimoto preso da solo, fuori dal suo circuito:

La banda passante naturale, senza retroazione dello stadio con la EF86, completo si snubber segna un -3dB a 4,5khz questo con 40 gradi di rotazione a 3khz… Questo pezzo di circuito è assolutamente inadeguato! Se da solo va così vuol dire che tutta la banda passante nel circuito hashimoto originale, nonostante sia limitata a 18khz, è tirata su a forza di negative feedback, io invece ho detto che il circuito deve andare bene per conto suo e il negative feedback deve essere solo un’aiutino per ottenere un certo smorzamento minimo desiderabile.

La cosa più semplice da fare è modificare lo stadio di ingresso, la EF86 connessa a triodo ha delle ottime caratteristiche, riporto qui sotto le curve che prevedono la connessione della G2 e anche della G3 all’anodo. Molti non lo sanno, ma quando la G3 non è connessa internamente al catodo ma sta su un piedino a sè stante è preferibile connettere anche quest’ultima all’anodo quando si vuole usare la valvola come triodo, questo diminuisce la rumosorità della valvola e anche la resistenza interna del triodo che si ottiene… infatti acquisendo le curve con la G3 connessa al catodo la pendenza della curve aumenta leggermente.

Ho quindi cambiato tutte le resistenze attorno alla EF86, alla sua alimentazione, quella di NFB e il relativo condensatore di compensazione. Ho modificato i valore di una delle 2 resistenze di carico della ECC82 per bilanciare lo sfasatore che se no funzionava leggermente sbilanciato se si fossero usate 2 resistenze di ugual valore, ho modificato il valore dei condensatori di disaccoppiamento tra ECC82 e KT88 e le relative resistenze di ancoraggio delle finali, quindi poi suggerisco l’uso di elettrolitico di buona fattura e valore generoso come bypass del catodo della EF86 triodata (e di bypassarlo a sua volte con un piccolo polipropilene) fabrizio aveva usato un condensatorino dozzinale. E buoni condensatori in polipropilene per il disaccoppiamento tra ECC82 e KT88, tipo mundorf supreme classic. Nel montaggio modificato di fabrizio vediamo degli ottimi arcotronics nos. Inoltre bisogna bypassare anche il secondo elettrolitico della cella CLC dell’alimentazione anodica con un poliopropilene sempre di buona fattura se si vuole avere un buon suono chiaro e pulito, l’elettrolitico dozzinale da solo ammazza tutta la grana in gamma alta per via dei suoi parametri di ESR e D elevati. Nel montaggio di fabrizio fa mostra un mundorf supreme classic.

Ecco lo schema premium qui sotto, si ricorda che per vederlo dovete acquistare il set di trasformatori SB-LAB

Il montaggio modificato di fabrizio:

Vediamo quanto è migliorato nelle strumentali rispetto prima, iniziamo dalla banda passante:

-0,2dB a 20hz e -1dB a 90khz, non ho voluto sopprimere la gobba a 65khz perchè era fuori dalla gamma udibile, preferisco la massima velocità del circuito. Come la risposta in frequenza è migliorata enormemente anche la risposta in fase: 12gradi da 20Hz e 1khz e 8 gradi da 1khz a 20khz… rispetto prima la differenza è abissale, finalmente il trasformatore SB-LAB è sfruttato! Vediamo anche la triangolare a 10khz…

Sfasamento minimo e anche le punte non sono così arrotondate com’erano in origine… E la sinusoide a 14khz ?!

Anche questa sembra una sinusoide senza ammaccature!… E l’analisi di spettro a 1 watt come va rispetto a prima?

THD allo 0,11% … Tanti che passano per le mie pagine dicono che è impossibile che un valvolare abbia tassi di distorsione così bassi, ma arrendetevi è vero io sono capace di farli, i miei trasformatori non sono come quelli che comprate! e valgono quello che costano (in vero anche poco per le prestazioni che hanno) questi grafici non sono taroccati!, vediamo anche l’analisi di spettro a 25 watt:

Lo schema revisionato a 25 watt distorce meno che la vecchia versione dello schema a 1 watt! Vediamo in fine il grafico di banda passante sul carico reattivo, lo smorzamento del circuito si attesta a un fattore 5,7 assolutamente buono. e la potenza è passata da 50Watt e 65Watt RMS prima del clipping.

Il set completo per realizzare 2 monofonici con lo schema da me ottimizzato che comprende 2 trasformatori d’uscita, 2 trasformatori di alimentazione e 2 induttanze di filtro più lo schema elettrico da me ottimizzato in versione leggibile costa prezzo finito compreso di spedizione €656,00 se siete interessati contattatemi tramite questa form.

La conclusione di questo articolo è che quando prendete uno schema a caso su internet di qualche apparecchio d’epoca o realizzato da altri e andante a costruirlo dovete sempre concentrarvi sulla messa a punto e modificare questi schemi per adattarli alla situazione e ai trasformatori avete utilizzato, sopratutto se sono schemi d’epoca, perchè se non lo fate potreste avere risultati al di sotto delle vostre aspettative, e in certi casi al di sotto delle potenzialità dei trasformatori che avere comprato (se di buona qualità) finendo magari a mal giudicare il prodotto. La fortuna che ho avuto è che fabrizio è stato intelligente e mi ha interpellato in merito a ciò che gli stava capitando, perchè io faccio una gran sbandierare delle prestazioni dei miei trasformatori ma montato un’apparecchio non otteneva risultati coerenti alle caratteristiche che dichiaravo su tale trasformatore, altre persone meno accorte purtroppo nella sua situazione non trovando differenza con certi pezzi di ferraglia che vendono a 50€ avrebbe concluso che i miei prodotti sono costosi, pesanti e non vanno meglio di roba più economica… Questo articolo dimostra che i miei trasformatori hanno prestazioni simili a certi prodotti giapponesi di alto livello e che tanta robaccia che si trova su internet a 2 soldi fa tanto successo solo perchè la gente nell’ignoranza dei fatti che ho esposto qui non è capace di apprezzare prodotti di qualità… L’ultima che ho visto sono trasformatori single ended anche per valvole di grosso taglio senza traferro ma con i lamierini intercalati, nucleo chiuso come si fa sui pushpull, roba del genere la pagate poco ma non suonerà mai bene anche piangendo in aramaico… Se vi trovate in mano trasformatori di alto livello dovete poi riuscire a sfruttarli e per questo io sono sempre disponibile ad aiutare i miei clienti.

Il commento di Fabrizio (in originale a fondo articolo nella zona commenti):

Finalmente il suono che mi piace! Prolungare l’ascolto soffermandosi con il sorriso sulle labbra a godere della qualità del suono riprodotto ed avere la conferma di aver speso bene il denaro investendo su un set di trasformatori audio SB-LAB è quanto mi sta capitando questi giorni. Non c’è bisogno di bluffare con se stessi per rendersi conto di essere di fronte ad una apparecchiatura audio di alta qualità, perchè di alta qualità è il suo circuito.
Grazie Stefano.
Avevo nel cassetto due quartetti di valvole KT88 Mullard e G.E.C. selezionati, delle EF86 Telefunken silver shield NOS, così ho deciso di sostituire le già ottime EF86 Teonex (Watford Valves) con le Telefunken e le Genalex Gold Lion di recente produzione russa con il quartetto G.E.C. del 1960, prima le une poi a seguire le altre mentre ho lasciato le sfasatrici 12AU7 RCA clear top (le mie ecc82 preferite) e le raddrizzatrici Philips Miniwatt GZ34 (Mullard).
Non avevo mai provato questi cambi prima ma…si, data la bontà degli amplificatori modificati, ho ritenuto il caso di fare queste prove anche mosso da una certa curiosità.
Chi legge potrebbe aspettarsi che io ora scriva che si è notato subito un miglioramento montando sul nuovo circuito queste rinomate e costose valvole, bene mi dispiace per chi rimarrà deluso dalla mia affermazione ma non è così.
Gli amplificatori suonavano tremendamente bene prima con le russe e continuano a suonare strepitosamente bene anche con le kt88 G.E.C.
Nessun cambiamento udibile che possa essere considerato migliorativo e questa è la chiara conferma che una valvola di pregio non può da sola migliorare più di tanto un ottimo circuito come del resto non può da sola modificare le sorti sonore di un circuito mal concepito.
Nel caso degli amplificatori in oggetto invece possiamo davvero “solo” (vi paresse poco!) notare i cambiamenti nel suono che vengono inevitabilmente indotti dalle caratteristiche intrinseche (materiali usati, processo produttivo)
di due valvole di diversa produzione, in pratica diventa solo una questione di preferenza… di mero gusto. Tutto questo, fermo restando che si monti materiale di qualità quanto meno buona, ovvio.
Allora si potrebbe notare il timbro acidulo…(“tarty” direbbero gli inglesi) delle Genalex russe e preferirlo magari al timbro suadente delle G.E.C. del 1960.
Questi amplificatori di cui sono orgoglioso proprietario, suonano controllati, asciutti, molto definiti, sono dinamici e potenti con una timbrica di un equilibrio fuori del comune, superiore a quanto di meglio mi sia capitato di possedere
e/o ascoltare (Accuphase, MacIntosh, Quad).
Di grande bellezza la gamma medio alta, potentissima, penetrante gli acuti ti scuotono letteralmente l’anima (è un esperienza fisica)….senza romperla, senza evidenza di sibilanti fastidiose. I bassi sono presenti e controllati, smorzati perfettamente. La scena sonora è granitica e tridimensionale, fermissima e definita.
Ridate un’occhiata alle strumentali di questi apparecchi…signori, quest’uomo merita il rispetto e la considerazione di noi veri appassionati di valvole ed hi-fi.
Un consiglio: approfittatene.

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1 Responses to Banda passante di un amplificatore – Come realizzare correttamente un’amplificatore sfruttando trasformatori SB-LAB

  • Finalmente il suono che mi piace! Prolungare l’ascolto soffermandosi con il sorriso sulle labbra a godere della qualità del suono riprodotto ed avere la conferma di aver speso bene il denaro investendo su un set di trasformatori audio SB-LAB è quanto mi sta capitando questi giorni. Non c’è bisogno di bluffare con se stessi per rendersi conto di essere di fronte ad una apparecchiatura audio di alta qualità, perchè di alta qualità è il suo circuito.
    Grazie Stefano.
    Avevo nel cassetto due quartetti di valvole KT88 Mullard e G.E.C. selezionati, delle EF86 Telefunken silver shield NOS, così ho deciso di sostituire le già ottime EF86 Teonex (Watford Valves) con le Telefunken e le Genalex Gold Lion di recente produzione russa con il quartetto G.E.C. del 1960, prima le une poi a seguire le altre mentre ho lasciato le sfasatrici 12AU7 RCA clear top (le mie ecc82 preferite) e le raddrizzatrici Philips Miniwatt GZ34 (Mullard).
    Non avevo mai provato questi cambi prima ma…si, data la bontà degli amplificatori modificati, ho ritenuto il caso di fare queste prove anche mosso da una certa curiosità.
    Chi legge potrebbe aspettarsi che io ora scriva che si è notato subito un miglioramento montando sul nuovo circuito queste rinomate e costose valvole, bene mi dispiace per chi rimarrà deluso dalla mia affermazione ma non è così.
    Gli amplificatori suonavano tremendamente bene prima con le russe e continuano a suonare strepitosamente bene anche con le kt88 G.E.C.
    Nessun cambiamento udibile che possa essere considerato migliorativo e questa è la chiara conferma che una valvola di pregio non può da sola migliorare più di tanto un ottimo circuito come del resto non può da sola modificare le sorti sonore di un circuito mal concepito.
    Nel caso degli amplificatori in oggetto invece possiamo davvero “solo” (vi paresse poco!) notare i cambiamenti nel suono che vengono inevitabilmente indotti dalle caratteristiche intrinseche (materiali usati, processo produttivo)
    di due valvole di diversa produzione, in pratica diventa solo una questione di preferenza… di mero gusto. Tutto questo, fermo restando che si monti materiale di qualità quanto meno buona, ovvio.
    Allora si potrebbe notare il timbro acidulo…(“tarty” direbbero gli inglesi) delle Genalex russe e preferirlo magari al timbro suadente delle G.E.C. del 1960.
    Questi amplificatori di cui sono orgoglioso proprietario, suonano controllati, asciutti, molto definiti, sono dinamici e potenti con una timbrica di un equilibrio fuori del comune, superiore a quanto di meglio mi sia capitato di possedere
    e/o ascoltare (Accuphase, MacIntosh, Quad).
    Di grande bellezza la gamma medio alta, potentissima, penetrante gli acuti ti scuotono letteralmente l’anima (è un esperienza fisica)….senza romperla, senza evidenza di sibilanti fastidiose. I bassi sono presenti e controllati, smorzati perfettamente. La scena sonora è granitica e tridimensionale, fermissima e definita.
    Ridate un’occhiata alle strumentali di questi apparecchi…signori, quest’uomo merita il rispetto e la considerazione di noi veri appassionati di valvole ed hi-fi.
    Un consiglio: approfittatene.

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