PP2010 – 50w EL34 HiEnd Push Pull Amplifier – Aggiornamento 2020

Riprendo questo vecchio articolo per richiesta di un cliente, i PCB originari del progetto non si trovano più da tempo e gli schemi pubblicati sul sito originale sono frammentati e poco chiari, non sono riportati i valori di tutti i componenti e viene fatto un largo uso di resistori in serie parallelo probabilmente perchè l’autore non aveva tutti i valori che gli servivano. Mi è stato chiesto quindi di ridisegnare ex novo lo schema per intero e ripulito riportando le modifiche da me apportate nel 2016 e aggiungendo un’alimentazione filtrata con induttanze. Oltre a queste modifiche ricordo, dell’apparecchio originario su cui ho lavorato, che lo sfasatore per quanto le regolavi i trimmer non riuscivi mai a farlo lavorare con i 2 rami perfettamente opposti, le 2 semionde non apparivano sfasate perfettamente di 180gradi e avevano delle deformazioni, io credo perchè si facevano lavorare i triodi della ECC83 e i 2 jfet con una corrente troppo bassa in zona non proprio linearissima, quindi ho modificato leggermente i valori delle resistenze di carico di bias per aumentare da 1 a 1,5mA la corrente di ogni ramo, quest’ultima modifica è stata provata solo su LT Spice. Ho aggiunto una resistenza per limitare leggermente il guadagno a arrotondare la sensibilità di ingresso a 2Vpp@Clip (0,7Vrms), questa resistenza poi diventa utile anche come testpoint per la regolazione del bilanciamento dello sfasatore. Qui sotto lo schema elettrico Free

Per conoscere il prezzo del set completo di trasformatori e induttanze visitare la pagina con il listino dei KIT.


Il vecchio articolo 2016

Questo che presento è il finale “PP2010” di Ciuffoli realizzato da Angelo, trovate l’articolo originale a questo Link.

DSCN6011

Purtroppo il cablaggio eseguito da Angelo non era adeguato e l’amplificatore presentava grossi problemi di funzionamento, in maniera particolare dopo aver comprato da me il SET di trasformatori Angelo mi ha contattato affermando che l’amplificatore sebbene suonasse “bene” aveva il trasformatore di alimentazione che vibrava a scaldava come un vulcano… ALT! i miei trasformatori sono realizzati a regola d’arte ed è impossibile far scaldare e vibrare un trasformatore da 400VA con un circuito che a piena potenza assorbo poco più di 300Watt.

Mi faccio rispedire il trasformatore per una verifica ma non presentava nessun problema, quindi mi faccio portare l’apparecchio e trovo un cablaggio che prevedeva la massa su un sottile filo sospeso in aria, un garbuglio per alimentare i filamenti e altri errori sparsi evunque. Aggiungo che collegare in parallelo pentodi connessi in ultralineare è generalmente fonte di problemi e oscillazioni spurie, di fatti alimentando l’amplificatore si notava subito un forte assorbimento primario, c’era l’ago dell’amperometro del variac che pulsava come un battito cardiaco con picchi oltre i 5A e l’oscilloscopio che mostrava in altoparlante una valanga di tracce ultrasoniche sovrapposte alla sinusoide che stavo iniettando, con distorsioni altissime… Questa esperienza dovrebbe essere di monito quando si legge sui vari forum qualcuno affermare che il tal apparecchio suona bene, sopratutto quando si vedono schemi o montaggi improbabili è meglio sempre dubitare del giudizio dei proprietari.

Quindi ho deciso di ripulire completamente il cablaggio dell’apparecchio e ripartire da zero, apportando alcune migliorie e testandolo bene con i miei trasformatori certamente superiori a quelli del progetto originale.

Iniziamo dal PCB del driver, lo schema è qui sotto (cliccate per ingrandire).

PP2010sch1v - modifica

Vanno eliminate dal PCB R39/40/41/42/43/44/45/46 ed R73/74/75/76/77/78/79/80 e al loro posto va messo un ponticello come da foto:

DSCN6017

Queste che ho tirato via sono le gridstop (e questo circuito funzionano anche da limitatrici della corrente di griglia, cosa che spieghero verso la fine dell’articolo) che sono importantissime ma è altrettando importante che dopo la resistenza si entri direttamente nella griglia della valvola e non che ci sia un filo più o meno lungo, quindi la gridstop va eliminata dal PCB e messa direttamente sullo zoccolo della valvola, io ho montato una resistenza da 3k3 tra il pin6 (NC) e il pin 5 (Griglia) e ho collegato il filo che proviene dal PCB al pin 6, in questo modo il segnale che esce dalla resistenza entra subito in griglia e non ci sono “fili” che possono captare disturbi a valle della resistenza e portarli dentro la valvola.

La seconda modifica che reputo di vitale importanza in un PushPull Parallelo di valvole connesse in ultralineare è porre uno snubber tra G2 e Anodo di ogni singola valvola, forse a Ciuffoli non era capitato per mera fortuna ma questa configurazione circuitale (ossia PP Parallelo + UL) è spesso soggetta a loop oscillatori tra Anodo e G2, il problema si accentua quando le connessioni del cablaggio devono essere lunghe per questioni meccaniche, ancora peggio se l’utente hobbysta non è un asso nei cablaggi, problema che si è puntualmente presentato infatti nel montaggio dell’utente.

Vediamo lo schema originale (clicca per ingrandire).

PP2010_sch6b

La modifica consiste nell’aggiungere una resistenza da 330ohm in serie a un condensatore da 270pico 630volt tra anodo e G2 di ogni valvola, come da schema:

snubber

Questi valori possono essere variati in base al trasformatore utilizzato, più la frequenza delle oscillazione è bassa più il valore di C1 va aumentato.

Vediamo la foto del cablaggio:

DSCN6018

L’ultima modifica che ho apportato riguarda l’alimentazione dei filamenti che ora è così:

modifica filamenti

Ho riferito a massa le alimentazioni delle finali, mentre ho alimentato con un unico secondario (fornito da un piccolo trasformatore extra montato per l’occasione) i filamenti delle due ECC83 e delle due ECC82. Il sollevamento da massa l’ho ottenuto prelevando 1 solo milliamper da uno delle 2 alimentazioni anodiche e ho bypassato questa tensione con un condensatore in poliestere da 820nF per evitare rumori.

Ecco la foto del cablaggio completato:

DSCN6016

Le strumentali rilevate sul mio montaggio con i miei trasformatori è i seguente:

Banda passante rilevata a 25Watt: 15Hz nessuna attenuazione ~ 80khz -3dB

La distorsione armonica sempre a 25watt rilevata è dello 0,86%, questa misura a primo impatto potrebbe sembrare peggiore di quella rilevata sull’apparecchio originale, ma in realtà è migliore perchè i grafici presenti sul sito “audiodesignguide” hanno fondo scala a -60db, mentre io mi spingo fino a -120db, quindi probabilmente il software calcola anche le armoniche che nell’altro caso erano del tutto nascoste, si può notare infatti nel grafico qui sotto che nelle mie misure il picco della seconda armonica è a -66dB e tutti gli altri sono al di sotto di tale livello, mentre nei grafici originali si vede il picco di seconda armonica a -30db ma ad una potenza superiore a quella che ho misurato io (per comodità degli strumenti a mio disposizione), posso quindi supporre che il livello distorsivo sia del tutto uguale all’originale, ma con una banda passante molto più estesa.

Spettro a 1 watt

1khz 1watt

Spettro a 25 watt

1khz 25w

Un’altra differenza che c’è sulla mia realizzazione è quello di aver ammorbidito il clipping per mezzo delle gridstop, le gridstop originali erano più piccole di quelle che ho utilizzato io da 3k3, il circuito driver usa un’inseguitore catodico (ECC82) per pilotare le finali anche in griglia positiva, aver aumentato il valore della gridstop crea una limitazione della corrente di griglia durante il picco positivo con conseguente “arrotondamento” del clipping, in pratica alle strumentali l’amplificatore portato verso i 50watt potrebbe apparire più distorto ma in pratica questo può risultare più gradevole all’ascolto sopratutto di fronte a transitori nel segnale.

Potete qui sotto la forma d’onda della sinusoide con l’amplificatore a piena potenza:

sine a 50w

Chi volesse ricalcare la caratteristica originale dovrà semplicemente montare gridstop del valore originale.

Il fattore di smorzamento che ho misurato sull’apparecchio è di 5,0 con un Rout di 1,64ohm.

DSCN6019

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Mullard 520 Update 2020 – PushPull EL34 ultralineare in classe A da 20Watt

Un mese fa ricevo questa email: Ciao Stefano, se ti ricordi, da te presi due trasformatori mod. 6K6PP34 destinati al progetto mullard 520 con valvole EF86 – ECC83 – e due EL34. Mi dicesti che lo avresti modificato o rifatto, in realtà ho realizzato un assemblaggio precario ma non mi soddisfa come suona, sono ancora interessato ad un nuovo progetto logicamente studiato per i componenti in mio possesso l’unica mia pretesa è che preferisco un’alimentazione con diodi e non valvola raddrizzatrice, logicamente dovresti realizzarmi il trasformatore di alimentazione. Aspetto istruzioni, saluti “G”.

Mullard 520 – Anno 1956

Il circuito qui descritto è progettato per fornire i più alti standard di riproduzione del suono quando utilizzato in associazione con un preamplificatore adatto, una testina pick-up di e un sistema di altoparlanti di buona qualità.

Due pentodi di uscita Mullard, tipo EL34, con dissipazione anodica di 25 W, formano lo stadio di uscita del circuito. Questi sono collegati in una disposizione push-pull con carico distribuito e forniscono una riserva di potenza di uscita di 20W con un livello di distorsione armonica inferiore allo 0,05%. Lo stadio intermedio è costituito da un amplificatore catodico a divisione di fase che utilizza il doppio triodo Mullard, tipo ECC83. Questo stadio è preceduto da un amplificatore di tensione ad alto guadagno che incorpora il pentodo a basso rumore Mullard, tipo EF86. L’accoppiamento diretto viene utilizzato tra l’amplificatore di tensione e lo splitter di fase per ridurre al minimo gli sfasamenti delle basse frequenze.

L’anello di retroazione include l’intero circuito, in cui la tensione di retroazione viene derivata dall’avvolgimento secondario del trasformatore di uscita e viene iniettata nel circuito catodico dell’EF86. La quantità di feedback applicata intorno al circuito è di 30 dB, ma nonostante questo livello elevato, la stabilità del circuito è buona e la sensibilità è di 220mV per la potenza di uscita nominale. Il livello di ronzio e rumore è inferiore di 89 dB ai 20W nominali.

Il raddrizzatore utilizzato nella fase di alimentazione è il raddrizzatore a onda intera Mullard tipo GZ34. Ciò fornisce corrente sufficiente per l’amplificatore (circa 145 mA) e anche per il preamplificatore e il sintonizzatore radio FM (circa 35 mA) utilizzati con esso.

Quello che è successo a “G” è del tutto simile a quanto successo a fabrizio con i cloni Leak con la KT88 a cui lo schema mullard assomiglia tantissimo, ha montato uno schema risalente al 1956 e che aderiva agli standard qualitativi di più di 60 anni fà e il risultato uditivo non ha soddisfatto le aspettative di un’ascoltatore del 2020, i problemi sono del tutto simili a quelli avuti con il clone LEAK, come si legge anche nella descrizione Mullard del 1956 questo circuito ha ben 30dB di contro reazione, non mi stancherò mai di dire che la contro reazione ci vuole ma non bisogna abusarne, ho quindi rivisto lo schema Mullard per diminuire il tasso di NFB globale da 30 a 9dB, il minimo indispensabile per avere uno smorzamento decente, per fare ciò ho dovuto rimpiazzare la valvola sfasatrice originariamente ECC83 con una ECC82. Inizialmente volevo mantenere la EF86 connessa a triodo come ho fatto con il progetto delle KT88 perchè il cliente voleva riutilizzare i componenti che già possedeva, ma purtroppo le EL34 guadagnano di più delle KT88 quindi il tasso di NFB era ancora troppo, per riuscire a calarlo ho sostituito la EF86 triodata con la sezione di un’altra ECC82.

Questa problematica che con incontrato con il cambio da KT88 a EL34 dovrebbe essere di chiaro esempio a tutti coloro che continuano a produrre o comprare amplificatori che possono montare indistintamente EL34 e KT88, le 2 valvole sono diverse tra loro e un circuito che possa definirsi ottimizzato non può montarle entrambe punto a fine della questione. In ogni modo sul circuito possono essere montate, come finali, tutte le varie equivalenti della EL34 quindi cito le 6CA7, le KT66 e le KT77.

Il circuito è stato concepito, anzichè mono, come uno stereo integrato e monta oltre alle 4 EL34 anche 3 ECC82, la prima ECC82 viene utilizzata metà per ciascun canale. Visto che alcune persone prevenute pensano che la ECC82 non sia la meglio suonante delle valvole esse sono sostituibili con le E82CC, le 6189, le 5814A, le 6211 e diverse altre equivalenti, cambiando la connessione dell’alimentazione filamento sullo zoccolo si possono poi montare le 6CG7 e cambiando proprio zoccolo e connessioni anche le 6SN7, tutto senza modificare niente dello schema che ho prodotto e il trasformatore di alimentazione è già pensato per reggere il maggiore carico dei filamenti delle 6GC7 e delle 6SN7 rispetto le ECC82. Inoltre visto che le EL34 lavorano in classe A invece del semplice selfbias individuale mullard ho implementato il circuito di autobias di Blumlein che permette un’auto bilanciamento delle 2 valvole del pushpull con una precisione anche dell’1% a tutto giovamento sia sulla distorsione che del trasformatore che non sarà mai sottoposto a correnti DC indesiderate.

Ecco alcuni tra i vari contributi di Blumlein all’elettronica: prima di tutto, ha inventato lo stereo, il circuito ultra-lineare, il microfono a bobina mobile… ha registrato oltre cento brevetti in audio, TV e radar. Tragicamente, come Mozart, morì quando aveva ancora trent’anni.

Blumlein ha messo a punto anche un circuito di “auto-bias matching” che non mira a impostare una corrente di riposo specifica, ma lavora per mantenere entrambe le valvole alla stessa corrente di riposo; un bilanciatore in altre parole. Si rese conto che una discrepanza nella corrente di riposo delle 2 valvole avrebbe pregiudicato le prestazioni di un amplificatore push-pull, poiché avrebbe portato a una magnetizzazione parziale del nucleo del trasformatore di uscita, che riduce la sua induttanza, peggiorando la sua riproduzione a bassa frequenza e limitando la sua massima potenza in uscita.

Il suo circuito, all’epoca noto anche come “circuito giarrettiera”, utilizza una resistenza di catodo di valore doppio rispetto quello utilizzato in un normale circuito di self bias e il centro delle 2 resistenze di una valvola diventa il riferimento della griglia della valvola opposta. Quando una valvola conduce troppo, aumenta la tensione di polarizzazione sulla griglia della valvola opposta aumentando la sua corrente di riposo. Al contrario, se una valvola conduce troppo poco, abbassa la tensione di polarizzazione sulla griglia opposta facendo sì che anche l’altra diminuisca la sua corrente. Essendo però che le 2 valvole sono mutuamente incrociate una con l’altra alla fine la corrente di bias di entrambe si stabilizza ad un valore pressochè identico per entrambe, e questo avviene anche se le 2 non risultano per niente matchate! Anche se si inserisce nel circuito una valvola nuova e una parzialmente esaurita alla fine la corrente di bias delle 2 si stabilizzerà su un valore medio e uguale.

In fine come richiesto l’alimentazione del circuito è ottenuta con un rettificatore a diodi, con condensatori di generosa capacità e relativa induttanza di filtro, qui sotto lo schema premium.

Foto del montaggio di “G” saranno pubblicate quando disponibili.

 

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2 Responses to Mullard 520 Update 2020 – PushPull EL34 ultralineare in classe A da 20Watt

  • I trasformatori d’uscita che realizzo hanno tutti l’impedenza 4/6/8 ohm… il raddrizzamento a diodi ha un’impedenza molto più bassa e in un finale in classe AB si traduce in una maggiore stabilità della tensione sopratutto alle basse frequenze la dove con una raddrizzamento a valvola puoi vedere chiaramente anche con un banale tester la tensione che cade (molto di più che con i diodi) nei passaggi di volume maggiore per risalire dopo.. di fatto chi parla del “suono delle raddrizzatrici” parla della distorsione introdotta da un tensione di alimentazione instabile, per il resto ti rispondo per email

  • Buongiorno,
    Sarei interessato a costruire il circuito Mullard 520 modificato presente sul sito.
    Vorrei sapere il costo del kit trasformatori, compreso anche quello di alimentazione.
    Due domande:
    -È possibile avere i trasformatori finali con anche l’uscita per impedenza da 4ohm,?
    -Per l’alimentazione, secondo lei, è preferibile un circuito con valvola raddrizzatrice o, come nello schema, un ponte raddrizzatore a diodi?
    Ovviamente con le dovute modifiche sia al trasfomatore che al circuito…

    Grazie in anticipo per la risposta e mi scuso per il disturbo.

    Andrea Mangano

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Marshall JCM900 Dual Reverb – Riparato

Combo

Questo JCM900 mod. 4105 mi è stato consegnato perchè faceva saltare i fusibili delle finali, quando l’ho aperto non aveva problemi particolari, lo stampato dove c’erano i potenziometri era tutto unto perchè era stato irrorato con il solito lubrificante per contatti, ho provveduto a lavare lo stampato e a pulire correttamente i potenziometri e tutti i cari connettori jack e i commutatori, ho disossidato i pozzi dei fusibili e sostituito le 3 ECC83 cinesi perchè esaurite montanto 3 philips miniwatt, mentre il quartetto di EL34 jj testa montato era nuovo. Ho sostituito 1 condensatorino elettrolitico su uno dei controlli di tono quindi l’amplificatore ha ripreso a funzione regolarmente.

Versione Testata

Marshall JCM900 dual reverb consegnato come non funzionante, completamente muto, aveva una finale in corto che aveva fatto saltare il fusibile dell’anodica. Ho revisionato l’intero circuito per essicurarmi che tutti gli opamp funzionassero, pulito i potenziometri che grattavano, sostituito una della ECC83 che era esaurita e montato un quartetto di 5881 NOS e rifatto il BIAS. Riportato alla perfetta funzionalità.

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