Hashimoto KT88 UL PushPull – Versione con raddrizzamento a diodi

Nel precedente articolo ho presentato il caso dell’ Hashimoto KT88 UL Push Pull costruito da Fabrizio, problemi del circuito e relative risoluzioni, in questo articolo invece presento una variante che mi è stata richiesta dello stesso circuito ma senza valvola raddrizzatrice, la differenza rispetto l’altro circuito è la sezione di alimentazione anodica che utilizza diodi al silicio, il trasformatore di alimentazione differisce nella tensione del relativo secondario, i condensatori di livellamento sono più generosi e l’induttanza è un modello con resistenza DC più bassa, in questo modo si ottiene un’alimentazione più stabile che ha un’erogazione di corrente maggiore verso il circuito, questo si tramuta essenzialmente in una maggiore fermezza dei bassi e minori distorsioni dovute all’ondeggiamento della tensione anodica.

Ecco lo schema premium

Questo della foto è il set di trasformatori che riceverete per realizzare questo progetto, il costo compresa spedizione è di €710,00

Pisa 19.04.2021

Ciao Stefano, ho fatto questa breve recensione, e al di là di quello che ho scritto Ti dico che sono molto soddisfatto di quanto realizzato, anche grazie alla Tua consulenza e disponibilità. Dopo 40 anni circa che non prendevo un saldatore in mano, mi sono deciso ad affrontare la realizzazione di un amplificatore valvolare con KT88; perché queste valvole? ho visto in rete alcuni impianti auto-costruiti e oltre all’aspetto tecnico mi è piaciuto l’aspetto estetico. Le mie conoscenze di elettronica si limitano al periodo scolastico e poco più, non suffragate da studi specifici ma solo passione per l’elettronica (di fatto sono un elettrotecnico). A parte alcuni impianti auto-costruiti in gioventù e tutti allo stato solido, mi dilettavo solo alla riparazione di apparecchi valvolari di amici e parenti.

Oggi ascolto musica con impianti discreti e ben suonanti, anche se quando li ho acquistati volevo un impianto valvolare che aimè avevano prezzi piuttosto alti, e chi mi ha seguito nell’acquisto non li consigliava. La voglia però di avere un impianto valvolare era forte per cui mi sono deciso di costruirmelo. Il primo problema è stato quello di trovare uno schema attendibile è i relativi trasformatori, altrimenti non si và da nessuna parte; in rete si trova di tutto e il contrario di tutto.

Dopo una ricerca approfondita ho trovato quello che volevo negli articoli sul sito SB-LAB, molto dettagliati e suffragati da conoscenza tecnica e non solo sensazioni di ascolto dovute alla buona pratica. Dopo vari contatti mi sono deciso ad acquistare i trasformatori proposti dalla SB-LAB e la fornitura del relativo schema. Durante le fasi costruttive ho trovato la disponibilità da parte di Stefano Bianchini per soluzioni e consigli, indispensabili prima affrontare la realizzazione.

Di fatto oggi ho completato la realizzazione di un dual-mono con KT88, acceso e funzionante alla prima, nessun rumore di alternata anche al massimo del volume e nessuna interferenza. Fatte le dovute tarature e verifica delle tensioni (tutto regolare), l’ho messo in prova al posto dell’attuale impianto che utilizzo per ascoltare la musica.

Dopo alcuni giorni e circa 20 ore di funzionamento senza alcun problema, la soddisfazione di ascolto è piena e meno impegnativa rispetto all’altro impianto, mi piace molto e non solo a me ma anche a mia moglie o a chi altro l’abbia fatto sentire (molto probabilmente sostituirà il mio primo impianto). Non ho fatto prove strumentali poiché non ho il necessario, ma prima o poi mi le farò.

Allego delle foto di quanto realizzato, certo da un punto di vista estetico si può fare di meglio ma a me piace la sobrietà e la funzionalità senza troppi inutili fronzoli. Il cablaggio? Ho cercato di fare del mio meglio, soprattutto sulla distribuzione delle masse, realizzate comunque con collegamento a stella e collegate al telaio in un solo punto (nessun rumore di alternata).

Posso chiudere affermando che lo schema proposto da Stefano, abbinato ai trasformatori forniti, è più che ottimo e ben funzionante. Saluti Roberto Carmassi

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Il Super Compensatore

Durante la messa a punto di un’amplificatore valvolare capita spesso di dover stabilire empiricamente il valore del condensatore di compensazione, ossia quel condensatore che si trova quasi sempre in parallelo con la resistenza di negative feedback. Il valore di questo condensatore non può essere calcolata sulla carta perchè il suo valore dipende dalle caratteristiche parassite del trasformatore di uscita e dagli accoppiamenti parassiti che si sono creati nel cablaggio del circuito che è praticamente impossibile stabilire a priori e può variare a seconda del montaggio. Anche rimontando lo stesso schema elettrico con una disposizione diversa dei vari componenti si modificano e spesso ci si trova a dover variare il valore di questo componente. Lo stesso discorso vale per eventuali piccole capacità di fuga che a volte è necessario inserire in alcuni punti di un circuito per sopprimere instabilità e oscillazioni spontanee.

Ci tengo infatti a dire che la maggiorparte degli hobbysti auto construttori non condensidera affatto questo aspetto della costruzione di un’elettronica, quasi tutti infatti sono convinti che se viene rispettato lo schema elettrico allora il circuito funzionerà sempre alla stessa maniera, quasi nessuno comprende che a volte alcuni punti di uno schema possano essere legati ad aspetti “meccanici” o al trasformatore d’uscita utilizzato e andando a replicare fedelmente uno schema senza comprendere che magari un piccolo snubber inserito sulla placca di una valvola, che nella versione originale era messo a prevenzione magari di un piccolo innesco nel loro montaggio potrebbe trasformarsi nella causa di tutti i problemi di stabilità oppure potrebbe non servire a niente. L’auto costruttore spesso non ha nemmeno un’oscilloscopio e non riesce a capire se il circuito che ha montato funziona bene o magari sta sblatterando sopra Radio Maria per 2 km di raggio attorno casa sua, l’hobbysta spesso giudica solamente con l’orecchia che ovviamente non capta onde radio. Alla luce di questo aspetto non sorprende quindi che spesso i circuiti osannati come migliori dalla stragrande maggioranza di loro siano circuiti molto semplici e privi di negative feedback.

Chiusa questa parentesi presento un piccolo e semplice accrocchio che ho realizzato per velocizzare le prove a banco la cui idea potrebbe tornare utile a tutti coloro abbiano la capacità tecnica per capire le problematiche di messa a punto di un circuito: Un condensatore variabile a copertura quasi continua da 50pico fino a quasi 12nF. Solitamente le prove di eseguono collegando un condensatore nel circuito di valore stabilito arbitrariamente e poi andando ad aggiustare il tiro, diminuendo o aumentando il valore di questo condensatore finchè non si ottiene il risultato migliore, operazione che risulta spesso noisa perchè è necessario spegnere l’apparecchio ogni volta per agire col il saldatore e cambiare il condensatore provvisorio, sciupando a volte anche i componenti usati per le prove. Il “Super compensatore” invece può essere connesso provvisoriamente al circuito e poi agendo su 2 manopole si varia la sua capacità durante il funzionamento del circuito stesso finchè non si trova la regolazione desiderata, quindi lo si disconnette  e al suo posto si inserisce a botta sicura un condensatore fisso del valore più vicino a quello trovato con lo strumento.

Il cuore del Super Compensatore è un condensatore variabile in aria recuperato da una radio d’epoca demolita, si trovano facilmente su internet e sulle bancarelle dei mercatini, le 2 sezioni di questo condensatore connesse in parallelo arrivano a un massimo di 750pF, ma ce ne sono anche che possono arrivare fino a 1000pF. È molto importante che detto condensatore sia pulito e verificare che non abbia lamelle in corto, io ho eseguito un test con il mio tester di isolamento su diversi condensatori che avevo in uno scatolone e purtroppo non tutti reggono tensioni elevate, alcuni scaricano tra le lamelle già a un centinaio di volt e verificare questa cosa è molto importante perchè se lo si connette a una placca di un driver piuttosto che su una linea di NFB a bassa tensione c’è il rischio che causare dei corti. Quello che ho scelto aveva un’isolamento fino a 1500volt, e l’ho reputato buono. In realtà all’inizio scaricava già attorno gli 800volt, ma dopo averlo lavato per bene con sgrassatore per rimuovere polvere unto e sporco di ogni tipo, soffiato con il compressore, rilavato con isopropilico e averlo fatto asciugare per bene un paio di giorni è migliorato fino a 1500volt. Non fatevi indurre nell’errore poi di prendere un variabile con le lamelle più spaziate, ne avevo uno bello grosso a 4 sezioni che arrivava a 2000pico ma era tra i peggiori, non so dire esattamente il perchè (magari se lo avessi pulito sarebbe andato, ma era troppo ingombrante e l’ho scartato) in tutti i modi è bene verificarlo con uno strumento.

Affiancato a questo condensatore variabile ho poi montato un commutatore a 12 posizioni per porre in parallelo al variabile per 11 dei passi altrettanti condensatori fissi con questa cadenza:

  1. Nessun condensatore, c’è solo quello variabile
  2. 750 pico
  3. 1500 pF
  4. 2200 pF
  5. 3300 pF
  6. 3900 pF
  7. 4700 pF
  8. 5600 pF
  9. 6800 pF
  10. 8200 pF
  11. 10 nF
  12. 15 nF

Ecco lo schema che è semplicissimo

Tutti i condensatori montati devono essere da minimo 400volt, non importa che siano poliestere o ceramici. Ho montato tutto in una scatolina di plastica realizzate con la stampante 3D con un doppino uscente lasciato con i terminali a saldare pronto per essere connesso al circuito in prova.

Ho misurato fisicamente la capacità del condensatore in tutte le 12 posizione per apporre un’etichetta sopra di esso che riporta il passo di capacità minimo e massimo (CV aperto e CV Chiuso) di ogni posizione e ho terminato la costruzione dello strumento. Nel video sotto mostro il super compensatore durante l’uso nella messa a punto di un’amplificatore…

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Boyuu A20 – Upgrade

Sottotitolo: Spieghiamo perchè gli upgrade “facili” sono spesso una perdita di tempo e di soldi.

Dopo aver parlato dell’upgrade del Boyuu A9 un cliente mi contatta per avere informazioni riguardo l’upgrade del Boyuu A20…

Mi ha mandato alcune foto dicendomi che l’aveva già upgradato e voleva migliorarlo ancora…

Quindi prendo la palla al balzo per spiegare una volta per tutte che se un’amplificatore è di progettazione dozzinale e ha trasformatori di scarsa qualità, cose che ci si aspetta normalmente in un’apparecchio cinese a basso costo, è una inutile perdita di tempo e di soldi fare questi upgrade facili che consistono nel montare valvole più belle e condensatori grifati, si avrà un leggero cambio di intonazione ma si sarà sempre poco lontani dall’oggetto di partenza, le parti salienti di un’amplificatore sono i trasformatori e lo schema elettrico, se si vuole veramente ottenere un miglioramento che valga la spesa è li che ci si deve concentrare. In ogni modo di questo amplificatore non si trovava uno schema corretto su internet, infatti facendo ricerche appaiono schemi che usano la 6SL7 con i triodi in parallelo, schema del tutto uguale a quello del modello A9 con le EL34, ma questo apparecchio monta dei pentodi 6SJ7 sull’ingresso, ci sono 2 induttanze sull’alimentazione invece che una sola, in pratica non sapedo com’era l’oggetto di partenza non sapevo indicare modifiche, quindi me lo sono fatto spedire per estrapolare lo schema elettrico che riporto qui sotto (nota i valori dei condensatori riportati sono quelli che ho trovato dopo la modifica fatta dal proprietario e non so se siano degli stessi valori esatti di quelli di partenza).

Lo schema è il classico single ended ultralineare, tanto di moda quanto concettualmente sbagliato. Le KT88 lavorano a 21watt di dissipazione (meno del limite di una EL34) con circa 380/370volt in placca su un trasformatore da 3500ohm primari, la 6sj7 è polarizzata in modo normalissimo, mentre la sezione di alimentazione reca una sorpresa (di cui non mi meraviglio), ci sono 2 induttanze di filtro e si era convinti che avessero biforcato al primo condensatore dopo la raddrizzatrice per fare una cella LC separata per ogni canale, tra l’altro in foto si vedono chiaramente le 2 induttanze una a destra e una a sinistra e 2 grossi condensatori sempre uno a destra e uno a sinistra ma ovviamente non è così: le 2 induttanze sono poste in serie e i 2 condensatori sono posti in parallelo da una pista sul PCB. E come pillola finale facendo 2 conti la valvola 5U4 patisce il picco di carica ad ogni accensione dei 2 condensatori da 220uF in parallelo. Cosa c’è di peggio dei circuiti al risparmio? I circuiti che avrebbero tutti i pezzi ma sono stati usati nel modo sbagliato. Vediamo strumentalmente cosa usciva da questo boyuu A20 già parzialmente modificato…

Banda passare un pò meno di 20Hz e 13khz @ -1dB, rotazioni di fase guardatevi il grafico

La potenza massima sembra 15 watt RMS per canale, in realtà anche se non subentra il clipping la distorsione è tanta a 15 watt, la distorsione a 1 watt è già al 2,35%…

Vediamo una triangolare a 15 watt, questa orrenda distorsione è per la maggiore causata dall’ultralineare che non è adatto all’uso negli SE…

Lo smorzamento è ovviamente basso, attorno un fattore 2 essendo il circuito privo di controreazione, sul carico reattivo mostra tutte le sue limitazioni.

Questo insegna che il più bel condensatore e la più costosa valvola NOS non possono correggere le limitazioni intrinseche di un circuito e di un trasformatore d’uscita. Tutto questo però è molto didattico. Visto il circuito ho considerato che non è possibile sfruttare la KT88 al pieno delle sue potenzialità. Per essere sfruttata a pieno, in single ended, una KT88 andrebbe fatta lavorare su un’impedenza primaria di 6k, dovrebbe vedere in placca almeno 420/430volt e portata a ridosso dei 35 watt di dissipazione, in questo apparecchio però non è presente abbastanza tensione… o magari la si potrebbe raggiungere eliminando la valvola raddrizzatrice e rettificando con dei diodi, cosa che non voglio proporre perchè resterebbe un buco vuoto e in ogni modo i miei trasformatori 6K per KT88 sono troppo grossi e non ci stanno nello spazio a disposizione, quindi alla fine ho deciso di restare su un’impedenza di 3500ohm con 380/370volt di placca (sottratti i 34 che cadono sulla RK rimangono circa 350 a disposizione della valvola) portando la dissipazione della valvola attorno i 30 watt con una corrente complessiva sopportabile dalla raddrizzatrice, ovviamente ho ridimensionato i condensatori per restare nei limiti della 5U4. Va eliminata una delle 2 induttanze perchè hanno una RDC di 80ohm cadauna (in serie 160ohm) e causerebbero troppa caduta di tensione visto il maggiore carico di corrente. La kt88 viene fatta lavorare a pentodo puro e ovviamente ho aggiunto un’anello di NFB per aumentare il tasso di smorzamento dell’apparecchio e tenere bassa la distorsione. A parte queste cose il disegno non è troppo diverso dall’originale e si può cablare senza modifiche troppo invasive. Lo schema premium è qui sotto, visibile in chiaro solamente a chi acquisterà i trasformatori.

Risultati dell’upgrade

Ho realizzato dei trasformatori d’uscita da 3500ohm dedicati all’upgrade di questo amplificatore e uno schema premium. Vediamo cosa si riesce ad ottenere. Come detto in precedenza l’amplificatore originale arrivava ad erogare 15 watt su 8ohm (30Vpp su 8ohm) ma con tassi di distorsione imbarazzanti e un fattore di smorzamento all’incirca di un fattore 2. La potenza ora è di circa 10Watt (25Volt su 8ohm), lo smorzamento è passato da un fattore 2 ad un fattore 8. La banda passante è passata da “20Hz / 13khz @ -1dB” a “10Hz -0,2dB / 70khz -1dB”. La distorsione a 1watt è passata dal 2,35% a un 0,46%. Vediamo i grafici a confronto…

Banda passante: Prima Dopo
Risposta su carico reattivo: Prima Dopo
THD: Prima Dopo
Onda Triangolare alla massima potenza prima del clipping: Prima Dopo

Vediamo anche le quadre, nei grafici è presente un pò di ringing residuo, non ho esagerato con la compensazione per non limitare la banda passate e il declino della fase, il ringing appariva comunque solo su carico resistivo scomparendo del tutto quando c’era il carico reattivo, o un’altoparlante connesso… o nulla connesso (ovviamente il circuito è stabile anche in assenza di carico).

Quadre a 100Hz / 1khz / 10khz

In definitiva questa modifica è abbastanza semplice da mettere in atto rispetto quella sull’A9, il risultato strumentale è ottimo e anche la resa sonora diventa di tutto rispetto e al pari di apparecchi ben più costosi.

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2 Responses to Boyuu A20 – Upgrade

  • Dovrebbe essere spiegato nell’articolo relativo. L’nfb non abbassa l’impedenza ma la resistenza d’uscita (che poi è la stessa cosa del DF espresso in modo diverso), semplicemente perchè tu hai questa resistenza immaginaria posta in serie al carico che causa una caduta di tensione calcolabile secondo la legge di ohm. La controreazione sente questa caduta e agisce sul circuito in modo da diminuirla e di fatto diminuisce la Rout. Il fenomeno lo si capisce bene nelle misure della banda passante su carico reattivo: ignorando il comportamento sulla fase, il carico rattivo lo puoi immaginare come una resistenza che varia di valore al variare della frequenza, quindi tanto più la rout dell’amplificatore è alta tanto più sono ampi i salti che emergono durante la misura.

  • Ma qual’è il motivo per il quale con la controreazione si abbassa l’impedenza di uscita dell’ampli (e di conseguenza si alza il fattore di smorzamento?

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