Schadeode e Triodi Virtuali – Un’interessante alternativa all’ultralineare

  • Maggiore Potenza
  • Minore distorsione
  • Utilizzabile anche in Single Ended

Schade Feedback o Partial Feedback – Migliore dell’ultralineare ?

Ripeto spesso ai miei clienti che il suono delle valvole di per sè non esiste, che a suonare è tutto l’amplificatore nel suo insieme e che se lo sai progettare bene, su per giù, puoi far suonare qualsiasi valvola più o meno come qualsiasi altra. Non parliamo di amplificatori zero feedback dove diventa una gara a chi distorce nel modo più “soggettivamente bello” ma di circuiti pensati per essere HiFi e riprodurre bene il segnale senza troppe colorature,  in buona sostanza non vogliamo che la “Monna Lisa” assomigli a un quadro di “Jackson Pollock”.

Nella mia esperienza una delle valvole più ostiche da addomesticare è stata sicuramente la EL84. La EL84 è un pentodo da 12watt di dissipazione con una resistenza interna di ben 38k. Con una resistenza interna così alta è stato anche difficile produrre un trasformatore d’uscita (pushpull) che rendesse bene sulle basse frequenze perchè l’induttanza primaria necessaria era davvero alta e per raggiungerla si finiva a pregiudicare l’estensione in alto. Questo pentodo è stato molto diffuso nelle vecchie radio d’epoca e in amplificatori valvolari per chitarra elettrica, come il famosissimo VOX AC30. Sostituiva la 6V6 nei circuiti che montavano valvole Noval. Però su una radio l’estensione in basso non era importante in quanto i piccoli trasformatori d’uscita utilizzati all’epoca spesso non scendevano sotto i 500Hz per concezione, lo stesso dicasi per gli amplificatori da chitarra che non dovevano produrre frequenze molto basse e dove comunque la distorsione era ricercata. In HiFi molti circuiti dal disegno classico che utilizzano la EL84 finiscono per avere un suono abbastanza tipico, vintage, che mentalmente associo al suono della EL84. Supratutto sui pushpull dove la Ri raddoppia e diventa necessario fare tanto NFB se si vogliono raggiungere tassi di smorzamento un minimo decenti come in questo clone Dynaco 410, ruggente, dal suono antico e per i miei gusti decisamente poco piacevole. In ultralineare la sistuazione non migliore di molto e per altro la EL84 non ti da nemmeno la soddisfazione di dire, “la connetto a triodo!”… Connessa a triodo la curve hanno una pendenza molto accentuata, solitamente in questi casi si utilizza un trasformatore con un’impedenza elevata e si allunga in tensione ma… NO! Il datasheet della EL84 consiglia di non superare (tensione statica) i 300volt Placca e G2, quindi o ci si riduce come qualcuno che ha prodotto dei ridicoli SE con la EL84 a triodo da 0,4Watt o pushpull da 2Watt poi nascondendo la propria incapacità affermando che “è il suono che conta”, oppure si prende un’altra strada più sensata.

Anche se l’avevo già usato in passato, solo oggi ho preso la palla al balzo per parlare in modo approfondito di un tipo di circuito chiamato Schadeode o Partial Feedback.

Questa topologia di circuito è definita dall’uso di 2 resistori, uno porta il segnale di placca sulla griglia controllo e l’altro è posto in serie al segnale di ingresso, essendo questi 2 segnali in opposizione di fase, alla griglia giunge un segnale differenziale che è il prodotto della reciproca sottrazione dei 2 mediato da queste resistenze, esso eè un loop di feedback locale dalla placca alla griglia. Questo loop di feedback fornisce dei vantaggi: abbassa la distorsione, la resistenza interna della valvola e il rumore, estendendo al contempo la larghezza di banda del circuito. Poiché il ciclo di feedback è così breve, questo sistema di feedback trova pochi dei problemi di instabilità solitamente associati all’uso del feedback ad anello. La quantità di controreazione applicata dipende dai valori di R1 e R2. Questo sistema implica che il generatore di segnale, ossia lo stadio che pilota la finale, esca con una Zout molto bassa, tipicamente uno stadio ad inseguitore o un SRPP, la cui Zout sia irrilevante rispetto il valore di R1. Volendo invece fare uno Schade Feedback verso uno stadio che esce di anodo si figurerebbe un circuito con questo aspetto:

In questa variante di circuito il tasso di retroazione applicata dipende dal rapporto che R1 ha verso R2/R3 e la Ri del triodo pilota. Rispetto il circuito con le resistenze dove è virtualmente possibile fare quanto NFB si vuole (in quanto le resistenze sono perfettamente lineari) qui si è limitati dalla linearità dello stadio pilota che ad un certo punto sarà spinto dal segnale proveniente da R1 in zona di saturazione/interdizione provocando una forte distorsione proveniente proprio da questo elemento.

Iniziamo però a vedere in dettaglio quello che fa questo circuito e perchè dovrebbe essere migliore della connessione ultralineare. Come scritto ad inizio pagina si ha maggiore potenza rispetto all’ultralineare. Il pentodo ha la massima resa in termini di potenza trasferita al carico (40/50% in alcuni casi anche il 60%) ma anche la massima Ri mostrata al trasformatore e generalmente un tasso di distorsione alto, un pentodo connesso a triodo o un triodo vero e proprio invece ha il rendimento minimo in termini di trasferimento di potenza (20/25%) ma anche una Ri molto più bassa mostrata al carico e un basso tasso di distorsione. In ultralineare si ha un rendimento intermedio sia in potenza che in termini di Ri mostrate al carico e distorsione. Poi come se non fosse finita la connessione ultralineare trova larga applicazione nei pushpull ma sull’uso nei single ended risulta limitativa, sconveniente… produce solo poca potenza in più rispetto la connessione a triodo ma con molta più distorsione, anche se nonostante questo molti distorsofili continuano ad utilizzarla proprio perchè non sono amanti dell’alta fedeltà ma appunto della distorsione, come si può vedere qui. Di fatto la connessione ultra lineare in single ended non ha senso, ne ho già parlato qui.

Con la connessione Schadeode invece è possibile avere il rendimento di potenza di un pentodo con una Ri mostrata al carico ed una distorsione volendo anche inferiori alla stessa valvola connessa a triodo, ed è possible utilizzarlo profiquamente anche in Single Ended!!! Volere la moglie ubriaca e la botte piena, in questo caso si può! Incredibile? Guardate i grafici qui sotto, paragoniamo prima la EL84 a pentodo alla stessa connessa a triodo…

PentodoTriodo

Poi guardiamo le curve della EL84 in ultralineare, al 20% e al 40%, come viene indicato dal datasheet della valvola, in questo caso come già sapete le curve sono valide solo se il punto di lavoro viene posto alla tensione di 300volt, e non è possibile spostarlo sopra o sotto questa tensione senza cambiare completamente il grafico come già spiegato in un’altro articolo…

Come è possibile vedere, la EL84 in UL che sia al 20 o al 40% non ha delle curve entusiasmanti, si perde potenza senza quasi niente in cambio, quandi conviene lasciarla connessa a pentodo, ma vediamo con la connessione Schadeode, che il software di uTracer mi consente di simulare, come diventano le curve. NOTA: tutti i grafici sono stati acquisiti da una vera EL84 inserita nel tracciacurve e non sono frutto di simulazioni al computer.

Come si vede i limiti di corrente/tensione sono gli stessi della valvola che funziona a pentodo, quindi ad esempio una retta di carico alla sinistra del grafico, può arrivare fino a 50volt con 100mA di corrente trasferendo la stessa potenza che la valvola erogherebbe a pentodo, ma le curve hanno pressochè la stessa pendenza della EL84 connessa a triodo. Nella connessione realmente a triodo la stessa retta di carico si fermerebbe con la saturazione della valvola a 150volt / 75mA trasferendo quindi molta meno potenza. Praticamente una EL84 a triodo che riesce ad erogare la stessa potenza di una EL84 a pentodo. Me vediamo cosa succede aumentando il tasso di retroazione locale:

I limiti sono ancora quelli della EL84 connessa a pentodo ma la pendenza della curve e il guadagno sono molto diminuiti, ossia la sua resistenza interna è diminuita e ora servono fino a -36volt per portarla in interdizione, di fatto abbiamo creato un triodo nuovo che non esisteva. Niente a che vedere con l’ultralineare e poco importa se verso l’alto le curve non proseguono come nei triodi veri perchè la retta di carico normale non arriverà mai in quella zona. L’abbassamento della Ri della valvola virtuale poi diventa utile per aumentare il tasso di smorzamento senza l’uso di NFB ad anello, ma con questo tipo di controreazione ancora meno dannosa di quella convenzionale. Nota per chi volesse fare esperimenti: il punto di lavoro statico (tensione/corrente/polarizzazione di griglia) si stabiliscono sulle curve della valvola a pentodo, perchè il funzionamento a triodo virtuale avviene in regime dinamico ma non su quello statico.

Qui sotto i link a qualche sito esterno che parla dello stesso argomento:

Tube CAD

Bertola Valves

Su questo sito potete trovare il progetto alimede con la EL84 pilotata in Schade Feedback con una 5842 come driver, il vecchissimo progetto libero con il single ended con la 6JZ8 (il fattore di smorzamento di questo circuito resta basso in quanto il tasso di feedback locale è basso a sua volta). E a breve dovrebbe arrivare un progetto premium di un pushpull con le EL84 dove tenterò di ottenere un fattore di smorzamento accettabile senza uso di feedback ad anello, della potenza di 15 watt. Inoltre per completare il discorso va detto anche che lo Schadeode può essere utilizzato con qualsiasi valvola, anche un triodo, ottenendo l’abbassamento della sua resistenza interna.

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6 risposte a Schadeode e Triodi Virtuali – Un’interessante alternativa all’ultralineare

  • Hai sbagliato perchè facendo come hai fatto tu il segnale di Nfb risale il potenziometro e arriva sull’uscita della sorgente, quindi la R in serie al segnale non è il valore che hai stabilito ma quella resistenza più quella del potenziometro in base a come lo hai regolato + quella della sorgente, va messo obbligatoriamente un buffer per interrompere la propagazione e fissare dei valori di controreazione fissi.

  • Il primo l’ho provato per un pre di linea con solo un triodo di segnale per canale (senza trasformatore d’uscita) e un pot del volume da 10Klog in ingresso, ma ho dovuto mettere in parallelo a R1 una piccola capacità per recuperare banda… ha una dinamica superiore rispetto la configurazione senza controreazione, insomma, interessante giocarci sopra

  • I 2 circuiti dovrebbero essere equivalenti, solo che portando indietro il segnale di NFB sulla placca del driver si è limitati nel tasso di controreazione che si può applicare per problemi di linearità dello stadio driver di per sè (PS se il driver è un pentodo funziona meglio rispetto se è un triodo), non vedo dove potrebbe essere limitata la banda passante, nel circuito il collo di bottiglia maggiore alla banda passate è sempre il trasformatore d’uscita, non prendendo segnale dal secondario del trasformatore si riesce effettivamente ad estendere meno la banda passante rispetto un circuito con NFB ad anello, ma in questo caso se il trasformatore copre come dovrebbe la banda udibile è abbastanza, non dovrebbero sorgere problemi legati alle rotazione di fase come capita con l’NFB ad anello. Cmq in linea generale avendo simulato qualche circuito come distorsione va meglio il primo circuito con solo le resistenze, a livello di analisi di spettro è molto più pulito, anche se obbliga a mettere uno stadio ad inseguitore tra driver e finale o a usare un SRPP.

  • si, scusa, al secondo esempio

  • A quale schema ti riferisci? non ci sono schemi a parte 2 teorici e le curve della valvola con 2 tassi di local feedback diversi, ma non sono riferiti a gli schemi sopra, sono solo esempi.

  • Se non sbaglia la simulazione, il secondo schema ha una risposta in frequenza inferiore a quella ottenibile con il feedback d’anello e riduce un po’ quella ad anello aperto

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Come sostituire la valvola AD1 con la AL4

La voce del padrone – Columbia – Marconiphone

Sono stato contattato di “C.M.” perchè aveva un problema con questa radio d’epoca che ha un telaio separato con il solo amplificatore audio che utilizza una coppia di valvole AD1 in pushpull come finali audio, le AD1 purtroppo sono valvole che sono state prodotte poco e le scorte di ricambi NOS sono stati depredati da quegli audiofili convinti che sia la valvola a suonare e non l’amplificatore nel suo insieme, se si trovano sono ipercostose e anche le riproduzioni moderne non sono di certo economiche. La AD1 praticamente è una 2A3 con il filamento a 4 volt e zoccolo a bicchiere e non ha sostituti diretti, montare delle 2A3 anche di produzione attuale sul telaio delle radio risultava invasivo in quando era necessario cambiare lo zoccolo e aggiungere un trasformatore per alimentare i filamenti della 2A3. Vediamo qui sotto lo schema del finale audio di questa radio:

Facendo un pò di ricerche ho individuato il pentodo AL4…

Stessa zoccolatura, tensione del filamento compatibile, bisognava solo vedere come funzionava connessa a triodo, quindi ho preso una AL4 l’ho messa su utracer e l’ho misurata connessa a triodo, qui sotto il grafico.

Ho scelto di porre il punto di lavoro a 350volt 30mA, contro i 250v 60mA delle AD1. La AL4 connessa a triodo può dissipare 11watt contro i 15 della AD1, inoltre la AL4 a triodo ha una pendenza maggiore, quindi bisognava spostare in avanti il punto di lavoro. Con una corrente di bias inferiore la tensione della sezione di alimentazione si sarebbe alzata di conseguenza visto le grandi resistenze in serie ad essa ossia la prima induttanza, la bobina di campo dell’altoparlante e ho dovuto aggiungere io un’ulteriore resistenza per portare tutto a livello della AL4, lo schema modificato è qui sotto:

La sostituzione è riuscita e l’amplificatore di questa vecchia radio funziona perfettamente, foto del circuito:

Per pilotare le finali sono entrato nel trasformatore sfasatore del circuito con un ramo del mio fasatore da banco, il volume sviluppato è notevole, dal video probabilmente non si capisce ma il tono del generatore ascoltato dal vivo spaccava i timpani.

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L’importanza dell’ambiente di ascolto

L’ambiente di ascolto è spesso relegato ad un ruolo di secondaria importanza, forse per mancata conoscenza o semplicemente per pigrizia o molto più spesso per questioni economiche, eppure è il luogo in cui la musica viene riprodotta e arriva alle nostre orecchie, il suo modo di “suonare” è la componente più importante della catena sonora, più importante delle casse e dell’amplificatore!

L’ambiente infatti è il primo elemento della catena audio e il binomio ambiente di ascolto/orecchio è il più significativo, poiché questo potrebbe essere in grado di esaltare o mortificare anche il sistema audio migliore. L’acustica è una cosa seria, vi sarà capitato di andare in un locale e di non riuscire a parlare con il vicino che sta a 50 cm da voi, è una situazione che si verifica abbastanza di frequente. Un ambiente curato dal punto di vista dell’acustica rende confortevole l’ascolto e anche il colloquio.

Il suono viaggia a velocità molto elevate e partendo dai diffusori si spande verso l’ambiente circostante come un’onda. Questa è composta da infinite rette adiacenti che portano tutte lo stesso segnale. Una sola retta giunge direttamente dal punto di emissione al nostro apparato uditivo, tutte le altre torneranno al punto di ascolto dopo essersi riflesse e modificate in base alla forma e al materiale che hanno incontrato sul loro percorso. Ciò che ascolteremo sarà la somma di tutti questi segnali. Il cervello elaborerà i diversi segnali e il risultato potrebbe essere decisamente confuso.

Ho visto persone spendere cifre decisamente elevate per amplificatori HiEnd, valvole NOS, cavi pitonati e poi sacrificare questo amplificatore su una mobiletto largo 1 metro con 2 casse poste ai lati, il tutto in un’angolo della stanza, purtroppo mi tocca dire che in queste condizioni difficilmente si potrà trovare differenza tra un’amplificatore HiEnd con casse da 15.000€ e un’amplificatore cinese da 150€ con delle casse da 50€, è pretenzioso come il voler apprezzare un profumo di alta moda all’interno di una stalla, quindi  sarebbe sensato risparmiare sulle apparecchiature e investire sull’ambiente. Questo articolo non vuole diventare una guida in questo senso perchè non è il mio campo, perchè ci sono professionisti che possono aiutarvi a migliorare il vostro ambiente, io mi sono rivolto a Riverb-STOP di Valter Panarotto, e ci tengo a dire che non sono stato pagato per fare questa pubblicità. Voglio quindi mostrarvi la mia piccola sala di ascolto e home cinema, a tema vintage, personale.

L’ambiente è completamente trattato non solo per la soppressione del riverbero interno ma anche contro le fughe sonore che potrebbero disturbare i vicini. Il mobile porta elettroniche rustico è stato realizzato su misura con tubolare di ferro pesante e assi di massello grezzo.

I pannelli di Riverb STOP

I quadri li ho ottenuti dalle scansioni di un giornaletto originale del 1923

Porta acustica

Interruttori simil vintage della Gi.Gambarelli, montati su supporto in autentico noce nazionale centenario (ottenuto demolendo un vecchio armadio con cui ho fatto diverse altre cose tra cui un tavolinetto e un attacca panni)

Per il lampadario ho usato sempre un pannello di noce nazionale, rosoni e porta lampada in ceramica Gi.Gambarelli e lampade a pera simil vintage.

Orologio silenzioso, artigianale in vero legno inciso a fuoco (non quelle robe cinesi di cartone con la fotografia del legno)…
Il contorno in metallo è il vero cerchione di una bicicletta 🙂

Faretti per l’ascolto in relax e il cinema

Suppellettili Vari

Valvole con scatoline colorate 🙂

Il milkyway assieme al granny27

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