-> Lo schema e il set di trasformatori non sono più acquistabili per autocostruzione, chi fosse interessato può ora acquistare SB Phoenix. <-

Questo articolo nasce per mettere ordine in una storia che, purtroppo, si ripete spesso: un amplificatore a valvole dichiarato “KT88 single ended classe A”, costruito attorno ad una scheda PCB venduta come kit, finisce in mano ad un appassionato che all’inizio è contento, poi cambia impianto, cambia diffusori, cambia ambiente e scopre che qualcosa non torna. In casi come questo non basta dire “suona bene o suona male”, serve capire cosa sta succedendo dal punto di vista elettrico e, soprattutto, quanto l’amplificatore sia compatibile con un vero carico, cioè un diffusore.

L’oggetto del contendere è uno di quei progetti che sulla carta sembrano semplici e invitanti: una KT88 in single ended, un ingresso con valvola piccola, trasformatori “inclusi”, qualche componente “audiofilo” messo lì a fare scena e una promessa implicita, quella di ottenere un suono importante con pochi watt. Il problema è che molte di queste PCB, dietro ad un layout ordinato e ad un cablaggio apparentemente facile, nascondono compromessi pesanti e veri e propri orrori progettuali. Non sto parlando di gusti o di “scuole di pensiero”, parlo di errori che si vedono a banco prova e che poi si traducono in una cosa molto semplice: l’amplificatore non si comporta da amplificatore quando lo colleghi ad una cassa.

Da questa esperienza, e da altre simili, è nato un progetto completamente diverso per filosofia e risultati: Phoenix. Non una “riparazione” cosmetica, non una toppa, non un “cambiamo due condensatori e preghiamo”, ma una riprogettazione che parte dai numeri e arriva all’ascolto. In altre parole, l’idea non era rendere accettabile un progetto nato male, ma dimostrare cosa succede quando si progetta davvero un single ended per funzionare con un diffusore reale, con trasformatori adeguati e con scelte circuitali coerenti.

Un bel giorno ricevo questo messaggio:

Possiedo da poco un amplificatore che monta delle KT88 in single ended classe A ultralineare, non l’ho realizzato io ma l’ho acquistato già assemblato da terzi. A farla breve, all’inizio nel mio impianto il suono mi piaceva, un po’ particolare, ma non mi sembrava male. Quando poi un amico mi ha prestato un pre Arc sp3 mi è piaciuto ancora di più. Poi l’errore fatale: lo porto a casa del mio amico e nel suo impianto, collegato a delle Klipsch La Scala, fa letteralmente pena, tipo citofono. Un trauma! Le chiedo: sarebbe possibile renderlo un ampli ben suonante? Per la cronaca, l’apparecchio monta delle JJ. Il mio impianto: diffusori Klipsch kg4, pre Carver c6, giradischi Aiwa ap2500 con Dynavector 10×5 neo; giradischi Dual con Shure v15III + Jico sas. Impianto del mio amico: Klipsch La Scala, finale Diego Nardi con 2a3, giradischi Dual con Shure m91 + Jico sas. Ovviamente, posso inviarle foto e ulteriori dettagli. La ringrazio in anticipo e Le porgo cordiali saluti.

Il messaggio era chiarissimo, e non solo per il “citofono”. Quando un amplificatore cambia faccia in modo così drastico al cambiare del diffusore, quasi sempre c’è un indizio tecnico preciso: interazione con l’impedenza, gestione del carico reattivo, stabilità, smorzamento, margine di controreazione, comportamento del trasformatore d’uscita e, in generale, capacità del circuito di restare lineare fuori dal “mondo ideale” della resistenza fittizia.

Era evidente che si trattava di uno dei tanti impresentabili, un single ended di KT88 dichiarato “di razza”, ma in realtà connesso in ultralineare e pilotato da una ECC88, costruito attorno ad una PCB di dubbia provenienza. Il tutto montato in una scatola di legno rappezzata alla meglio, con maniglie da ferramenta e trasformatori anch’essi ignoti, senza etichette, senza dati e senza alcuna garanzia sulla corretta dimensione per il servizio richiesto. In casi così la domanda non è “perché suona male”, ma “come fa a suonare in modo tollerabile in certe condizioni”. Insomma la solita schifezza montata da uno dei tanti cantinari che appestano Facebook.

Prima ancora di ragionare di componenti, la prima cosa che faccio è sempre la stessa: misure di base, semplici, ripetibili. Segnale sinusoidale, carico resistivo, potenza bassa. È il test più elementare, e proprio per questo è impietoso, perché se un amplificatore mostra già qui un problema serio, significa che c’è qualcosa di strutturale. All’oscilloscopio, su carico resistivo, alla potenza di 1 watt usciva una sinusoide del genere:

In giallo il segnale del generatore, in azzurro il segnale dell’amplificatore. La semionda risulta fortemente compressa, come se il circuito avesse una “preferenza” per una metà del ciclo. Questo non è un dettaglio estetico: significa asimmetria, significa generazione di armoniche pari in modo anomalo, significa che il punto di lavoro si sposta e che la linearità è già compromessa prima ancora di chiedere potenza. Sotto si può vedere la relativa analisi di spettro.

La distorsione era del 2,4% a 1 watt su carico resistivo. A prescindere da ogni “filosofia audiofila”, un numero così è la firma di un progetto che non sta lavorando nel suo regime corretto, oppure di una scelta circuitale che introduce distorsione intrinseca e non controllata. In questo caso il motivo principale era uno, ben riconoscibile: l’utilizzo della connessione ultralineare in una configurazione single ended, situazione di cui ho già parlato in questo articolo. In breve, l’ultralineare in single ended non è la scorciatoia “magica” che molti credono. Può trasformarsi in un generatore di problemi: linearità peggiore dove servirebbe stabilità, comportamento penoso con carichi veri e una potenza che, spesso, non è quella che ci si aspetta.

Sempre per colpa della connessione ultralineare la potenza RMS massima erogabile dal circuito era di 6 watt per canale. E qui arriva un’altra trappola classica: “6 watt” sembrano tanti finché non li metti in relazione con la distorsione e con il tipo di carico. Un watt pulito e stabile vale più di diversi watt distorti, perché è quello che usi davvero per la maggior parte del tempo durante l’ascolto, specialmente con diffusori ad alta efficienza dove la qualità del primo watt è tutto.

Misurando la banda passante volevo vedere come andassero i trasformatori. Erano riciclabili, almeno quelli? E soprattutto, si comportavano in modo coerente con la potenza dichiarata e con un single ended di KT88? La risposta, come spesso accade con trasformatori “senza nome”, è arrivata subito.

Meglio lasciar perdere. Non per pignoleria, ma perché un trasformatore d’uscita in un single ended è metà amplificatore. Se quello non regge, puoi cambiare valvole, condensatori, resistenze, puoi “ritarare” finché vuoi, ma stai sempre guidando con le gomme quadrate. Il risultato è un suono che può anche sembrare piacevole finchè non senti un vero amplificatore.

A quel punto la domanda vera era un’altra: come si comportava il circuito su carico reattivo? Qui vengono fuori i problemi seri, quelli che spiegano perfettamente perché con un diffusore “facile” l’utente poteva illudersi e con una cassa più impegnativa, o semplicemente più rivelatrice, l’amplificatore diventava un citofono. Vediamo una semplice sinusoide a 1kHz, 1 watt su carico reattivo…

Sembra clippata? Sì, ma è un clipping strano, e infatti non è clipping nel senso classico del termine. È un insieme di più problemi di progettazione del circuito che si sommano: margine dinamico reale ridotto, impedenze interne alte dove non dovrebbero esserlo, gestione discutibile della griglia schermo, trasformatori che reagiscono male alla componente reattiva e, in generale, un progetto che “si siede” appena l’energia deve davvero fluire nel carico. Questa forma d’onda morsicata perdurava anche portando il volume dell’amplificatore a pochi milliwatt di potenza, segno che non era un limite di potenza, ma un difetto di comportamento intrinseco. In pratica, era completamente incompatibile con il carico reattivo che rappresenta, bene o male, ciò che l’amplificatore vede quando è collegato ad una cassa.

Si può vedere l’analisi di spettro assolutamente disastrosa, con un 10% di distorsione complessiva ad un solo watt RMS. Capisco perfettamente il proprietario che l’ha definito citofono. E la parte tragicomica è che questi oggetti spesso vengono venduti come “Pura classe A single ended Hi-End” e magari, in foto, fanno pure scena. Peccato che poi, quando fai una misura che abbia senso per l’uso reale, il castello crolla.

Con lo smorzamento non si andava meglio: DF di 1,6. Tradotto in termini pratici, significa controllo scarso del woofer e risposta che cambia in modo vistoso con l’andamento dell’impedenza del diffusore. È il motivo per cui certi amplificatori sembrano “gonfi” o “mosci” in basso, e per cui un cambio di cassa può trasformare completamente l’ascolto. L’analisi della risposta in frequenza su carico reattivo dimostra gli effetti di tutto questo in modo molto chiaro.

Il resto delle strumentali che ho acquisito è superfluo, inutile, perché quando un circuito mostra problemi così evidenti già sui test fondamentali, non serve “fare poesia” con altre misure. Alla fine si poteva salvare ben poco di quell’apparecchio: un paio di Mundorf, il trasformatore di alimentazione e qualche altro pezzetto qua e là. Tutto il resto, dal concetto ai trasformatori d’uscita, era da rifare se l’obiettivo era ottenere un amplificatore che suonasse davvero bene su un diffusore reale.

Lo schema e il set di trasformatori non sono più acquistabili per autocostruzione, chi fosse interessato può ora acquistare SB Phoenix. Phoenix è, di fatto, la risposta “matura” a questo genere di casi: un single ended progettato con criteri corretti, misurato con carichi sensati, e pensato per essere ascoltato.

Lo stadio di ingresso è formato da una inconsueta (ma non troppo) ECC85 doppio triodo VHF che generalmente si trova utilizzato nei ricevitori FM delle radio a valvole e che è stata usata anche in alcuni amplificatori Luxman, tra cui il 3600. Qui la scelta non è “strana per fare scena”, ma funzionale: serve una valvola veloce, capace di swing e con caratteristiche adatte a pilotare con criterio uno stadio finale importante, senza dover mettere tre stadi in cascata solo per inseguire guadagno. La valvola è stata caricata con una sorgente di corrente costante a transistor, usando il classico MJE350. Questa soluzione permette di ottenere uno stadio con impedenza d’uscita più bassa, risposta più pronta e un comportamento più pulito anche quando le richieste dinamiche aumentano.

Questa scelta è venuta per cercare di fare tutto con una sola valvola driver, senza dover moltiplicare gli stadi e senza pagare in termini di rumore, accoppiamenti e “effetti collaterali” tipici delle catene troppo lunghe. Al contempo, l’obiettivo era ottenere un suono brillante e ricco di dettaglio, ma non tagliente, cioè un suono “fresco” nel senso buono del termine. Una ECC83 caricata con una resistenza sarebbe stata molto più calda e con un comportamento diverso, e il cliente chiedeva esplicitamente un’impostazione più aperta e veloce. In questo contesto, il CCS a transistor ci stava davvero a fagiolo.

Al posto della ECC85 si può utilizzare anche la più comune ECC81 che ha pressocché le stesse caratteristiche elettriche, basta solo avere premura di rispettare la diversa connessione dei pin relativi al filamento. Come finali si possono montare KT88 / 6550 / KT90, mantenendo la coerenza del progetto e rispettando i punti di lavoro previsti.

La finale è connessa a pentodo puro, polarizzata a bias fisso servo-controllato. Questo significa che c’è un circuito attivo che si occupa di regolare il bias automaticamente, mantenendo la valvola in una condizione stabile nel tempo. Non è la stessa cosa del selfbias, dove una resistenza (e il suo condensatore di bypass) introducono una reazione locale e una componente reattiva che, in certe condizioni, può anche diventare parte del “carattere” dell’amplificatore. Qui l’obiettivo è diverso: stabilità, ripetibilità, prestazioni misurabili e comportamento prevedibile anche quando cambiano valvole, temperatura e rete elettrica.

Ovviamente c’è NFB dove serve e nella misura corretta, perché se si vuole avere il giusto smorzamento del diffusore, non si scappa. La controreazione non è un insulto, è uno strumento. Usata bene migliora il controllo, riduce la distorsione nei punti critici e rende l’amplificatore meno schiavo delle variazioni del carico. Usata male, o messa “per far tornare i conti”, crea altri problemi. Qui è stata integrata con criterio, partendo proprio dai limiti osservati negli amplificatori dei cantinari.

La sezione di alimentazione è formata dalla classica cella CLC con una vera induttanza e non un giratore a MOSFET, capacità generose e condensatori buoni. L’alimentazione in un valvolare non è un accessorio, è parte integrante del suono e delle prestazioni. Se la tensione “respira” in modo sbagliato, se le correnti impulsive si portano dietro cadute e recuperi lenti, se le griglie schermo non sono alimentate come si deve, si ottengono distorsioni che poi qualcuno scambia per “musicalità” solo perché non ha mai ascoltato un circuito davvero lineare e stabile.

La tensione per la griglia schermo è ottenuta con un circuito chiamato divisore di tensione che permette di avere una tensione inferiore a quella di ingresso rispetto al rapporto stabilito da un partitore resistivo ma esce a bassa impedenza. In pratica, se si alimentano le G2 con una tensione ottenuta dalla classica cella RC, la tensione non è stabile perché quando il segnale audio supera certi limiti e la G2 comincia a richiedere corrente, la tensione ai capi del condensatore cade gradualmente al perdurare del segnale e si ricarica quando questo smette, causando distorsioni di memoria. Queste distorsioni consistono nello spostamento del punto di lavoro della valvola in base al segnale “passato”, con effetti udibili soprattutto su dinamica e timbro. Il divisore di tensione, anche se non è stabilizzato (perché regola in base a cosa entra), invece ha un’impedenza molto bassa e non è turbabile in modo significativo dall’assorbimento della G2, mantenendo il comportamento del finale più coerente.

Era utilizzabile il trasformatore di alimentazione originale, mentre ho provveduto a fornire due nuovi trasformatori di uscita SE6K-KT88 e l’induttanza. In un intervento del genere, i trasformatori d’uscita sono la chiave: senza quelli, non esiste “upgrade” che tenga. Qui l’idea era dare al circuito una base solida e corretta, e poi misurare, verificare, rifinire. Vediamo il montaggio che è stato fatto dal cliente:

A questo punto la domanda è semplice: dopo la riprogettazione e con trasformatori adeguati, che strumentali ha esibito il circuito? Qui non interessa fare “numeri da vetrina”, interessa verificare che l’amplificatore sia diventato un oggetto coerente: potenza reale, distorsione bassa dove conta, stabilità e controllo su carico reattivo, cioè in condizioni simili a quelle di utilizzo con un diffusore.

Che strumentali ha esibito questo circuito?

Potenza: 9,8 Watt RMS
Smorzamento DF: 5,6

Già questi due numeri, presi insieme, raccontano molto. Quasi 10 watt RMS reali in single ended con KT88 e, soprattutto, un fattore di smorzamento finalmente sensato. Non è “la gara dei watt”, è il segnale che il circuito non sta collassando appena incontra un carico difficile. Un DF di questo livello significa controllo migliore del diffusore, risposta più prevedibile e minore dipendenza dall’andamento dell’impedenza, cioè esattamente ciò che mancava al progetto di partenza.

Banda passante 10Hz -0,2dB / 40kHz -1dB

Questa è la classica misura che, quando è fatta con criterio e con trasformatori seri, non serve a “vantarsi”, ma a dimostrare che l’uscita è stata progettata per lavorare bene su tutta la banda audio, senza code strane e senza collassi prematuri. In un single ended, una banda passante corretta è anche un indicatore indiretto della qualità del trasformatore e della compatibilità tra trasformatore e circuito.

Distorsione THD @ 1 watt su carico resistivo: 0,37%

Dal 2,4% allo 0,37% a parità di condizione, e stiamo parlando dello stesso “ordine di test” che prima già mostrava asimmetria e compressione. Questo è uno dei motivi per cui insisto sempre sui test fondamentali: se sistemi le cause, il miglioramento non è sottile, è macroscopico. E soprattutto, non è un miglioramento “da laboratorio”, perché poi lo stesso approccio si riflette sul comportamento con carico reattivo e all’ascolto.

Com’è la sinusoide a 1 watt sul carico reattivo???

Ed eccoci al punto chiave. Qui si vede se un amplificatore è stato progettato per suonare su una cassa oppure per fare bella figura su una resistenza. Il carico reattivo mette in crisi ciò che è debole: margini, stabilità, alimentazioni, trasformatori e controreazione. Se qui la forma d’onda è pulita e coerente, significa che l’amplificatore sta davvero guidando un carico simile a quello reale senza impazzire.

E la distorsione sul carico reattivo? Sempre a 1 watt: 0,067%. Sì, perché un amplificatore fa suonare una cassa, non lo si ascolta collegato ad una resistenza. Distorcere poco su carico resistivo è facile, lo è di meno su quello reattivo. Saper progettare un circuito vuol dire anche cercare di farlo andare meglio collegato a un vero diffusore e non solo su una resistenza per esibire solo una strumentale. Se un amplificatore resta composto e lineare su carico reattivo, poi all’ascolto succede una cosa che l’utente descrive sempre nello stesso modo: il suono cresce in dimensione, non in fastidio.

Quadre a 100Hz / 1k / 10k…

Le onde quadre non si ascoltano, ma raccontano molto: velocità, stabilità, overshoot, ringing, comportamento del trasformatore e margine della controreazione. Sono un modo rapido per capire se il circuito è “sotto controllo” o se sta lottando con sé stesso. Qui le quadre mostrano un comportamento pulito e coerente, senza le aberrazioni tipiche dei progetti raffazzonati.

La triangolare che mostra la perfetta simmetria dell’onda

La triangolare è un altro test semplice ma rivelatore: mette in evidenza la linearità e la simmetria del trasferimento, cioè esattamente ciò che prima era compromesso dalla compressione di semionda. Qui l’onda è pulita e simmetrica, segno che il circuito lavora in modo coerente e che non c’è una metà del ciclo “più debole” dell’altra.

E l’andamento della risposta in frequenza sul carico reattivo

Questa è la misura che chiude il cerchio, perché riassume in un colpo solo ciò che interessa davvero: come reagisce l’amplificatore quando il carico non è una resistenza ideale ma un sistema complesso. Se qui l’andamento è regolare e controllato, allora hai un single ended che non cambia carattere a seconda della cassa, e che non ti costringe a cercare “diffusori facili” come stampella per mascherare i difetti del progetto.

Come suona ce lo dice il cliente che ha realizzato lo schema premium con i trasformatori SB-LAB: La potenza è più che sufficiente, a ore 10 riempie la stanza di suono. Il contenuto armonico degli strumenti ad arco è notevole. La domanda viene spontanea, ma fin’ora cosa %$£§ ho ascoltato? Perdonami il francesismo… Non ho mai ascoltato un tale insieme di dolcezza, dettaglio e raffinatezza. Praticamente sto ascoltando le Tannoy per la prima volta! È incredibile, non c’è la minima traccia di durezza, il suono è una carezza, anche a volume alto. La scena è mozzafiato, sembra di avere un’orchestra in camera, non stanca mai, bassi e medi sono favolosi! Ma ripeto, la cosa che più mi ha sconvolto, è che non si sente proprio la pressione sonora, aumento il volume e il suono diventa più grande, non più forte. Mai successo prima! Ti faccio i miei complimenti. È stata una storia lunga ma ne è valsa la pena.

Ecco il punto: quando un single ended è progettato bene, la potenza non è più una “corsa al numero”, diventa semplicemente adeguata. Il dettaglio non è un trucco dato da distorsione e asprezza, ma informazione reale. La dolcezza non è una coperta che nasconde, è assenza di artefatti. E soprattutto, la sensazione di volume cambia perché non stai ascoltando un amplificatore che fatica, ma un amplificatore che controlla. Questa storia, partita da un apparecchio cantinaro con una PCB piena di compromessi, ha portato alla nascita di Phoenix proprio perché certi errori, una volta visti e misurati, non si possono più ignorare.