• 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 sé non esiste, che a suonare è tutto l’amplificatore nel suo insieme e che, se lo sai progettare bene, più o meno puoi far suonare qualsiasi valvola come un’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 12 watt di dissipazione con una resistenza interna di ben 38k. Con una resistenza interna così alta è stato anche difficile produrre un trasformatore d’uscita (push-pull) che rendesse bene sulle basse frequenze, perché l’induttanza primaria necessaria era davvero alta e per raggiungerla si finiva per pregiudicare l’estensione in alto. Questo pentodo è stato molto diffuso nelle vecchie radio d’epoca e negli 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 500 Hz per concezione, lo stesso vale 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. Soprattutto sui push-pull, dove la Ri raddoppia, diventa necessario applicare molto NFB se si vogliono raggiungere tassi di smorzamento minimamente decenti come in questo clone Dynaco 410: ruggente, dal suono antico e per i miei gusti decisamente poco piacevole. In ultralineare la situazione non migliora di molto e, per di più, la EL84 non ti dà nemmeno la soddisfazione di dire “la connetto a triodo!”… Connessa a triodo le curve hanno una pendenza molto accentuata. Solitamente in questi casi si utilizza un trasformatore con un’impedenza elevata e si lavora in tensione ma… NO! Il datasheet della EL84 consiglia di non superare (tensione statica) i 300 volt su placca e G2, quindi o ci si riduce come qualcuno che ha prodotto ridicoli SE con la EL84 a triodo da 0,4 watt o push-pull da 2 watt, 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.

(Tipo 1)

Questa topologia di circuito è definita dall’uso di due resistori: uno porta il segnale di placca sulla griglia di controllo e l’altro è posto in serie al segnale di ingresso. Essendo questi due segnali in opposizione di fase, alla griglia giunge un segnale differenziale, prodotto della reciproca sottrazione dei due mediata da queste resistenze, che costituisce un loop di feedback locale dalla placca alla griglia. Questo loop di feedback fornisce 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 molto breve, questo sistema incontra 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, abbia una Zout molto bassa, tipicamente uno stadio a inseguitore o un SRPP, la cui Zout sia irrilevante rispetto al valore di R1. Volendo invece applicare uno Schade Feedback verso uno stadio che esce ad anodo, il circuito avrebbe questo aspetto:

(Tipo 2)

In questa variante di circuito il tasso di retroazione applicata dipende dal rapporto che R1 ha rispetto a R2/R3 e alla Ri del triodo pilota. Rispetto al 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, a 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 perché dovrebbe essere migliore della connessione ultralineare. Come scritto a 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 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 mostrata al carico e distorsione. Poi, come se non bastasse, la connessione ultralineare trova larga applicazione nei push-pull, ma nell’uso nei single ended risulta limitativa e sconveniente: produce solo poca potenza in più rispetto alla connessione a triodo ma con molta più distorsione. Nonostante questo, molti “distorsofili” continuano a utilizzarla proprio perché non sono amanti dell’alta fedeltà ma appunto della distorsione, come si può vedere qui. Di fatto la connessione ultralineare 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 e una distorsione volendo anche inferiori alla stessa valvola connessa a triodo, ed è possibile utilizzarlo proficuamente 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 con la stessa connessa a triodo…

Pentodo	Triodo

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 300 volt, 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, sia al 20 che al 40%, non ha curve entusiasmanti: si perde potenza senza quasi nulla in cambio, quindi 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 50 volt con 100 mA di corrente, trasferendo la stessa potenza che la valvola erogherebbe a pentodo, ma le curve hanno pressoché 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 150 volt / 75 mA, trasferendo quindi molta meno potenza. Praticamente una EL84 a triodo che riesce a erogare la stessa potenza di una EL84 a pentodo. Ma vediamo cosa succede aumentando il tasso di retroazione locale:

I limiti sono ancora quelli della EL84 connessa a pentodo, ma la pendenza delle curve e il guadagno sono molto diminuiti, ossia la sua resistenza interna è diminuita e ora servono fino a -36 volt 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, perché la retta di carico normale non arriverà mai in quella zona. L’abbassamento della Ri della valvola virtuale diventa poi 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 stabilisce sulle curve della valvola a pentodo, perché il funzionamento a triodo virtuale avviene in regime dinamico ma non 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 del 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 push-pull con le EL84 dove tenterò di ottenere un fattore di smorzamento accettabile senza uso di feedback ad anello, con una 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.