Smorzamento con Zero Feedback ? È Possibile ?

I precedenti articoli che ho pubblicato su questo argomento hanno smosso la curiosità di diversi utenti che mi hanno chiesto informazioni privatamente su questo argomento spinoso. Gli articoli a cui mi riferisco (che consiglio di leggere) sono  questi:

Cos’è il Fattore di smorzamento dell’amplificatore?

Negative Feedback e la caccia alle streghe

SB-Nibiru – Prototipo – Perchè non esiste solo la distorsione armonica

Riassumendo il punto della questione è che nonostante la stampa di settore e tutti i vari guru dell’alta fedeltà valvolare continuino imperterriti a spacciare il mito dell’amplificatore zero feedback come soluzione indispensabile per ottenere un buon suono la realtà che vedo è che moltissime persone sono scontente del suono dei loro apparecchi o degli apparecchi che vendono. I guru e la stampa di settore dell’alta fedeltà hanno demonizzato tutto quello che fa uso di controreazione spingendo i produttori a seguire la moda ma così facendo hanno ristretto le possibilità di scelta al punto che tanti abbandonano questo mondo totalmente, o passano allo stato solido perchè non sono più disposte a spendere soldi per apparecchi che trovano insoddisfacenti. Restringendo il mercato ad apparecchi ipercostosi spesso dalle doti discutibili e la clientela che lo frequentano a una nicchia di persone troppo spesso estremiste e talebane. E non è finita qui perchè questa follia dilangante comicia ad intaccare anche il mondo dello stato solido in quanto cominciano a spuntare qua e la anche amplificatori a transistor/FET zero feedback. I produttori sono accecati dai prezzi che sono disposti a pagare i clienti estremisti perdendo di vista i numeri ben più grandi del resto del pubblico.

Io ho già dimostrato nel mio piccolo che l’impiego di trasformatori di qualità molto elevata unitamente a un moderato e accurato uso della controreazione possa portare alla realizzazione di apparecchi dalle doti sonore uniche e che sono apprezzate in modo molto positivo anche dai quegli utenti che ascoltano musica da decenni e che fino ad oggi avevano snobbato certe soluzione tecniche in quanto demonizzate ovunque si leggesse di valvole, rimanendo essi, sorpresi da quello che si riesce ad ottenere facendo le cose nel modo giusto, ottenendo risultati impensabili o che molti per anni hanno agognato e ricercato nei loro valvolari (tutti zero feedback), cambiando valvole in modo compulsivo senza mai riuscire ad arrivare al risultato sperato. Ma i guru continuano la loro folle corsa verso il baratro, perdendo clienti dopo averli spennati, rovinando apparecchi, rovinando il mercato e la credibilità di tutta una categoria.

La domanda che mi è stata posta da un visitatore del sito è stata:

Ma con un budget elevato sarebbe possibile progettare e costruire per esempio un SE a triodi con nessuna retroazione, nè globale e nemmeno locale, e che funzioni sonicamente bene? Da abbinare a diffusori ad alta sensibilità e facili da pilotare?

Ci tengo a dirlo, perchè la domanda dimostra ancora una volta l’opera di proselitismo dei guru che dicono che se vuoi che suoni bene devi spendere tanto e il progetto sia fatto “bene”, però non si capisce come debba essere fatto questo progetto per essere fatto “bene” ma sopratutto più di una volta ho visto apparecchi venduti a svariate migliaia di € (e non necessariamente cinesi) avere talmente tanti problemi di funzionamento che dovevo dire al cliente che per farli suonare bene si sarebbe dovuto ricostruirli da zero buttando via tutto, trasformatori compresi… Perchè io sono sincero, altri “tecnici” da cui erano andati prima di me si limitavano a rubargli soldi vendendo valvole che dovevano risolvere chissà cosa ma che poi non risolvevano un bel niente, perchè se il circuito è sbagliato non c’è valvola che possa risolvere il malfunzionamento. Gli altri hanno guadagnato la vendita di una sporta di valvole al contrario di me che ho detto la verità e non ho guadagnato niente, ma alla lunga questi personaggi pagheranno la loro disonestà, o almeno si spera, perchè resta un nutrito gruppo di utenti che amano cambiare apparecchi e valvole in continuazione.

Quindi tornando alla domanda sopra io rispondo che basta fare un circuito ben fatto e con un uso corretto di controreazione per ottenere risultati ottimi, come ho spiegato negli articoli dei link sopra il più grosso problema dell’assenza di feedback in un’amplificatore sia il fattore di smorzamento molto basso e di tutti i problemi sonori che questo causa, sopratutto se si abbina l’amplificatore con diffusori che abbiano inerzie elevate (coni con diametro elevato) e/o dotati di reflex.

La domanda quindi è:

È possibile avere un fattore di smorzamento decentemente elevato su un finale valvolare senza usare controreazione?

Ho già accennato negli altri articoli che il fattore di smorzamento “naturale”, ossia lo smorzamento che il finale mostra anche privo di controreazione dipenda al 50% dal trasformatore d’uscita e al 50% dalla valvola finale, o meglio dalla “resistenza interna” di tale valvola. Le caratteristiche del trasformatore d’uscita sono comunque legate in buona parte da quelle della valvola quindi alla fine si può dire che se il trasformatore è una scelta quasi obbligata la responsabilità del risultato finale, quanto a smorzamento, dipenda nella maggiorparte dalla valvola, mentre non centra il driveraggio. Tutto dipende quindi solo ed unicamente dalla resistenza interna della valvola finale, dalle sua classe di funzionamento (classe A o AB) e dal rapporto di trasformazione del trasformatore.

Come è stato già detto in altri articoli il Damping Factor non è altro che un modo di assegnare un “punteggio” a quella che è la resistenza d’uscita di un circuito, o Rout, infatti il valore del DF si ottiene dalla Rout precedentemente calcolata tramite formula matematica: DF = L/Rout dove L è il valore del carico. Mentre la controreazione non è altro che un modo di abbassare la Rout di un circuito.

Nel caso di un’amplificatore valvolare, la teoria dice che se si vuole aumentare lo smorzamento senza usare controreazione è necessario adottare una valvola che abbia di per sè una resistenza interna molto bassa, ma quali valvole vanno bene e quali no? Genericamente posso dire che perchè il gioco dello smorzamento senza controreazione funzioni servono valvole con resistenze interne inferiori ai 200ohm, oppure parallelare valvole in modo da raggiungere una Ri combinata sufficientemente bassa, è sconsigliato il single ended parallelo perchè il trasformatore soffre la DC e ha maggiori dispersioni al contrario di una configurazione pushpull in classe A si rileva essere la soluzione migliore.

Quindi le valvole devono essere triodi o pseudo tali e la rosa delle scelte possibili si limita alle 6080 / 6AS7 / 6336 / 6C33 e le varie equivalenti di queste valvole che ho elencato… (chiunque conosca altre valvole con caratteristiche simili è pregato di segnalarle sotto nei commenti).

Tutte le altre valvole, anche le super conosciute e acclamate dal grande pubblico degli audiofili comprese le beneamate 2A3 / 300B / 845 / 211 hanno Ri troppo elevate e messe a zero feedback finiscono per dimostrare fattori di smorzamento bassissimi, mai oltre un fattore 2 o 3 (e chi dice di ottenere fattori di smorzamento elevati, zero feedback, con queste valvole racconta balle).

Calcolo dello smorzamento “teorico” Zero Feedback

Dato questo circuito teorico:

Abbiamo un trasformatore con un rapporto di trasformazione “n” formato da un’avvolgimento primario e un’avvolgimento secondario, entrambe gli avvolgimenti hanno una resistenza parassita RDC1 e RDC2. La resistenza RDC1 va considerata in serie alla Ri del triodo, mentre RDC2 va considerato in serie all’altoparlante. La Rout si calcola con questa formula:

((Ri+RDC1)/(n*n))+RDC2

Come si calcola il rapporto di trasformazione ?

Radice Quadrata di Inp.Pri/Inp.Sec

Dove le impedenze sia primarie che secondarie sono espresse in ohm.

Assumiamo che il triodo sia una sezione della 6336A con una resistenza interna di 330ohm, la RDC1 del trasformatore sia 80ohm, la RDC2 sia 0,3ohm l’impedenza primaria 3k e la secondaria 8ohm, quindi il rapporto di trasformazione è: 19,365:1

((330+80)/(19,365*19,365)) + 0,3 = 1,39ohm
Pari ad uno smorzamento DF di “L/Rout” ossia 8/1,39 = 5,7 (appena sufficente)

Cosa succede se modifichiamo il trasformatore per avere un secondario da 4ohm invece che da 8? Il rapporto di trasformazione diventa di 27,386:1 mentre RDC2 che prima era circa 0,3ohm diventerebbe circa 0,2 (non 0,15… attenzione che da 4 a 8ohm le spire non raddoppiano!) quindi la formula diventa:

((330+80)/(27,386*27,386)) + 0,2 = 0,746 (arrotondando i decimali)
Pari ad uno smorzamento DF di 4/0,746 =  5,36

Quindi lo smorzamento non cambia cambiando tra le varie prese del trasformatore d’uscita, la differenza tra i 2 calcoli è dovuta agli arrotondamenti questo a smentire qualche cialtrone che afferma che lo smorzamento sia diverso se si usa una cassa da 8ohm sulla presa a 8ohm piuttosto che una cassa a 4ohm sulla presa a 4.

Cosa succede se usiamo una famosissima e bellissima e tanto di moda 300B con Ri di 740 con il classico trasformatore da 3k Rapporto 19,365, RDC1 da 64ohm e RDC2 da 0,09ohm…

((740+64)/(19,365*19,365) + 0,09 = 2,234
DF 8/2,234 = 3,58 (insufficiente) 

Continuiamo a divertirci, qualcuno che non sa far conti nè misure vanta PSE con la 845 Ri con fattori di smorzamento dichiarati a 3 cifre sopra lo zero, la Ri delle 845 è di 1700omh diviso 2 perchè ci sono 2 valvole in parallelo 850ohm, trasformatore sempre da 3k ma molto più grosso di quello che si userebbe con una 300B per via delle potenze maggiori, quindi RDC maggiori… non devo starlo nemmeno a calcolare, è ovvio che lo smorzamento sarà molto più basso di 3,5…

Adesso che ho dimostrato che con le valvole fighette famose non si va da nessuna parte quanto a smorzamento zero feedback torniamo alla nostra 6336A, cosa succede se usassi un trasformatore da 5k primari invece che da 3k? Il rapporto di trasformazione è: 25:1 e diciamo una RDC1 di 100ohm (valore ipotetico).

((330+100)/(25*25)) + 0,3 = 0,988ohm
Pari ad uno smorzamento DF di “L/Rout” ossia 8/0,988 = 8,09 (fattore di smorzamento assolutamente ottimo)

Sembra di aver trovato il sacro graal ma purtroppo questi erano tutti calcoli teorici, che considerano un trasformatore ideale privo di perdite, quindi con un trasferimento di energia di 1 tra primario e secondario, purtroppo però nei trasformatori reali il trasferimento di energia è sempre inferiore a 1, quindi c’è un’ulteriore resistenza fantasma in serie al nostro circuito che potete immaginare interposta tra primario e secondario, nel dominio magnetico. L’energia elettrica che passa nel primario si trasforma in energia magnetica che si trasferisce al secondario trasformandosi di nuovo in energia elettrica, in questa tripla trasformazione di dominio (elettrico/magnetico/elettrico) purtroppo ci sono delle perdite inevitabilmente che si possono immaginare come un’ulteriore resistenza in serie al circuito.

Il secondo problema sta nel fatto che aumentando l’impedenza primaria del trasformatore la retta di carico vista dalla valvola si corica molto, quindi si ha una diminuzione drastica della potenza trasferita al carico, si potrebbe ovviare a questo problema spostando il punto di lavoro ad una tensione molto più alta, ma per loro natura valvole come le 6080/6336 etc non possono sopportare tensioni di placca molto elevate. Il datasheet della 6336A indica una tensione massima di 400volt ma nella voce “absolute values” il che significa che non è consigliabile farla lavora così in alto… ma deve essere il punto morto superiore dove cade la retta di carico, il punto a riposo sarà quindi molto più basso. Delle sciances in più si potrebbero avere con delle valvole di riga TV connesse a triodo che possono gestire tensioni molto più alte e quindi impedenze elevate ma hanno però anche Ri molto più elevate quindi è probabile che alla fine ci si trovi incatenati ad un’albero e non si possa andare molto in là in assenza di feedback… Proviamo a calcolare cosa uscirebbe con un SE di 845 su un trasformatore da 12k primari, rapporto 38,73, RDC1 217ohm, RDC2 0,22

((1700+217)/(38,73*38,73) + 0,22 = 1,498
DF 8/1,498 = 5,3

Come appare evidente si è sempre li attorno, e fidatevi che nessuno può infrangere le leggi della fisica se non forse Dio… e i ciarlatani truffatori che lo scrivono ma poi sono solo un sacco di balle. Voglio far notare inoltre che la RDC2 appare molto importante per il risultato finale, è quindi buona cosa che l’avvolgimento secondario abbia una resistenza DC la più bassa possibile pena la penalizzazione del fattore di smorzamento, è quindi buona pratica che tutti le sezioni del secondario siano possibilmente poste in parallelo tra loro andando contro a quanto affermato da altri personaggi che vanno affermando che le sezioni del secondario vadano poste in serie perchè poi la tensioni non sono uguali tra le varie sezioni e quindi fanno a pugni e distorcono blabla… se le avvolgi male con un numero di spire diverso sicuramente avrai problemi se no son solo paranoie come un’altro sacco di cose senza senso che si leggono negli scritti di queste persone.

E in pushpull come si calcola ? Nel pushpull è tutto uguale ma la resistenza interna delle 2 valvola si somma.


Vediamo un’applicazione pratica

Un cliente mi ha chiesto l’avvolgimento di un trasformatore da 6kAA da usare con le 2 sezioni in pushpull di una 6336A polarizzate in classe A, proprio per fare esperimenti su questa teoria a cui anche io pensavo già da tempo e mi ha portato alla fine a scrivere questo articolo. Il trasformatore ha una RDC primaria di 196ohm mentre quella secondaria circa 0,7ohm.

((660+196)/(27,386*27,386) + 0,7 = 1,84
DF 8/1,84 = 4,34

Montato il circuito di prova a banco si ottiene una potenza superiore ai 10 watt con un DF effettivo di 4,0 dovuto ovviamente alle perdite del trasformatore non considerate nel calcolo teorico, la 6336 in questo tavolaccio è polarizzata con 90mA di bias per sezione, per una dissipazione di 40 watt complessivi su 60 possibili, aumentando leggermente la corrente di bias diminuisce la Ri della valvola e lo smorzamento aumenta ancora un pochino. Il cliente che ha ordinato questi trasformatori da 6k ha poi paragonato i risultati ottenuti con altri trasformatori costruiti da altri fornitori con una coppia di trasformatori da 7k:6ohm (rapporto di trasformazione 34,157:1) disadattati collegando un carico da 8 sulla presa a 6 causando una distorsione alle frequenze più basse in quanto l’induttanza primaria era insufficiente in tale condizione di disadattamento, ma solo per misurare il DF che si otteneva. Il trasformatore in questa situazione rifletteva sulla valvola un’impedenza di circa 9k e il DF misurato era di circa 8 ma con un calo drastico della potenza che si riduce a 6 watt.

Per voler verificare la situazione da lui simulata ho collegato sul mio trasformatore da 6k:8ohm (rapporto 27,386) un carico da 12ohm riflettendo sul primario un’impedenza di 9k ottenendo anche io un DF di 8 nonostante il rapporto di trasformazione del mio trasformatore fosse inferiore a quello dell’altro trasformatore 7k:6ohm (rapporto 34,157), il che indica che con tutta probabilità se avessi realizzato un trasformatore da 9k:8ohm (rapporto 33,541) avrei sostanzialmente avuto gli stessi risultati (o migliori) ma senza compromettere la basse frequenze.

La mia conclusione è che è sostanzialmente non è vantaggioso, ricercare smorzamenti elevati con circuiti valvolari zero feedback, perchè ci si riduce ad avere rendimenti in termini di potenza molto bassi, basti pensare che la 6336A dissipa 60 watt, diventando calda come il sole, per erogane appena 6 watt in altoparlante, poco meno di quello che può darti una comune EL34 che arriva a 7 in single ended. E che la qualità di questi 6 watt con uno smorzamento di 8 non differisce dalla qualità di altri 6 watt con lo stesso smorzamento ottenuti per mezzo di feedback fatto bene. Poi bisogna tenere in considerazione che in una classe AB appena accennata potrebbe già arogarne 15 e con un pelo di NFB avere tranquillamente uno smorzamento anche di 8 o 10.

So che tante persone vogliono continuare a negare le realtà e a credere che senza feedback suoni meglio. Però è innegabile che con queste valvole si possono ottenere smorzamenti decenti usando tassi di controreazione inferiore a quelli che sarebbero necessari con altre e per questo dovrebbero essere prese in considerazione come “interessanti” dagli autocostruttori.

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Il Triodino 4 – Single Ended 300B Stereofonico – Progetto definitivo

Dopo numerose richieste di un’upgrade del Triodino 3 da perte di utenti via email pubblico questo progetto che ho voluto chiamare Triodino 4. Premessa il Triodino 3 è un progetto che circola liberamente su internet da forse 2 decenni, è stato fatto e rifatto in tutte le salse con modifiche sempre molto marginali al progetto e di base permettetemi di dire che il Triodino 3 è un progetto fin troppo semplice e con tale estrema semplicità si trascina dietro anche delle limitazioni. Il Triodino 3 in buona sostanza è una 300B con il proprio stadio driver e basta, una bozza di circuito.

Principali limitazioni del triodino 3:

  1. Ha bisogno di un preamplificatore perchè l’ingresso richiede uno swing di ben 6Vpp di segnale per essere pilotato quando la maggiorparte delle sorgenti sonore hanno un livello di uscita inferiore alla metà.
  2. L’alimentazione in alternata del filamento per quanto si possa fare lascia sempre un residuo di ronzio in altoparlante che diventa udibile se si hanno casse ad alta efficienza.
  3. La configurazione in selfbias non rende un suono pulito come potrebbe una a bias fisso, la qualità del condensatore di bypass diventa importante, e ci si trova una grossa resistenza per ogni 300B che scalda come un ferro da stiro dentro al telaio.
  4. Lo smorzamento sviluppato da questo circuito zero feedback si attesta ottimisticamente parlando attorno a un fattore 2, quindi il triodino 3 ha problemi di controllo delle basse frequenze nel rispetto del diffusore, questo vuol dire che abbinato a determinati tipi di casse acustica potrebbe creare un suono con bassi gonfi.

Ho quindi preso la bozza che è il triodino 3 e completato il lavoro arrivando ad un circuito che cura tutti gli aspetti, essendo la 300B una valvola costosa e prestigiosa non ho risparmiato niente, quindi questo è un progetto senza compromessi, qui sotto ci sono i 3 schemi premium dei finali, della sezione di alimentazione e del servobias.

Le differenze con il triodino3: Il mio progetto ha come stadio di ingresso un mu-follower modificato composto da un’ottimo pentodo octal di segnale caricato con un triodo, questo stadio del circuito fornisce una sensibilità di ingresso maggiore e permette di pilotare il Triodino 4 direttamente da una sorgente audio come un lettore CD, DAC o pre Phono senza ulteriori stadi di preamplificazione posti nel mezzo (meno roba c’è migliore sarà il suono) nell’intenzione il triodino 4 è un finale integrato e può avere il suo controllo del volume.

La 300B è polarizzata a bias fisso, la regolazione del bias è effettuata da un circuito servobias che rileva la corrente di bias della finale su una piccola resistenza posta sotto al catodo e regola il negativo di griglia, questo circuito non è attraversato dal segnale audio, maneggia semplice tensione continua non interferendo in nessun modo con la resa sonora del circuito e anzi da il vantaggio di fornire un bias sempre a puntino sia quando l’amplificatore è freddo che quando si è scaldato, e regola autonomamente il bias anche quando si cambiano le valvole senza che l’utente debba mettersi li con tester e cacciavitare trimmer e potenziometri. Rispetto la soluzione di selfbias adottata nel triodino 3 il vantaggio sonoro è notevole in quanto non si ha la reattanza di un condensatore sotto al catodo, ma questo particolare ai più sarà ben chiaro, gli effetti positivi di un bias fisso sono cosa nota.

L’alimentazione dei filamenti delle 300B è fatta in corrente continua filtrata con una cella CRC per non avere ronzio residuo in altoparlante, volendo fare di più si potrebbe adottare anche una cella CLC per un suono ancora più puro, per ora mi è stato chiesto così, ma è sempre possibile fare una piccola variazione al circuito.

Siccome molta gente è ancora diffidente nei riguardi di certe cose che dico da tempo il circuito è dotato di un negative feedback disattivabile per mezzo di un’interruttore, ho calibrato il circuito per avere un basso tasso di NFB e non diventare troppo sensibile se questo viene staccato, infatti molti circuiti retroazionati se si scollega il segnale di NFB diventano troppo sensibili e la regolazione del volume diventa difficoltosa, prendono rumori etc… questo circuito richiede 3Vpp (1,1Vrms) per essere pilotato con il negative feedback inserito e 2Vpp (0,7Vrms) per essere pilato senza NFB, in questo modo spero di cominciare a fornire alle persone un’oggetto che possa finalmente dimostrare quello che dico, ossia che un circuito ben costruito non suona peggio se c’è NFB, ma solo che hai le frequenze basse più frenate e per quelli che non vogliono fidarsi possono staccarlo e avere un’amplificatore zero feedback, tanto sono sicuro che provato una volta non torneranno più indietro, i miei trasformatori non sono come quelli che fanno altri…

Ma non è tutto, il vecchio triodino 3 era alimentato da un semplice ponte raddrizzatore, i più virtuosi lo hanno modificato per essere alimentato con una valvola raddrizzatrice ma io ho voluto fare di più, per spingere la qualità dell’audio al massimo ho realizzato uno stabilizzatore di tensione a valvole, lo stabilizzatore di tensione è formato dalla coppia di una 6080 o 6AS7 valvola che molti usano in audio ma che è nata per fare esattamente il lavoro di stabilizzatore di tensione! (Dual power triode, ruggedized 6AS7G. Intended for use as series voltage regulator.) e una ECC83 come pilota della 6080, una nota per chi volesse realizzare questo progetto; la ECC83 essendo in un circuito praticamente statico non richiede di essere di altissima qualità per far funzionare bene l’amplificatore, lo dico perchè i prezzi delle ECC83 NOS non sono bassi, per questo impiego sarà sufficiente una comune ECC83 di produzione moderna. La tensione anodica stabilizzata darà all’amplificatore un suono con una marcia in più, ne godrà il microdettaglio, il palcoscenico e la tridimensionalità del suono e i soldi che risparmiate sulla ECC83 spendeteli per condensatori di qualità.

Prime foto del montaggio di “C.”

Ho avuto modo di mettere mano sul montaggio di “R” per la messa a punto finale del circuito, ho risolto una sofferenza della 6080 in fase di accensione con una modifica al servobias, adesso le 300B si accendono in condizione di interdizione forzata per 30 secondi circa, dando il tempo alle altre valvole a riscaldamento indiretto di andare a temperatura dopo di chè il servobias le fa partire gradualmente come succede alle altre valvole. In pratica le 300B essendo a riscaldamento diretto partono un pochi secondi, solo che lo stato di accensione graduale di tutte le altre causavano rumori e ronzii mentre l’ampli partiva e la 6080 si trovava ad erogare sovracorrenti indesiderate. Ho risolto anche qualche errore di montaggio di “R”. Nello schema del finale ho segnato i colori dei fili del primario del TU, per evitare di fare erroneamente feedback positivo e ho aggiunto una sola resistenza nello schema del regolatore di tensione.

Ecco le strumentali che ho rilevato:
Potenza 8,3Watt RMS per canale
Smorzamento DF: 4,44
Distorsione THD @ 1 watt: 0,38%
Banda passante: 10Hz / 20khz -1dB

Devo dire che il montaggio di “R” non è dei migliori, è possibile che le capacità distribuite nel montaggio abbiano pregiudicato un pò le prestazioni del circuito, sopratutto la banda passante, in ogni modo il risultato non è per niente cattivo, vediamo i grafici:

Spettro Armonico

Banda passante su carico resistivo

E su carico reattivo

Quadra a 100Hz – 1k – 10khz

Qualcuno nei commenti qui sotto aspettava di poter paragonare le strumentali con e senza NFB inserito ma purtroppo “R” che ormai “sà” non ha voluto mettere l’NFB disattivabile, ma come suona ?

Ciao Stefano

Sto ascoltando il triodino 4, che io ho chiamato Afrodite.
Devo dire, che  il risultato è abbastanza diverso dagli altri 300b s.e. ascoltati fin ora. Le voci sono sempre il live motive di queste valvole e gli acuti hanno una grana molto fine.
Quello che lascia increduli è il basso, che con solo uno smorzamento di qualche virgola superiore a 4, risulta particolarmente frenato e con un punch esaltante.
Le valvole driver utilizzate sono delle 6sj7 Ken rad nos, con involucro in metallo e la 6sn7 GTA nos Philips. Le finali sono delle volgarissime E.H.
Grande idea il servobias, che funziona benissimo, anche se credo non piacerà agli smanettoni che “devono” regolare il bias ogni quarto d’ora 🙂
Il risultato lo reputo molto buono.

Cristian
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4 risposte a Il Triodino 4 – Single Ended 300B Stereofonico – Progetto definitivo

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    SB Milky Way – Prototipo – 5C15 Fivre / 307A VT-225 Single End Amplifier

    Prototipo: questo amplificatore non è in vendita.

    Storia: La prima versione

    Avevo voglia di farmi un’amplificatore tutto per me, fatto come pareva a me, senza nessun paletto progettuale e un pò creativo. Avevo anche diverso materiale di rimanenza e componenti recuperate da riutilizzare a costo zero, senza compromessi qualitativi però.

    Il sopranome di questo amplificatore è “la bestemmia” perchè praticamente ho preso un pugno di dogmi audiofili e ho fatto l’esatto opposto di quel che dice “il comandamento” ottenendo lo stesso un’amplificatore che suona moooolto mooolto bene, mooolto meglio di tanta roba che gira che rispetta i comandamenti, ma vediamo nel dettaglio i 7 comandamenti qui infranti:

    1. Le valvole con il cappuccio non suonano bene: Un dogma audiofilo vorrebbe che le valvole con il cappuccio non suonassero bene, in realtà è probabile che incapaci cablare bene molti introducano disturbi ancora maggiori ai circuiti che costruiscono e concludano che è colpa del cappuccio, quindi diffondano il verbo e tutti gli altri poi li seguono a occhi chiusi.
    2. Le valvole radio e TV non suonano bene: ennesimo dogma audiofilo che dice che solo le valvole “audio grade” possano suonare bene, salvo poi accorgersi che le valvole “audio grade” in moltissimi casi sono nate per applicazioni radio e TV, in questo amplificatore le finali sono di trasmissione radio, le pre sono per ricezione radio e il bufferino è una valvola TV.
    3. I pentodi non suonano bene: Il dogma dice che solo i triodi suonano bene, in questo circuito sia le finali che le valvole di pre sono pentodi a pentodo.
    4. Le valvole a Mu variabile non suonano bene: le ARP34 sono pentodi a mu variabile ma basta tenere il punto di lavoro lontano dalla zona di cambio di Mu perchè siano perfettamente lineari.
    5. Gli inseguitori catodici non suonano bene: altro dogma audiofilo che vorrebbe che un buffer ad inseguitore faccia suonare peggio un circuito, in realtà lo si mette (qui la ECC84) per non sovraccaricare il driver che uscendo ad impedenza molto elevata finisce per distorce più del dovuto.
    6. Il negative feedback non suona bene: altro dogma audiofilo controverso di cui ho già parlato abbondantemente qui.
    7. Led, diodi e altri componenti a SS fanno suonare da stato solido: ennesima credenza di alcuni (non tutti) audiofili che, un pò come per il negative feedback, pensano che i componenti a stato solido siano come “infettivi” e il loro contatto con il circuito possa “infettare” il suono inoculando la malattia del suono da apparecchio a stato solido. Qui la ARP34 ha il catodo polarizzato con un led bianco, tale polarizzazione eseguita nel modo corretto è come polarizzarla a bias fisso, quindi niente reattenze di condensatori tra i piedi.

    Esistono tanti altri dogmi, ma io ho infranto solo questi 7 😛 Alla fine sono talmente tante le cose che non vanno bene per il suono, ascoltando i soliti guru, che non si potrebbe fare niente se non adottare limitatissime soluzioni circuitali trite e ritrite che guarda caso molto spesso si concludono con il dover sborsare un sacco di soldi. Molti di questi personaggi si legano mani e piedi di propria volontà plagiati dal martellante proselitismo dei forum e delle riviste di settore finendo inconsapevolmente in un turbine di esborso compulsivo per l’acquisto di componenti rese costose dalla moda spesso senza avere poi risultati che valgano la spesa fatta. Molti amici e clienti che hanno avuto modo di ascoltare “la bestemmia” e la sua seconda versione sono rimasti allibiti da quello che riesce a fare infrangendo regole (senza senso) e con componenti di modesto costo… Dico costo e non valore, perchè il valore di una cosa dipende da ciò che questa cosa riesce a fare, mentre il costo è qualcosa dettato dal mercato e non necessariamente il valore e il costo combaciano, mi basti far l’esempio che tornando indietro una 20ina di anni gli audiofili sputavano letteralmente sulle 2A3 biplacca fivre, non le volevano nemmeno se gliele regalavi, invece oggi sono disposti a vendere in rene per averne una coppia… Oppure sono disposti a spendere tanto per cose che non valgono niente.

    Facciamo una carrellata sulle valvole utilizzate; 5C15 fivre

    Possiedo circa una 80ina di queste valvole di provenienza surplus militare, tutte assolutamente NOS, le ho acquistate da un radioamatore a prezzo stracciato. Ci ho messo un pò a risalire alla loro storia, ragionando (perchè non ho fonti ufficiali). Quello che so per certo è che queste valvole sono state prodotte dalla fivre durante la seconda guerra mondiale, quando per via dell’embargo le nostre fabbriche avevo perso i contatti con le fabbriche americane e quindi producevano cose come pareva a loro o copiando valvole rinvenute in apparecchi precipitati sul suolo italiano.

    La 5C15 fivre è un pentodo trasmissivo a riscaldamento diretto, nei pochi dati ufficiali che si trovano si sa che ha 15watt di dissipazione di placca e un filamento a 4volt. Il formato del bulbo di vetro e dello zoccolo è quello della 807. Ricercando la sigla 5C15 si ritrova su radiomuseum a questo indirizzo http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_5c15.html una valvola di produzione inglese che apparentemente ha la placca costruita con la stessa forma, però questa è l’unica caratteristica in comune, infatti la 5C15 inglese oltre ad avere il vetro tubolare è un tetrodo e non un pentodo, infatti manca la terza griglia presente sulla versione italiana.

    Successivamente ho potuto acquisire le curve di queste valvole su un tracciacurve sophia e la valvola si dimostra essere estremamente lineare e bella per utilizzi audio sia connessa a triodo che usata a pentodo, cliccando qui potete scaricare il PDF del datasheet da me creato con tutti i dati da me ritrovati da questa valvola, comprese le curve acquisite con il sophia: ds-5c15fivre

    Da questi dati e con un pò di ricerche ho poi scoperto che elettricamente la 5C15 fivre è la copia della famosa 307A – VT225 ! Valvola molto apprezzata in uso audio, negli USA sopratutto, dove si trovano in abbondanza. Potete ricercare “307A tube” su google per trovare una marea di progetti e realizzazioni di alta fedeltà valvolare utilizzanti questa valvola. Quindi le curve di placca della 5C15 fivre e quelle della 307A come anche la piedinatura sono identiche. L’unica differenza che resta è nella tensione del filamento che è 4Volt per 5C15 Fivre e 5Volt per la 307A, questa differenza suggerisce che il filamento della italiana sia più robusto, infatti tensione minore, corrente maggiore uguale filamento più grosso!

    ARP34

    La ARP34 è un pentodino di uso militare inglese, sempre prodotto durante al seconda guerra mondiale, utilizzato in ricevitori tipicamente come amplificatore di media frequenza. Ho ritrovato una quindicina di queste valvole in un lotto acquistato qualche tempo fa, apparentemente senza uso nel restauro di radio in realtà è un’equivalente della EF39 e diverse persone la hanno usata con successo in preamplificatori audio e anche come driver per le 300B (anche se reputo che sia troppo debole per riuscire da pilotare decentemente una 300B). La valvola è a mu variabile, però la zona dove il mu cala all’improvviso si trovano in basso nelle curve, quando la griglia diventa parecchio negativa, con segnale in ingresso di pochi volt picco picco è facilissimo polarizzarla restando dentro la prima zona e quindi farla funzionare in modo perfettamente lineare.

    PCC84

    Non c’è molto da dire, la PCC84 è un doppio triodo TV progenitrice della più conosciuta P/ECC88 / 6922, (chi storce il naso “haaaa la 84  da TV la 88 è audio..” bhe disilludetevi, anche la 88 è una valvola TV, nata per lo stesso scopo della 84). Mi serviva un bufferino, nonostante la 5C15 a pentodo necessiti di appena 50Vpp per essere pilotata la ARP34 già si siedeva un pochino (non tanto) a pilotarla… infatti non capisco come fanno certi a essere tanto sprovveduti dal pilotarci una 300B! w la distorsione mha… Comunque ne avevo li e anche queste non le do mai via perchè gli audiofili comuni sono troppo schizzinosi per accettare valvole dalla sigla che non abbiano sentito almeno 1milione di volte. Siccome ricavare modelli di pentodi su spice è un casino ho sperimentato l’abbozzo del circuito sul caro vecchio pezzo di legno, giusto per capire cosa potevo tirarci fuori, come alimentarlo e se vi fossero problemi particolari a cui stare attenti nel montaggio definitivo.

    Il trasformatore che ho adottato è l’ SE5K6-UNI. Nell’immagine qui sotto potete vedere la retta di carico e il punto di lavoro scelto, i 5600ohm dell’SE5K6-UNI calzano a pennello:

    Nella versione finale del circuito, dopo qualche prova empirica, ho tenuto la G2 a 350volt e la G1 a circa -47v, per arrivare a 4Watt RMS tondi tondi. Più o meno la stessa potenza la si ottiene anche a triodo però è necessario un driveraggio più forte e siccome vedo sempre solo dei triodi ho voluto fare tutto con dei pentodi, sia preamplificazione che sezione di potenza, tanto per cambiare. Avevo poi delle scatole per trasformatori più un trasformatore di alimentazione e un’induttanza funzionanti avanzati da un cinese demolito…

    Quindi ho deciso di riciclarli per fare qualcosa con un’estetica un pò diversa dalle mie solite realizzazioni. Ho fatto un mobiletto in legno di olmo lucidato a gomma lacca e la piastra di alluminio totalmente home made, senza appoggiarmi a costose officine.

    Ecco le scatoline cinesi riverniciate…

    Trasformatori di uscita affogati in paraffina, il cartone serve per non farli entrare in contatto con la lamiera.

    Piastra di montaggio completa, gli zoccoli octal e quello noval sono assolutamente di recupero!

    Sempre per fare qualcosa di diverso ho realizzato un “servobias” a stato solido, è un piccolo circuito basato su una coppia di opamp che misura la corrente di placca della finali e varia il negativo di griglia, regolando il bias automaticamente senza necessità di intervenire con cacciaviti su trimmer ogni volta, per ritoccare il bias di valvole che si devono assestare e che non sono più nuove o quando vengono cambiate, basta infilare una valvola qualsiasi nello zoccolo e accendere l’amplificatore, il circuito in una decina di secondi assesta il suo bias ad un valore ben preciso e lo mantiene stabile nel tempo anche se ci sono variazioni di tensione nella rete di distribuzione o nel passaggio da valvola fredda a valvola calda dopo qualche ora di funzionamento, come in un selfbias con la differenza che la polarizzazione della valvole è a tutti gli effetti un bias fisso e quindi non ci sono condensatori sotto i catodi che possono introdurre colorature nel suono.

    Ho inizianto quindi a montare il circuito vero a proprio, le induttanze che si vedono che ci crediate o no provengono da degli alimentatori PC guasti e demoliti, alcuni alimentatori (quelli seri che pesano), hanno delle induttanze di filtro sulle basse tensioni, queste in modo specifico sono delle 60mH con una RDC di 1,8ohm assolutamente traferrate (quindi adatte a filtrare corrente continua). Le ho utilizzate per alimentare i filamenti delle 5C15 in corrente continua, creando una cella CLC preceduta da una rettificazione schottky.

    Questo è l’apparecchio finito, la manopola è prevvisoria, fatta con la stampante 3D, appena ho tempo me ne faccio fare una in alluminio tornito.

    Dati strumentali:

    Potenza massima 4Watt RMS per canale
    Banda passante @ 4 Watt: 10Hz – 40khz -1db
    Distorsione THD @ 1 watt 1,4%
    Smorzamento DF: 5,71
    Rout: 1,4ohm
    Sensibilità di ingresso: Clipping con 4Vpp in ingresso.

    L’apparecchio suona molto bene, vediamo le analisi di spettro:

    Onda quadra a 100hz

    Quadra a 1khz

    Quadra a 10khz

    Il circuito genera armoniche di seconda e terza circa a pari livello, sebbene tanti dicano che le armoniche devono essere a “scalare” questa non è una regola assoluta e quando il livello di THD complessivo è molto basso non si odono differenze sonore, al contrario si sentono bene i condensatori utilizzati! !uindi niente suoni di vetri rotti o voci robotiche come credono i tanti, che ovviamente si basano solo sul sentito dire e hanno zero esperienza con le misure strumentali effettive. La realtà è che sebbene ora abbia questi risultati cambiando valvole, con altre, anche dello stesso tipo/marca cambi anche la generazione di armoniche e in maniera più o meno casuale si possano sperimentare anche le armoniche a scalare semplicemente cambiando valvole. Spiego bene questi fenomeni in questo articolo a dimostrazione che le strumentali sono tutt’altro che inutili come alcuni orecchiofili credono, ma invece spiegano tante cose.

    Piccole modifiche postume

    Siccome il suono non era ancora perfetto ho aggiunto 2 bypass in polipropilene su un paio di elettrolitici dell’alimentazione migliorando nettamente la nitidezza in gamma alta.

    La seconda versione “GREY”

    Dopo aver eseguito piccole modifiche e miglioramenti al primo prototipo per alcuni anni ero giunto probabilmente al suo massimo, già altissimo ma che comunque non poteva essere migliorato ancora per limitazione di alcuni componenti impiegati, inoltre il trasformatore di alimentazione cinese si metteva a ronzare dopo alcune ore di funzionamento, quindi visto l’ottima esperienza avuta ho pensato di ricostruirlo in modo serio e senza risparmio, ho iniziato disegnando uno schassis in 3D e iniziato il montaggio questa volta con tutti materiale nuovi e non di recupero.

    Nuovo circuito di servobias evoluto

    Hack della griglia soppressore

    Come ho scritto a inizio articolo la 5C15 fivre è una copia della 307A, consultando il datasheet della 307A si impara che questo pentodo era stato costruito per trasmissione RF in modulazione di ampiezza dove sostanzialmente la portante RF arrivava alla G1 mentre la modulazione della stessa era ottenuta inviando il segnale audio alla G3, questo significa che la G3 ha una costruzione che la rende rilevante per il flusso elettronico e quindi valeva la pena indagare su una sua possibile polarizzazione.

    Dopo qualche prova su uTracer ho trovato un punto di lavoro ottimale della G3 a +40volt, nei grafici qui sotto potete vedere le curve a pentodo con G2 a 350volt, a sinistra con G3 a 0volt e a destra con G3 a +40volt, come si può vedere la polarizzazione leggermente positiva della G3 raddrizza la gobba delle curve di placca rendendo la valvola molto più lineare e abbatte al contempo la corrente di G2. In pratica la G3 posta a 0volt diventa un freno per gli elettroni che compiono il viaggio tra la G2 e l’anodo, polarizzandola positivamente si toglie questo freno. Polarizzando la G3 ad una tensione ancora maggiore di 40 volt inizia ad assorbire corrente facendo nuovamente cadere le curve di placca. Per chi se lo chiedesse poi non è utile connettere la G3 all’anodo perchè si ottiene un tetrodo con tutti i problemi di stabilità dei tetrodi, non sono riuscito ad acquisire le curve in questa modalità perchè la valvola oscillava e bloccava la CPU di utracer ogni volta. Con questo espediente sono riuscito ad ottenere 1 watt in più in altoparlante e una minore distorsione.

    G3 = 0voltG3 = +40volt

    Montaggio in corso…

    La parte superiore

    Ho sostituito la PCC84 con una ECC82 (ma solo perchè ero rimasto senza P/ECC84) nello specifico di questo circuito non sarebbe cambiato nulla a livello sonoro. Da notare le ARP34 “denudate” 😳 , se guardate la foto di inizio articolo le ARP34 hanno una verniciatura grigia, è una vernice conduttiva collegata al pin1 che funziona da schermo RF, molto importante in un ricevitore radio. Quasi tutte le ARP34 che avevo a disposizione però avevano al vernice rovinata dagli anni, che si sfaldava sebbene fossero nuove e mai tolte dalla scatola. Siccome per uso audio questa schermature non si è rilevata importante le ho ripulite con una paglietta, esteticamente sono molto belle con un jetter a specchio che ricopre quasi tutto il vetro lasciando intravedere solo parzialmente gli elettrodi interni.

    L’estetica del mobile riprende le fattezze di apparecchi vintage volutamente, anche il colore.

    Dati strumentali:

    Potenza massima 5Watt RMS per canale
    Banda passante @ 4 Watt: 10Hz – 40khz -1db
    Distorsione armonica totale @ 1 watt: 0,34%
    Smorzamento DF: 5,71
    Rout: 1,4ohm
    Sensibilità di ingresso: Clipping con 4Vpp in ingresso.

    Analisi si spettro

    Banda passante 1 watt su carico resistivo

    Banda passante 1 watt su carico reattivo

    Quadra 100Hz 1watt

    Quadra 1khz 1watt

    Quadra 10khz 1watt (migliorato rispetto la prima versione)

    Triangolare 1khz 1watt

    Attualmente il mio milkyway sta suonando abbinato al granny 27 e il binomio dei 2 è veramente spettacolare, la precisione dei bassi e la raffinatezza della gamma medio alta è veramente una lussuria, si sente ogni più piccolo dettaglio sonoro, pulito, limpido piacevole e mai fastidioso. Il cantato femminile veramente celestiale.

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    3 risposte a SB Milky Way – Prototipo – 5C15 Fivre / 307A VT-225 Single End Amplifier

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