In questo articolo presento un progetto concreto di amplificatore single ended basato sulla valvola 45, uno dei triodi a riscaldamento diretto più apprezzati quando si cercano pochi Watt reali ma di altissima qualità sonora. La 45 nasce alla fine degli anni ’20, con la denominazione UX245, come valvola finale per apparati radio domestici, e nel tempo è diventata un riferimento per chi ricerca naturalezza timbrica, microdettaglio e una gamma media di straordinaria correttezza, a patto che il circuito sia semplice, ben dimensionato e privo di compromessi inutili.
L’idea di fondo è quella che mi diverte di più: sperimentazione concreta, componenti scelti con criterio, trasformatori progettati e avvolti su specifica, e un’attenzione maniacale ad alimentazioni e cablaggi, perché con questi triodi ogni dettaglio si sente davvero. Il tutto senza inseguire mode o feticismi, ma con un obiettivo chiaro: ottenere un amplificatore silenzioso, stabile, piacevole da ascoltare anche a basso volume e capace di un medio-alto di livello assoluto, senza rinunciare ad un registro grave credibile, morbido e ben amalgamato.
Il primo prototipo
In più c’è un aspetto volutamente “artigianale” e, se vogliamo, anche un po’ romantico: questo prototipo è nato come progetto di recupero, non per contenere i costi ma per puro piacere personale. Riciclare una vecchia scatola per elettroniche, rimetterla in sesto e farci nascere dentro un finale a triodi è una cosa che mi diverte da sempre, soprattutto quando l’obiettivo è sperimentare senza vincoli estetici prefissati. Questo è stato infatti uno dei miei primi montaggi di questo tipo e riflette un approccio molto diretto e funzionale. Se dovessi rifare oggi lo stesso progetto, l’estetica sarebbe certamente diversa, ma lo spirito sperimentale e la sostanza tecnica resterebbero esattamente gli stessi.
Prima di tutto ho fatto quello che andrebbe sempre fatto: ho buttato giù lo schema, ho definito ingombri, pesi e dissipazioni, ho realizzato i trasformatori, e solo dopo mi sono messo a studiare il montaggio meccanico. In questo modo si evitano compromessi strani, cablaggi forzati e soluzioni improvvisate che poi si pagano in rumore, ronzio o accessibilità scarsa in manutenzione.
Con un single ended a triodi, il layout conta. Conta tanto. Le correnti di filamento sono importanti, i ritorni di massa vanno gestiti con logica, i percorsi del segnale devono restare puliti, i trasformatori e le induttanze vanno orientate e distanziate con criterio. Anche un progetto semplice può diventare complicato se la meccanica non aiuta.
La ruggine è stata eliminata con una piccola mola per il Dremel, lavorando con calma per non deformare la lamiera e senza “mangiare” più materiale del necessario. Ho poi rimontato il tutto con rivetti e viti nuove, perché su un contenitore vecchio la ferramenta fa la differenza: se lasci giochi meccanici, nel tempo arrivano vibrazioni, scricchiolii e contatti che ossidano. A quel punto la struttura era pronta per essere verniciata a polveri, scelta ideale quando vuoi una finitura resistente e uniforme, soprattutto su un recupero che deve tornare “da laboratorio serio” e non restare un relitto. Nelle foto sotto il prima e il dopo…
Per “cancellare” il passato di quella scatola, cioè vecchie forature inutilizzabili e segni di precedenti montaggi, ho aggiunto anche dei fianchetti in massello di noce tirato a gomma lacca. Qui non è solo estetica: il legno permette di coprire e irrigidire, rende il risultato più pulito, e aggiunge quel tocco artigianale che sta benissimo su un apparecchio a triodi, senza trasformarlo in un oggetto “da vetrina”. Deve rimanere un amplificatore nato per suonare e per essere messo alla prova.
A meccanica ultimata ho cablato un circuito semplice, con poche valvole e una filosofia chiarissima: guadagno quanto basta, pilotaggio solido della finale, alimentazioni molto curate e componenti coerenti con tensioni e condizioni di lavoro. Un progetto del genere non deve “stupire” con complicazioni inutili. Deve fare bene le cose fondamentali, perché le valvole 45 (e ancora di più le UX245 d’epoca) premiano proprio questo approccio.
Le valvole montate sono due ECC83 / 12AX7 per lo stadio di ingresso, sostituibili opzionalmente con le 5157 per il guadagno in tensione, seguite da una 6H6Pi NOS (CCCP) utilizzata come stadio di buffer e pilotaggio della finale. Questa scelta non è casuale: le ECC83 lavorano con correnti molto basse e presentano un’impedenza di uscita elevata, condizione che le rende poco adatte a pilotare direttamente una valvola come la 45. L’inserimento di un buffer dedicato consente invece di fornire alla griglia della finale una sorgente a bassa impedenza, migliorando controllo, dinamica e pulizia complessiva del suono.
La 6H6Pi può essere sostituita senza particolari problemi con molti altri doppi triodi, tra cui E182CC ed E180CC, ma funzionano correttamente anche valvole più comuni come le 12BH7. In teoria sono utilizzabili anche ECC88 ed ECC82, tuttavia nelle prove d’ascolto ho ottenuto risultati sonori migliori con triodi più “muscolosi” come quelli citati sopra, soprattutto in termini di solidità del pilotaggio e naturalezza timbrica. Le valvole finali sono due UX245 RCA NOS del 1928, mentre la rettificatrice è una GZ34 NOS Philips.
La scelta della catena di pilotaggio non è casuale: con triodi di questo tipo serve un driver capace di corrente e di controllo, non solo “un po’ di segnale”. Il risultato, quando il pilotaggio è corretto, è un suono più sciolto, più credibile sulle microdinamiche, e con una gamma media che non diventa mai aggressiva o “sparata”.
I trasformatori d’uscita visibili nelle foto di questo articolo sono i miei SE5K6-UNI, un vecchio modello generico che utilizzavo all’epoca e che oggi è da considerarsi superato e non più ordinabile. Con l’evoluzione dell’esperienza e delle misure, oggi propongo invece un trasformatore dedicato, il SE4K6-45, ottimizzato espressamente per la valvola 45. In un amplificatore single ended il trasformatore d’uscita non è un accessorio, ma una parte sostanziale dell’amplificazione stessa. Un modello progettato specificamente per il punto di lavoro e per le caratteristiche della 45 consente di sfruttare meglio la valvola, migliorando controllo, linearità e naturalezza complessiva del risultato sonoro.
Le induttanze che appaiono di un nero lucido sono delle induttanze NOS anni ’50 (opportunamente verniciate perché in origine erano gialle) da cui ho derivato le mie attuali 16S64. L’idea è avere un filtraggio dell’anodica serio, con un’induttanza che lavori davvero, riducendo ripple e sporcizia senza dover “sparare” capacità enormi ovunque. Il trasformatore di alimentazione ovviamente è custom, dimensionato sulle reali richieste del circuito, con margine e con una gestione sensata delle tensioni di filamento e di alta tensione.
I condensatori sul segnale audio sono tutti Sprague Vitamin Q. Nella foto si vedono rinchiusi nel tubo termorestringente, scelta fatta per isolare il corpo quando può trovarsi a potenziale elevato, evitare contatti accidentali e migliorare robustezza meccanica. Le finali sono in selfbias, con elettrolitici NOS di alta qualità bypassati da un polipropilene audio grade. Anche qui la logica è semplice: stabilità, basso rumore, e una risposta in gamma bassa senza gonfiori artificiali.
I filamenti delle 45 sono alimentati in DC. Nel prototipo originale, risalente a molti anni fa, avevo utilizzato una cella passiva con circa 44000uF di livellamento, soluzione già allora efficace per ottenere un silenzio assoluto sulle casse. Con i triodi a riscaldamento diretto, infatti, il tema dell’hum non è un dettaglio ma una vera e propria specifica di progetto: se l’amplificatore deve essere realmente ascoltabile con diffusori ad alta efficienza, il rumore a vuoto deve semplicemente scomparire.
Oggi, sfruttando l’evoluzione della tecnologia, adotterei senza esitazioni una soluzione ancora più radicale, utilizzando supercondensatori dell’ordine dei 5 farad per l’alimentazione dei filamenti. In questo modo le valvole lavorano in una condizione molto vicina a quella di un’alimentazione a batteria, che resta una delle soluzioni migliori in assoluto per le DHT. Questo approccio risulta, a mio avviso, nettamente preferibile rispetto ai piccoli alimentatori “attivi” pieni di transistor che vanno di moda, perché elimina alla radice rumore, spurie e comportamenti dinamici poco prevedibili, mantenendo il sistema semplice, stabile e coerente con la filosofia del progetto.
Una piccola chicca è l’interruttore di accensione rotativo, componente NOS di produzione probabilmente risalente agli anni 50 o 60. È uno di quei dettagli che sembrano secondari, ma che in realtà raccontano un modo diverso di costruire: meccanica solida, contatti generosi, sensazione “industriale” vera. E, cosa non trascurabile, se scelto bene è anche affidabile nel tempo.
Di seguito riporto la descrizione e le impressioni d’ascolto dell’attuale proprietario di questo Tulipa.
Come suona? Il risultato è andato oltre le mie più rosee previsioni. Appena acceso mi aspettavo sì un medio-alto di primo livello, ma non ero così sicuro di ottenere anche un basso morbido, coinvolgente e perfettamente amalgamato al resto della banda audio. Per anni mi ero convinto della “impossibilità” di avere un registro grave davvero credibile con triodi di questo tipo, poi però, dopo avere ascoltato un 300B modificato fatto come si deve, ho ammesso che la speranza era lecita. Qui la differenza la fanno tre cose: trasformatore d’uscita serio, alimentazioni pulite e pilotaggio corretto della finale.
Ovviamente serve il diffusore giusto. Bisogna avere diffusori di almeno 90/100db di efficienza per godere fino in fondo delle peculiarità di questa valvola. Diciamo da una Altec 19 in su, Tannoy, e in generale sistemi con sensibilità reale e impedenza non “capricciosa”. Suonano anche con i 96db delle Klipsch Heresy, ma è dalla Cornwall in poi, per rimanere in casa PWK, che si può ascoltare ad un volume totalmente coinvolgente, anche con generi energici. La potenza è quella che è, ma quando la qualità del Watt è alta, la sensazione di presenza e di controllo può sorprendere.
Con le accortezze costruttive applicate, l’hum è inesistente anche con le Emission Labs 45 (Mesh Type), che finora erano quasi inascoltabili in altri finali. Questo per me è un punto fondamentale: se un single ended a DHT ronzicchia, non è “carattere”, è un problema. Qui invece il silenzio c’è, e quando c’è silenzio si sente tutto il resto, cioè microdettagli, code armoniche, ambiente, respiro degli strumenti.
Il suono ha raggiunto vette difficili da superare perché siamo prossimi alla realtà dell’evento sonoro. Non lo dico in modo poetico, lo dico in modo tecnico: la sensazione di naturalezza, l’assenza di grana, e quella capacità di rendere credibile una voce o un arco senza “effetti speciali” sono proprio ciò che i triodi 45 sanno fare, se non vengono maltrattati. E a quel punto diventa anche difficile giustificare certe cifre per apparecchi blasonati che, a conti fatti, spesso lasciano l’amaro in bocca.
Volevo aggiungere che il finale è stato costruito attorno alla RCA Radiotron UX-245 ed è proprio con questa valvola che, secondo la mia personale opinione, si raggiungono i risultati più lusinghieri. Le EML si piazzano subito dopo, anche se nei primi istanti sembrano preferibili. Le 45 standard (con la forma non Globe o Balloon) hanno ovviamente anche loro il magico suono di questo tubo e, per chi non ha mai sentito le 245, può già pensare di essere arrivato. Però questo finale mette in luce ogni minima nuance, e il senso di coinvolgimento e di appagamento che si ha con le RCA, purtroppo, non può essere descritto fino in fondo. È una di quelle cose che capisci in dieci secondi quando parte il primo brano.
Montaggio di Salvatore (2021)
Nel 2021 questo progetto è stato ripreso e ottimizzato in una versione realizzata da Salvatore. La versione originaria utilizzava una coppia di induttanze NOS per il filtraggio dell’anodica dei due canali e semplici celle CRC per il filtraggio dell’alimentazione dei filamenti delle 45, mentre la valvola raddrizzatrice era una GZ34.
In questa versione ho ottimizzato le alimentazioni utilizzando una 5V4G come raddrizzatrice, più piccola della GZ34 ma perfettamente in grado di alimentare le modeste richieste di corrente di questo circuito. Ho usato una sola cella CLC (con un’induttanza SB-LAB 16S64) per entrambi i canali, perché non c’erano problemi di crosstalk in questa configurazione e il layout consentiva un ritorno di massa ben gestito.
Ho invece filtrato meglio l’alimentazione dei filamenti delle 45 con una cella “RCLCRC” utilizzando una coppia di 16S63, dove l’ultimo condensatore è da 33.000uF. Questa cella oltre a fornire un’alimentazione pulita quanto quella di una batteria (all’oscilloscopio non si nota differenza tra spento e acceso), accende il filamento con una partenza molto soft di diversi secondi prima di arrivare ai 2,5volt. È sicuramente un’ottima cosa per preservare i delicati filamenti di queste valvole, che sono uno dei punti più critici dell’intero sistema, sia per affidabilità sia per rumore residuo.
Il resto del circuito resta quasi uguale a quello originario, salvo qualche piccola modifica qua e là per adattarsi al cablaggio specifico, migliorare la disposizione dei componenti e rendere il risultato più pulito come serviceability. Qui sotto le foto del montaggio del cliente che mi ha portato l’apparecchio per effettuare misure di verifica e un controllo generale. Ecco montaggio di salvatore:
Buonasera. Allego foto progetto finito.
Ho fatto solo poche misurazioni per adesso, appena sono più libero da lavoro ne farò altre. Nella prova audio con i miei diffusori autocostruiti, progetto di Filippo Punzo, 4ohm, 98db, devo dire che il risultato è incredibile…ad 1/3 del potenziometro riempi la mia camera 5×4. La dinamica su tutta frequenza anche a bassissimo volume è incredibile, è equilibrato non eccede su qualsiasi genere musicale, il dettaglio e la dolcezza fa da padrone. Non mi aspettavo un basso cosi articolato, preciso, ma che scende molto bene, di più del mio SE 300B. Intanto ti ringrazio per la pazienza nel rispondere alle mie domande e sicuramente farò altri progetti. Appena faccio altre misurazioni allegherò foto. Magari un giorno se possibile te lo porterò per misurazioni più dettagliate.
Salvatore
Questo riscontro è interessante perché conferma due cose che ripeto spesso: primo, la dinamica percepita non dipende solo dai Watt, ma da come l’amplificatore gestisce transitori e microcontrasti; secondo, un single ended ben fatto può dare un basso sorprendentemente leggibile, non “grosso”, ma articolato e credibile, se l’interfacciamento con il diffusore è sensato.
Un altro montaggio completato di un altro cliente (2023)
Nel 2023 ho visto un altro montaggio completato da un altro cliente. Anche qui la cosa più bella è vedere come un progetto apparentemente “di nicchia” riesca ad essere replicato con ottimi risultati quando ci sono indicazioni chiare e quando trasformatori, induttanze e alimentazioni sono dimensionati come si deve. Sotto trovi alcune foto del montaggio finito.
Il commento del costruttore a fondo pagina nei commenti…
Il mio montaggio più recente
A distanza di anni ho rimesso mano a questo progetto realizzando un montaggio più recente, sempre basato sulla stessa filosofia circuitale, ma con un’estetica e una cura meccanica nettamente superiori rispetto al primo prototipo nato sulla scatola di metallo recuperata. In questa versione ho potuto progettare la meccanica con più libertà, ottimizzando disposizione dei componenti, cablaggi e percorsi di massa, ma anche la finitura complessiva: pannelli più puliti, forature coerenti, frontale ordinato e un aspetto finale decisamente più “definitivo”. Qui sotto trovi le foto di questo montaggio aggiornato, che mostra come lo stesso progetto, con l’esperienza accumulata e una meccanica pensata ad hoc, possa diventare non solo più elegante, ma anche più pratico da manutenere e più razionale dal punto di vista costruttivo.
Vediamo le strumentali:
Potenza massima: 2,25Watt RMS per canale.
Banda passante @ 1watt: 10Hz – 28khz -1db
THD @ 1Watt: 1,3%
Fattore di smorzamento DF: 3,6
Due note rapide per leggere questi numeri nel modo giusto. La potenza massima di 2,25W RMS per canale è perfettamente in linea con un single ended a 45 impostato in modo conservativo e sensato, cioè senza spremere la valvola oltre il lecito. La banda passante a 1W, da 10Hz a 28kHz a -1dB, racconta invece la qualità del trasformatore d’uscita e il buon equilibrio del progetto: estensione in basso reale e un alto che non crolla presto, senza bisogno di trucchi.
La THD a 1W pari ad 1,3% è tipica di questa famiglia di amplificazioni, e va interpretata con la solita cautela: non è solo “quanto” distorce, ma “come” distorce. In un triodo single ended, gran parte della distorsione è armonica pari e cresce in modo progressivo, spesso percepita come naturalezza e densità timbrica, fino a quando non si arriva a livelli di ascolto fuori target per un apparecchio di questo tipo.
Il fattore di smorzamento DF 3,6 è coerente con un single ended con poca controreazione. È un valore che richiede un diffusore adatto, ma è anche parte del motivo per cui questi amplificatori, con il diffusore giusto, restituiscono un basso “vivo” e una sensazione di presenza molto particolare, senza diventare molli o confusi.
Analisi di spettro @ 1watt
Lo spettro a 1W permette di capire a colpo d’occhio la “firma” del circuito: armoniche che decrescono regolarmente, assenza di componenti spurie anomale e un rumore di fondo ben controllato. È un modo molto utile per confermare che il montaggio, i ritorni di massa e le alimentazioni stanno lavorando come previsto.
Banda passante su carico resistivo @ 1watt
La risposta su carico resistivo è la “baseline” che ci dice quanto l’amplificatore, insieme al trasformatore d’uscita, resta lineare in condizioni ideali. È anche un buon indicatore di margine alle estremità di banda, e spesso anticipa cosa succede poi sulle quadre e sui carichi reattivi.
Risposta su carico reattivo @ 1 watt
Il carico reattivo è quello che più assomiglia ad un diffusore reale. Qui si vede se il progetto resta stabile, se compaiono risonanze, se ci sono “pance” strane o tendenze all’oscillazione. Con i single ended a bassa controreazione questa prova è particolarmente importante, perché ti dice quanto puoi stare tranquillo con diffusori difficili.
Quadre a 100hz – 1khz – 10khz @ 1watt
Le onde quadre sono un test molto “visivo” per capire equilibrio tra estremo basso ed estremo alto, e per osservare eventuali fenomeni di overshoot, ringing o limitazioni di slew. A 100Hz guardi soprattutto il comportamento in basso e l’eventuale inclinazione dovuta a limitazioni dell’induttanza primaria; a 1kHz controlli la risposta generale; a 10kHz metti sotto stress la parte alta e il comportamento del trasformatore con capacità parassite e dispersioni.
Triangolare 1khz 1watt
La triangolare a 1kHz è utile per controllare la linearità dinamica e l’eventuale comparsa di “spigoli” o curvature che indicano limiti di velocità o non linearità di qualche stadio. È un test semplice, ma su certi progetti dice molto, soprattutto quando lo confronti con la sensazione di pulizia e naturalezza all’ascolto.
ti ho risposto per email
dove trovo schema e componentistica dell’ SE45? puoi mandarmeli?
In questi giorni ho portato a termine la costruzione dell’amplificatore TULIPA con i componenti e lo schema fornitimi da Stefano.
Devo dire che grazie a questo amplificatore sto’ sperimentando ed assaporando nuove sensazioni di ascolto in virtu’ di una sonorità di grande purezza che evidenzia ogni minimo dettaglio sonoro. Gli strumenti appaiono nitidi e ben distinti. Il suono non è mai confuso o impastato ed invita a riascoltare e riscoprire i dischi gia’ precedentemente ascoltati con altri amplificatori.
Devo dire che è valsa la pena cimentarsi con questa realizzazione.
Ciao Stefano, sono riuscito a fare un paio di ascolti con l’ampli nonostante il caldo. Ho utilizzato il giradischi analogico e la radio a tarda sera…… un po’ di rodaggio alle valvole non guasta.
Non ho utilizzato i miei diffusori ma le klipsch che il nostro amico Nicola gentilmente mi ha prestato. Come ti dicevo le mie casse in questo momento sono posizionate in modo non molto ottimale.
Le heresy hanno un’efficienza inferiore ai miei ( 97 contro i 104 delle mie la scala ) e sinceramente, di potenza con questo tuo 45 ve n’è abbastanza. Non considero la potenza un valore.
Difatti, ad ore 9 con il potenziometro del mio pre il volume sonoro è abbastanza alto.
Il finale sfodera una naturalezza disarmante, equilibrato e con un’ottima scena sonora.
La gamma medio/alta risulta trasparente con una messa a fuoco degli strumenti come raramente mi è capitato di ascoltare.
La gamma bassa c’è tutta ( le heresy e le la scala non scendono sotto i 50 hz ), come anche il palcoscenico sonoro …..
Incredibile come con il tuo ampli ora vengono evidenziati i limiti degli altri componenti della catena audio.
Risulta silenzioso e devo confessarti che mi piace molto.
Pertanto, mi ritengo molto soddisfatto del tuo progetto.
Era quello che cercavo, grazie
La degenerazione è un’altra cosa, è quando la dimensione del condensatore di catodo è troppo piccola e alle basse frequenze comincia a ondulare, questo causa diminuzione del guadagno dello stadio, quindi taglio della banda passante bassa e l’ondulazione avviene con ritardo di fase dovuta alla capacità del condensatore, puoi vedere i grafici del sun audio 300B pubblicati mesi fà, era uno zero feedback e con condensatore da 47uF sotto i catodi. La controreazione tendenzialmente tenderebbe a diminuire questo effetto, poi ovviamente con le interazioni si formano distorsione diverse perchè va ricordato che la contro reazione non è una cura ai difetti di un circuito. Il circuito deve andare bene già da solo e la controreazione va messa solo per abbassare la rout, montando condensatori di catodo abbondanti semplicemente ottieni stabilità del catodo anche alle frequenze più basse, i movimenti che ancora potresti avere sono ridotti al minimo e oltre puoi usare solo una polarizzazione a bias fisso che potrebbe suonare non troppo diversa a un self fatto bene con condensatori buoni.
Si, le rotazioni di fase in basso dipendono poi anche se applichi +o- controreazione d’anello
Nella schema 2021 ho messo 470uF bastano cmq a non avere nessuna degenerazione alle basse frequenze, che sia necessario avere una dimensione inferiore a quello di alimentazione per le intermodulazione non credo (e non se ne vedono nell’analisi di spettro) ma sono sicuro del fatto che quelli che mettono dei 47/100uF sotto i catodi di qualsivoglia finale si trovano poi che sotto i 50hz comincia a muoversi tutto, hanno degenerazione (diminuzione del guadagno) e rotazioni di fase ed più facile che sia questo a far brutte distorsioni. Cmq la valvola non soffre perchè la raddrizzatrice è a riscaldamento indiretto e parte gradualmente quindi il condensatore ha tempo di caricarsi senza picchi di corrente troppo forti.
2200uF con la R di self bias paiono tanti…. all’accensione il C scarico è in corto, ma poi forse con il riscaldamento filamenti lento non c’è stress sulla finale, cmq una costante di tempo offerta da quel C di 2200uF e il suo resistore parallelo che non conosco, non dovrebbe essere inferiore a quella presente sull’alimentazione per minimizzare l’intermodulazione ?