Pioneer N50 – Modifica con stadio d’uscita valvolare

“R” Dopo aver letto l’articolo sull’USB mini DAC mi ha chiesto se si poteva fare una cosa simile sul suo Pioneer N50 usando qualche valvola che aveva a disposizione, studiati gli spazi a disposizione gli ho realizzato uno schema premium con 4 simpatiche valvolette in sub miniatura su zoccolo a 7 pin, il circuito è un semplice SRPP formato da un pentodino 6CB6 nella parte bassa e un triodo 6AF4 nella parte alta. Il circuito fornisce un guadagno di circa 11dB che abbinato a questo dac gli dona un segnale di uscita di ben 9Vpp (3,2Vrms) con una distorsione volutamente non troppo bassa per donare un pò di suono valvolare all’apparecchio. Qui sotto lo schema premium:

Il circuito è dotato di un filtro ricostruttore sull’ingresso che ha lo scopo di eliminare la scalettatura del segnale che esce dal DAC e un trimmer per il bilanciamento del livello di uscita dei 2 canali in quanto il circuito stesso è privo di feedback quindi anche se le valvole sono selezionate i 2 volumi non saranno mai perfettamente uguali. C’è anche un temporizzatore che tiene muta l’uscita finchè le valvole non si sono scaldate in modo da dare il tempo al condensatore di disaccoppiamento di caricarsi senza creare problemi a qualsiasi cosa ci sia collegata all’uscita. La modifica non comoda da fare ma non impossibile, la prima cosa è eliminare il trasformatore che sta sulla destra, dietro al display, che alimenta la scheda del convertitore D/A e sostituirlo con un nuovo trasformatore che oltre ad alimentare questa scheda fornisca anche le alimentazioni aggiuntive necessarie al circuito valvolare. Vediamo come “R” ha proceduto alla sua modifica…

Innanzitutto ha smontato la scheda che ospita il DAC, scollegato il convertitore dagli operazionali e dissaldato completamente i connettori RCA dallo stampato.

 Quindi ha fatto 2 fori sul PCB per poter portare fuori il segnale che esce dal DAC con 2 coassiali schermati, una colata di colla a caldo è l’idea per evitare di strappare questi fili nelle operazioni successive.

Si è procurato dei distanziali in plastica e ritagliato una 1000 fori ha iniziato a montare il circuito che sostituirà gli operazionali. Sulla destra si vede montata una piastrina con un circuito survoltore che mi serve per ottenere 180volt in corrente continua. Utilizzare un’alimentazione tradizionale diventava scomodo se non impraticabile in questi spazi, quindi ho deciso per un circuito booster che elevasse i 12volt continui (che uso anche per altre cose). Ho dedicato molta attenzione a questo circuito per ottimizzarlo e filtrare TOTALMENTE ogni sorta di disturbo che potesse emettere. Lo stadio di uscita di questo booster è un filtro CLC con una minuscola induttanza telefonica da 1H che elimina completamente i disturbi che sono comunque a 500khz, se avessi dovuto operare a 50hz con un circuito classico sarebbe stato ben più difficoltoso realizzare un filtraggio così efficace in così poco spazio perchè sarebbero servite induttanza di valore molto maggiore.

Le valvole scelte si adattavano bene a lavorare con una tensione non troppo alta mantenendo comunque una corrente di regime di almeno 5mA, e suonano benissimo nonostante tante persone diffidino sempre delle valvole che non conoscono, l’unica attenzione va posta sulle 6CB6: vanno selezionate quelle non microfoniche invece con la 6AF4 non ci sono grossi problemi.

Voglio approfondire un pò questo discorso: in questo caso si ha a disposizione una tensione anodica di 240volt per diversi motivi uno dei quali era dover realizzare un trasformare che restasse entro il profilo dell’apparecchio (diversamente non si sarebbe potuto montarlo), volevo realizzare un SRPP per avere una bassa impedenza d’uscita e volevo anche, per lo stesso motivo, che in questo SRPP potesse circolare una corrente minima di 5mA. C’era bisogno di guadagnare molto in tensione perchè il segnale che esce dal DAC è basso e qui la nacessità del pentodo. Lo schizzinoso scegliesse una ECC82, la 6CG7, la 6SN7 o una ECC88  simile la per esempio si troverebbe con questo problema: Il punto di lavoro sarebbe quello dell’immagine qui sotto, chiunque con un minimo di pratica nella progettazione capisce che crea un problema di accettazione, cioè c’è pochissimo margine di movimento che la valvola arriverebbe al clipping quasi immediatamente. Così polarizzata non può rendere di certo il meglio di sè oltre ai problemi di erogazione di corrente su carichi a bassa impedenza.

Dopo qualche ricerca ho scovato questa 6AF4, vediamo come sono le sue curve e dove finirebbe il punto di lavoro, decisamente più “dentro” e con maggiore spazio di swing sia in tensione che in corrente:

Quindi in conclusione non disprezzate le valvole che non conoscete, non suonano male solo perchè le conoscono in pochi… negli anni 90 sputavano anche sulle 2A3 biplacca della fivre e adesso si mordono a vicenda per averle… Ogni valvola ha le sue caratteristiche e in base a queste caratteristiche andrebbero scelte di volta in volta a seconda di quello che si deve fare e non in base alla moda, in base alla moda si finisce solo per far compromessi tecnici a discapito del suono che non sarà di certo migliore solo perchè state usando una valvola famosa.

Circuito finito…

Piccola info: questo DAC connesso in USB viene riconosciuto nativamente da sistemi Linux senza installare nulla (come praticamente tutto ormai su Linux) mentre con Windows 10 ancora bisogna installare driver. Qualcuno ha avuto però problemi di blocchi delle porte USB del PC causati dal fatto che l’apparecchio non è connesso a terra “di fabbrica”, se dovesse capitarvi che si sconnette o tutto quello che è collegato in USB al computer smette di funzionare provare a collegare a terra l’apparecchio, potreste risolvere tutti i problemi. Qui sotto lo spettro distorsioni del circuito mentre il DAC si sta mandando una sinusoide via software dal PC, livello di uscita a 8Vpp THD totale 2,1%

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Copland CTA 401 – Riparato

Questo Copland CTA-401 mi è stato portato per risolvere alcuni problemi. Il primo problema era che il trasformatore di alimentazione vibrava molto, problema che qualcuno aveva tentanto in qualche modo di risolvere senza successo. Il secondo problema era che risultava impossibile regolare lo stesso bias su tutte e 4 le finali. L’originale trasformatore di alimentazione era stato inserito dentro a un cilindro di acciaio riempito con schiuma di poliuretano…

Ho quindi provveduto a realizzare un ricambio compatibile…

Poi ho iniziato la revisione dello stampato dell’amplificatore, era presente sporcizia e parecchie croste di vecchio solder che stavano corrodendo i margini delle piste…

Quindi ho smontato tutta la scheda, e proceduto a un’accurata pulizia e un lavaggio…

Il primo problema che ho trovato è una delle 4 resistenze da 10ohm che si usano per test point del bias cotta che misurava 5,6ohm invece che 10…

Poi c’era un brutto ponte raddrizzatore che sostituita i 4 diodi fast dell’anodica principale…

Che ho subito sostituito con 4 diodi del tipo corretto…

Poi ho iniziato a guardare la questione del bias, in sostanza questo è un BUG di progettazione perchè è stato previsto 1 solo trimmer per regolare tutte e 4 le valvole, riporto il testo che appare sul sito di audiokit a questo indirizzo che già proponeva una modifica:

Per come è stato impostato il circuito di Bias si è costretti ad usare un quartetto di valvole selezionate. I trimmer P1 e P2 infatti permettono si il bilanciamento della corrente anodica di ogni coppia di valvole finali, ma avendo un solo potenziometro P3 per la regolazione della corrente anodica possiamo ritrovarci con una coppia che “tira” di più ed una coppia che “tira” di meno, ed in tal modo un canale suona in un modo ed un canale in un altro! Assurdo, pensando al costo di un comunissimo trimmer. La modifica è semplicissima: si duplica il circuito a valle di P3, si trancia la pista che collega i cursori dei trimmer P1 e P2 e dal terminale negativo di C18 Bis si collega un filo al cursore del Trimmer isolato. In questa maniera è possibile procedere alla taratura in maniera più libera.

La modifica proposta da audiokit è questa qui:

In realtà la problematica dell’amplificatore originale è ben più grave perchè anche comprando un quartetto matchato esso va in contro a una deriva delle 4 valvole che in meno di 1 mese rende impossibile regolare corettamente il bias dell’apparecchio, infatti a mia disposizione avevo un quartetto di svetlana wc con una sola settimana di rodaggio, e tanto bastava per avere differenze di anche 10mA tra una valvola e l’altra, la modifica del circuito di bias è quindi sostanzialmente obbligatoria. Ho realizzato la modifica proposta da audiokit…

Ma ho riscontrato il seguente problema: le svetlana wc avevano una emissione leggermente inferiore rispetto ad altre EL34 (oltre alle WC ho testato anche delle JJ e delle National), testato su utracer, e non riuscivo a portare la corrente di bias oltre i 32mA che ero a fine corsa del trimmer (le 4 valvole andrebbero regolate a 48mA l’una), inoltre il ventaglio di regolazione tra minima e massima corrente regolabile era molto stretto quindi mal si adattava a certe valvole, quindi fatto una piccola e semplice modifica al circuito di bias, aggiunge solo 2 resistenze, che lo rende finalmente regolabile con ampio margine, pubblico lo schema qui sotto (clicca per ingrandire):

Nota scritta direttamente da audiokit:

Buongiorno Stefano, bel lavoro e grazie del link (bei ricordi..) dovresti solo specificare che la modifica proposta da Audiokit risale al 1998 circa tempi in cui le tipologie delle valvole di allora erano  probabilmente diverse e più ripetitive, considera che poi NON tutti i quartetti di EL34  JJ, EH, Tung-Sol, China, Svetlana USA, Svetlana SED ecc… hanno valori ripetitivi simili,  io che le misuro sempre tutte posso dirti con certezza che ci sono variazioni tra quartetti anche del 30-40 % (e non solo sulle EL34…) e qualche marchio di cui non faccio nome mi spedisce quartetti che superano anche  il 30% di tolleranza tra le stesse valvole (devo dividerle poi io a coppie se mi va bene..)  quindi a volte è necessario agire pesantemente sulle tarature anche sostituendo componenti.

Questo è l’apparecchio finito:

Non ho eseguito altre modifiche proposte da audiokit perchè un precedente proprietario aveva provveduto a cambiare i condensatori sul segnale con dei polipropilene di una marca che non conosco (miflex) e tutti gli altri condensatori del circuito con dei wima rossi, personalmente trovo l’apparecchio troppo sparato sulle frequenze acute, i wima rossi in particolare danno una gamma alta che mi risulta personalmente affaticante (ho dovuto spostare in basso la regolazione di rolloff delle mie tannoy per riuscire ad ascoltarlo), probabilmente la modifica dei soli condensatori sul segnale con dei jensen sarebbe stata più equilibrata.

Non ho inserito nessuna induttanza di filtro sull’alimentazioine anodica perchè non sapevo dove fissarla, ho però modificato il valore della resistenza R47 da 15 a 62ohm perchè il nuovo muscoloso trasformatore portava la tensione anodica da 430 che doveva essere a 466volt…

Come è già capitato sugli Audio Research Reference 210, in presenza di grossi condensatori di livellamento sulla tensione anodica risulta impossibile silenziare totalmente la vibrazione del trasformatore di alimentazione che persiste ma minima, impercettibile durante la riproduzione audio si sente solo se si sta in silenzio di fronte all’apparecchio purtroppo come si è potuto constatare anche i trasformatori selezionati dalle casi madri dopo un certo periodo prendono inesorabilmente a vibrare. Un conto comunque è un leggero ronzio un conto è un trattore, chi quindi avesse un CTA 401 con il trasformatore che ronza in modo inaccettabile e volesse il mio ricambio Mod. 20S4474 ne trova le caratteristiche sulla pagina dei trasformatori di alimentazione e può contattarmi per acquistarlo.

Per finire l’articolo ho acquisito un paio di strumentali giusto per vedere come va, la risposta in frequenza coincide con quella dichiarata dalla casa madre…

La risposta sul carico reattivo indica un buono smorzamento (non l’ho misurato direttamente perchè preferisco sempre non fare questa misura su apparecchi commerciali, ad occhio compresa tra 7 e 10)..

E questa è la distorsione armonica a 1 watt su carico resistivo.

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Mullard 520 Update 2020 – PushPull EL34 ultralineare in classe A da 20Watt

Un mese fa ricevo questa email: Ciao Stefano, se ti ricordi, da te presi due trasformatori mod. 6K6PP34 destinati al progetto mullard 520 con valvole EF86 – ECC83 – e due EL34. Mi dicesti che lo avresti modificato o rifatto, in realtà ho realizzato un assemblaggio precario ma non mi soddisfa come suona, sono ancora interessato ad un nuovo progetto logicamente studiato per i componenti in mio possesso l’unica mia pretesa è che preferisco un’alimentazione con diodi e non valvola raddrizzatrice, logicamente dovresti realizzarmi il trasformatore di alimentazione. Aspetto istruzioni, saluti “G”.

Mullard 520 – Anno 1956

Il circuito qui descritto è progettato per fornire i più alti standard di riproduzione del suono quando utilizzato in associazione con un preamplificatore adatto, una testina pick-up di e un sistema di altoparlanti di buona qualità.

Due pentodi di uscita Mullard, tipo EL34, con dissipazione anodica di 25 W, formano lo stadio di uscita del circuito. Questi sono collegati in una disposizione push-pull con carico distribuito e forniscono una riserva di potenza di uscita di 20W con un livello di distorsione armonica inferiore allo 0,05%. Lo stadio intermedio è costituito da un amplificatore catodico a divisione di fase che utilizza il doppio triodo Mullard, tipo ECC83. Questo stadio è preceduto da un amplificatore di tensione ad alto guadagno che incorpora il pentodo a basso rumore Mullard, tipo EF86. L’accoppiamento diretto viene utilizzato tra l’amplificatore di tensione e lo splitter di fase per ridurre al minimo gli sfasamenti delle basse frequenze.

L’anello di retroazione include l’intero circuito, in cui la tensione di retroazione viene derivata dall’avvolgimento secondario del trasformatore di uscita e viene iniettata nel circuito catodico dell’EF86. La quantità di feedback applicata intorno al circuito è di 30 dB, ma nonostante questo livello elevato, la stabilità del circuito è buona e la sensibilità è di 220mV per la potenza di uscita nominale. Il livello di ronzio e rumore è inferiore di 89 dB ai 20W nominali.

Il raddrizzatore utilizzato nella fase di alimentazione è il raddrizzatore a onda intera Mullard tipo GZ34. Ciò fornisce corrente sufficiente per l’amplificatore (circa 145 mA) e anche per il preamplificatore e il sintonizzatore radio FM (circa 35 mA) utilizzati con esso.

Quello che è successo a “G” è del tutto simile a quanto successo a fabrizio con i cloni Leak con la KT88 a cui lo schema mullard assomiglia tantissimo, ha montato uno schema risalente al 1956 e che aderiva agli standard qualitativi di più di 60 anni fà e il risultato uditivo non ha soddisfatto le aspettative di un’ascoltatore del 2020, i problemi sono del tutto simili a quelli avuti con il clone LEAK, come si legge anche nella descrizione Mullard del 1956 questo circuito ha ben 30dB di contro reazione, non mi stancherò mai di dire che la contro reazione ci vuole ma non bisogna abusarne, ho quindi rivisto lo schema Mullard per diminuire il tasso di NFB globale da 30 a 9dB, il minimo indispensabile per avere uno smorzamento decente, per fare ciò ho dovuto rimpiazzare la valvola sfasatrice originariamente ECC83 con una ECC82. Inizialmente volevo mantenere la EF86 connessa a triodo come ho fatto con il progetto delle KT88 perchè il cliente voleva riutilizzare i componenti che già possedeva, ma purtroppo le EL34 guadagnano di più delle KT88 quindi il tasso di NFB era ancora troppo, per riuscire a calarlo ho sostituito la EF86 triodata con la sezione di un’altra ECC82.

Questa problematica che con incontrato con il cambio da KT88 a EL34 dovrebbe essere di chiaro esempio a tutti coloro che continuano a produrre o comprare amplificatori che possono montare indistintamente EL34 e KT88, le 2 valvole sono diverse tra loro e un circuito che possa definirsi ottimizzato non può montarle entrambe punto a fine della questione. In ogni modo sul circuito possono essere montate, come finali, tutte le varie equivalenti della EL34 quindi cito le 6CA7, le KT66 e le KT77.

Il circuito è stato concepito, anzichè mono, come uno stereo integrato e monta oltre alle 4 EL34 anche 3 ECC82, la prima ECC82 viene utilizzata metà per ciascun canale. Visto che alcune persone prevenute pensano che la ECC82 non sia la meglio suonante delle valvole esse sono sostituibili con le E82CC, le 6189, le 5814A, le 6211 e diverse altre equivalenti, cambiando la connessione dell’alimentazione filamento sullo zoccolo si possono poi montare le 6CG7 e cambiando proprio zoccolo e connessioni anche le 6SN7, tutto senza modificare niente dello schema che ho prodotto e il trasformatore di alimentazione è già pensato per reggere il maggiore carico dei filamenti delle 6GC7 e delle 6SN7 rispetto le ECC82. Inoltre visto che le EL34 lavorano in classe A invece del semplice selfbias individuale mullard ho implementato il circuito di autobias di Blumlein che permette un’auto bilanciamento delle 2 valvole del pushpull con una precisione anche dell’1% a tutto giovamento sia sulla distorsione che del trasformatore che non sarà mai sottoposto a correnti DC indesiderate.

Ecco alcuni tra i vari contributi di Blumlein all’elettronica: prima di tutto, ha inventato lo stereo, il circuito ultra-lineare, il microfono a bobina mobile… ha registrato oltre cento brevetti in audio, TV e radar. Tragicamente, come Mozart, morì quando aveva ancora trent’anni.

Blumlein ha messo a punto anche un circuito di “auto-bias matching” che non mira a impostare una corrente di riposo specifica, ma lavora per mantenere entrambe le valvole alla stessa corrente di riposo; un bilanciatore in altre parole. Si rese conto che una discrepanza nella corrente di riposo delle 2 valvole avrebbe pregiudicato le prestazioni di un amplificatore push-pull, poiché avrebbe portato a una magnetizzazione parziale del nucleo del trasformatore di uscita, che riduce la sua induttanza, peggiorando la sua riproduzione a bassa frequenza e limitando la sua massima potenza in uscita.

Il suo circuito, all’epoca noto anche come “circuito giarrettiera”, utilizza una resistenza di catodo di valore doppio rispetto quello utilizzato in un normale circuito di self bias e il centro delle 2 resistenze di una valvola diventa il riferimento della griglia della valvola opposta. Quando una valvola conduce troppo, aumenta la tensione di polarizzazione sulla griglia della valvola opposta aumentando la sua corrente di riposo. Al contrario, se una valvola conduce troppo poco, abbassa la tensione di polarizzazione sulla griglia opposta facendo sì che anche l’altra diminuisca la sua corrente. Essendo però che le 2 valvole sono mutuamente incrociate una con l’altra alla fine la corrente di bias di entrambe si stabilizza ad un valore pressochè identico per entrambe, e questo avviene anche se le 2 non risultano per niente matchate! Anche se si inserisce nel circuito una valvola nuova e una parzialmente esaurita alla fine la corrente di bias delle 2 si stabilizzerà su un valore medio e uguale.

In fine come richiesto l’alimentazione del circuito è ottenuta con un rettificatore a diodi, con condensatori di generosa capacità e relativa induttanza di filtro, qui sotto lo schema premium.

Foto del montaggio di “G” saranno pubblicate quando disponibili.

 

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2 Responses to Mullard 520 Update 2020 – PushPull EL34 ultralineare in classe A da 20Watt

  • I trasformatori d’uscita che realizzo hanno tutti l’impedenza 4/6/8 ohm… il raddrizzamento a diodi ha un’impedenza molto più bassa e in un finale in classe AB si traduce in una maggiore stabilità della tensione sopratutto alle basse frequenze la dove con una raddrizzamento a valvola puoi vedere chiaramente anche con un banale tester la tensione che cade (molto di più che con i diodi) nei passaggi di volume maggiore per risalire dopo.. di fatto chi parla del “suono delle raddrizzatrici” parla della distorsione introdotta da un tensione di alimentazione instabile, per il resto ti rispondo per email

  • Buongiorno,
    Sarei interessato a costruire il circuito Mullard 520 modificato presente sul sito.
    Vorrei sapere il costo del kit trasformatori, compreso anche quello di alimentazione.
    Due domande:
    -È possibile avere i trasformatori finali con anche l’uscita per impedenza da 4ohm,?
    -Per l’alimentazione, secondo lei, è preferibile un circuito con valvola raddrizzatrice o, come nello schema, un ponte raddrizzatore a diodi?
    Ovviamente con le dovute modifiche sia al trasfomatore che al circuito…

    Grazie in anticipo per la risposta e mi scuso per il disturbo.

    Andrea Mangano

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