Il Triodino 2 “Rework” – Rivisitato e Corretto

PSE con valvola 5998 / 6AS7 / 6080

In questo mondo, dell’autocostruzione audio a valvole, ancora una volta mi tocca fare il rompiscatole. Non è colpa mia se la fuori è pieno di schemi e progetti contenenti errori, che circolano da 25 anni o più e nessuno si sia mai accordo ti ciò o si sia preso briga di correggere, “l’importate è che suoni” dicono… o che esca qualcosa lasciato un pò al caso per come la vedo io.

Questo articolo nasce dalla rischiesta di “P.C.” di un set di trasformatori per realizzare un progetto trovato su una vecchia rivista, ossia il Triodino 2 con la 5998A, allego sotto lo schema che mi ha inviato:

Ormai sono abituato a non fidarmi di schemi che provengono da internet, riviste e libri scritti da guru vari, e quei 350volt già a colpo d’occhio mi puzzavano. Sono andato a vedere il datasheet della 5998A che altro non è che una versione leggermente potenziata della 6AS7 o 6080 in cui differisce solamente per la massima dissipazione che è di 15 watt per placca contro i 13Watt della 6AS7 e della 6080, ma per il resto sono uguali in tutto e per tutto. Facendo 2 conti semplici vediamo una resistenza di catodo da 1k su cui indicano esserci 53volt quindi la corrente che vi scorre per la legge di ohm è I = V/R (53mA), se sulla placca sono presenti 350volt, tolti i 53 che cadono sulla resistenza sulla valvola cadono 350-53=297volt, quindi la dissipazione è 297*0,053=15,74Watt già di poco oltre il limite della valvola per una 5998, fuori invece se si utilizzano 6AS7/6080, e infatti molti costruiscono questo progetto con le 6AS7/6080 in quanto sono più facili da reperire. Ma fin qui uno potrebbe dire “il progetto è pensato per le 5998A” e avrebbe ragione, se uno sostituisce una valvola con un’altra dovrebbe verificare che la valvola di rimpiazzo sia effettivamente uguale all’altra o se ha delle differenze dovrebbe assicurarsi di non eccedere quanto permesso dalla valvola che va a utilizzare, il problema però sono quei 297volt che cadono sulla 5998A… Vediamo un pezzo del datasheet della 5998A…

Il sottotitolo della sezione dice “Absolute Values” tradotto “Valori ASSOLUTI“. Poco sotto si legge “Plate voltage dc = 275v”, ossia la massima tensione fissa tollerabile in modo sicuro dalla valvola è di 275volt, ma in questo progetto vi si applicano 297volt, va considerato poi che è sott’inteso e buona norma far funzionare una valvola AL DI SOTTO dei suoi valori massimi! In valvole come queste, regolatrici di tensione, sopratutto è importante rispettare i massimi valori di tensione di placca perchè la loro costruzione interna prevede che le distanze tra i vari elettrodi (catodo, griglia, placca) siano ridotti al minimo (condizione necessaria per ottenere resistenze interne molto basse) e quindi l’isolamento tra questi vari elementi si riduce drasticamente, considerando anche che vanno tenute in considerazione le dilatazioni termiche dei metalli superare questi limiti significa rischiare scariche interne alla valvola. Poco importano le voci di quelli che dicono di averlo fatto lo stesso e che non è mai successo nulla, i datasheet sono legge.

Proseguendo poi ho fatto una simulazione del circuito in questione perchè sospettavo che l’impedenza (2500ohm) del trasformatore non fosse corretta, lo screenshot qui sotto parla da solo, non c’è bisogno di fare analisi di spettro e di parlare di distorsione armonica, perchè si vede a occhio.

“8 Watt Sopraffini” che per altro non sono nemmeno 7watt RMS pieni prima che inizi il clipping e questo nella simulazione, nella raltà forse 4/5?! Ho fatto presente questi miei dubbi a “P.C.” (sarò stato il primo che ha avuto le @@ di dirlo in 25 anni?) e mi ha confessato che anche lui nutriva qualche sospetto in merito, ma non azzardava a dir niente perchè è un semplice hobbysta, però poi mi ha notificato l’esistenza di uno schema modificato, sempre pubblicato dagli stessi autori, che tornati sui loro passi, eccola qui sotto:

Probabilmente qualche fuoco d’artificio del precedente schema hanno fatto questa variante dove la tensione vista dalla valvola è stata abbassata a 257volt, finalmente entro i limiti e la dissipazione a 11watt (conservativo anche per una 6AS7/6080). Però ancora un’erroraccio permane sullo schema: viene indicato di utilizzare la valvola raddrizzatrice 5U4 o in alternativa la GZ34, ma queste 2 valvole raddrizzatrici hanno delle cadute di tensione diverse, dovute a resistenze interne e limiti di corrente divesi… Di fatto se con la 5U4 si avessero 300volt sulla placca della 5998, con la GZ34 se ne avrebbero 340… non è una differenza irrilevante! La differenza irrilevante sarebbe stata se avessero indicato di sostituire la 5U4 con una 5X4 (sento le vocine di certi personaggi “ma la 5X4 era usata nelle TV e nelle Radio, non è una valvola audio! blablabla bhe bhe bhe …” allora la 5U4 e la 5X4 sono la STESSA valvola con connessioni sui pin dello zoccolo differenti, punto, basta e fine della questione, di queste stupidaggini ne ho sentite abbastanza), ma l’uso della GZ34 richiede un trasformatore con una tensione di più bassa o quanto meno un qualche accorgimento tipo resistenza in serie alla valvola per smaltire i 40volt di troppo, ma niente, ancora una volte le cose vengono lasciate al caso. Poi sui forum si legge di gente che parla del diverso suono delle raddrizzatrici, ma con schemi del genere il diverso suono viene perchè cambia la tensione del circuito… con 40 volt in più sfido che distorca meno e abbia un pochino più di potenza, ma pure spingi nuovamente la finale oltre le sue possibilità… ah no è il suono dovuto alla GZ34 (perchè non usano gli strumenti di misura ma solo le orecchie quindi non si rendono conto di niente)… e tutti su ebay a spendere 500€ per una GZ34, (*) magati mezza esaurita, ma con la base di metallo che è lei che fà!

(*) Posso narrarvi in merito una storia proveniente da facebook dove “tizio” (che rimarrà anonimo) raccontava di aver trovato una scatola con delle valvole e tra di queste c’era appunto una GZ34 con la base di metallo che provata su tester AVO risultava con una sezione all’75% e l’altra sezione al 40%, quindi di fatto una valvola marcia ma che comunque si poteva utilizzare per far funzionare senza pretese un’apparecchio d’epoca, in quanto nell’ottica di un restauro, per taluni, l’originalità di un pezzo conta di più del suo stato di conservazione. Tizio mise questa GZ34 su ebay e con sua sorpresa il giorno dopo la trovò venduta a oltre 300€ e lo stupido (permettetemi) che sborsò tale cifra riferì anche quanto essa suonava bene. Ora non impeditemi di dire che questo è effetto placebo.

Continuando con le modifiche apportate al secondo schema del triodino 2, si nota anche che è stata modificato il trasformatore con un’impedenza da 3200ohm (più consona alla valvola) ed è stata lasciata una presa a 2500ohm per chi volesse farlo funzionare con un tasso di distorsione maggiore. L’aumento dell’impedenza fa diminuire la distorsione ma anche la potenza resa che cala sencondo gli autori a 3,5watt effettivi.

Per completezza di questo articolo voglio segnalare anche il progetto Lilliput che è molto simile a questi e di cui riporto velocente lo schema sotto:

Nel lilliput la tensione di placca della 6080 viene abbassata molto, essa viene fatta funzionare in modo estremamente conservativo, la potenza resa eccede di poco di 2 watt, su un trasformatore con un’impedenza di 1400ohm, il tasso di distorsione non è diverso da quello dello screenshot di ltspice che sta sopra.

Durante lo scambio di messaggi con “P.C.” venne fuori che era interessato anche alla possibilità di utilizzare un’intera valvola con le 2 sezioni in parallelo per avere maggiore potenza, passandomi questa jpeg pescata con google frutto di uno sforzo progettuale immenso:

In realtà trasformare il Triodino 2 in versione PSE fatta bene richiede pochi piccoli accorgimenti per far lavorare i 2 triodi parallelati al meglio… E no! non si tratta di mettere 2 resistenze di catodo con 2 condensatori separati per ogni triodo, lo dico per stroncare le gambe a quelli che poi passano su questa pagina e vedendo lo schema premium non leggibile penseranno “chissà cosa nascondi si capisce…” non è come pensi! Siccome le cose da fare sono tutte stupide secondo alcuni ma alla fine in un trentennio nessuno c’è mai arrivato mi sembra giusto che io me non le mostri a tutti, e chi vuole paga e compra schema e trasformatori.

La seconda cosa è che se 1 triodo lavora bene su un’impedenza da 3200ohm se metti 2 triodi in parallelo l’impedenza va calata a 1600ohm… raddoppia la corrente si dimezza l’impedenza, e ovviamente il trasformatore d’uscita va calcolato per lavorare con quella data corrente DC con una valvola che ha una Ri dimezzata… non come quelli che prendono un trasformatore X pensato per mezza 6080, poi paralellano la 6080, raddoppiano la corrente sul TU e tanto va lo stesso a parte saturare il trasformatore che tanto se i bassi non escono meglio perchè zero feedback poi danno fastidio.

Inoltre ho ritoccato i valori di taglio della cella formata dal condensatore di disaccoppiamento e la resistenza di ancoraggio della finali per spingere meglio in basso il circuito, ho aggiunto qualche accorgimento sull’ingresso e sui catodi di entrambe le valvole. Il circuito usa una ECC81 come pilota della 5998/6AS7/6080 e il guadagno complessivo è tale per cui bastano 1,7Vpp in ingresso per portare la finale alla saturazione, essendo quindi bello sensibile come circuito e avendo sulla carta uno smorzamento di solo 2,9 (nella realtà sarà inferiore, stimo non superiore a 2) ho pensato bene di aggiungere una rete di controreazione disattivabile con un’interruttore. Ad anello aperto è praticamente il circuito originale solo PSE con poche marginali migliorie mentre con la controreazione attiva la sensibilità del circuito cala a 3Vpp per avere il pieno clipping della finali, lo smorzamento aumenta considerevolmente ad un tasso che nel reale dovrebbe quanto meno raggiungere un fattore di 5. La potenza raggiungibile in questa configurazione nella simulazione raggiunge i 9,2 watt prima del clipping nel mondo reale potrebbero essere 7 massimo 8Watt RMS prima del clipping, questa volta veri e non numeri gettati a caso come fanno praticamente tutti tranne me.

Ho ricalcolato il trasformatore di alimentazione e lo stadio con la raddrizzatrice e la cella CLC, ci sono stato dentro con una 5U4GB o una 5X4G, la GZ34 non è contemplata. Per me le cose devono essere precise.

Ecco lo schema premium

Il set di 2 trasformatori d’uscita, uno di alimentazione e un’induttanza 18S5200 e lo schema elettrico necessari per realizzare questo progetto vengono a costare €465,00 compresa spedizione, chi fosse interessato al suo acquisto mi può contattare.

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Amplificatore Integrato PushPull con valvole PL508

La PL508 è stata progettata per funzionare come valvola di riga nei ricevitori televisivi a colori degli anni 60, praticamente la sorella minore delle PL519 e delle 504. La PL508 doveva essere in grado di pilotare le bobine di convergenza richieste dai primi tubi catodici a maschera d’ombra e le bobine del telaio sui tubi a collo largo. Può resistere a un aumento positivo di 2.500 Volt e il filamento è progettato per l’uso in una catena serie da 300 mA. La bassa tensione anodica utilizzabile si rivolge anche al set universale senza trasformatore di rete. La PL508 è anche classificata per uso audio.

Mi è stato richiesto uno schema premium e per fare qualcosa di diverso, visto che la persona era di mentalità aperta, ho voluto utilizzare una delle tante valvole dimenticate che ha ottime caratteristiche elettriche ma viene snobbata dai cultori dall’auto costruzione e dell’audio in generale semplicemente perchè non la conoscono. Si può dire che la PL508 assomiglia un pò ad una 6V6 come stazza e potenza dissipabile anche se ha una resistenza interna molto inferiore e capacità di erogare molta più corrente della 6V6. Connessa a triodo può dissipare 15 watt e mostra questa curve…

Lo schema è quindi un PushPull di PL508 connesse a triodo che dovrebbe sviluppare una potenza di circa 20watt, si volevano usare valvole semplici quindi lo stadio di ingresso è uno sfasatore long tail cascode con  due valvole ECC81/12AT7 seguito da un buffer formato dalle 2 sezione di una ECC82/12AU7. L’amplificatore quindi va a montare un totale 10 valvole. Le finali sono polarizzare a bias fisso regolabile per mezzo di un trimmer e la sezione di alimentazione è formata da un semplice raddrizzatore e ponte seguito dall’immancabile cella CLC, qui sotto lo schema premium.

Prime foto del montaggio non ancora finito di “S.C.”

La potenza misurata a banco nella prima prova è stata di 19,7Watt RMS indistorti.

Aggiornamento: S.C. Mi ha portato il suo montaggio per darci una misurata e fare le ultime messe a punto attorno alla rete di NFB, l’amplificatore manca ancora di un mobiletto definitivo…

Dopo mesi finalmente completato con un mobiletto realizzato da Rita Stefani

Le strumentali rilevate da me sono:
Potenza massima indistorta 19,7 Watt RMS
THD Complessiva @ 1 watt: 0,16%
Banda passante @ 1 watt: 10Hz – 110khz -1dB
Smorzamento DF: 5,0

Spettro distorsivo

Banda passate su carico resistivo

Banda passante su carico reattivo

Onde quandra a 100hz – 1k – 10k – 50K (eccezionalmente riesce fino a 50khz, la traccia dell’amplificatore è quella azzurra, in giallo il generatore)

Promemoria: Queste ultime 2 schermate sono da riacquisire, generatore disturbato.

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Amplificatore SE con valvole KT88/6550 e ECC85/6AQ8

Un bel giorno ricevo questo messaggio:

Possiedo da poco un’amplificatore che monta delle kt88 in single ended classe A, non l’ho realizzato io ma l’ho acquistato già assemblato da terzi. A farla breve, all’inizio nel mio impianto il suono mi piaceva, un po’ particolare, ma non mi sembrava male, quando poi un amico mi ha prestato un pre Arc sp3 mi è piaciuto ancora di più. Poi l’errore fatale: lo porto a casa del mio amico e nel suo impianto, collegato a delle klipsch la scala, fa letteralmente pena, tipo citofono. Un trauma! Le chiedo: sarebbe possibile renderlo un ampli ben suonante? Per la cronaca, l’apparecchio monta delle JJ. Il mio impianto: diffusori klipsch kg4, pre carver c6, giradischi aiwa ap2500 con dynavector 10×5 neo; giradischi dual con shure v15III + jico sas. Impianto del mio amico: klipsch la scala, finale Diego Nardi con 2a3, giradischi dual con shure m91 + jico sas. Ovviamente, posso inviarle foto e ulteriori dettagli. La ringrazio in anticipo e le porgo cordiali saluti

Era evidente che era uno dei tanti impresentabili, un single ended di KT88 in ultralineare pilotato da una ecc88, PCB cinese montato in una scatola di legno rappecciata alla meglio con 2 maniglie dell’ikea e trasformatori di provenienza ignota senza nessuna etichetta. Ma come funzionava questo apparecchio, perchè a parte l’aspetto magari… All’oscilloscopio, su carico resistivo il test più semplice in assoluto, alla potenza di 1 watt usciva una sinusoide del genere:

In giallo il segnale del generatore, in azzurro il segnale dell’amplificatore che risulta avere una semionda fortemente compressa, si può vedere sotto la relativa analisi di spettro..

Una distorsione del 2,4% a 1 watt su carico resistivo, il motivo principale di una distorsione così grande è l’utilizzo della connessione ultralineare in una configurazione single ended, situazione di cui ho già parlato in questo articolo. Sempre per colpa della connessione ultralineare la potenza RMS massima erogabile dal circuito era di 6 watt per canale. Misurando la banda passante volevo vedere come andassero i trasformatori, erano riciclabibili?

Meglio lasciar perdere… Come si comportava il circuito su carico reattivo? Qui sono saltati fuori i problemi più grossi… Vediamo una semplice sinusoide a 1khz, 1 watt su carico reattivo

Sembra clippata?! ma è un clipping strano… non è clipping! è un’insieme di più problemi di progettazione del circuito, questa forma d’onda morsicata perdurtava anche portando il volume dell’amplificatore a pochi milliwatt di potenza, era completamente incompatibile con il carico reattivo che rappresenta bene o male quello che lo stesso circuito fa quando è collegato ad una cassa… si può vedere l’analisi di spettro assolutamente disastrosa con un 10% di distorsione complessiva ad un solo watt RMS, capisco il proprietario che l’ha definito citofono ma se misurassi un vero citofono non so chi vincerebbe.

Con lo smorzamento non si va meglio con un DF di 1,6… l’analisi della risposta in frequenza su carico reattivo dimostra gli effetti di ciò…

Il resto delle strumentali che ho acquisito è superfluo, inutile. Alla fine si poteva salvare ben poco di quell’apparecchio, un paio di mundorf, il trasformatore di alimentazione e qualche altro pezzetto qua e la. Ho quindi realizzato uno schema premium sulla sua falsa riga.

Lo stadio di ingresso è formato da una inconsueta (ma non troppo) ECC85 doppio triodo VHF che generalmente si trova utilizzata nei ricevitori FM delle radio a valvole e che è stata usata anche in alcuni amplificatori luxman tra cui il 3600, la valvola è stata caricata con una sorgente di corrente costate a transistor, usando il classico MJE350. Questa scelta è venuta per cercare di fare tutto con una sola valvola driver, senza dover mettere più stadi in cascata e avere al contempo un’impedenza d’uscita dello stadio decente e uno stadio veloce dal suono brillante a ricco di dettaglio, una ECC83 caricata con una resistenza sarebbe stata molto più calda e il cliente chiedeva un suono fresco, quindi il CCS a transistor ci stava a fagiolo. Al posto della ECC85 si può utilizzare anche la più comune ECC81 che ha pressochè le stesse caratteristiche elettriche, basta solo avere premuta di rispettare la diverse connessione dei pin relativi al filamento. Come finali si possono montare KT88 / 6550 / KT90.

La finale è connessa a pentodo puro, polarizzata a bias fisso servo controllato, ossia c’è un circuito attivo che si occupa di regolare il bias automaticamente che non è la stessa cosa del selfbias dove c’è una resistenza in parallelo a un condensatore, nel caso del selfbias c’è tutta la reattanza di un condensatore tra i piedi. Ovviamente c’è NFB come si deve mettere per forza se si vuole avere il giusto smorzamento del diffusore.

La sezione di alimentazione è formata dalla classica cella CLC con una vera induttanza e non un mosfet, capacità generose e condensatori buoni, la tensione per la griglia schermo è ottenuta con un circuito chiamato divisore di tensione che permette di avere una tensione inferiore a quella di ingresso rispetto al rapporto stabilito da un partitore resistivo ma esce a bassa impedenza… in pratica se si alimentano le G2 con una tensione ottenuta dalla classica cella RC la tensione non è stabile perchè quando il segnale audio supera certi limiti e la G2 comincia a richiedere corrente la tensione ai capi del condensatore C cade gradualmente al perdurare del segnale e si ricarica quando questo smette, causando distorsioni di memoria che consistono nello spostamento del punto di lavoro della valvola in base al segnale “passato”, il divisore di tensione anche se non è stabilizzato (perchè regola in base a cosa entra) invece ha un’impedenza molto bassa e non è turbabile in modo significativo dall’assorbimento della G2…

Era utilizzabile il trasformatore di alimentazione originale mentre ho provveduto a fornire due nuovi trasformatori di uscita SE6K-KT88 e l’induttanza. Vediamo il montaggio che è stato fatto dal cliente:

Che strumentali ha esibito questo circuito?

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

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

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

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

E la distorsione sul carico reattivo? sempre 1 watt: 0,067% si perchè un’amplificatore fa suonare una cassa, non lo si ascolta collegato ad una resistenza… distorcere poco su carico resistivo è facile, lo è di meno su quello reattivo, saper progettare un circuito vuol dire anche cercare di farlo andare meglio collegato a un vedo diffusore e non solo su una resistenza per esibire solo una strumentale.

Quadre a 100Hz / 1k /10k…

La triangolare che mostra la perfetta simmetria dell’onda

E l’andamento della risposta in frequenza sul carico reattivo

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

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