Storia: La prima versione

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

Il soprannome di questo amplificatore è “la bestemmia” perché 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 di 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 perché 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 distorcere 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 po’ 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 reattanze 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, perché 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 fare 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 un 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 po’ a risalire alla loro storia, ragionando (perché 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 avevano 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 15 watt di dissipazione di placca e un filamento a 4 volt. 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 po’ 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 soprattutto, 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 4 Volt per 5C15 Fivre e 5 Volt 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 alla 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 a pilotare decentemente una 300B). La valvola è a mu variabile, però la zona dove il mu cala all’improvviso si trova 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 50 Vpp per essere pilotata la ARP34 già si sedeva un pochino (non tanto) a pilotarla… infatti non capisco come fanno certi a essere tanto sprovveduti da pilotarci una 300B! w la distorsione mha… Comunque ne avevo lì e anche queste non le do mai via perché gli audiofili comuni sono troppo schizzinosi per accettare valvole dalla sigla che non abbiano sentito almeno 1 milione 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 350 volt e la G1 a circa -47 v, per arrivare a 4 Watt 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 po’ 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 delle 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 a 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 iniziato quindi a montare il circuito vero e 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 60 mH con una RDC di 1,8 ohm 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 provvisoria, fatta con la stampante 3D, appena ho tempo me ne faccio fare una in alluminio tornito.

Dati strumentali:

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

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

Onda quadra a 100 Hz

Quadra a 1 kHz

Quadra a 10 kHz

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! Quindi 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, cambia anche la generazione di armoniche e in maniera più o meno casuale si possono 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 chassis in 3D e iniziato il montaggio questa volta con tutto materiale nuovo 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 +40 volt, nei grafici qui sotto potete vedere le curve a pentodo con G2 a 350 volt, a sinistra con G3 a 0 volt e a destra con G3 a +40 volt; 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 0 volt 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 a 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 perché si ottiene un tetrodo con tutti i problemi di stabilità dei tetrodi, non sono riuscito ad acquisire le curve in questa modalità perché 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 = 0 volt	G3 = +40 volt

Montaggio in corso…

La parte superiore

Ho sostituito la PCC84 con una ECC82 (ma solo perché 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 la vernice rovinata dagli anni, che si sfaldava sebbene fossero nuove e mai tolte dalla scatola. Siccome per uso audio questa schermatura non si è rilevata importante le ho ripulite con una paglietta, esteticamente sono molto belle con un getter 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 5 Watt RMS per canale
Banda passante @ 4 Watt: 10 Hz – 40 kHz -1 dB
Distorsione armonica totale @ 1 watt: 0,34%
Smorzamento DF: 5,71
Rout: 1,4 ohm
Sensibilità di ingresso: Clipping con 4 Vpp in ingresso.

Analisi di spettro

Banda passante 1 watt su carico resistivo

Banda passante 1 watt su carico reattivo

Quadra 100 Hz 1 watt

Quadra 1 kHz 1 watt

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

Triangolare 1 kHz 1 watt

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.