Harman Kardon A300 – Restauro completo e analisi tecnica di un classico valvolare

Questo amplificatore vintage è arrivato nel mio laboratorio poco dopo essere stato acquistato online. Il venditore lo aveva descritto come “perfettamente funzionante”, ma la realtà era ben diversa. L’apparecchio era tutt’altro che affidabile, e mostrava numerose criticità già a un primo sguardo. Il cavo di alimentazione, eccessivamente spesso e rigido, terminava con una spina da 16A degna di una lavatrice e tirava pericolosamente i conduttori interni del cabinet. Un intervento improvvisato e grossolano, come purtroppo se ne vedono spesso negli apparecchi d’epoca venduti sul web.

Al di là di questo dettaglio antiestetico, il circuito si presentava in una condizione di semi-originalità: due condensatori elettrolitici moderni erano stati semplicemente collegati in parallelo agli originali ormai esausti, nel tentativo di “resuscitare” l’apparecchio con la minima fatica e spesa possibile. Il risultato? L’amplificatore si accendeva e sembrava suonare, ma le condizioni elettriche erano tutt’altro che sicure.

Tutti gli elettrolitici risultavano ormai al di sotto del valore nominale, con capacità ridotte e un ESR elevato, segno evidente di essiccamento e degrado. In queste condizioni, i condensatori non solo perdono efficienza ma diventano anche potenzialmente pericolosi per corto circuito. Li ho quindi sostituiti integralmente con componenti Philips NOS, rigenerati e testati singolarmente. Ho poi verificato tutte le resistenze e i condensatori non polarizzati: questi ultimi, essendo a carta e olio, erano in gran parte ancora funzionali, tranne uno…

Uno di questi condensatori presentava una crepa visibile (si nota ingrandendo la foto) ed era in perdita. Si trattava proprio di uno dei due condensatori di disaccoppiamento tra la valvola finale e la sezione sfasatrice. Il triodo della sfasatrice (una cathodyne) relativa a quel canale risultava semi-esaurito, mentre le finali erano fortemente sbilanciate. Tutto lasciava supporre che una delle valvole finali avesse lavorato per ore con la griglia positiva, con inevitabili stress al trasformatore d’uscita.

Sostituito il condensatore difettoso e la valvola ECC82 guasta, ho riacceso l’amplificatore. Subito ho notato una marcata distorsione sul canale riparato, specialmente intorno ai 100 Hz. Dopo pochi minuti, il canale ha iniziato a generare rumori di scarica, e dal trasformatore d’uscita proveniva un crepitio sospetto. Poco dopo, metà dell’avvolgimento si è interrotto, mostrando sullo schermo dell’oscilloscopio la tipica forma d’onda di un push-pull che lavora con una sola valvola attiva.

L’avvolgimento interrotto era proprio quello del canale col condensatore guasto: il corto aveva progressivamente danneggiato il rame fino a renderlo fragile e discontinuo. Non c’era alternativa: ho dovuto smontare e riavvolgere completamente il trasformatore d’uscita.

Dopo il riavvolgimento del trasformatore e una verifica completa dell’elettronica, l’amplificatore è tornato a funzionare. Come di consueto, ho effettuato una serie di misure strumentali per documentare la risposta in frequenza e la qualità del segnale, utili anche come riferimento per eventuali riparazioni future.

Il grafico di banda passante con i controlli di tono a zero mostra chiaramente i limiti dei trasformatori d’uscita: di dimensioni ridotte, incapaci di riprodurre in modo corretto la gamma bassa. L’andamento in frequenza conferma infatti un decadimento evidente già sotto i 100 Hz, come visibile nel diagramma seguente.

Anche la forma d’onda a 1 kHz evidenzia la scarsa induttanza primaria: un comportamento simile si dovrebbe osservare a 100 Hz, non a 1 kHz. Al di sotto di tale frequenza la risposta crolla, e le sinusoidi appaiono fortemente deformate. L’andamento di fase risulta inoltre irregolare, indice di un accoppiamento magnetico non ottimale nei trasformatori originali.

Questi risultati confermano che, pur trattandosi di un apparecchio affascinante, ci troviamo di fronte a un amplificatore di fascia economica, con limiti strutturali insiti nel progetto stesso. Certo, il suono può risultare gradevole o “vintage”, ma è importante essere consapevoli che nessun upgrade di componenti potrà trasformarlo in un amplificatore hi-end. Spendere cifre elevate in condensatori boutique o valvole esoteriche non porterà miglioramenti sostanziali: i limiti sono nel circuito e, soprattutto, nei trasformatori d’uscita.

Un altro punto importante: mai fidarsi ciecamente dei venditori online che dichiarano “funzionante” un apparecchio d’epoca. Questi dispositivi devono sempre essere revisionati da un tecnico competente prima dell’uso. In questo caso, il cliente aveva tenuto acceso l’amplificatore per ore aggravando i danni, e il costo della riparazione – tra riavvolgimento, test e ripristino estetico – ha finito per superare il prezzo d’acquisto iniziale. Se fosse stato venduto correttamente come “non funzionante da revisionare”, si sarebbero evitati guasti ben più gravi.

Per concludere il restauro, ho lucidato il mobile in legno impiallacciato in mogano con finitura a gommalacca, restituendo all’apparecchio il suo aspetto elegante e raffinato originale.

Oggi l’amplificatore è nuovamente funzionante e sicuro, pronto a suonare ancora per molti anni. Ma resta un ottimo esempio di quanto sia essenziale un restauro tecnico serio per garantire l’affidabilità e la sicurezza di ogni apparecchio d’epoca, al di là delle apparenze e delle promesse di vendita.

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4 Responses to Harman Kardon A300 – Restauro completo e analisi tecnica di un classico valvolare

  • ma certo con nei nucleini così piccoli non ce la faceva, avrebbe saturato emettendo delle pernacchie..

  • La risposta in frequenza lato bassa frequenza (carente sotto 1kHz di 6dB, poi spiana di nuovo) sembra una scelta progettuale ed è dovuta al (ai) condensatori da un paio di nF in parallelo alla mezza sezione del potenziometro di bilanciamento (500k) creando una coppia zero-polo. Probabilmente il progettista sapeva che con quei trasformatori era inutile “spremere” le basse frequenze. Io ho optato per un taglio inferiore (~100 Hz) mettendo in parallelo dei condensatori da 22nF.

  • come per le radio d’epoca l’apparecchio va revisionato, vanno verificate le condizioni di tutti i condensatori e delle valvole se no fai la fine della persona di questo articolo che ascoltava un pushpull dove in un canale andava una valvola sola e l’altra era bloccata col bias a cannone per colpa di un condensatore bucato che gli ha poi bruciato un trasformatore d’uscita. L’apparecchio ha varie impedenze, quello che ho riparato aveva 8 e 16ohm… ma su internet si trovano anche schemi che riportano 4 e 8, quindi magari ci sono varianti dello stesso apparecchio, devi verificare col venditore.

  • SALVE BEL LAVORO GIUSTO IL FATTO CHE UN OGGETTO A VALVOLE DI TANTI ANNI VA RIVISTO IN TOTALE , IO NE O TROVATO UNO OVIO IN CONDIZIONI DI ORIGINI COMPRESO LE VALVOLE E IL VENDITORE INSITE NEL FATTO CHE NON NECESSITI DI NESUN INTERVENTO PERCHE’ LO A PROVATO MA IO GLIO PROVATO A SPEìIEGARGLI CHE UN CONTO E UNA PROVA UN’ALTRA COSA E ADOPERARLO QUOTIDIANAMENTE A PARTE TUTTO LUI MI CHIEDE 250€ POI O LETTO CHE IL CARICO E IN 8 homm , io o casse a 4 ohmm posso utilizzarlo ?

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Generatore di segnale bilanciato fino a 180vpp di ampiezza – Invertitore di Fase

Mi è venuta questa idea ripensando a tutte le volte che volevo testare su tavolaccio qualche valvola finale un pò grossa, magari anche in pushpull… sempre a perdere tempo montando oltre allo stadio finale anche lo stadio driver complicandomi il lavoro inutilmente, o quando devo testare finali e pre hifi con ingressi bilanciati. I normali generatori di funzioni non hanno uscite con uno swing molto ampio e quindi non sono sufficienti a pilotare direttamente valvole finali, inoltre erogano solo segnali sbilanciati.

Per questo motivo ho progettato e costruito un circuito costituito da un’oscillatore sinusoidale a 1khz ed uno stadio ad amplificazione differenziale a stato solido seguiti da uno doppio SRRP a valvole per l’amplificazione in tensione, in modo da aver disponibile anche un’uscita bilanciata. La massa del circuito è scollegata dalla messa terra della presa elettrica in modo che possa essere usato per iniettare segnale anche dentro a radio d’epoca col telaio sotto rete, nella modalità indipendente. Sotto lo schema (clicca per ingrandire)

L’apparecchio è munito di un connettore jack anteriore che permette di collegargli il generatore di funzioni, quando un jack è connesso all’ingresso l’oscillatore interno a frequenza fissa e la regolazione del volume vengono escluse, la connessione del generatore di funzioni però fa perdere l’isolamento da rete, in quando la massa del generatore sarà sicuramente collegata a terra, ma questo poco importa in quanto col generatore di funzioni si lavora sopra apparecchi hifi che non hanno questi problemi.

Per la sezione oscillatore ho usato un normalissimo transistor BC337, il trimmer “LIN” va regolato affinchè inneschi l’oscillazione che, aiutandosi con un’oscilloscopio, va poi portata alla massima ampiezza indistorta (circa 6Vpp). Lo sfasatore è realizzato con un doppio opamp MC1458, impostato a guadagno unitario, il trimmer BAL serve a bilanciare l’ampiezza delle 2 fasi, sempre aiutandosi con l’oscilloscopio bisogna regolarlo finchè le 2 onde in uscita dal circuito a valvole sono perfettamente della stessa ampiezza, la regolazione va fatta tenendo il volume ragionevolmente sotto al massimo consentito in quanto verso il limite estremo la slinearità delle valvole potrebbe causare leggeri sbilanciamenti.

L’SRPP è formato da un doppio triodo a catodo comune 6J6 / ECC91, scelta per il guadagno e per le ridotte dimensioni e anche per riciclare il supporto semi assemblato di un vecchio progetto che era montato nel contenitore che ho utilizzato dove era presente uno zoccolo a 7 pin, comunque è ottima valvola per stadi diffenziali, nata espressamente per questo. Mentre la parte alta dell’SRPP è formato da una normale ECC82 / 12AU7.

La rete di resistenze attorno alle griglie della 6J6 funziona sia da ancoraggio per i condensatori d’uscita sia da rete di NFB locale, assolutamente necessaria per mantenere la massima linearità e abbassare il più possibile l’impedenza d’uscita dei segnali, queste resistenze vanno messe con tolleranze all’1% oppure selezionate col valore uguale.

L’ampiezza massima del segnale in uscita è di 180Vpp per ogni fase, 360 se si prendono solo  2 estremi. Qui sotto ci sono le misure che ho fatto sul segnale emesso dal circuito, considerando che non ho montato valvole di prima scelta ma roba tirata su dal cartone di quelle senza scatola mai testate dove c’è di tutto un pò e un opamp dal cassettino dove si ammucchia rumenta da 25anni il risultato non è male con una THD di 0,7% con un livello di uscita da 30Vpp, non mi interessava una perfezione estrema ma sicuramente con valvole selezionate e un opamp migliore si possono ottenere risultati stupefacenti.

Spettro 300Vpp

Il grafico di banda passante, sinceramente non mi soddisfa molto e penso la colpa sia dell’opamp, appena avrò tempo faccio un’upgrade e ripubblico i risultati…

Il comportamento con le onde triangolari e quadre è eccellente.

Foto del montaggio…

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Misura della curva di impedenza di un altoparlante con LIMP Artalabs

By Max.AV.Mezzomatto

La seguente guida nasce dalla richiesta di un amico: dovendo misurare l’impedenza di alcuni altoparlanti, mi ha chiesto un metodo semplice ed economico per farlo. Vedrete che l’unica cosa che, se già non l’avete in casa, dovrete acquistare è una scheda Audio USB (si parte da circa 60/70 euro a salire), qualche cavo e un semplice box di interfaccia da autocostruire. Considerate anche che la scheda potrà essere utilizzata per molti altri scopi, quindi non è un acquisto fine a se stesso.

Cercherò di guidarvi passo passo nel modo più semplice possibile. Per qualcuno potrà risultare persino noioso, ma in rete, in italiano, è difficile (se non impossibile) trovare informazioni chiare su questa procedura di misura. Ultima cosa e poi si parte, promesso: le misure eseguite con questo sistema sono state confrontate con un altro sistema di misura più costoso e affidabile che prevede l’uso della famosa CLIO. Lo scostamento è di forse neanche un 5%, cosa più che accettabile, visto che stiamo parlando di un sistema hobbistico fatto per “giocare in casa”, pensato per autocostruttori e appassionati. Vedrete più avanti anche le foto di confronto.

Materiale Occorrente:

  1. Un PC portatile con presa USB e Windows installato.
  2. Al seguente indirizzo www.artalabs.hr/download.htm potrete trovare LIMP, il software necessario per effettuare la misura, insieme alle condizioni di utilizzo, limitazioni e costi nel caso vogliate acquistarlo.
  3. Una scheda USB esterna (nel mio caso una Focusrite Scarlett Solo, ma vanno bene quasi tutte). Requisiti consigliati: due ingressi (solitamente Mic ed Instrument/Line con possibilità di regolazione del livello) e due uscite mono.
  4. Un amplificatore mono o stereo da circa 30/40 W (quello che avete in cantina va benissimo). È preferibile che abbia il controllo volume per facilitare le regolazioni. Nel mio caso ho un piccolo autocostruito con LM3886 dotato di potenziometro del volume.
  5. Un box per la misura da autocostruire (verrà spiegato come realizzarlo).

I cavi qui di seguito elencati vanno bene per la mia scheda; di conseguenza dovrete modificarli se i collegamenti della vostra scheda fossero differenti.

  • 1 cavo segnale RCA > XLR non bilanciato
  • 1 cavo segnale RCA > jack 6,3 mono
  • 1 cavo segnale RCA > RCA mono
  • 1 cavo rosso/nero terminato con banane e mollette: box misure > altoparlante
  • 1 cavo rosso/nero terminato con banane ambo i lati: box misure > amplificatore

NOTA, di non poca importanza ai fini della misura: la qualità dei cavi deve essere buona. In pratica, evitate cavi scadenti. Il sistema può essere sensibile a schermatura, contatti e affidabilità dei collegamenti. Non sto parlando di utilizzare cavi hi-end, ma di usare cavi ben fatti. Nello specifico, io utilizzo cavi autocostruiti con connettori da 3/5 euro e normale cavo del tipo per microfoni (o simile) OFC.

Collegamenti da effettuare per la misura

Box da realizzare per effettuare le misure

Lo schema da realizzare nel box

Tabella riassuntiva delle connessioni dei vari cavi (può tornare utile come promemoria per costruire i vostri cavi)

Il box, come vedete, è molto semplice da realizzare: due connettori RCA da pannello, quattro connettori rosso/nero e pochi centesimi di resistenze. Lo schema da realizzare è quello della foto qui sopra ed è preso direttamente dal manuale di LIMP/Artalabs. Vi consiglio di dargli un’occhiata. Il software è in licenza shareware: è scaricabile gratuitamente in rete e utilizzabile in modalità demo. Se vi interessa, nessuno vi vieta di acquistarlo.

La misura, senza dilungarci troppo, sfrutta il sistema della resistenza nota/campione (Vref). Le altre resistenze, insieme ai diodi, svolgono una protezione ulteriore per la scheda USB.

Una volta procurato tutto il materiale ed effettuati i collegamenti, siamo pronti a partire.

  • Abbassare il volume di uscita della scheda audio e posizionare i potenziometri degli ingressi ad 1/3 circa della loro corsa.
  • Controllare che l’alimentazione phantom del microfono a 48 V sia spenta.
  • Se la scheda Audio USB è provvista dello switch Inst./Line, posizionarlo su Line.
  • Accendere il PC e lanciare LIMP, eseguendolo in modalità DEMO MODE (se non si è registrati). La schermata iniziale è questa qui sotto.

  • Scollegare l’altoparlante in prova per effettuare i settaggi iniziali, necessari per poter eseguire la misura.
  • Portare a 0 il volume dell’amplificatore e accenderlo.
  • Nel menu, nella parte alta dello schermo, aprire Setup, quindi nel menu a tendina scegliere Audio devices. Controllare che la vostra scheda audio sia riconosciuta (nel mio caso vedete la Focusrite Scarlett Solo, foto sotto). Se non fosse riconosciuta, dovete verificare nelle proprietà del PC che la scheda audio sia installata correttamente, driver inclusi, e che sia valida come periferica predefinita.
  • Sotto riassumo la sequenza dei tasti che vanno premuti e le selezioni. Nel proseguo sarà sempre indicata in questo modo.
  • Setup > Audio devices > verificare che sia riconosciuta la propria scheda Audio USB > OK.

  • Ora nel menu in alto: Setup > Measurement. Si apre questa schermata.

  • Impostare i valori: Reference channel LEFT, Reference resistor 27 ohm (è il valore della Rref usata nel box), Max Averages 10 > OK.
  • Nel menu in alto: Record > Calibrate. Si apre questa schermata.

  • Premere Generate (è il generatore interno di segnale). Aumentare il volume della scheda USB fino a circa 1/3 della sua corsa, quindi aumentare lentamente il volume dell’amplificatore. Vedrete salire l’indicatore “Input Level Monitor”. Aumentare fino a indicare circa -40 dB. Ora, agendo con delicatezza sui potenziometri di ingresso (Mic e Line), fare in modo che i due segnali siano il più possibile uguali tra loro. Correggere sempre con il master della scheda audio fino a mantenersi intorno a -40 dB, come nella foto sopra.
  • A questo punto premere Calibrate. Il sistema esegue il test di calibrazione. Nella casella accanto a Status verrà indicata la differenza tra i canali (“Channel diff.”). Se avete fatto tutto bene, la differenza tra i due canali dovrebbe essere inferiore a +/- 2 dB, altrimenti il sistema segnalerà errore. In tal caso tornate su Generate e ripetete la procedura regolando la sensibilità degli ingressi. Questa calibrazione è fondamentale per la precisione delle misure successive, quindi cercate di ridurre lo scarto il più possibile. Non è difficile arrivare a scarti di +/- 0,5 dB. Se la differenza è entro +/- 2 dB, premete OK e andate avanti. NB: l’altoparlante, fino a qui, era ancora scollegato.
  • A questo punto si deve collegare l’altoparlante da provare.
  • Nel menu in alto: Setup > Generator. Si apre questa schermata.

Verificare che sia selezionato Pink Noise > 0dB > 1KHz > 20 Hz, come negli ellissi evidenziati. A questo punto premere Test. Dovreste sentire il rumore rosa emesso dall’altoparlante e il Level Monitor indicarne il livello, che in questo caso sarà diverso per i due canali. È normale, va bene così, non toccate i potenziometri degli ingressi. OK, siamo pronti per la misura.

Nella barra degli strumenti premete il tasto PLAY (rosso). Verrà visualizzata la curva di impedenza dell’altoparlante come nella foto seguente. Con i cursori Max e Min (che trovate a destra dello schermo) potrete spostare a vostro piacimento e modificare la scala della curva ottenuta per una migliore visione.

Se necessario, cliccando con il tasto destro del mouse si apre un menu a tendina nel quale è possibile ampliare la scala delle frequenze e portarla fino a 5 Hz, come nella foto sottostante.

Sulla sinistra, in basso nello schermo, è visualizzato il valore in ohm dell’impedenza. Per ottenere il valore effettivo, dovrete sottrarre il valore della resistenza campione, che nel nostro caso è 27 ohm. Facciamo un esempio: nella foto, se con il cursore vi posizionate nel punto più basso della curva, in basso allo schermo, sotto “Cursor”, leggerete la frequenza e il valore dell’impedenza. Nell’esempio siamo a circa 220 Hz e il valore indicato è 34,17. A questo vanno sottratti i 27 ohm della resistenza campione: 34,17 – 27 = 7,17 ohm.

Sulla destra dello schermo avete la scala della fase. Ancora un esempio: se vi portate col cursore, come in foto, sul picco massimo della curva, dove la fase passa per lo zero gradi, potrete leggere la frequenza di risonanza dell’altoparlante e il suo valore massimo in ohm. Anche in questo caso va sempre sottratto il valore dei 27 ohm già citati.

Nell’esempio in foto, con la fase a circa 0 gradi, la Fs (frequenza di risonanza) vale 49,61 Hz e il valore di massima resistenza effettivo dell’altoparlante è 64,67 – 27 = 37,67 ohm circa. Leggete sempre, in basso a sinistra, la sezione “Cursor”.

Ecco, avete fatto la vostra prima misura della curva di impedenza di un altoparlante. Questa misura vi permette di conoscere il comportamento elettrico dell’altoparlante alle varie frequenze, informazione fondamentale in vista della realizzazione del diffusore. Per il momento fermiamoci qui.

Infine, alcune foto fatte per confrontare i due sistemi, come accennato all’inizio del tutorial. Sopra le misure fatte con CLIO e sotto quelle con LIMP. Notate i piccoli break-up dell’altoparlante presenti in entrambe le misure.

Ed ancora la misura di un piccolo diffusore Sony, preso così com’è come muletto test.

Lo scarto fra i due sistemi è veramente minimo (non vi fate ingannare dalle scale leggermente differenti) ed è di poca importanza per il fine per il quale verranno utilizzate queste misure, cioè, ricordiamolo sempre, l’hobby dell’autocostruzione dei diffusori. È solo l’inizio di un lungo percorso che porta alla realizzazione definitiva di un diffusore, ma da qualche parte bisogna pur cominciare.

Sperando di esservi stato utile e di aver acceso in voi il germe della curiosità, vi saluto. Infine, un ringraziamento speciale dovreste farlo anche al caro amico Stefano Bianchini SB-LAB per aver permesso di pubblicare questa piccola dispensa sul suo sito.

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