Riparazione Apparecchiature Valvolari

hobbysti

Ecco un’altro progettino per gli autocostruttori hobbysti dopo i 3 progetti con la EL34 ho pensato a qualcosa di leggermente più impegnativo dal punto di vista costruttivo con un triodo a riscaldamento diretto, più esattamente con la 2A3. Questa valvola è in grado, con una tensione anodica relativamente bassa, di dare in uscita una potenza di circa 3,5/4 Watt RMS che possono sonorizzare con ottima qualità una stanza da 20metri quadrati se abbinate l’amplificatore con diffusori ad alta efficienza. Ho utilizzato per il driveraggio e una coppia di 6SL7 configurate come Mu Follower, le quali pilotano la valvola finale polarizzata con un semplice selfbias. La strana connessione del catodo della 2A3 con il secondario del trasformatore è un semplice feedback locale (molto leggero in quanto il Mu della 2A3 è molto basso), questo accorgimento è assolutamente necessario per aumentare lo smorzamento del circuito quel tanto che basta per far suonare bene l’apparecchio, infatti è abbastanza comune che gli apparecchi zero feedback suonino con le frequenze basse gonfie sopratutto se non li volete necessariamente abbinare a casse monovia, potete cliccare qui per leggere un’articolo che riguarda gli apparecchi zero feedback. Questo leggero tasso di controreazione locale non rovinerà assolutamente il risultato sonoro finale che ne risulterà migliore.

Per ragioni di semplicità realizzativa ho deciso di raddrizzare utilizzando comuni diodi al posto di una qualche valvola raddrizzatrice, l’ammortizzamento necessario a sopprimere il rumore di commutazione dei diodi è costituito da R15, una semplice resistenza da 22ohm seguita poi da una cella CLC con capacità belle abbondanti. Particolare cura invece sull’alimentazione dei filamenti alimentati in corrente continua filtrata formata da 2 celle CLC (una per ogni valvola).

I filamenti delle valvole driver sono alimentati in corrente alternata in quanto alimentare in continua valvole a riscaldamento indiretto è assolutamente inutile, se la linea dei filamenti è cablata correttamente non ci sarà nessun ronzio, se il ronzio c’è vorrà dire che dovrete cablare meglio, alimentare in continua invece è solo una via più semplice (come spazzare la polvere sotto al tappeto). La valvola bassa ha un capo del filamento riferito a massa mentre la valvola alta ha un capo del filamento riferito alla tensione ottenuta con il partitore formato da R20/R21. Questo accorgimento, per chi non lo sapesse già, serve per mantenere più bassa possibile la differenza di potenziale fra catodo e filamento in quanto in un Mu Follower la valvola alta ha il suo catodo a circa metà della tensione anodica. Se non si utilizzasse questo accorgimento e si riferisse a messa anche il filamento della valvola alta si richierebbe la scarica interna tra filamento e catodo con conseguente guasto della valvola.

Potete vedere il costo del set di trasformatori completo necessario a costruire questo single ended di 2A3 cliccando qui.

Ecco lo schema (clicca per ingrandire)

La resa sonora sarà sicuramente di buon livello e soddisfacente.

Già da parecchio tempo mi ero accorto di questa cosa e mi ripromettevo di parlarne prima o poi. Sempre più di frequente ricevo domande e richieste di consigli su circuiti e schemi che la gente trova sul web e vorrebbe realizzare e più di una volta mi sono trovato a dire alla gente “lascia stare, quella finale o la fai andare a triodo o la fai andare a pentodo, la connessione ultralineare in single ended NON funziona” e ovviamente la gente rimane stranita da queste mie risposte, tanto che ho a listino diversi trasformatori Single Ended con presa UL ma ne sconsiglio l’uso, anche perchè a un certo punto devo vendere e se non lo comprano da me lo comprano altrove. Si perchè ci si trova di fronte ad un’errore madornale condiviso ed imitato praticamente dall’intero mondo audiofilo, grandi marchi compresi, senza che nessuno si sia mai accorto. Il popolo degli autocostruttori e degli audiofili ad oggi è convinto che la connessione Ultra Lineare sia una soluzione valida sia in PushPull che in Single Ended e nessuno si preoccupa di verificare effettivamente come le cose vanno… Perchè quel nome “Ultra Lineare” è tanto rassicurante… non è solo Lineare… è ULTRA !!! (rafforzativo letterario psicologico, ma non di fatto).

Citando un frammento di testo preso da un sito tra i tanti, non metto il link visto che in sostanza sto gettare una bomba enorme su tutta la teoria…

Amplificatore Ultralineare

Si tratta di una particolare configurazione ottenibile solo con i pentodi in cui la griglia schermo viene collegata ad una presa intermedia del trasformatore di uscita in modo tale che la tensione della griglia schermo sia variabile ed insegua il valore della tensione di placca. Questo implica un rendimento alto e un comportamento che è una via di mezzo fra quello di un pentodo classico e quello di un triodo, nell’intenzione di sfruttare il meglio delle caratteristiche delle due tipologie di valvole (triodo e pentodo). La configurazione ultralineare si può adottare sia per un finale single-ended che push-pull.

Qui sotto lo schema di un’amplificatore Single Ended Ultralineare realizzato da un cliente SB-LAB apparso in questo articolo (clicca). Come si può vedere la griglia schermo è collegata ad una presa intermedia del trasformatore di uscita.

Voglio far notare il valore della resistenza posta sotto al catodo della KT88 nello schema, del valore di 360ohm… Ora cito quanto mi ha scritto il cliente che ha realizzato questo schema “se può aggiungere una sua nota nel non farsi influenzare dalla resistenza da 360 ohm, io l’ho sostituita con un valore misurato di circa 190 ohm, dopo vari tentativi perchè non tornava la giusta corrente di bias” … È un particolare molto importante ricordatevelo! Ma dico subito da ora che questo problema evidenzia il fatto che il signor Jean Hiraga non abbia mai testato lo schema che ha pubblicato su internet, perchè si sarebbe accordo che la polarizzazione della finale non torna. Questo schema circola su internet da decenni e nessuno si è mai posto il problema di capire come mai non tornasse la corrente di bias (molti sicuramente non se ne sono nemmeno mai accorti e hanno ascoltato solo distorsione felici e ignari affermando quasi sicuramente che andava anche bene).

Tutti coloro che un minimo di progettazione la conoscono, che sanno capire le curve caratteristiche di una valvola, sia essa triodo o pentodo e che sanno tracciare una retta di carico in base all’impedenza del carico, quindi del trasformatore d’uscita. Sanno che si stabilisce un punto di lavoro tensione/corrente “qualsiasi” o per lo meno spesso ci si affida a punti di lavoro caratteristici, entro i limiti di dissipazione della valvola e si traccia la retta che dipende dall’impedenza di carico. Ecco che con una valvola connessa in ultralineare NON è possibile utilizzare un punto di lavoro a propria scelta ma si è vincolati dalla caratteristica della griglia schermo. Se si cambia la tensione del punto di lavoro l’intero tracciato della valvola cambia completamente!!! Facciamo maggiore chiarezza, prendiamo le curve presentate sul datasheet della KT88 della Genalex (clicca per ingrandire):

Inizio a far presente che il datasheet della KT88 riporta usi in ultralineare esclusivamente in pushpull, all’epoca in buona sostanza non gliene fregava niente a nessuno di usare l’ultralineare in un single ended. Bene il progettista poco accorto potrebbe fare questo ragionamento: allora impedenza tipica per KT88 in SE sono 2500, a occhio la metto a 250volt con 120mA di bias e una tensione di griglia a -32 circa… Otteniamo la retta che potete vedere qui sotto:

Senza star a far montaggi a banco usiamo LTSpice per polarizzare una KT88 in questo modo e vediamo cosa succede… Il modello della KT88 utilizzato è quello dello stimato Norman Koren e posso assicurarvi che realizzato in vivo con una valvola vera il risultato sarebbe lo stesso preciso.

Ecco quello che succede: Corrente di BIAS 24mA … Ma come 24mA?! a questo punto chiunque abbia un minimo di sale in zucca (sono perdonati gli autocostruttori hobbysti, ma chi si dichiara progettista deve arrivarci!) dovrebbe domandarsi: “ma come mai le curve mi prevedono una corrente di 120mA e invece quando monto il circuito ne ho solo 24?!” cioè ci sta una piccola differenza per via della tolleranza delle valvole quindi devo aggiustare il bias un pochino, ma trovarsi 24mA invece di 120 è una differenza talmente grande che dovrebbe mettere in allarme che c’è qualcosa di profondamente sbagliato nella teoria utilizzata per stabilire la polarizzazione della valvola, la realtà è che tutti ignorano questo allarme e trimmano il bias finchè non forzano la corrente della valvola senza farsi domande… Usiamo ancora spice abbassiamo la tensione di bias fino a -18,7volt applicando anche un segnale di 18Vp alla griglia…

Il circuito ora sembra funzionare anche se si nota che la forma d’onda e visibilmente distorta, la valvola sta erogando solo 4Watt RMS. Cosa succedere se diminuisco l’impedenza del trasformatore da 2500 a 1500ohm?

La semionda bassa si è allungata e in generale sembra essere meno distorta! Quindi come mai quando si fa un single ended in ultralineare non torna la corrente di bias e nemmeno l’impedenza del trasformatore?! Riguardiamo le bene le curve presentate dal datasheet…

Notate quella linea trateggiata con indicato Va,g2(o) = 425V?! Facciamo un breve ripasso sul funzionamento delle valvole, triodi e pentodi, e sopratutto sulla loro costruzione interna, iniziamo osservando il triodo che ha 1 sola griglia e una placca a forma di “toast” molto sottile e vicina al catodo.

 

Poi osserviamo un tetrodo / pentodo che ha 2 o 3 griglie (nel caso della tetrodo a fascio la terza griglia è formata da 2 piastrine metalliche, ma la terza griglia non ci interessa in questo articolo), è invece importante notare che la placca è molto più lontana dal catodo in proporzione a quanto lo è nei triodi…

 

Nei triodi il campo elettrico della placca agisce direttamente sugli elettroni attirandoli, mentre la griglia controllo negativa li frena e ne regola il flusso, nei tetrodi / pentodi la placca è troppo lontana dal catodo per riuscire ad attirare gli elettroni emessi da sola (oppure li attira ma molto debolmente), nei tetrodi / pentodi è la griglia schermo (G2) polarizzata positivamente e posta subito dopo la griglia controllo (G1) ad accelerare il flusso di elettroni, ma essendo la G2 appunto una griglia formata da sottili fili la maggior parte di questi elettroni non riesce a depositarsi su di essa e per via della velocità acquisita in quello che si potrebbe chiamare effetto fionda essi proseguono la loro corsa fino’oltre la stessa G2 arrivando a risentire del campo elettrico della placca che li attira definitivamente a sè. È quindi palese che la corrente che giunge alla placca di un pentodo non dipende solo da quanto è negativa la G1 ma anche da quanto è positiva la G2.

In una connessione ultralineare, a riposo, la tensione che arriva alla G2 è pressochè la stessa che arriva alla placca essendo la resistenza interna dell’avvolgimento del trasformatore quasi irrilevante in questo frangente, quindi succede che se si varia la tensione di placca varia anche la corrente che circola nella valvola, e di parecchio, perchè si è variata inevitabilmente anche la tensione di G2, in ultralineare si può quindi parlare di curve “dinamiche” la dove invece i triodi e i pentodi (connessi a pentodo) hanno curve “fisse”.

Le linee tratteggiate del datasheet genalex di cui parlavo poco fa indicano sostanzialmente che il punto di lavoro può essere messo ad una corrente qualsiasi ma sopra quella linea, ossia restando a 425volt! Se si varia la tensione del punto di lavoro le curve rappresentate non sono più valide! cambiano completamente… Vediamo quello che succede con l’aiuto di uTracer che può essere impostato per acquisire anche curve in ultralineare. Per i motivi ora elencati (e una mancata implementazione software) utracer acquisisce la curve dinamiche solo al di sotto della tensione scelta (quella delle linee tratteggiate di genalex), per capire il fenomeno delle curve dinamiche io ho quindi evidenziato con un pallino nero un punto intermedio corrispondente a 300volt con la G1 ad una tensione di -25volt.

Con una tensione di “stop” a 400 volt abbiamo 80mA a 200volt con G1 a -25…

Se portiamo la tensione di “stop” a 300volt la corrente misurata sempre sui 200volt con -25 di G1 scende a un pò meno di 40mA

Se poi abbassiamo ulteriormente la tensione di “stop” a 250volt ci ritroviamo una corrente inferiore ai 20mA

Si può osservare inoltre che la capacità di erogazione di corrente della valvola scende molto, la resistenza interna aumenta ed è evidente dalla pendenza delle curve, con essa anche la capacità di erogazione di corrente e quindi di potenza sono pregiudicate. Nel caso di “stop” a 400volt la valvola poteva arrivare ad erogare un picco di 170mA a 50volt ma solo 60mA con lo “stop” a 250volt. Se tutto ciò non fosse abbastanza la modifica delle pendenza delle curve rende necessario cambiare l’impedenza del trasformatore per non avere forti distorsioni, la potenza che si arriva ad avere in altoparlante è pressochè la stessa (o insignificativamente superiore) che si avrebbe con una connessione a triodo puro, ma connessa a triodo puro la valvola risulta estremamente più lineare quindi in definitiva se non si vuole usarla a pentodo puro conviene usarla a triodo puro senza porsi nemmeno il problema dell’ultralineare.

Attenzione tutto questo discorso riguarda l’uso in classe A (single ended o pushpull ma sempre in classe A), dove la tensione del punto di lavoro non è elevata e quando non si conoscono le curve UL a differenti tensioni rispetto quelle riportate dal datasheet. La connessione ultralineare è stata concepita per essere sfruttata in pushpull in classe AB dove la tensione a riposo risulta elevata e quindi la valvola funziona bene e se ne trae vantaggio non solo in termini di distorsione ma talvolta anche in potenza, un’esempio di ciò sono le KT88 che in un pushpull in classe AB a pentodo possono erogare solitamente fino (e non oltre) 50 watt in modo sicuro, oltre la potenza di 50watt la griglia schermo inizia ad arrossare pericolosamente per via dei picchi di corrente che patisce quando la tensione di placca scende al di sotto della tensione dello schermo, invece quando le KT88 sono connesse in UL è possibile tirare fuori fin’anche 70/75watt sicuri e senza problemi di arrossamenti della G2 che inseguendo la tensione della placca non arriva mai a patire picchi di corrente così violenti come capita nella connessione a pentodo puro, ma ogni valvola è a sè.

In definitiva la letteratura audiofila ha prodotto tonnellate di schermi ed apparecchi costruiti spesso senza conoscenza di questo fenomeno e in cui appunto il risultato finale sia in termini distorsivi che uditivi era lasciato al caso, mi basta citare un single ended ultralineare con valvole EL34 di nota casa produttrice famosa (che non cito) che aveva una distorsione THD totale dell’8% già ad appena 1 watt RMS su carico resistivo. La connessione ultralineare va utilizzata in pushpull e quando si dispone di dati tecnici riguardo la polarizzazione e l’impedenza del trasformatore da utilizzare, in mancanza di questi dati o di un tracciacurve necessario ad acquisirli si finisce a costruire circuiti che daranno un risultato casuale e difficilmente prevedibile o al di sotto delle reali possibilità della valvola.

Scrivo questo articoletto per dire la mia su un’argomento molto dibattuto su internet anche se comincio a essere stanco di queste sterili polemiche e prese di posizione da tutte le parti dove se non ti conformi al pensiero comune vieni aggredito da tutte le parti. Parlo dell’uso del negative feedback e sul suo uso negli amplificatori audio e delle relative leggende che contornano l’argomento, perchè sostanzialmente molti effettuano una vera e propria caccia alle streghe. Non mi dilungherò su schemi, grafici e formule matematiche perchè non ne ho proprio voglia, mi limito a dire la mia dal basso della mia esperienza personale.

Agli inizi del secolo scorso, ai primordi delle comunicazioni telefoniche nelle centrali di ripetizione del segnale venivano utilizzate grosse valvole, capaci teoricamente di erogare grosse potenze, ma per amplificare segnali di ampiezza piuttosto modesta, il motivo era dovuto al fatto che l’eccessiva distorsione che si avrebbe avuto sfruttandole maggiormente avrebbe creato grossi problemi di funzionamento della linea telefonica, poi finalmente un giorno Harold Stephen Black inventò il negative feedback che permetteva di abbattere in modo consistente il rumore di fondo, la distorsione armonica e aumentare parecchio la banda passante di un circuito amplificatore permettendo di realizzare linee più lunghe e che potevano raggiungere molti più utenti e con una qualità della trasmissione telefonica che non era possibile altrimenti. L’invenzione del negative feedback diede quindi un grande slancio in avanti alla tecnologia, mi viene quindi da biasimare chi dice il contrario e che essa sia il peggiore dei mali che affligga gli amplificatori audio proponendo l’uso di circuitazioni senza feedback come soluzione a tutti i problemi.

Il feedback negativo esiste in natura! Provate a mettervi in piedi e a stare perfettamente immobili, potete sentire i muscoli del vostro polpaccio dare colpetti avanti e indietro, a destra e a sinistra, al vostro piede al ginocchio e alle cosce, questo allo scopo di mantenervi eretti in equilibrio senza farvi cadere al suolo come un manichino senza vita, questo che succede nel vostro corpo è una meccanismo di negative feedback, il cervello ordina al corpo di assumere una certa posizione, gli organi di senso (tatto del piede, equilibrio posto nell’orecchio, etc) captano l’effettiva posizione che il corpo ha assunto o se si stanno verificando cambiamenti della posizione dovuti a forze esterne (forza di gravità o qualcuno che vi da uno spintone) e inviano un feedback al cervello che risponde ordinando ai muscoli di applicare una forza inversa, ossia “negativa” a quella di “disturbo” allo scopo di compensarla. Questo meccanismo è perfetto, bhe forse no, non riusciamo a restare perfettamente immobili ma di fatto restiamo in piedi dondolado leggermente, ma grazie a questo meccanismo possiamo camminare, correre e compiere lavori complessi senza stramazzare al suolo e fratturarci il naso. La riuscire ad immaginare una maratona di atleti ubriachi? Direste che danno esempio di corsa perfetta? direi di no…

Amplificatori Zero Feedback

Come abbiamo già visto nell’articolo sul fattore di smorzamento l’assenza di controreazione trascina con sè un sacco di problemi quando l’amplificatore si trova ad operare in una condizione di reale funzionamento (carico reattivo, ossia diffusore), ma non sono solo la risposta in frequenza e l’andamento di fase che vengono disturbate dalla complessità di un carico reattivo ma viene pregiudicata anche la distorsione armonica dello stesso circuito al variare della frequenza, prendiamo questi esempi sempre riferiti all’amplificatore “B” ZERO FEEDBACK:

Nell’immagine 1 possiamo vedere la forma d’onda di una sinusoide a 1khz su carico resistivo, in giallo il segnale “perfetto” del generatore in azzurro l’onda che esce dall’amplificatore, si nota la classica compressione di una semionda, l’amplificatore è un single ended non particolarmente curato e fin quì è tutto normale…

Nell’immagine 2 lo stesso amplificatore su carico reattivo, qui la distorsione è evidente! Può sembrare un clipping ma in realtà abbassando il volume il “morsicotto” rimaneva, questo è dovuto agli elementi reattivi di un carico reale che sfasano l’andamento della corrente rispetto quello della tensione, sarebbe bastata pochissima controreazione per eliminare un problema così grave, nessuna controindicazione e solo giovamento, anche se purtroppo più di metà del mondo audiofilo è convinto che zero feedback sia il meglio che si possa desiderare.

Non dilungo l’articolo con altri grafici e analisi di spettro, sarebbe inutile, mi limito a dire che con lo zero feedback è possibile avere smorzamenti accettabili solo in rarissimi casi dove si utilizzano triodi con resistenze interne veramente basse, tipo 6336, 6080, 6AS5, 6C33 (la 300b non è tra queste) e poche altre simili e che comunque tutto dipende non solo dalla valvola ma anche dal trasformatore d’uscita e dal tipo di circuito…

Un’amplificatore zero feedback è un “estremo”, e spesso chi parla male del negative feedback, non solo per dar aria ai denti, ma riportando anche dati oggettivi riporta problemi dell’estremo opposto, ossia dei problemi che sorgono quando se ne abusa… instabilità, intermodulazioni e via discorrendo… la realtà purtroppo sta sempre nel mezzo ma la natura umana porta le persone spesso a schierarsi in una posizione ben definita e assoluta, perchè da sicurezza invece stare nel mezzo risulta scomodo sebbene a parer mio porti più vicini alla ragione. E dipende comunque dal risultato che si vuole ottenere e dal gusto personale dell’ascoltatore.

Sostanzialmente l’uso moderato e ponderato della controreazione in un’amplificatore valvolare è un requisito essenziale per ottenere un buon amplificatore, non me ne vogliano i sostenitori dello zero feedback ma questa pratica, frutto della moda degli ultimi anni, contribuisce a produrre una distorsione “soggettivamente” piacevole … nel senso che a qualcuno piace e a qualcun’altro non piace per niente (a mio parere quelli a cui non piace sono molto più numerosi di quelli a cui piace, ma i primi fanno meno sfoggio della loro preferenza), ma distorsione è e distorsione rimane e questo è un dato di fatto, non è la controreazione a cancellare cose dal segnale, ma la sua assenza a creare effetti posticci, che piaccia o no è qualcosa di personale, soggettivo e NON universale, MyFi e non HiFi. Ci sono tantissimi amplificatori commerciali di note case produttrici che ne fanno uso, rinomati per essere bensuonanti e nessuno si lamenta che sono retroazionati, al contrario su tutti i forum e sulle riviste dedicate agli autocostruttori si sponsorizza il zero feedback come l’unica strada per avere apparecchi che suonano bene e sinceramente inizio a pensare da un pò di tempo che il motivo sia un’altro…

Altri svantaggi dei circuiti zero feedback

Per quel che riguarda i valvolari un’altro svantaggio dei circuiti zero feedback è quello di necessitare di una cura maniacale nella selezione delle valvole per non trovarsi nella situazione di avere i canali non perfettamente bilanciati o dover inserire un’odioso controllo di bilanciamento… scusate ma non riesco a concepire di avere un potenziometro per bilanciare il volume del canale destro e sinistro che poi con la stereofonia non sei mai sicuro se l’hai regolato bene (ho visto con i miei occhi persone in preda a compulsioni ritoccare tale bilanciamento 3000 volte al minuto per l’intera audizione), o i 2 canali che suonano diversi tra loro. Aggiungiamoci i costi esorbitanti che molti chiedono per valvole selezionate con così tanta cura e il fatto che poi tali match sono destinati a svanire ben prima del reale esaurimento delle valvole che semplicemente si rodano e si assestano nel corso del tempo senza essere realmente alla fine della loro vita utile, nel senso che poi queste persone buttano via valvole buone magari nel pieno delle energie semplicemente perchè il match iniziale è ormai svanito. Ora non dico che in un circuito retroazionato puoi montare valvole marce e scarti di fabbrica senza poi patirne gli effetti negativi ma già con leggerissimi tassi di controreazione si riesce a pareggiare i 2 canali senza tanti problemi (con totale pace di chi sta sempre a ritoccare il bilanciamento, state sicuri che i 2 canali saranno bilanciati) usando valvole con selezioni decisamente meno critiche e meno onerose per il portafogli e che possono essere sfruttate più a lungo, diciamo almeno finchè effettivamente non siano sulla strada dell’esaurimento. In fine cito la storia che ho sentito almeno 100 volte di gente che racconta di aver un’amplificatore che suonava così bene ma così bene… Ma solo fino al giorno che non ha dovuto cambiare le valvole… cambiate le valvole non ha mai più suonato allo stesso modo… Un’altro punto a sfavore degli amplificatori zero feedback è l’incapacità patologica di controllare l’inerzia dei diffusori alle basse frequenze relegando l’uso di questi apparecchi solo abbinati con pochi tipi di casse che in qualche modo non patiscono troppo l’assenza di smorzamento tipo i classici monovia o diffusori pneumatici o a tromba, tagliando di fatto fuori quasi tutto il resto e in particolar modo diffusori reflex che patiscono tantissimo l’assenza di smorzamento vedi anche questo articolo. L’aumento della diffusione della biamplificazione in ambito domestico è una conseguenza alla diffusione degli amplificatori zero feedback, praticamente la gente relega il finale zero fedback a pilotare le medio alte dando il compito di pilotare le basse a un’altro amplificatore che ne è in grado asserendo che l’amplificatore che usano per le basse frequenze (retroazionato) non sia capace di avere le medio alte dell’altro mentre il zero feedback evidentemente non è capace di rendere delle buone basse frequenze ma tutto questo è paradossale, sembra quasi che sia impossibile fare un finale che renda bene su tutta la gamma, ovviamente non è così.

Stabilità dei circuiti retroazionati

Bisogna parlare anche un pò dei contro della controreazione, anche se in questo caso sono problemi più del progettista o del “montatore hobbysta” che dell’utilizzatore finale, lasciando da parte quei finali che ne abusano.

Quando si realizza un circuito che fa uso della controreazione si va incontro a tutta una serie di problemi abbastanza difficili da comprendere e gestire per un’autocostruttore povero di conoscenze, esperienza o di strumentazioni, la prassi di molti hobbysti è quella di prendere uno schema da internet e costruirlo pari e preciso con i componenti che riesce a reperire, con un cablaggio a “modo suo”, cioè lo monta come gli pare e non rispettando una disposizione dei componenti ben precisa semplicemente perchè non ha queste informazioni ma solo uno schema. Purtroppo però la realtà e le leggi fisiche che la regolano sono piuttosto complicate, un progettista quando realizza un montaggio e mette a punto il circuito di un’amplificatore non ha solo montato uno schema elettrico ma lo ha messo a punto attorno ai suoi trasformatori e in base a come ha disposto i vari componenti. I circuiti retroazionati sono potenzialmente instabili, dico potenzialmente e non “sicuramente” perchè qualcuno afferma che tutti i circuiti retroazionati siano instabili, essi stessi, sempre e comunque ed in ogni caso. NO! un circuito retroazionato è potenzialmente instabile ma se il circuito è messo a punto come si deve, è stabile senza se e senza ma. Il problema sorge quando lo stesso schema elettrico messo online e collaudato da chi lo ha disegnato viene realizzato da un terzo con trasformatori diversi, oppure anche con gli stessi trasformatori ma montato in modo diverso… in questo caso possono generarsi nel montaggio effettuato in modo differente accoppiamenti capacitivi parassiti (quindi involontari) tra linee/fili o piste di un PCB che vanno ad innescare un’instabilità e un’oscillazione la dove nell’originale non c’era nessun problema. Si pensi anche alle capacità di fuga, condensatori di compensazione e altre correzioni presenti in un circuito che potrebbero essere legati in qualche modo al trasformatore d’uscita o a sopprimere problemi legati al cablaggio originale che nel nuovo cablaggio potrebbero diventare inutili, di valore sbagliato o addirittura trasformarsi essi stessi nella causa dell’oscillazione nonostante lo schema sia stato rispettato, ma solo montato in modo differente, ecco che l’hobbysta si trova in grande difficoltà con problemi che non sa come risolvere oppure l’amplificatore sembra funzionare, ma suona male perchè in realtà innesca oscillazioni (magari RF, senza fischi udibili, ma facendo sentire in altoparlante un suono fortemente distorto) e l’hobbysta non ha nemmeno un’oscilloscopio per andare a vedere cosa esce dai morsetti dell’altoparlante, quindi alla fine conclude che i circuiti zero feedback siano migliori e suonino meglio semplicemente perchè sono più facili da finalizzare senza inciampare in questi problemi e non perchè suonino effettivamente meglio, o meglio… un’amplificatore zerofeedback suona sicuramente meglio di uno retroazionato che oscilla. Ho osservato decine di volte hobbysti montare cose, scontrarsi con questi problemi e in fine qualcuno gli diceva “stacca il filo dell’NFB” e secondo il loro parere dopo andava bene. Anche venditori di scatole di montaggio dire ai clienti che addirittura era colpa della valvole… “eh ad alcune EL34 non piace l’NFB”. Io stesso mi sono scontrato con la difficoltà quasi insormontabile di aiutare a distanza qualcuno con questi problemi perchè non è possibile dare indicazioni precise su cosa fare, ma si può solo spiegare ciò che sto spiegando qui e deve essere la persona a trovare la soluzione da solo, capire perchè e dove innesca una certa oscillazione e trovare il modo di risolverla, se poi la persona in questione non ha nemmeno uno straccio di oscilloscopio è praticamente impossibile dargli una mano a distanza, 2 esempi di queste situazioni sono nell’articolo del Settled34 e del pushpull di ciuffoli.

Sono sincero dicendo che se dovessi spiegare come risolvere i problemi di stabilità di un circuito retroazionato (seppur io sia capace di farlo) non saprei come spiegarlo, in un testo scritto, in modo efficace e che possa essere compreso da tutti, sono talmente tante le cose e gli argomenti che vanno tirati in ballo che non saprei da dove cominciare. Ciò non toglie che io affermerò, perchè è un mio parere, sempre che un circuito moderatamente retroazionato messo a punto bene sarà sempre superiore a uno senza controreazione.

Quindi sono arrivato a pensare che il diffondersi del mito del zero feedback sia iniziato con il diffondersi dell’hobby dell’autocostruzione audio con relative riviste dedicate (ma anche siti e forum) che di fronte a questi problemi hanno svicolato forse verso l’unica strada possibile ossia pubblicare schemi privi di feedback come compromesso per pubblicare qualcosa che montato come viene dall’utente medio possa per lo meno funzionare seppur con certe limitazioni, da li poi si è innescata la moda e sono subentrati anche costruttori professionali che hanno realizzato apparecchi zerofeedback fatti meglio fino a sfociare nell’aberrazione e negli estremismi di chi ripudia totalmente l’uso di NFB affermando che rovina il suono, cancella cose etc… Ripeto quanto detto qualche riga sopra: “Ci sono tantissimi amplificatori commerciali di note case produttrici che ne fanno uso, rinomati per essere bensuonanti e nessuno si lamenta che sono retroazionati”.

Se tanti dicono che zero feedback suona meglio, deve essere meglio no?

NO! è solo un loro gusto personale, basato sulle loro esperienze personali che non vale per tutti, quindi non dovete farvi deviare da queste mode e avere la mente aperta e provare diverse cose senza paraocchi, poi molto spesso queste persone si contraddicono da sole vedi ad esempio che parlano di amplificatori zero feedback ma che poi devi usare solo triodi perchè i pentodi suonano male, perchè non sanno che i pentodi sono stati inventati proprio per sopperire a una limitazione dei triodi che hanno una capacità parassita tra placca e griglia che permette la retrocessione locale del segnale, i pentodi hanno quella che si chiama griglia schermo e che serve proprio a schermare la griglia dai disturbi della placca, a sopprimere proprio quel condensatore parassita che retrocede segnale anche se in piccola parte alla frequenze audio. Quindi fanno discorsi del tipo voglio un’amplificatore realmente zero feedback, ma poi il pentodo no, quello suona male… Sono loro stessi nel momento che ammettono che il triodo suona meglio ad ammettere inconsapevolmente che il circuito con un pelo più di NFB suona meglio di quello che ne ha meno… Perchè un pentodo non necessariamente deve avere forti distorsioni armoniche dovute alla non linearità intrinseca, alcuni magari si, altri sono abbastanza lineari e di certo non è la THD la cosa peggiore che può capitare.

Differenze uditive tra zero feedback e controreazionato

Anche qui il discorso sarebbe molto complesso e dovrebbe prendere in esame circuiti uguali con o senza controreazione, purtroppo invece le persone finiscono sempre per paragonare apparecchi totalmente differenti tra loro e trarre conclusioni su chi suoni meglio solo in base alla presenza o meno di NFB su uno dei due come se tutto il resto (circuito, valvole, trasformatori) non contino niente, ci sono troppe differenze e il risultato finale non dipende solo dalla presenza o meno dell’NFB! Per capire bene cosa fa la contro reazione a livello acustico bisogna fare qualcosa che non è facile per tutti, ossia costruire un’amplificatore dove puoi inserire o disinserire la controreazione oppure dove il tasso sia variabile, in questo modo si ha lo stesso circuito con le stesse valvole e gli stessi trasformatori, solo con tassi diversi di NFB quindi solo in questa situazione si può giudicare ad orecchio quale sia il reale effetto introdotto da essa. Io l’ho fatto e sono qui a spiegarvelo…

Immaginate 2 estremi: il primo estremo è lo zero feedback con bassi gonfi un pò sconfusionati e invadenti e le medioalte con un effetto di distacco del suono dalle casse dovuto agli elementi reattivi del trasformatore d’uscita, ossia distorsioni temporali che qualcuno chiama effetto palcoscenico (cose aggiunte dal finale e non cose che vengono cancellate dall’uso di NFB).

Mentre il secondo estremo potrebbe essere un finale controreazionato di quelli fatti bene, quindi bassi secchi e veloci che non sovrastano e una gamma medio alta molto brillante e molto ben definita quasi da stato solido ma non così sparata, ancora gradevole all’ascolto e con meno effetto palcoscenico, quindi meno distorsioni temporali.

Ora assunti questi 2 estremi minimo e massimo immaginate che variando il tasso di controreazione possiate avere tutte le vie di mezzo tra i 2 estremi… partendo da zero e aumentando gradualmente il tasso di NFB potete udire le frequenze basse che gradualmente si asciugano e si definiscono, la nebbia in gamma alta che man mano si dirada e focalizza i suoni. È tutto qui, non ci sono misteri nè cose complicate e nemmeno cercando l’assenza totale di NFB si trova chissà che cosa se non la massimizzazione dello spanciamento delle frequenze basse.

E quando c’è troppa controreazione?

Iniziamo col dire che “quanto” sia troppo non è una cosa ovvia, nel senso che molti produttori che fabbricano amplificatori retroazionati dichiarano il tasso di NFB in decibel e i relativi clienti valutano questa cifra come valore assoluto, cioè molti dicono che oltre un TOT l’amplificatore non suona più bene, in realtà non è proprio così ovvia la cosa. La controreazione di per se stessa in un circuito ipoteticamente perfetto e ideale potrebbe essere anche 1000dB senza che possa creare il benchè minimo problema, ovviamente il circuito perfetto e ideale nella realtà non esiste, i circuiti reali sono costruiti con componenti imperfetti e non ideali quindi ad un certo punto l’aumentare della controreazione introduce instabilità, intermodulazioni e altre schifezze che sono poco gradevoli all’ascolto ma quanta controreazione ci voglia per far suonare male un certo circuito dipende abbastanza da quel circuito in sè, ad esempio se si realizza un finale a valvole con un trasformatore molto scarso basterà pochissimo NFB per farlo suonare malissimo, al contrario se sullo stesso circuito si monta un trasformatore d’uscita molto buono potrebbe divenire possibile usare molto più NFB senza avere problemi, quindi va assunto che il troppo è relativo e va valutato di volta in volta. In ogni modo quando la controreazione è troppa si ottiene solitamente una gamma alta fastidiosa, tagliente o sferragliante, poco gradevole e decisamente affaticante, altre volte il suono diventa piatto e chiuso.

Luoghi comuni

La caccia alle streghe zero feedback è talmente aggressiva che è diventato normale reclamizzare a caratteri cubitali cose del tipo “Nessuna controreazione” come dettaglio di importanza vitale, salvo poi leggere in giro commenti di gente che poi ne parla affermando che hanno problemi di controllo sulle basse frequenze.

Il secondo luogo comune è che chi usa il feedback lo faccia per mascherare la distorsione del circuito in quanto esso sia un’incapace che non riesce a farne a meno, questa seconda affermazione oltre ad essere offensiva per un’intera categoria di persone sicuramente preparate (andreste mai a dire ai progettisti di audio research che sono degli incapaci? lo direste ai progettisti di McIntosh? a quelli della Luxman, della Graaf? e di 1000 altri marchi che hanno fatto la storia dell’alta fedeltà) è anche rigirabile alla rovescia… nel senso che allora si potrebbe benissimo affermare che chi non usa contro reazione lo fa in quanto è incapace di far andare bene un circuito che ne prevede l’uso.

In conclusione

Entrambe gli estremi zero feedback o troppa controreazione portano con sè difetti, essendo che la perfezione non esiste è desiderabile avere un finale quanto più possibile equilibrato, quindi come dicevo all’inizio dell’articolo probabilmente la verità sta nel mezzo, quindi in valvolari moderatamente retroazionati.