Preamplificatore DAC e RIAA MM a trasformatori con valvola 6BX7 / 6BL7

Questo progetto nasce come evoluzione ragionata di una serie di esperienze maturate durante il secondo periodo di lockdown, quando il tempo a disposizione ha permesso di tornare a sperimentare senza compromessi, mettendo da parte le soluzioni “furbe” e concentrandosi esclusivamente sul risultato sonoro reale. L’obiettivo era realizzare un preamplificatore DAC a valvole con uscita a trasformatori, capace di coniugare trasparenza, tridimensionalità e controllo del palcoscenico, evitando sia l’estetica sonora artificiosa di certi circuiti zero feedback, sia la compressione spaziale tipica di progetti con controreazione eccessiva. Il risultato è un apparecchio pensato per dialogare direttamente con finali di qualità, senza mascherare nulla e senza imporre una firma sonora caricaturale.

Per questo progetto ho preso spunto da diverse cose e da diverse esperienze precedenti, in particolare ho volutamente miscelato quanto appreso con il granny27 e con il nibiru. L’idea era ottenere un preamplificatore DAC con uscita a trasformatori, similmente al vecchio progetto Euridice, ma con una marcia in più.

Questa “marcia in più” deriva dall’esperienza maturata proprio sul Nibiru, dove avevo sperimentato con successo un effetto di spazialità tridimensionale controllata, ottenuto combinando volutamente il comportamento di un elemento induttivo e un tasso di controreazione molto blando ma estremamente preciso. Nel Nibiru l’elemento chiave era un’induttanza, qui invece è il trasformatore a svolgere quel ruolo. La controreazione è stata calibrata con attenzione per evitare due estremi altrettanto sbagliati: da un lato il suono slabbrato e sfocato dei circuiti realmente zero feedback, dall’altro l’appiattimento e la compressione della scena sonora tipica di progetti con feedback elevato.

Il risultato è un equilibrio difficile da ottenere ma estremamente appagante, una via di mezzo virtuosa tra tridimensionalità, messa a fuoco e naturalezza, che rende l’ascolto coinvolgente senza introdurre sporcature o artifici. È esattamente quel tipo di controreazione moderata, ponderata e positiva che chi continua a sbandierare dogmaticamente lo zero feedback difficilmente riuscirà mai a comprendere. Questo progetto viene pubblicato come premium.

Per evitare i problemi riscontrati sul granny27, che alla fine era stato caricato con un CCS a transistor, suonando anche molto bene ma senza centrare pienamente l’obiettivo che mi ero prefissato, ho deciso di partire da una valvola con resistenza interna significativamente più bassa. La scelta è ricaduta sulla 6BX7, una valvola spesso sottovalutata ma estremamente interessante per questo tipo di applicazioni.

La 6BX7, così come la sua equivalente 6BL7, è un doppio triodo di potenza con la stessa zoccolatura della 6SN7, ma con caratteristiche elettriche decisamente diverse. Può dissipare 6 watt per ogni placca, ha una resistenza interna di circa 1300ohm e un Mu di 10. In termini funzionali ricorda molto la sezione di potenza di una 6EM7. È una valvola particolarmente adatta per amplificatori per cuffia, preamplificatori linea, finali a bassissima potenza o come driver per valvole di grossa taglia come 300B o 845.

Per questo progetto ho realizzato un nuovo trasformatore interstadio, l’i12K600, specificamente pensato per lavorare in modo corretto con valvole a bassa resistenza interna.

Questo trasformatore ha un primario da 12k e un secondario da 600ohm con presa centrale, ed è in grado di sopportare una corrente continua di 10mA. Può essere utilizzato con valvole aventi una resistenza interna da circa 1700ohm a scendere, come 6BX7, 6BL7, ma anche 5842 o 417A. Nel mio caso, disponendo già di un segnale robusto proveniente dal DAC, ho preferito la 6BX7. Grazie al suo basso Mu e al rapporto di trasformazione, sono riuscito a ottenere un guadagno quasi unitario, pur lavorando con una valvola realmente amplificante, capace quindi di imprimere al suono un carattere autentico e naturale.

Questo approccio è l’esatto opposto dei tanti buffer economici che si trovano in commercio, dove una valvola in inseguitore viene messa lì solo per fare scena, mentre il lavoro vero viene svolto da opamp nascosti sotto il cofano.

Per sperimentare ulteriormente ho inserito nel pre, oltre al DAC, anche un preamplificatore a JFET basato su BF256 e 2SK170. È presente quindi un commutatore che consente di passare dal DAC al pre fono o a una presa AUX per sorgenti esterne.

Per iniziare ho costruito l’alimentazione in un telaio separato, così da allontanare il trasformatore di alimentazione dagli interstadio ed evitare l’introduzione di ronzii, problema che avevo già riscontrato con il granny27.

L’alimentazione anodica è stata realizzata con una 6X5GT. Lo stadio con la 6BX7 assorbe circa 20mA costanti lavorando in classe A, quindi la 6X5GT è perfettamente dimensionata, potendo erogare fino a 70mA. Non è minimamente stressata, durerà a lungo ed è facilmente reperibile in versione NOS a costi contenuti. Tutto il contrario di quanto sostengono certi “guru” convinti che per alimentare pochi milliampere servano per forza raddrizzatrici sovradimensionate e batterie di condensatori spropositati, senza nemmeno distinguere tra corrente, tensione e resistenza di uscita di uno stadio.

Dopo la 6X5GT ho utilizzato una cella CLC, come nel granny, con un vecchio condensatore a vitone NOS Philips dalle caratteristiche elettriche che mettono in difficoltà molti condensatori moderni, anche cosiddetti audio grade. Per puro sfizio, e per ottenere un silenzio strumentale assoluto, ho poi soppresso il residuo ripple con un moltiplicatore di capacità, visibile sulla sinistra dopo il ponte raddrizzatore verde che alimenta invece il pre RIAA a 24 volt.

Piccola soddisfazione personale nell’uso di componenti d’epoca: nel moltiplicatore di capacità, accanto al BUX85G, si può notare un BC207 NOS. Nel video qui sotto è possibile osservare il funzionamento del moltiplicatore, con scala dell’oscilloscopio impostata a 20mV per divisione. La traccia inferiore mostra il segnale prima del moltiplicatore, quella superiore, quasi piatta, il segnale dopo. Le leggere ondulazioni a bassa frequenza sono semplici variazioni della tensione di rete e non vanno confuse con ripple residuo. Il moltiplicatore non è uno stabilizzatore.

Passando al telaio del pre vero e proprio, l’anodica è ulteriormente disaccoppiata tramite una cella RC con resistenza da 22ohm e un condensatore carta olio NOS da 2,5uF Sprague, di quelli destinati all’aviazione, dotato di viti di fissaggio per resistere alle accelerazioni meccaniche.

I condensatori carta olio in ambito audio danno il meglio di sé sulle alimentazioni. Inseriti nel percorso del segnale, o peggio ancora nei crossover, tendono sì ad addolcire le asperità, ma al prezzo di una perdita di dettaglio, soprattutto in gamma alta.

Il trimmer visibile in queste immagini serve per bilanciare perfettamente i due canali. Con un tasso di NFB molto basso, circa 2dB, anche valvole con sezioni ben matchate non saranno mai perfette. Il bilanciamento viene effettuato sotto oscilloscopio agendo esclusivamente sulla rete di controreazione, senza toccare il segnale di ingresso, evitando così di introdurre disturbi.

La 6X5GT

Strumentali: la distorsione armonica totale è pari allo 0,78% con un’uscita di 8Vpp, valore superiore al massimo normalmente utilizzato, che si attesta intorno ai 6Vpp in funzionamento con il DAC. La banda passante è di 30Hz – 35kHz a -1dB, misurata alla stessa ampiezza.

Come suona

Ho sperimentato diversi bypass sugli elettrolitici di catodo della 6BX7, provando polipropilene, acetato di cellulosa e altre soluzioni. Alla fine ho trovato il mio punto di equilibrio con il polipropilene, che privilegia il dettaglio senza impoverire il corpo. Il suono è ricco e piacevole, la gamma alta è frizzante ma mai aggressiva, la separazione tra gli strumenti è eccellente, le voci sono ben focalizzate al centro della scena e il palcoscenico è ampio e credibile. Il risultato finale è pienamente soddisfacente.

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8 Responses to Preamplificatore DAC e RIAA MM a trasformatori con valvola 6BX7 / 6BL7

  • Ho realizzato questo preamplificatore su progetto SB. Ora sta in coppia con un finale se di kt88/6550 sempre by SB, il risultato è semplicemente impressionante: la presenza degli strumenti, la trasparenza e la tridimensionalità sono da primato. Rispetto all’uso del finale da integrato con il suo controllo di volume, è come se una tenda venisse tirata via dal fronte sonoro. C’è davvero tutto di più! Una menzione particolare merita la scheda phono del pre: può tranquillamente rivaleggiare con oggetti molto ma molto più costosi. Io non sono parente di Bianchini né mi paga, semmai il contrario, per cui dico questo e concludo: ne ho spesi di soldi nella mia carriera di “audiofilo”, ma quelli investiti nelle creazioni di Stefano sono senz’altro tra i meglio spesi. Complimenti a lui e anche a me!

  • Se pensi che l’NFB elimini tutte le distorsione ti sbagli, non è una cura magica, ti elimina una certa distorsione ma te ne crea altra diversa, ti abbassa armoniche basse e te ne fa spuntare altre più piccole in alto, genera intermodulazioni etc e succede sopratutto quando ci sono rotazioni di fase. Gli induttori sopratutto introducono delle distorsioni sui transienti e possono creare sensazioni sonore di tridimensionalità posticcia, che non erano presenti nel segnale di origine e che colorano il suono come piace a tanti audiofili. La controreazione in un tale circuito tende ad eliminare questi effetti posticci e quindi erroneamente molti audiofili affermano che la controreazione calcella cosa dal segnale, ma cerca di cancellare cose che non c’erano, quindi di coreggerle, con nibiru io dosavo questo livello. Succede anche che se però in un tale circuito la controreazione è troppa avvengono delle interazioni con l’elemento induttivo in primis per cui il suono diventa brutto al punto che è meglio eliminare del tutto il circuito, ossia la controreazione ha eliminato alcune cose che non dovevano esserci ma ne ha introdotte altre che sono anche peggio e succedeva sempre con nibiru se regolavo il tasso di NFB troppo alto, di queste cose ho già parlato su quell’articolo e mi sto ripetendo. Io purtroppo non ho lo strumento che mi permetterebbe di produrre dati tangibili di questa cosa perchè costa troppo per le mie tasche, ma empiricamente ho fatto queste osservazioni, anzi dovrei dire ascolti.

  • perdona ma stiamo mischiando cose diverse, l’uso della nfb per diminuire le distorsioni e migliorare la fedeltà nella riproduzione dei bassi è hi-fi, aggiungere altro per avere un suono più piacevole non mi pare cada nell’hi-fi, altrimenti ti contraddici sul motivo per cui usi la nfb…

  • Ciò che è un’effetto è un’effetto, quindi non c’è nella registrazione, come mettere sale e pepe sulla bistecca per non mangiarla insipida… tutto questa trafila iniziata con nibiru ha lo scopo di dimostrare che non è il negative feedback a cancellare cose dal suono, ma (1) al contrario che è la sua assenza ad aggiungere cose che non ci sono, (2) che lo zero feedback porta con sè anche effetti deleteri tipo bassi slabbrati, e brutte distorsioni e impastamenti tutt’altro che piacevoli e che limitano l’amplificatore a poter pilotare solo dei monovia, (3) che con un uso sapiente della controreazione è possibile regolare e avere il controllo su questi fenomeni e trovare un punto di equilibrio tra effetti piacevoli e spiacevoli. L’effetto non è una cosa apocalittica, si sente è bello, non è fastidioso ma ci vuole anche un’ambiente di ascolto corretto per apprezzarlo, per dire in un’ambiente con casse buttate come capita non si riesce a capire cosa fa nibiru.

  • Ma usi una traccia di riferimento che sai come deve suonare? Perché altrimenti non rischi di dare un effetto 3d a tracce che di suo non ne hanno?

  • provando, ho modificato i valori delle resistenza attorno al segnale di NFB 3/4 volte prima di trovare quello che mi sembrava meglio, essendo cmq un pre che non ha carichi reattivi ma vede una resistenza pura non è critico, alla fine il tasso di NFB ottimale di questo circuito è tipo 1,4/2dB…

  • non ho capito come stabilisci la giusta via di mezzo tra tridimensionaltà e messa a fuoco…

  • Complimenti Stefano, leggere i tuoi articoli e le descrizioni dei tuoi lavori è sempre un arricchimento di conoscenze. Metti anima , cuore e sopratutto competenza in tutti i tuoi progetti.

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Smorzamento alto senza feedback: come e quando…

I precedenti articoli che ho pubblicato su questo argomento hanno smosso la curiosità di diversi utenti che mi hanno chiesto informazioni privatamente su questo argomento spinoso. Gli articoli a cui mi riferisco (che consiglio di leggere) sono questi:

Cos’è il Fattore di smorzamento dell’amplificatore?

Negative Feedback e la caccia alle streghe

SB-Nibiru – Prototipo – Perché non esiste solo la distorsione armonica

Riassumendo, il punto della questione è che, nonostante la stampa di settore e tutti i vari guru dell’alta fedeltà valvolare continuino imperterriti a spacciare il mito dell’amplificatore zero feedback come soluzione indispensabile per ottenere un buon suono, la realtà che vedo è che moltissime persone sono scontente del suono dei loro apparecchi o degli apparecchi che vendono. I guru e la stampa di settore dell’alta fedeltà hanno demonizzato tutto quello che fa uso di controreazione, spingendo i produttori a seguire la moda, ma così facendo hanno ristretto le possibilità di scelta al punto che tanti abbandonano questo mondo totalmente, o passano allo stato solido perché non sono più disposte a spendere soldi per apparecchi che trovano insoddisfacenti. Restringendo il mercato ad apparecchi ipercostosi, spesso dalle doti discutibili, e la clientela che lo frequenta ad una nicchia di persone troppo spesso estremiste e talebane. E non è finita qui perché questa follia dilagante comincia a intaccare anche il mondo dello stato solido, in quanto cominciano a spuntare qua e là anche amplificatori a transistor/FET zero feedback. I produttori sono accecati dai prezzi che sono disposti a pagare i clienti estremisti, perdendo di vista i numeri ben più grandi del resto del pubblico.

Io ho già dimostrato, nel mio piccolo, che l’impiego di trasformatori di qualità molto elevata, unitamente a un moderato e accurato uso della controreazione, può portare alla realizzazione di apparecchi dalle doti sonore uniche e che sono apprezzate in modo molto positivo anche da quegli utenti che ascoltano musica da decenni e che fino ad oggi avevano snobbato certe soluzioni tecniche in quanto demonizzate ovunque si leggesse di valvole, rimanendo sorpresi da quello che si riesce a ottenere facendo le cose nel modo giusto, ottenendo risultati impensabili o che molti per anni hanno agognato e ricercato nei loro valvolari (tutti zero feedback), cambiando valvole in modo compulsivo senza mai riuscire ad arrivare al risultato sperato. Ma i guru continuano la loro folle corsa verso il baratro, perdendo clienti dopo averli spennati, rovinando apparecchi, rovinando il mercato e la credibilità di tutta una categoria.

La domanda che mi è stata posta da un visitatore del sito è stata:

Ma con un budget elevato sarebbe possibile progettare e costruire, per esempio, un SE a triodi con nessuna retroazione, né globale né locale, e che funzioni sonicamente bene? Da abbinare a diffusori ad alta sensibilità e facili da pilotare?

Ci tengo a dirlo, perché la domanda dimostra ancora una volta l’opera di proselitismo dei guru che dicono che se vuoi che suoni bene devi spendere tanto e il progetto sia fatto “bene”. Però non si capisce come debba essere fatto questo progetto per essere fatto “bene”, ma soprattutto più di una volta ho visto apparecchi venduti a svariate migliaia di € (e non necessariamente cinesi) avere talmente tanti problemi di funzionamento che dovevo dire al cliente che, per farli suonare bene, si sarebbe dovuto ricostruirli da zero buttando via tutto, trasformatori compresi… Perché io sono sincero, altri “tecnici” da cui erano andati prima di me si limitavano a rubargli soldi vendendo valvole che dovevano risolvere chissà cosa ma che poi non risolvevano un bel niente, perché se il circuito è sbagliato non c’è valvola che possa risolvere il malfunzionamento. Gli altri hanno guadagnato la vendita di una sporta di valvole, al contrario di me che ho detto la verità e non ho guadagnato niente, ma alla lunga questi personaggi pagheranno la loro disonestà, o almeno si spera, perché resta un nutrito gruppo di utenti che amano cambiare apparecchi e valvole in continuazione.

Quindi, tornando alla domanda sopra, io rispondo che basta fare un circuito ben fatto e con un uso corretto di controreazione per ottenere risultati ottimi. Come ho spiegato negli articoli dei link sopra, il più grosso problema dell’assenza di feedback in un amplificatore è il fattore di smorzamento molto basso e tutti i problemi sonori che questo causa, soprattutto se si abbina l’amplificatore con diffusori che abbiano inerzie elevate (coni con diametro elevato) e/o dotati di reflex.

La domanda quindi è:

È possibile avere un fattore di smorzamento decentemente elevato su un finale valvolare senza usare controreazione?

Ho già accennato negli altri articoli che il fattore di smorzamento “naturale”, ossia lo smorzamento che il finale mostra anche privo di controreazione, dipende al 50% dal trasformatore d’uscita e al 50% dalla valvola finale, o meglio dalla “resistenza interna” di tale valvola. Le caratteristiche del trasformatore d’uscita sono comunque legate in buona parte a quelle della valvola, quindi alla fine si può dire che, se il trasformatore è una scelta quasi obbligata, la responsabilità del risultato finale, quanto a smorzamento, dipende in maggior parte dalla valvola, mentre non c’entra il driveraggio. Tutto dipende quindi solo ed unicamente dalla resistenza interna della valvola finale, dalla sua classe di funzionamento (classe A o AB) e dal rapporto di trasformazione del trasformatore.

Come è già stato detto in altri articoli, il Damping Factor non è altro che un modo di assegnare un “punteggio” a quella che è la resistenza d’uscita di un circuito, o Rout. Infatti il valore del DF si ottiene dalla Rout precedentemente calcolata tramite formula matematica: DF = L/Rout, dove L è il valore del carico. Mentre la controreazione non è altro che un modo di abbassare la Rout di un circuito.

Nel caso di un amplificatore valvolare, la teoria dice che, se si vuole aumentare lo smorzamento senza usare controreazione, è necessario adottare una valvola che abbia di per sé una resistenza interna molto bassa. Ma quali valvole vanno bene e quali no? Genericamente posso dire che, perché il gioco dello smorzamento senza controreazione funzioni, servono valvole con resistenze interne inferiori ai 200ohm, oppure mettere in parallelo valvole in modo da raggiungere una Ri combinata sufficientemente bassa. È sconsigliato il single ended parallelo perché il trasformatore soffre la DC e ha maggiori dispersioni, mentre una configurazione push-pull in classe A si rivela essere la soluzione migliore.

Quindi le valvole devono essere triodi o pseudo tali e la rosa delle scelte possibili si limita alle 6080 / 6AS7 / 6336 / 6C33 e alle varie equivalenti di queste valvole che ho elencato… (chiunque conosca altre valvole con caratteristiche simili è pregato di segnalarle sotto nei commenti).

Tutte le altre valvole, anche le super conosciute e acclamate dal grande pubblico degli audiofili, comprese le beneamate 2A3 / 300B / 845 / 211, hanno Ri troppo elevate e, messe a zero feedback, finiscono per dimostrare fattori di smorzamento bassissimi, mai oltre un fattore 2 o 3 (e chi dice di ottenere fattori di smorzamento elevati, zero feedback, con queste valvole racconta balle).

Calcolo dello smorzamento “teorico” Zero Feedback

Dato questo circuito teorico:

Abbiamo un trasformatore con un rapporto di trasformazione “n” formato da un avvolgimento primario e un avvolgimento secondario; entrambi gli avvolgimenti hanno una resistenza parassita RDC1 e RDC2. La resistenza RDC1 va considerata in serie alla Ri del triodo, mentre RDC2 va considerata in serie all’altoparlante. La Rout si calcola con questa formula:

((Ri+RDC1)/(n*n))+RDC2

Come si calcola il rapporto di trasformazione?

Radice Quadrata di Imp.Pri/Imp.Sec

Dove le impedenze, sia primarie che secondarie, sono espresse in ohm.

Assumiamo che il triodo sia una sezione della 6336A con una resistenza interna di 330ohm, la RDC1 del trasformatore sia 80ohm, la RDC2 sia 0,3ohm, l’impedenza primaria 3k e la secondaria 8ohm, quindi il rapporto di trasformazione è: 19,365:1

((330+80)/(19,365*19,365)) + 0,3 = 1,39ohm
Pari a uno smorzamento DF di “L/Rout”, ossia 8/1,39 = 5,7 (appena sufficiente)

Cosa succede se modifichiamo il trasformatore per avere un secondario da 4ohm invece che da 8? Il rapporto di trasformazione diventa di 27,386:1, mentre RDC2, che prima era circa 0,3ohm, diventerebbe circa 0,2 (non 0,15… attenzione che da 4 a 8ohm le spire non raddoppiano!) quindi la formula diventa:

((330+80)/(27,386*27,386)) + 0,2 = 0,746 (arrotondando i decimali)
Pari a uno smorzamento DF di 4/0,746 = 5,36

Quindi lo smorzamento non cambia cambiando tra le varie prese del trasformatore d’uscita; la differenza tra i 2 calcoli è dovuta agli arrotondamenti, questo a smentire qualche cialtrone che afferma che lo smorzamento sia diverso se si usa una cassa da 8ohm sulla presa a 8ohm piuttosto che una cassa a 4ohm sulla presa a 4.

Cosa succede se usiamo una famosissima e bellissima e tanto di moda 300B con Ri di 740 con il classico trasformatore da 3k, rapporto 19,365, RDC1 da 64ohm e RDC2 da 0,09ohm…

((740+64)/(19,365*19,365)) + 0,09 = 2,234
DF 8/2,234 = 3,58 (insufficiente)

Continuiamo a divertirci: qualcuno che non sa far conti né misure vanta PSE con la 845 con fattori di smorzamento dichiarati a 3 cifre sopra lo zero. La Ri della 845 è di 1700ohm, diviso 2 perché ci sono 2 valvole in parallelo: 850ohm. Trasformatore sempre da 3k ma molto più grosso di quello che si userebbe con una 300B per via delle potenze maggiori, quindi RDC maggiori… non devo starlo nemmeno a calcolare, è ovvio che lo smorzamento sarà molto più basso di 3,5…

Adesso che ho dimostrato che con le valvole fighette famose non si va da nessuna parte quanto a smorzamento zero feedback, torniamo alla nostra 6336A. Cosa succede se usassi un trasformatore da 5k primari invece che da 3k? Il rapporto di trasformazione è: 25:1 e diciamo una RDC1 di 100ohm (valore ipotetico).

((330+100)/(25*25)) + 0,3 = 0,988ohm
Pari a uno smorzamento DF di “L/Rout”, ossia 8/0,988 = 8,09 (fattore di smorzamento assolutamente ottimo)

Sembra di aver trovato il sacro graal, ma purtroppo questi erano tutti calcoli teorici, che considerano un trasformatore ideale privo di perdite, quindi con un trasferimento di energia di 1 tra primario e secondario. Purtroppo, però, nei trasformatori reali il trasferimento di energia è sempre inferiore a 1, quindi c’è un’ulteriore resistenza “fantasma” in serie al nostro circuito che potete immaginare interposta tra primario e secondario, nel dominio magnetico. L’energia elettrica che passa nel primario si trasforma in energia magnetica che si trasferisce al secondario trasformandosi di nuovo in energia elettrica; in questa tripla trasformazione di dominio (elettrico/magnetico/elettrico) purtroppo ci sono delle perdite inevitabili che si possono immaginare come un’ulteriore resistenza in serie al circuito.

Il secondo problema sta nel fatto che, aumentando l’impedenza primaria del trasformatore, la retta di carico vista dalla valvola si corica molto, quindi si ha una diminuzione drastica della potenza trasferita al carico. Si potrebbe ovviare a questo problema spostando il punto di lavoro a una tensione molto più alta, ma per loro natura valvole come le 6080/6336 etc. non possono sopportare tensioni di placca molto elevate. Il datasheet della 6336A indica una tensione massima di 400volt, ma nella voce “absolute values”, il che significa che non è consigliabile farla lavorare così in alto… ma deve essere il punto morto superiore dove cade la retta di carico; il punto a riposo sarà quindi molto più basso. Delle chance in più si potrebbero avere con delle valvole di riga TV connesse a triodo, che possono gestire tensioni molto più alte e quindi impedenze elevate, ma hanno però anche Ri molto più elevate, quindi è probabile che alla fine ci si trovi incatenati a un albero e non si possa andare molto in là in assenza di feedback… Proviamo a calcolare cosa uscirebbe con un SE di 845 su un trasformatore da 12k primari, rapporto 38,73, RDC1 217ohm, RDC2 0,22

((1700+217)/(38,73*38,73)) + 0,22 = 1,498
DF 8/1,498 = 5,3

Come appare evidente, si è sempre lì attorno, e fidatevi che nessuno può infrangere le leggi della fisica, se non forse Dio… e i ciarlatani truffatori che lo scrivono, ma poi sono solo un sacco di balle. Voglio far notare, inoltre, che la RDC2 appare molto importante per il risultato finale: è quindi buona cosa che l’avvolgimento secondario abbia una resistenza DC la più bassa possibile, pena la penalizzazione del fattore di smorzamento. È quindi buona pratica che tutte le sezioni del secondario siano possibilmente poste in parallelo tra loro, andando contro a quanto affermato da altri personaggi che vanno affermando che le sezioni del secondario vadano poste in serie perché poi le tensioni non sono uguali tra le varie sezioni e quindi fanno a pugni e distorcono blabla… se le avvolgi male con un numero di spire diverso sicuramente avrai problemi, se no son solo paranoie, come un altro sacco di cose senza senso che si leggono negli scritti di queste persone.


Il dilemma del push-pull

E in push-pull come si calcola lo smorzamento? Questo argomento ha fatto scoppiare una guerra tra guru… Nel push-pull le 2 valvole sono da considerarsi in serie o in parallelo? I guru dicono in parallelo, ma purtroppo si sbagliano. Nel push-pull il calcolo resta uguale, ma la resistenza interna delle 2 valvole si somma. Trascurando la resistenza degli avvolgimenti del trasformatore, il circuito equivalente lo si può pensare fatto così:

Per misurare l’impedenza di uscita si devono cortocircuitare i due generatori equivalenti che simulano le due valvole (in pratica si azzera il segnale audio all’ingresso dell’ampli). L’impedenza di uscita è quella che si vede dall’uscita dell’ampli guardando dentro al secondario, ed è pari alla serie delle due resistenze interne delle valvole riportata al secondario. E questo non perché le valvole operano in controfase, ma perché il primario è fisicamente collegato in serie alle valvole.

Qualcuno potrebbe essere portato a pensare che in effetti il circuito da considerare sarebbe questo:

Potrebbe sembrare che il condensatore che compare nello schema possa cambiare le cose, ma non è così: in un amplificatore push-pull in classe A le correnti di segnale nei due rami sono uguali e opposte, quindi nessuna corrente di segnale scorre nell’alimentatore. Del resto è risaputo che in un amplificatore push-pull in classe A la potenza fornita dall’alimentatore è costante e non dipende dall’ampiezza del segnale audio, proprio perché la corrente del segnale audio non scorre nell’alimentatore/condensatore.


Vediamo un’applicazione pratica

Un cliente mi ha chiesto l’avvolgimento di un trasformatore da 6kAA da usare con le 2 sezioni in push-pull di una 6336A polarizzate in classe A, proprio per fare esperimenti su questa teoria a cui anche io pensavo già da tempo e che mi ha portato alla fine a scrivere questo articolo. Il trasformatore ha una RDC primaria di 196ohm, mentre quella secondaria è di circa 0,7ohm.

((660+196)/(27,386*27,386)) + 0,7 = 1,84
DF 8/1,84 = 4,34

Montato il circuito di prova a banco si ottiene una potenza superiore ai 10 watt con un DF effettivo di 4,0, dovuto ovviamente alle perdite del trasformatore non considerate nel calcolo teorico. La 6336 in questo tavolaccio è polarizzata con 90mA di bias per sezione, per una dissipazione di 40 watt complessivi su 60 possibili; aumentando leggermente la corrente di bias diminuisce la Ri della valvola e lo smorzamento aumenta ancora un pochino. Il cliente che ha ordinato questi trasformatori da 6k ha poi paragonato i risultati ottenuti con altri trasformatori costruiti da altri fornitori con una coppia di trasformatori da 7k:6ohm (rapporto di trasformazione 34,157:1) disadattati collegando un carico da 8 sulla presa a 6, causando una distorsione alle frequenze più basse in quanto l’induttanza primaria era insufficiente in tale condizione di disadattamento, ma solo per misurare il DF che si otteneva. Il trasformatore in questa situazione rifletteva sulla valvola un’impedenza di circa 9k e il DF misurato era di circa 8 ma con un calo drastico della potenza, che si riduce a 6 watt.

Per voler verificare la situazione da lui simulata ho collegato sul mio trasformatore da 6k:8ohm (rapporto 27,386) un carico da 12ohm, riflettendo sul primario un’impedenza di 9k, ottenendo anch’io un DF di 8 nonostante il rapporto di trasformazione del mio trasformatore fosse inferiore a quello dell’altro trasformatore 7k:6ohm (rapporto 34,157). Il che indica che, con tutta probabilità, se avessi realizzato un trasformatore da 9k:8ohm (rapporto 33,541) avrei sostanzialmente avuto gli stessi risultati (o migliori) ma senza compromettere le basse frequenze.

La mia conclusione è che sostanzialmente non è vantaggioso ricercare smorzamenti elevati con circuiti valvolari zero feedback, perché ci si riduce ad avere rendimenti in termini di potenza molto bassi. Basti pensare che la 6336A dissipa 60 watt, diventando calda come il sole, per erogarne appena 6 watt all’altoparlante, poco meno di quello che può darti una comune EL34 che arriva a 7 in single ended. E la qualità di questi 6 watt con uno smorzamento di 8 non differisce dalla qualità di altri 6 watt con lo stesso smorzamento ottenuti per mezzo di feedback fatto bene. Poi bisogna tenere in considerazione che in una classe AB appena accennata potrebbe già erogarne 15 e, con un pelo di NFB, avere tranquillamente uno smorzamento anche di 8 o 10.

So che tante persone vogliono continuare a negare la realtà e a credere che senza feedback suoni meglio. Però è innegabile che con queste valvole si possono ottenere smorzamenti decenti usando tassi di controreazione inferiori a quelli che sarebbero necessari con altre e, per questo, dovrebbero essere prese in considerazione come “interessanti” dagli autocostruttori.

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2 Responses to Smorzamento alto senza feedback: come e quando…

  • Ho letto con attenzione , devo ammettere di dare ragione a colui che ha scritto quanto sopra letto , sono un modesto auto costruttore che si interessa di alta fedeltà da più di 30 anni . Non ho mai peccato di presunzione affermando che quello che ho costruito sia il non plus ultra , la panacea ai problemi di ascolto o che essa sia superiore a tutte le apparecchiature dedicate all’hifi . Ce ne sono parecchi privati e non ( che hanno aziende nel settore , che modificano , cambiano , dicono , ecco soprattutto dicono ) i quali hanno la presunzione di essere o avere capacità intellettive al di sopra della media e ciò avvale la loro “capacità” di realizzare qualcosa di “straordinario” . Purtroppo “l’audiota” crede in queste persone , anzi ha la capacità di cercarsele col lanternino…………..
    Toccando con mano , con orecchio e verificando di persona e dopo tanto ripensare ( vari anni ) , ripeto , devo dare ragione al Sig. Bianchini Stefano sulle sue tesi . Inoltre faccio presente che NON SONO a libro paga del Bianchini , non ho nessun interesse , il mio interesse si è fatto più coerente verso ciò che realizza ,scrive ecc…, soprattutto i progetti, i trasformatori , devo dire un eccellente tecnico , non come tanti che si spacciano per tali e guarda caso l’audiota se li trova tutti sulla sua strada , prendendo sonore bastonate . Come in tutte le cose ci vuole un pizzico di umilta ammettere i propri limiti, chiedere consiglio a chi ne sa di più, veramente però, non il primo trovato a caso . Mi accingerò a realizzare un paio di progetti del Bianchini , due amplificatori , usando i suoi trasformatori , meditate gente . Tenete presente che ho in casa trasformatori di ogni specie, segnale , alimentazione ecc….. ma leggendo e studiando sul sito del Bianchini da tempo e facendo qualche misura , mi sono accorto che la verità è un’altra. Non è stato facile digerire la cosa , però se si vuole raggiungere un certo risultato bisogna tenere presente quanto dice il Bianchini . La scelta è libera ed ognuno ascolta ciò che vuole ascoltare . Un cordiale saluto a tutti .

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Granny 27 – Preamplificatore DAC con valvole UY227

Nel maggio del 1927 vedeva la luce una delle primissime valvole a riscaldamento indiretto, inizialmente chiamato YU227 e poi successivamente solo 27 essa è la versione con catodo della 26 che era a riscaldamento diretto, il lavoro per cui fu concepita era quello di demodulatore e preamplificatore audio e fu prodotta con l’intento di avere minori problemi di ronzio indotti dal filamento rispetto la 26. È perfettamente utilizzabile per pilotare una 45 o altre piccole finali dell’epoca. La 27 è il capostipite una lunga serie di piccoli triodi di segnale che alla fine hanno portato alla 6SN7. La disponibilità di questa valvola è ancora molto buona anche nella sua forma a pera.

Anni fà quando cominciai a fare i primi esperimenti che hanno poi portato a nibiru realizzai quello che chiamai “26 audio processor”, una sorta di preamplificatore a guadagno unitario che però non era un buffer, basato sulla 26.

L’intento era quello di dare un pò di tridimensionalità e suono valvolare in più ad una sorgente audio digitale che però usciva già con un segnale abbastanza elevato per pilotare direttamente il finale. Mettere quello che chiamano buffer o più correttamente inseguitore catodico, quindi far passare un segnale attraverso una valvola intrinsecamente retroazionata al 100%, che lavora a guadagno unitario però mi sembrava perfettamente inutile, avevo già intuito che la chiave erano gli elementi reattivi, quindi realizzai una coppia di trasformatori di linea con un’induttanza primaria di 150H circa e un fattore di trasformazione di 7:1, essendo il Mu della 26 di 7 avrei ottenuto che la 26 in un circuito zero feedback amplificava e il trasformatore riabbassava l’ampiezza del segnale a circa quello di partenza, il circuito funzionava ma purtroppo oltre a non aver indovinato l’uso dei condensatori sottovalutai il problema posto dai filamenti delle 26 che richiedono di essere alimentati in corrente continua stabilizzata a 1,5volt con 1A di corrente, pena ronzio… Cercai di dimensionare bene l’alimentazione e il regolatore, il tutto funzionava ma il dissipatore necessario a raffreddare i regolatori della tensione dei filamenti doveva essere molto più grande di quello che montai… dopo 1 ora di funzionamento ci potevi friggere le uova sopra! Oltre a questo l’effetto sonoro ottenuto era quasi inconsistente, si faticava a distinguere la presenza o l’assenza di questo circuito nella catena audio per cui alla fine lo demolii per recuperare i pezzi.

All’inizio di febbraio di quest’anno (2020) iniziai a fare pensieri su quel vecchio progetto cestinato, ricordando anche l’ottima esperienza dell’USB Mini DAC pensai ad unire le 2 cose con una schedina DAC più evoluta, trovai su ebay per circa 30€ questa piccola schedina DAC basata sul sabre 9023P USB asincrono 24bit 96khz.

Quando mi arrivò la provai e già così da sola suonava molto bene, era iniziata la quarantena e non avevo tantissimo lavoro da fare per via dei blocchi, siccome avevo molto materiale a disposizione pensai di avviare il progettino basato questa volta sulla 27, riesumai i 2 trasformatori di linea che avevo fatto per le 26 e montai un circuito volante sul tavolaccio. La 27 ha un mu di 9 mentre il trasformatore divideva per 7 veniva a fagiolo per mettere in atto l’insegnamento di nibiru e fare un micro pelo di NFB locale e avere un buon effetto tridimensionale, la cosa sembrava funzionare bene a orecchio, il tavolaccio mi piaceva anche se non era perfetto, all’analisi strumentale avevo questa risposta in frequenza:

Non tanto il -1,5dB a 10hz ma la risposta in fase in bassa frequenza non era il massimo, mentre il -1dB a 25khz in alto era accettabile, inoltre i miei trasformatori di linea erano grossi e pesanti in quanto realizzati con normali lamierini EI a cristalli orientati.

Siccome volevo costruirmi una cosa TOP e non mi andava di mettermi a cercare nuclei a C (questo dei trasformatori per piccoli segnali è uno dei campi dove effettivamente si ha un vantaggio rispetto gli EI) perchè poi non so se quello che trovavo sarebbe stato di buona qualità, immemore forse dei motivi per cui tanti anni fà comincia ad avvolgere trasformatori e preso da un fiducia provai a comprare una coppia di trasformatori di linea di una famosissima casa produttrice. Era un modello di trasformatore vecchio ma ancora in produzione, l’unico con un rapporto di trasformazione di circa 7:1, quindi l’unico di tale produttore che potevo utilizzare. I datasheet promettevano una risposta in frequenza piatta da 10Hz a 40khz con una DC di 5mA in single ended, quindi sborsai 300€ e aspettai la consegna del pacco. Quando arrivarono li misi a banco per provarli e arrivò la grandissima delusione… 👿 

Ottenni una misurazione di -1dB a 9khz, una ciofeca indicibile, forse sbagliavo io, consultai lo stesso produttore per mezzo del rivenditore, feci prove su prove, con diverse valvole in diverse configurazioni di connessione ma niente, nella migliore delle situazioni avevo un -1 a 20khz con un rapporto di trasformazione di 14:1, collegando i secondari in un modo nemmeno contemplato nel datasheet, passai la bellezza di 3 giorni a fare prove, un giorno fino a circa le 2 di notte preso dalla foga di aver gettato 300€ e ributtato prepotentemente ai pensieri di rabbia di tanti anni fà quando compravo robe che non funzionavano come dicevano e dove dichiaravano dati fasulli “tanto i &%£$#* che comprano non sanno misurare niente e vanno a orecchia” … peccato che io non mi volevo certo ascoltare un gamma alta tutta tagliata come fosse un amplificatorino PA della geloso!

Ho rispedito al mittente il pacchetto e ad oggi sto aspettando una risposta sul malfunzionamento, un cambio o il rimborso dei soldi che ho speso. Messa una pietra sopra questa vicenda ho tirato dritto utilizzando i miei trasformatori iniziali… Disponevo di un telaio di legno, non potevo procurarmene un’altro, eravamo in piena pandemia, era tutto chiuso e non lavorava nessuno, qualcosa dentro di mè mi faceva temere che il trasformatore di alimentazione poteva essere troppo vicino, ma i trasformatori di linea dentro erano comunque girati nel verso opposto, schermati da una scatola di ferro… La voglia di fare ha preso il sopravvento…

Il terzo vetro da sinistra non è una valvola ma una lampadina antica fatta per funzionare con 140volt e 15watt di potenza, probabilmente era l’illuminazione del vano giradischi di qualche radio. Alimentata a bassa tensione (20/30volt) era molto bella da vedere, cercavo una certa estetica “industrial” che mi piace molto e ci stava bene ma non volevo che fosse unicamente decorativa ma che avesse qualche scopo nel circuito. Volevo polarizzare le 27 a bias fisso ma non volevo condensatori lungo il segnale audio in mezzo tra il DAC e la valvola, quindi ho creato un regolatore shunt che mi generasse una tensione di 15 volt su cui innalzare il catodi delle 27, quindi ho calcolato il trasformatore e il regolatore per usare questa lampadina come resistenza di shunt. Non ha nessun scopo “sonico” o tecnico, una resistenza da 250ohm 3Watt avrebbe fatto il medesimo lavoro, ma così ho preso 2 piccioni con una fava, la lampadina avrà comunque vita lunga essendo alimentata ad una potenza di soli 3 watt (e ne ho comunque altre).

Sull’alimentazione ho usato una 84 / 6Z4 una piccola raddrizzatrice della stessa epoca delle UY227 anche se ha il bulbo è a duomo, la versione con bulbo a pera “98” è introvabile purtroppo, la 84 invece è abbastanza comune. Può erogare 60mA e sono più che sufficienti per le due 27 che assorbono 5mA cadauna. La 84 è poi la progenitrice della 6X5G/GT che elettricamente sono uguali e hanno solo una diversa zoccolatura.

La raddrizzatrice è seguita da una cella CLC formata da un condensatore doppio Philips NOS da 50+50uF e una induttanza 15S55 da 20H. Il perchè del vecchio condensatore è presto detto: misurato ha una ESR e una fattore di dissipazione che è un decimo rispetto a normali condensatori industriali di pari caratteristiche di capacità e tensione, sicuramente ci saranno condensatori audio grade che si possono comprare per una 20ina di €, ma di questi ne ho una sporta nuovi, ne ho usati tantissimi nei restauri delle radio e so che funzionano perfettamente, sono affidabili con ottime caratteristiche elettriche e ancora vanno in contro alla richiesta estetica che cercavo.

Dopo l’elettrolitico è presente un’ulteriore cella RC con una resistenza da 20ohm e un condensatore carta olio siemens da 2uF, questa era una tecnica usata dal grande Mariani per disaccoppiare l’elettrolitico alle frequenze medio alte e far sentire il carta olio, nella foto sotto si vede il mattoncino argentato.

Montato e finito…

La manopola non è un volume ma solo l’interruttore di accensione. Purtroppo alla prima accensione è successo quel che temevo: il trasformatore di alimentazione induceva un leggero ronzio che si poteva sentire in altoparlante anche se molto basso, quando c’era musica non si notava niente, ma mi irritava comunque. Avrei dovuto usare un telaio più largo per distanziare meglio il trasformatore di alimentazione ma non potevo procurarmelo in situazione di clausura. Se i piccoli trasformatori commerciali avessero funzionato probabilmente non avrei avuto nessun problema, li avrei montati sulla sinistra lontani dal trasformatore di alimentazione. Ho resistito qualche giorno, l’effetto nibiru era presente, però quell’HUMM di sottofondo non lo sopportavo più quindi alla fine ho deciso di scollegare i 2 trasformatori di linea e sostituirli con un circuito CCS come carico anodico e di prelevare il segnale direttamente dalla placca anche se così il guadagno non era più unitario, ma mi bastava abbassare il volume dal finale…

Il CCS contrariamente all’uso di una resistenza pura, non perde tutto l’effetto che si ha con l’uso di una induttanza e probabilmente mantiene più dettaglio sonoro, ho aggiunto 2 trimmerini per regolare il bilanciamento dei 2 canali perchè il tasso di controreazione è ovviamente minimo, come spiegato nel progetto nibiru, e non riesce a pareggiare il livello dei 2 canali. Le UY227 sono valvole quasi centenarie  e pretendere il match perfetto mi sembra appunto una pretesa, risolvibile spendendo molti soldi immagino (senza garanzia della durata di questo match poi)… Ma avevo queste 2 in casa, la differenza tra i 2 canali era appena di 0,2dB quindi aggiungere quel trimmerino da 2,2Megaohm per fare un micro aggiustamento non è niente che possa compromettere il buon suono. In definitiva questo DAC “secolare” ha un suono veramente arioso, pulitissimo e brillante, rispetto ad altre mie realizzazioni la gamma acuta e più liscia, forse per via dei condensatori icel sul segnale o forse per il carta olio sull’alimentazione… voglio provare dei carta olio sul segnale, ho anche quelli, ma a suo tempo (devo poi anche lavorare 🙄 ) Quindi anche se resta una scatola con dentro 6 kili di trasformatori di linea scollegati che fa solo estetica mi ritengo ugualmente soddisfatto del risultato, non mancherò in futuro di provare altre cose, probabilmente un parafeed in puro stile nibiru fatto con le mie 18S100, oppure realizzare nuovamente lo stesso progetto distanziando meglio i trasformatori (visto che sul prototipo con le 26 non c’era questo problema).

Ecco qui lo schema premium per chi volesse realizzare il mio circuito, il kit per realizzare questo DAC è composto da un trasformatore di alimentazione e una induttanza, volendo si possono avere i 2 trasformatori di linea SB-LAB ma dovete stare attenti a montarli lontani dal trasformatore di alimentazione di almeno 15 centimetri. Potete usare anche altri DAC o dotarlo di RCA di ingresso per collegarlo a una sorgente esterna, il guadagno del circuito è di 15dB configurato con il CCS o un’induttanza.

Altre foto del mio montaggio

Una qualche strumentale…Qui sotto l’analisi di spettro del DAC sabre 9023P da solo, che mostra una distorsione praticamente nulla:

Questo invece è lo spettro del circuito con la UY227 portato a un’ampiezza d’uscita di 30Vpp, mostra una distorsione dello 0,18%…

La banda passante del circuito con la UY227 caricata con il CCS 10Hz 0db – 40khz -1dB…

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