uscita
Questo articolo parla dei trasformatori presi di per se, ed è correlato con l’articolo che parla in generale della banda passante di un’amplificatore che potete leggere cliccanto questo stesso link.
Premessa: Per banda passante di un’amplificatore si intende lo spettro di frequenze, dalla più bassa alla più alta che un’amplificatore riesce a riprodurre senza distorsioni con una tolleranza di 3dB. Sono molti i fattori che influenzano la banda passante. Un’amplificatore degno di essere definito HiFi deve avere una banda passante che va da 20Hz a 20kHz indistorti e senza attenuazioni.
Banda passante del trasformatore audio
Il problema è che molti credono che sia sufficiente che il trasformatore arrivi a 20khz perchè questo non distorca, ma non c’è un ragionamento più errato di così, purtroppo i trasformatori audio introducono distorsioni, rotazioni di fase e attenuazione già molto prima del loro limite di banda, quindi è necessario che la banda passante del trasformatore si estenda molto oltre la gamma udibile perchè in quest’ultima non vi siano distorsioni.
Bufale del WEB
Qualcuno va affermando che la banda passante di un’amplificatore non debba essere eccessiva, che se si posseggono casse che arrivano a 50Hz è dannoso avere un’amplificatore che scende al di sotto o che se vai oltre i 20khz ti si bruciano i tweeter e che negli amplificatori quindi devi mettere dei filtri. Queste affermazioni sono totalmente fuorvianti, scritte probabilmente da qualcuno che non riuscendo a produrre trasformatori audio di elevate prestazioni cerca di giustificare in qualche modo le caratteristiche del proprio prodotto.
Per iniziare è un’aberrazione affermare che avere una banda passante elevata sia una caratteristica “limitativa”. In secondo luogo un trasformatore o amplificatore che arriva solo a 50Hz apporterà una udibile attenuazione fino a 100Hz se non oltre, il trasformatore DEVE arrivare ad almeno 30Hz con i -3dB se non si vuole sentire una carenza di bassi e non vedo come sia possibile che un’altoparlante costruito con giusto criterio possa venir danneggiato. Lo stesso discorso vale per i tweeter, i tweeter possono venir danneggiati se gli si da una potenza maggiore di quella che possono gestire oppure se per colpa di errati collegamenti nel crossover gli arrivano frequenze basse.
Può valere il discorso del limitare volutamente la banda passante NEL CIRCUITO, ma non nel trasformatore, più per un discorso di emissioni RF che forse potrebbero danneggiare qualche tipo di tweeter e comunque questa limitazione circuitale deve essere fatta con un certo criterio, se è presente un anello di negative feedback ad esempio è imperativo che il taglio avvenga al di fuori di esso, se no si introdurranno delle rotazioni di fase che faranno suonare l’amplificatore come se si avesse un trasformatore di bassa qualità, il circuito poi deve essere concepito in modo da evitare che escano disturbi ultrasonici o frequenze radio, ma non brutalmente limitato a 20khz.
A supporto di quanto sto dicendo riporto qui sotto l’esempio dei trasformatori d’uscita della tamura (un punto di riferimento). Clicca per ingrandire
I trasformatori di questa famiglia vengono venduti a circa 1300 euro la coppia, dalla tabella e dal grafico si può vedere che hanno bande passanti mediamente di 10Hz -1dB a 100kHz -3dB, sono riconosciuti in tutto il mondo come i migliori trasformatori audio, (sebbene il loro costo sia spesso proibitivo) e a sentire quelli che dicono “e ti scassa il woofer e ti scassa il tweeter” verrebbe da dire che non capiscono niente sti giapponesi.
Ci sono tante aziende sul suolo nazionale che avvolgono trasformatori e possono (o riescono) ad avvolgere “trasformatori audio”. Come si calcola il rapporto di trasformazione, il numero delle spire e la sezione del nucleo lo si trova scritto sui libri da 100 anni ma non basta questo per realizzare un buon trasformatore audio.
La maggior parte delle persone si “accultura” sui forum dove si parla di tutto e di più, dove la sapienza di alcuni si mescola con la totale ignoranza di molti altri, si leggono leggende di persone che dicono che bisogna intervallare primario e secondario almeno 20 volte, altri dicono che se non hai almeno 100henry di induttanza primaria non va niente, oppure che se l’induttanza dei 2 trasformatori sui 2 canali non è perfettamente uguale allora è un disastro, suoneranno in modo completamente diverso ed è necessario che i 2 trasformatori siano matchati a coppie… Che avvolgono con filo litz, in filo di argento, senza mai tagliare il filo o senza usare le saldature di stagno ma le punzonature, ma questi soggetti spesso si aggrappano alle superstizioni e a simbologie prime di riscontri tecnici se non la suggestione delle persone che si auto convincono della loro veridicità.
Purtroppo questo è un calderone di nozioni spesso senza nè capo nè coda, dove perle preziose si mescolano con assolute cavolate, oppure nozioni che se tolte dal loro contesto perdono di significato. Oltretutto quasi sempre viene ignorata totalmente la cosa più importante: la banda passante, o addirittura pur di vendere un prodotto di mediocre qualità si arriva a dire che non è necessaria o peggio a mentire sulle reali caratteristiche dei trasformatori (quante volte avete visto dichiarato bande passanti senza che sia dichiarata l’attenuazione ? quante volte avete visto riportate le condizioni del test ? (troppo facile fare un trasformatore da 100Watt e dire che arriva a 100khz… ma poi ci arriva solo 0,1watt di potenza). Io dichiaro sempre le condizioni del test.
Un pò di chiarezza sull’intervallamento
Un trasformatore audio va intervallato, per “intervallato” si intende che al contrario dei trasformatori di alimentazione dove il primario e il secondario sono 2 avvolgimenti separati, in un trasformatore audio vengono intervallati più volte pezzi di primario e di secondario.
Intervallando gli avvolgimenti nel trasformatore si aumenta il loro “accoppiamento”, aumentando l’accoppiamento si aumenta lo smorzamento che si avrà su diffusore perchè l’operato dell’altoparlante si rifletterà maggiormente sul primario e quindi sulla valvola. L’accoppiamento tra primario e secondario si conosce misurando l’induttanza dispersa, minore è l’induttanza dispersa maggiore è l’accoppiamento tra i 2 avvolgimenti.
Molti pensano che sia necessario intervallare molto per avere un suono migliore: Assolutamente vago e impreciso! più si intervalla più aumenta la superficie delle armature del condensatore parassita che si forma tra primario e secondario, più aumenta questa superficie più aumenta la capacità parassita, più aumenta la capacità parassita più cala la banda passante in alto, quindi intervallando troppo un trasformatore si ottiene esattamente quello che non si dovrebbe ottenere, ossia il taglio delle frequenze acute!
Quante sezioni deve avere un trasformatore audio? dipende dal trasformatore! Inutile chiedere 10 15 o 20 sezioni, non ha senso! In base al rapporto di trasformazione, dal numero di spire e dalla potenza sarà possibile fare più o meno sezioni, dipendentemente dalle capacità che si formano e da quanto queste pregiudicano la banda passante. È completamente assurdo per pochissimo accoppiamento in più tagliare tantissimo le frequenze alte; avrete un bel trasformatore smorzato che però fa bene solo i bassi… utile solo per fermare la porta.
Se realizzando un primo prototipo con un numero di sezioni arbitrario si scopre che questo ha una banda passante altissima allora si può realizzare un nuovo campione con più sezionamenti altrimenti bisognerà diminuirli o usare altre tecniche per diminuire la capacità parassita. La leggenda del tizio che ha fatto un trasformatore con 35 sezioni è appunto leggenda, se codesta persona è esistita veramente significa che ha costruito un trasformatore che a fatica riproduceva frequenze oltre un paio di kHz ma visto che “ogni scaraffone è bello a mamma sua” questa persona dirà senza problemi che suona divinamente (magari lo usa per un subwoofer ?!). Chi dice che fa tantissime sezioni e ha pure bande passanti spettacolari è semplicemente un bugiardo. Con questo però non voglio dire che bisogna farne troppe poche, tutto deve essere fatto con la giusta misura.
Un pò di chiarezza sull’induttanza primaria
Se l’induttanza primaria è scarsa un trasformatore audio non riesce a riprodurre le frequenze basse. Quale dev’essere l’induttanza primaria di un trasformatore audio? L’induttanza primaria di un trasformatore audio deve essere quella giusta. L’induttanza primaria dipende dell’impedenza primaria cioè dal numero di spire del primario e dalla sezione del nucleo. Se un trasformatore “X” arriva tranquillamente a riprodurre 10Hz con 5Henry di induttanza primaria è assolutamente inutile richiedere un’induttanza primaria maggiore, non vi serve riprodurre frequenze ancora più basse, aumentare il numero di spire senza motivo serve solo a diminuire la banda passante alta del trasformatore, quindi se leggete su un forum che il tizio tal dei tali ha fatto un trasformatore con TOT induttanza primaria (assumendo che quel trasformatore poi andasse veramente bene), quel valore aveva significato SOLO su un trasformatore con quella impedenza primaria e quella data potenza, non potete chiedere di avere un trasformatore con un data impedenza e anche una data induttanza a vostro piacimento, non è così che funziona. Se un trasformatore da 10.000ohm primari ha tipicamente, chessò, 80henry non potente chiedere (o pretendere) 80henry anche su un trasformatore da 2000ohm primari, così come è grottesco vedere siti che espongono trasformatori con dichiarati 300 (o più henry) di induttanza primaria, sono dati inventati o acquisiti con tester da 2 soldi comprati al mercatone che non hanno nessuna attendibilità.
L’induttanza primaria necessaria è anche in funziona alla resistenza interna della valvola utilizzata, un triodo con una resistenza interna di 800ohm (ad esempio una 2A3) avrà bisogno di un trasformatore con un’induttanza primaria inferiore rispetto as un trasformatore fatto per una valvola che ha una resistenza interna di 6000ohm (KT88). Anzi per chi non lo sapesse al diminuire della resistenza interna della valvola diminuisce leggermente anche la banda passante alta espressa dal trasformatore ed è necessario diminuirla per recuperare quanto perso.
Ancora: un trasformatore che abbia la giusta induttanza primaria (non esagerata) mostrerà un’andamento dell’impedenza lineare rispetto alla frequenza, ossia l’impedenza riflessa sul primario non varierà significativamente al variare della frequenza, al contrario la maggiorparte dei trasformatori in circolazione, prodotti da coloro che ascoltano i guru hanno andamenti dell’impedenza irregolari o che tendono ad aumentare all’aumentare della frequenza.
Un pò di chiarezza sul match dell’induttanza primaria di un trasformatore
Se ho 2 trasformatori audio su 2 canali di un’amplificatore, uno ha un’induttanza primaria di 10Henry e l’altro ne ha 25 allora si, ho un grosso problema! ma se ho 2 trasformatori uno ha 10Henry e l’altro ne ha 11 allora il problema è solo nella testa della persona; se misuriamo la banda passante dei 2 canali di questo amplificatore vedremo che un canale fa ipoteticamente 20Hz~50kHz -3dB e l’altro fa 19,99Hz~50kHz… Impossibile notare differenza all’ascolto.
Inoltre piccole variazioni di induttanza primaria si hanno al variare della temperatura o se si applica forza meccanica sul trasformatore, quindi poi molta gente compra trasformatori matchati in fabbrica poi vanifica l’inutile match quando li monta perchè uno dei 2 trasformatori si scalda di più, per vicinanza alla raddrizzatrice oppure perchè ha tirato una vite più da una parte che dall’altra.
Potete collegare un trasformatore (tenendolo in mano) all’induttanzimetro e vedere la sua induttanza primaria variare lentamente man mano che la vostra mano lo riscalda! Potete dargli un colpetto con il manico di un cacciavite e veder che si sposta di qualche decimale! Quindi il match è assolutamente una stupidaggine! Date retta a me piccole differenze sono irrilevanti, quando 2 trasformatori sono stato costruiti dalla stessa mano con lo stesso schema costruttivo e gli stessi materiali allora le loro induttanza primarie saranno molto vicine tra loro e suoneranno nello stesso modo punto a basta.
Torniamo sulla banda passante
In assoluto il parametro più ignorato, in assoluto il parametro più importante! La banda passante di un trasformatore di uscita è in assoluto il parametro più importante, se c’è la banda passante e l’induttanza dispersa non supera certi valori, ogni altro valore (qualunque esso sia) non vi deve importare perchè va bene così com’è!
Purtroppo molte persone sottovalutano l’importanza di questo parametro, alcune persone (quelle poi che si credono i super esperti delle valvole) addirittura ti prendono in giro quando parli di queste cose affermando che “fai i concerti per i pippistrelli” o altre sciocchezze simili o che spacchi le casse come quelli della citazione a inizio pagina.
Altri affermano che se il trasformatore arriva a 20khz va bene e se vai oltre non serve a niente perchè tanto l’orecchio umano non ci arriva… si ma?! mai nessuno che parla di attenuazione? nessuno sa cosa sia!… hai un trasformatore che arriva a 20khz… si? con quanta attenuazione??? -1db? -3db? -40db? sono sicuro che potete smontare il trasformatore di alimentazione del vostro forno a microonde e pure quello ci arriva a 20khz… molto attenuato ma ci arriva… Lo usereste mai per fare un’amplificatore con qualche pretesa di essere HiFi? perchè no? a 20khz ci arriva pure lui sicuramente!
Cosa significa questo? Significa che quando leggete su un sito che vende trasformatori che il tal trasformatore fa 20Hz/20kHz oppure 30Hz/30kHz senza specificare con che attenuazione, senza specificare con quanta corrente o a che potenza, allora vi stanno semplicemente prendendo per i fondelli, sono dati buttati praticamente a caso che sicuramente non rispecchiano la realtà… e lo fanno anche alcune marche conosciute a livello mondiale, non solo i trasformatorai nostrani. Ad esempio una marca famosa vendeva (e vende ancora) un trasformatore per KT88 dichiarato per 120watt con banda passante da 30hz/30khz (attenuazione ignota, esattamente come le condizioni di test) che usato nella realtà arrivava ad un pessimo 15khz -3dB… Poi scusate, 20Hz/20kHz – 30Hz/30kHz secco e preciso, non 15/22 o 28/32 …
Quindi innanzitutto è obbligatorio che oltre la banda passante venga specificata l’attenuazione. L’attenuazione di 3 decibel significa che la potenza è dimezzata, questa unità di misura è lo standard. In secondo luogo se si dice che un trasformare arriva a 20khz -3dB non è che fino a 19.999 è perfetto e poi a 20.000 crolla giù… significa che, a seconda dei casi, questo trasformatore potrebbe iniziare ad attenuare lentamente partendo da 5kHz fino ad arrivare a 20kHz con i famosi 3dB di attenuazione, il che vuol dire che nel vostro amplificatore avete un bel filtro che vi taglia tutte le frequenze alte, come se aveste messo un’equalizzatore e aveste tirato giù gradualmente tutte le levettine partendo dai medi fino agli acuti!
Nessuno sa cosè la rotazione di fase! c’è un’altro fenomeno molto importante che è la rotazione di fase, per rotazione di fase si intende che il segnale che esce dal trasformatore è in ritardo. La rotazione di fase di un trasformatore aumenta gradualmente man mano che ci si avvicina al limite di banda superiore, minore sarà la banda passante del trasformatore maggiore saranno le rotazioni di fase dentro la gamma udibile (altro che pippistrelli!) e ancora peggio se nel vostro circuito sarà applicato un’anello di negative feedback (da ora in avanti NFB) la rotazione di fase retrocessa nel circuito aumenterà a dismisura le armoniche alte, quelle che fanno suonare male un’amplificatore.
Vediamo in questa figura un trasformatore di uscita di bassa qualità, nel grafico in giallo la banda passante con scala di 5db ogni quadretto, mentre in azzurro la rotazione di fase con scala di 50 gradi ogni quadretto:
A) Possiamo vedere una banda passante di 15Hz – 35khz -5dB … partendo da 10hz la rotazione di fase fa 100gradi fino a 1khz, e poi ulteriori 50gradi, gradualmente fino a 20khz. Ora vediamo sotto un trasformatore a larga banda passante prodotto da SB-LAB, dello stesso tipo e per la stessa valvola come si comporta:
B) Qui vediamo una banda passante di 10Hz -2dB – 180khz -3dB … Partendo da 10hz la rotazione di fase di 50 gradi è già quasi pareggiata a 100Hz (non 1khz), prosegue pressochè piatta fino iniziando a degenerare poco prima dei 10khz (invece che a 1khz) e arriva a 50 gradi di rotazione alla ragguardevole frequenza di 100khz.
Le rotazioni di fase progressive si sentono ad orecchio, e quando si uniscono all’uso di negative feedback producono distorsioni molto brutte e fastidiose, questo significa che il primo trasformatore “A” già scarso di suo suonerà in modo ancora più scadente se si fa negative feedback nel circuito, mentre il trasformatore “B” continuerà a suonare in modo accelso anche in presenza di moderato uso di negative feedback, potendo godere degli effetti positivi dello smorzamento del diffusore che non si può avere senza di esso. Vediamo ad esempio l’analisi di spettro (a 25 watt) di un’amplificatore commerciale che arriva a 34khz (quindi già oltre i canonici 20khz), amplificatore che ha un forte tasso di NFB.
Durante il test questo amplificatore stava riproducendo una frequenza di 1kHz (nella gamma udibile no???), solo che l’1kHz è il primo ago del grafico, tutti gli altri aghi sono armoniche, spudorate distorsioni causate dalle rotazioni di fase introdotte per colpa della scarsa banda passante del trasformatore unita all’uso di NFB, eppure andava oltre i 20khz, arrivava a 34.
Vediamo a confronto l’analisi di spettro di un mio apparecchio, alla massima potenza prima del clipping e facente uso di un trasformatore ad alta banda passante, anch’esso con NFB nel circuito.
Vi state convincendo dell’importanza di avere trasformatori con bande passanti elevate? Molte persone demonizzano l’NFB imputandogli colpe che non ha, clicca qui per leggere un’articolo che parla del negative feedback.
Se un trasformatore audio ha una banda passante molto elevata invece (che vada molto oltre la gamma udibile tipo 50/100khz anche) allora all’interno della gamma udibile (da noi esseri umani) non ci saranno rotazioni di fase apprezzabili, quindi anche in presenza di NFB le distorsioni inizieranno a presentarsi solo sulle frequenze udibili dai nostri amici pippistrelli, per cui ci dispiaciamo molto.
In ultimo: quando un trasformatore ha una banda passante molto elevata vuol dire che le sue capacità parassite sono molto piccole, avendo capacità molto piccole si attenua tantissimo un fenomeno chiamato “ringing”, il ringing sono delle oscillazioni smorzate alla frequenza a cui risuona il trasformatore che si formano sui fronti d’onda. Più è piccola la capacità parassita del trasformatore più alta sarà la frequenza del ringing e minore sarà la sua ampiezza. Quando si vuole visualizzare il ringing di un trasformatore audio si applica al suo ingresso un’onda quadra, rappresentata qui sotto:
Quelle che seguono sono 2 esempi di ringing tipici in trasformatori di media qualità:
Quella che segue è l’immagine del ringing di un trasformatore di ottima qualità, ad alta banda passante:
Vediamo ad esempio questa quadra a 1khz di un trasformatore SB-LAB…
A la stessa quadra emessa da un trasformatore di un’amplificatore made in cina…
Non è un trasformatore audio ma un fermaporte… E non solo perchè è cinese, purtroppo tanti produttori fanno robe del genere. Ovviamente con l’amplificatore si ascolta musica e non onde quadre, le onde quadre si usano durante le misure per rendere evidente il difetto, ma questo c’è anche quando si riproduce musica, ogni qualvolta ci sia un fronte di salita o di discesa nel segnale si genera un pò di questo disturbo che si sovrappone al segnale, quindi hanno poco da blaterare quelli che denigrano l’uso degli strumenti dicendo che è l’orecchio che conta perchè se vedi queste cose sugli strumenti sta pur sicuro che anche ad orecchio fa schifo.
Il mito del nucleo a doppia “C”
Un’altra richiesta che diverse persone fanno è quella del nucleo a doppia C, ma siamo sicuri che siano la panacea di tutti i mali o che non abbiano aspetti negativi? Inizio con il dire che i nuclei a lamierini a cristallo orientato prodotti in italia sono abbastanza scadenti, io invece utilizzo lamierini di produzione francese che sono molto buoni (omogenei, invece quelli italiani cambiano da una partita all’altra).
Ma che cosa avrebbero di meglio i doppia C? Il nucleo a doppia C ha una maggiore permeabilità magnetica questo in alcuni casi ti permette di andare giù di frequenza mettendo meno spire di rame rispetto quelle che sarebbero necessarie con i lamierini. Mettere meno spire può essere di aiuto per avere meno capacità parassite e quindi più banda passante in alto. La necessità di metter meno spire per scarsità banda in alto di solito si ha su trasformatori con impedenze primarie elevate, su trasformatori con impedenze basse potrebbe non essere una necessità impellente. Poi il miglioramento portato dal nucleo a doppia C non è così astronomicamente migliore. Se si è riusciti a produrre un ottimo trasformatore con i normali lamierini rifarlo con nuclei a doppia C non porta da nessuna parte.
Un’aspetto negativo dei nuclei a doppia C che dovete tenere in considerazione molto bene è nella realizzazione di trasformatori per pushpull: se la corrente DC (il bias in sostanza) sui 2 rami del trasformatore non è perfettamente bilanciata un nucleo a doppia C satura quasi subito con risultati poco piacevoli mentre un trasformatore realizzato a lamierini è più tollerante. E non crediate che basti comprare valvole matchate per risolvere i problema, raramente valvole che sono matchate ci restano per più di qualche settimana, dopo inesorabilmente ce ne sarà una che tira qualche milliamper più dell’altra e la poca cura di questo aspetto in tante circuitazioni usate di solito dalla gente non aiuta per nulla.
Il nucleo in un trasformatore lavora fino a circa 2khz, al di sopra dei 2khz non esiste più, in pratica se prendete un trasformatore e gli togliete il nucleo, lasciando solo il nudo rocchetto di plastica con gli avvolgimenti questo da 2khz in su continuerà a funzionare tale a quale a prima, la banda passante alta dipende da come è avvolto il rame e non dal tipo di nucleo che viene utilizzato.
La dimensione del nucleo è molto importante
Se dovete fare un finale da 3 watt non ha senso dimensionare il trasformatore per 30 watt, aumentante inutilmente le capacità interne e aumentate inutilmente l’induttanza dispersa. Il nucleo sarà molto grande e per via della sua scarsa corrente la valvola farà fatica a far uscire frequenze basse, quindi cadrete nel solito circolo vizioso che: non fa i bassi quindi chiedo più induttanza primaria, quindi ho meno banda passante alta e alla fine avrete ottenuto un’apparecchio mediocre che eroga 1 watt in altoparlante e ne disperde 2 nel ferro.
Ma è vero anche il contrario, se dovete fare un finale di una certa potenza o con diverse valvole in parallello (quindi tanta corrente continua nell’avvolgimento) usare un nucleo troppo risicato può condurre verso situazioni di resa sonora scadente dovuta alla ristrettezza del nucleo del trasformatore. Nelle immagini qui sotto potete vedere un’amplificatore monofonico con valvole KT88 in pshpull realizzato da un cliente con trasformatori SB-LAB, potente notare il trasformatore più grosso è quello di uscita, fatto per erogare poco meno di 70watt, ma 70 watt buoni…
Nella foto sotto invece potete notare la proporzione di un trasformatore SB-LAB sempre per due KT88 rispetto un’equivalente (equivalente per modo di dire) trasformatore smontato da un’apparecchio commerciale. E pensate che moltissimi produttori nelle stesse dimensioni del più piccolo ci mettono anche quattro KT88 e ciò che ne risulta di solito è un suono affaticante e non così pulito per vari motivi che vanno dalla ristrettezza della banda passante ma altre volte anche a fenomeni ben più complessi dovuti all’isteresi del ferro e dall’effetto di Barkhausen.
Attenzione a chi dichiara dati falsi o incompleti e altre cose a cui stare attenti
Elenco qui una serie di pratiche messe in atto da chi produce trasformatori senza cura della qualità.
- Tutti i trasformatori del listino hanno bande passante dichiarate perfettamente uguali tra loro e spesso stereotipate, ad esempio 20Hz/20khz – 30Hz/30khz etc…
Impossibile, quando produci un trasformatore difficilmente hai tagli precisi e perfetti, sopratutto tra trasformatori di diversa fattura, è veramente difficile che un tutti i trasformatori arrivino perfettamente a 30khz, ma uno a 29 o un’altro a 34? - Attenuazioni non dichiarate… Se si specifica un limite di banda 20Hz 30khz è necessario anche dichiarare i decibel di attenuazione ed eventualmente la potenza a cui è stata effettuata la misura, diversamente il dato di banda passante dichiarato è assolutamente irrilevante.
- La risposta alle sole onde quadre non indica la qualità del trasformatore, l’assenza o la poca presenza di ringinging indica che le componenti risonanti sono basse e lontane dalla gamma udibile, da notare però che a frequenze sotto 1khz difficilmente sulla traccia dell’oscilloscopio si vede qualcosa di evidente e comunque è facile sopprimerlo con un condensatore, sarebbe più indicativo vedere la risposta alle quadre a frequenze superiori a 1khz, magari a 10khz. Attenzione: un trasformatore totalmente privo di ringing è impossibile da realizzare, quindi attenzione a foto di onde quadre troppo perfette.
Esempio la risposta alle onde quadre di un trasformator02e SB-LAB a 10khz, il progetto dove è stato utilizzato quasto trasformatore lo trovate cliccando qui
SB-LAB dichiara sempre tutti i dati di banda passante ottenuti a 1 watt o superiore (sempre specificato)
Mi hanno regalato una coppia di monofonici prodotti da ignoto come “ferro vecchio” e volevo vedere cosa si poteva recuperare per fare qualcosa di funzionante.
È incredibile le porcherie che certe persone spacciano per hifi, prima di passare al lavoro di ricostruzione voglio soffermarmi un’attimo sulla recensione tecnica degli apparecchi di partenza. Qui lo mostro dal vivo dal lato tecnico quello che si posiziona nel mondo degli impresentabili. Gli apparecchi erano 2 monofonici single ended con EL84 connessa a triodo, pilotate da delle 5842 e alimentate da una 6X4, il tutto ovviamente zero feedback. Dei perfetti cliché dell’ideologia audiofila moderna, ossia:
- Dual mono perchè separando i canali suona meglio…
- Con la finale a triodo perchè i triodi suonano meglio dei pentodi…
- Il driver è una valvola di quelle famose, perchè le valvole famose suonano meglio di quelle che trovi per pochi euro…
- C’è la raddrizzatrice perchè se ci metti una raddrizzatrice suonerà sicuramente meglio che con dei diodi…
- Zero feedback perchè senza feedback suona meglio che con il feedback…
Ma i fatti quali sono? iniziando dalla sezione di alimentazione, la povera 6X4 è seguita da un circuito CLCRC… 47uF / 3H 90ohm / 330uF / 1k5 / 330uF… Ora per chi non lo sapesse la 6X4 è una tra le più piccole raddrizzatrici esistenti, ha capacità di erogazione di corrente veramente risicata ed è famosa per essere molto delicata e per andare in corto quando la guasti. Facendo una veloce simulazione del circuito di alimentazione con PSU Designer si ottiene immediatamente un warning per superamento dei limiti operativi della valvola con un picco in accensione di addirittura 1,6 Amper e un continuativo di 72mA:
Praticamente ogni volta che accendevi l’apparecchio poteva essere l’ultima volta che lo accendevi… ed anche durante il funzionamento con i condensatori ormai carichi la valvola era tirata oltre la massima erogazione di corrente che gli è possibile.
La EL84 era connessa a triodo con un trasformatore da 10k primari, eroga la potenza di ben 0,39Watt (zero virgola trentanove) RMS indistorti e fino a 1,07Watt a piena saturazione con le onde interamente clippate, ma nonostante questo gli apparecchi erano spacciati per 3,5watt ma in realtà è poco più di un’amplificatore per cuffie (ma non sarebbe andato bene manco per quello).
La 5842 è versione speciale della famosa 417a, col catodo bypassato (da un condensatore di nessun pregio) guadagnava uno sproposito, bastavano 0,4Vpp (0,14v RMS) sull’ingresso per portare il finale a saturazione rendendo molto difficile regolare il volume in quanto appena si sfiorava il pomello si era già al massimo, inoltre in tale condizione la valvola captava abbondantemente rumori dall’esterno che era possibile vedere sull’oscilloscopio come fluttuazioni e sporcature della traccia e pure qualche stazione AM captata. Per finire il quadro il circuito dei filamenti era riferito direttamente al positivo dell’anodica a piena tensione (circa 240volt) quando la massima tensione tra filamento e catodo della EL84 è 100volt e per la 5842 di 55volt. Anche se poco importante la banda passante dei trasformatori originali era di: 25hz / 23khz -3 alla potenza che riusciva a erogare quel circuito.
Praticamente il circuito nella sua totalità era sbagliato dalla testa ai piedi e questo non è un caso ma purtroppo una consuetudine per tantissimi piccoli produttori e hobbysti: le valvole non sono inserite in un circuito ponderato che deve rispettare delle regole ben precise e nel rispetto dei limiti operativi, esse sono usate in modo totalmente irrazionale come monili a cui si attribuisce un potere magico, oggetti di vetro che si illuminano cui basta la sola presenza per “suonare”, non importa come le si faccia funzionare basta che senti il “suono” e vuol dire che funziona… Quando dicono “però suona!” e come dire che hai una ferrari che va solo in prima e non supera i 30km/h col motore sempre al limite dei giri e dire “però cammina!”.
La differenza tra 2 cose che funzionano va a gusto, la differenza tra qualcosa che funziona e qualcos’altro realizzato a questo modo invece per me non è un’opinione, se anche la ridottissima potenza potrebbe essere sufficiente ad ascoltare qualcosa con casse ad altissima efficienza e se anche il timbro sonoro potrebbe soddisfare il gusto di qualcuno i problemi insiti nel circuito sono tali per cui l’oggetto va considerato inaccettabile e non funzionante e inaccettabile.
SB Alimede
Dopo Varuna con le 6V6 ho realizzato quest’altro piccolo amplificatore (un’altro progetto di Single Ended con la EL84 lo trovi qui) partendo da quanto di recuperabile rimaneva dalla demolizione dei 2 piccoli single ended recensiti qui sopra.
Ho voluto utilizzare un circuito che qualcuno chiama Shadeode e altri chiamano Partial Feedback, (potete leggere il breve articolo sul sito tubecad cliccando qui) unito all’uso di reazione catodica per aumentare il fattore di smorzamento. Degli apparecchi demoliti ho recuperato le valvole, zoccoli, alcuni condensatori, 1 trasformatore di alimentazione e una induttanza più diverse minuterie. I trasformatori di uscita non erano riciclabili perchè l’impedenza di 10k non era adatta con la EL84 e l’uso a triodo della stessa permetteva un’efficienza in termini di potenza erogata troppo bassa su 10k. Ho quindi utilizzato una coppia di miei trasformatori d’uscita (SE5K6-UNI) da 5600ohm primari. Lo schema premium dell’apparecchio, è qua sotto (clicca la miniatura per ingrandire).
L’alimentazione è affidata a una coppia di comunissimi 1N4007, non era possibile fare diversamente viste le tensioni a disposizione nel trasformatore, non c’era margine per una raddrizzatrice e la stessa non avrebbe portato nessun giovamento sonoro ma piuttosto l’obbligo di usare capacità ridotte e una resistenza in serie (la Ri della valvola stessa) con tutti i problemi che ne conseguono.
Il primo stadio è formato dalla 5842, il catodo è polarizzato mediante l’uso di un LED Verde (caduta di tensione selezionata a 2,00volt) bypassato da un generoso elettrolitico da 1500uF a basso ESR, questo tipo di polarizzazione a livello di resa sonora è equivalente a un bias fisso, la corrente di 10mA della 5842 è sufficiente a polarizzare a pieno il led e il grosso condensatore da 1500uF serve a mantenerlo polarizzato anche quando il segnale porta la corrente della valvola prossima all’interdizione nonstante questo per sicurezza ho portato al led 3mA aggiuntivi con una resistenza da 100k direttamente dalla tensione anodica. La tensione al catodo della 5842 resta stabile anche con segnali di 20Hz e il finale a pieno clip.
La 5842 pilota la EL84 connessa a pentodo puro e riceve il segnale di partial feedback attraverso le resistenze da 90k (si può usare anche 82k senza che cambi sostanzialmente nulla), in questa configurazione circuitale la EL84 nonostante sia connessa a pentodo nel regime dinamico si comporta come se fosse un triodo (ma eroga la potenza di un pentodo), esattamente come succede anche nella configurazione STC usata nel Luna. Il guadagno del circuito era ancora alto e lo smorzamento basso, visto che il tasso di partial feedback è modesto ho applicato anche una reazione catodica alla finale, ponendo il secondario del trasformatore d’uscita sotto al suo catodo trovando un’equilibrio perfetto. Sotto al catodo della EL84 si possono osservare 2 resistenze da 330ohm e da 1100ohm atte ad ottenere il valore di 255ohm, un grosso elettrolitico da 2200uF che funge da bypass principale più altri 2 condensatori non polarizzati da 1,5uF e da 220nF che ho selezionato in base al loro fattore di dissipazione per bypassare l’elettrolitico, al posto di questi due è possibile montare, probabilmente con egual risultato, un condensatore mundorf in polipropilene da 1uF, diciamo che io riesco a risparmiare ma bisogna saper misurare e selezionare i condensatori che si usano… montando un mkt da 1,5uF e un 220nF mkp “a caso” difficilmente otterrete il risultato che ho avuto io o che otterete con il mundorf. Anche l’elettrolitico deve essere di buona qualità, basso ESR e basso D, io ho utilizzato un componente di surplus marchiato Frako che ha ottime strumentali.
La potenza dell’amplificatore è di 3 Watt RMS veri e pieni e indistorti. Il fattore di smorzamento DF è pari a 3,33 e la banda passante è 12Hz / 42khz -3dB @ 1watt RMS, sotto il grafico…
La distorsione armonica dell’1% con un raporto segnale rumore di -65dB, sempre a 1watt, sotto il grafico:
Le quadre a 100Hz / 1k e 10k
Vediamo il montaggio: Il telaio è stato realizzato in mogano lucidato a gomma lacca, le piastre di alluminio verniciate a polvere.
Il suono dell’apparecchio è veloce con una gamma alta brillante e dettagliata che fa sentire tutti i particolari della registrazione senza cancellare cose, come un vero HiFi deve essere. Ma come suona? vediamo il commento di un lettore che ha acquistato lo schema premium: Stefano, ho finito la realizzazione da un paio di giorni dell’Alimede e sono soddisfattissimo! Nel suo piccolo, ha un suono sorprendente per trasparenza, equilibrio, velocità e controllo. Sono solo 3w, ma ottimi per i miei ascolti nelle ore notturne a basso volume. Hai fatto un ottimo lavoro!!! Un vero miracolo, considerati i piccoli ruderi da cui sei partito. Ti ringrazio molto e ti invio i miei più cordiali saluti. A presto G.
Dopo la modifica del 300B music angel ho capito che mi diverte costruire circuiti ma è una gran seccatura realizzare i mobiletti, il fai da me meccanico e la falegnameria non mi divertono per niente, molto più divertente prendere questi rottamini cinesi usati da qualche inserzionista su siti di annunci e modificarli.
Se avete uno di questi cinesini di cui siete poco soddisfatti e volete divertirvi in un total restyling siente capitati sulla pagina giusta. Ho iniziato con il vedere le strumentali dell’apparecchio originale che come mi aspettavo erano molto ma molto scarse, senza star a snocciolare troppi dati basta dire che i trasformatori d’uscita originali a 50Hz erano già a -3dB, la banda passante in alto “sembra” molto estesa, “sembra” avanzare fino a 60/70khz… Ho detto “sembra” perchè in realtà questi trasformatori d’uscita da circa 8/9khz in su hanno una risonanza con una rotazione di fase molto marcata e fortissime distorsioni conseguenti a questo fatto, mentre il fattore di smorzamento è inferiore a 2. Mostro le analisi di spettro e l’aspetto dell’onda quadra che evidenzia benissimo la risonanza di questi trasformatori.
Spettro a 1 Watt
Spettro poco prima del clipping
Quadra a 1khz
Quadra a 10khz
Ho quindi smontato completamente l’apparecchio e ho scoperto anche che internamente aveva diversi punti di ruggine…
Questi i trasfomatori originali (il TA e uno dei TU)
Quindi siccome lo volevo modificare completamente ho deciso di sverniciarlo e riverniciarlo completamente!
Una volta riverniciato ho iniziato a cablare un nuovo circuito in aria, come finali ho scelto le 6N3C-E equivalenti alle 5881/6L6gc mentre come driver ho usato un cascode con delle pregiatissime E88CC SQ Philips, ovviamente ho realizzato 2 nuovi trasformatori d’uscita, ho sfruttato i miei collaudatissimi SE5K6-UNI che ho realizzato senza calotte e montati con le staffettine tolte dai trasformatori originali e che si inserivano perfettamente al loro posto. Invece ho mantenuto il trasformatore di alimentazione originale, anche se poi mi sono accorto che tende a mettersi a sedere più del dovuto e ho ottenuto 1Watt in meno di quello che mi aspettavo per colpa sua, pazienza. Questa modifica richiede la sostituzione dei trasformatori d’uscita, mentre è possibile mantenere il trasformatore di alimentazione originale, le modifiche estetiche sono a gusto.
Ecco lo schema premium se siete interessati a ottenere lo schema assieme alla coppia di trasformatori d’uscita non esitate a contattarmi.
Il Montaggio…
La circuiteria che ho adottato è un pò innovativa per i miei standard: avevo a disposizione un solo zoccolo noval per il driveraggio e non riuscivo ad avere abbastanza guadagno da potermi permettere un tasso sufficiente di controreazione per avere uno smorzamento decente così pensa e ripensa ho ipotizzato il cascode (configurazione circuitale tra l’altro per cui la ECC88 e simili sono progettate) il problema era che il cascode poi guadagna tantissimo (praticamente troppo) il mio timore era che dovendo fare “troppissimo” NFB il suono dell’amplificatore poi sarebbe risultato duro e piatto e poco piacevole da udire, ho quindi fatto una scommessa tecnica di riuscire nell’impresa di far suonare ugualmente bene da valvolare piacevole un tale circuito, era imperativo quindi per non fallire avere un controllo perfetto delle rotazioni di fase e cercare di ammorbidire il suono con scelte mirate, la prima scelta che è venuta da sola è stato pilotare la finale ad alta impedenza, quindi direttamente dalla placca alta del cascode senza nessun buffer che non avrei comunque potuto inserire per mancanza di spazio. La sezione di alimentazione doveva essere super perfetta per diminuire al minimo le rotazione di fase introdotte sui TU, il trasformatore di alimentazione music angel era concepito per funzionare con un duplicatore di tensione, qui ho recuperato gli elettrolitici originali che ho bypassato con dei 560nF in polistirene selezionati, ho usato diodi al carburo di silicio come rettificatori seguito da una RC (sarebbe stato belle poter avere un’induttanza ma non c’era spazio), il C dopo la R è composto da due condensatori elettrolitici da 100uF in parallelo tra di loro con l’aggiunta sempre in parallelo di un’altro polipropilene da 2uF e in un secondo momento ho aggiunto un’altro 330uF in parallelo… praticamente questa cella è composta da 3 elettrolitici e 1 polipropilene in parallelo, con un pò di capriole avrei potuto montare un 470uF unico ma la ESR di 1 solo condensatore non sarebbe stata così bassa come quella di 4 condensatori in parallelo che si attesta attorno a uno “zero virgola zero qualcosa”. Resta un poco di ripple residuo in quanto la resistenza di filtro è solo da 18ohm (per mancanza di tensione da parte del TA Music Angel non potevo metterla più grande) ma come si vedrà sotto ho adottato una neutralizzazione per rendere assolutamente silenzioso l’amplificatore. Proseguendo nelle scelte circuitali ho usato un condensatore carta olio militare NOS “aerovox” come accoppiamento tra driver e finale, selfbias con elettrolitici NOS philips a cui ho aggiunto un bypass dopo alcune prove di ascolto; bypassandolo con un polipropilene da 1uF si ha un suono molto brillante e sicuramente di mio gradimento ma si voleva avere un suono setoso e brillante in alto senza “S” taglienti… ora purtroppo non si può avere la botte piena e la moglie ubriaca, il suono setoso e brillante in alto c’è quando il finale è molto veloce e dettagliato condizione che rende di conseguenza taglienti le “S”, se si facesse un finale dove le “S” non sono taglienti allora anche tutta la grana e il microdettaglio della gamma alta (quindi il suono setoso) non ci sarebbero, quindi ho provato a dare un colpo al cerchio e uno alla botte, ho tolto i bypass in polipropilene degli elettrolitici catodici delle finali e li ho sostituiti con dei rari quanto mai quasi introvabili condensatori in acetato di cellulosa NOS Siemens (MKL) da 3,3uF.
Con questo bypass non si perde tantissima “seta” e le “S” sono un poco meno taglienti, suono un pelo più caldo, probabilmente l’ottimale che si cercava.
Il potenziometro del volume originario è stato sostituito con un alps blu, il segnale audio dei 2 ingressi non passa più nel commutatore meccanico, ma viene commutato da un piccolo relè sigillato in atmosfera inerte e contatti in argento, ho raddrizzato la tensione di uno dei secondari per i filamenti e piloto questo relè dal commutatore, questo permette di avere un contatto migliore abbattendo al contempo le capacità e gli accoppiamenti parassiti (con relativi problemi di diafonia) dovuti al sistema “economical” originario.
Come ho scritto sopra rimaneva un pelo di ripple residuo (1/2Vpp in realtà) nella sezione di alimentazione con conseguente HUM in altoparlante ho quindi aggiunto una neutralizzazione sfruttando la griglia alta del cascode che normalmente è ferma e ancorata ad una tensione fissa ottenuta con un partitore di tensione. Ho prelevato il ripple dall’anodica principale con un condensatore polipropilene wima rosso da 100nF, ho posto in serie a questo un piccolo potenziometro da 220k connesso a dimmer che si collega poi sulla griglia alta del cascode, il ripple amplificato dal triodo alto della ECC88 risulta invertito rispetto quello dell’alimentazione quindi regolandone il livello con il piccolo potenziometro è possibile annullarlo fino a non udire più nessun HUM residuo negli altoparlanti, siccome la griglia è un’ingresso ad alta impedenza questo RC non influisce minimamente sul segnale audio e la regolazione è necessaria quando si va a cambiare le ECC88. Nelle foto sotto si può vedere questa aggiunta, ho fatto uscire gli steli del potenziometro di circa mezzo centimetro da sotto il fondo dell’amplificatore in modo che si possa ritoccare al taratura dell’HUM a mano senza dover aprire l’amplificatore e senza infilare cacciaviti.
Le boccole RCA originali di plastichina con contatti in nikel music angel sono state sostituite con migliori, mentre ho mantenuto i morsetti degli altoparlanti.
Il pezzi di legno decorativo anteriore che era stato sverniciato per cancellare i loghi Music Angel è stato rilucidato a gomma lacca e passato con lana metallica per dargli una finitura opaca poi reincollato al suo posto.
Veniamo alle strumentali rilevate:
Potenza max 4,5/5Watt RMS con il trasformatore di alimentazione Music Angel, 6 Watt o qualcosa di più ottenibile se si avesse a disposizione un trasformatore che non si siede.
Banda passante a 1Watt: 10Hz – 55khz -3dB
Banda passante a 6Watt (alzando la tensione un pelo col variac): 25Hz – 45khz -3dB
Smorzamento DF: 40,0 (non sto scherzando!)
Rout: 0,2ohm
Analisi di spettro a 1Watt
Analisi di spettro poco prima del clipping
Onda quadra a 100Hz
Onda quadra a 1khz (foto sfocata)
Onda quadra a 10khz (anche questa foto sfocata, sorry!)
Come suona: suona bene, dettagliato, pulito e sufficientemente aperto da valvolare di ottima qualità e con bassi molto energici, la gamma alta è limpida e corretta e ha stupito anche me, il mio grande timore era di avere un suono sferragliante o piatto per via del tasso molto alto di NFB ma questa esperienza mi ha insegnato e confermato ancora una volta che l’NFB di per sè non è un male ma è come questo interagisce col circuito e col segnale di ingresso a generare tutti i problemi di cui tante persone si lamentano, problemi per altro risolvibili avendo a disposizione trasformatori e componenti di assoluta qualità e sapendo eseguire una messa a punto come si deve senza lasciare le cose a caso come fanno in tanti, sebbene non sia mia intenzione realizzare apparecchi così fortemente retroazionati come consuetudine questo progetto è stato un bell’esercizio e sono riuscito a trasformatore quel brutto anatroccolo del Music Angel di partenza, un’apparecchietto talmente economico che quasi non vale la pena spendere i pochi soldi che costa in un bel cigno che potrà sfoggiare un’ottimo suono a fianco di amplificatori ben più costosi di quello che è costato realizzare questa trasformazione.