Se avete speso 500 $ o più per 5m circa di cavi esoterici

Se avete speso 500 $ o più per 5m circa di cavi esoterici per diffusori,
avete mai pensato ai circa 500m di filo di rame standard nel trasformatori di
uscita del vostro amplificatore a valvole? Trasformatori di uscita audio di
grandi dimensioni, componenti costosi che richiedono complessi avvolgimenti
al fine di funzionare correttamente alle alte frequenze. Sono i primi colpevoli
per il suono del basso morbido associati con gli amplificatori valvolari.
Le cause principali sono sia la saturazione/distorsione del nucleo di ferro
e induttanza dell'avvolgimento che bypassa l'altoparlante alle basse
frequenze. Inoltre, la resistenza dell’avvolgimento fa perdere circa il 10%
della potenza di uscita. Quindi, una notevole quantità di ferro e rame
sono necessari per minimizzare questi problemi.
Un'alternativa è un’amplificatore a valvole senza il trasformatore di uscita
(OTL). Questo concetto non è facile da realizzare in pratica,
poiché se così fosse non ce ne sarebbero di altri modelli in giro.
L’AMPLIFICATORE
Il mio progetto OTL offre diverse soluzioni. In primo luogo, al fine di
proteggere gli altoparlanti in caso di guasto, aveva bisogno di
essere senza limitazione di corrente con circuiti di ausiliari di protezione.
Un altro problema era come realizzare lo stadio di uscita in una
configurazione simmetrica nonostante non avessimo i tubi complementari
non come le coppie dei transistor NPN e PNP.
Una possibilità è stata di adottare il "circlotron" circuit, che
è stato inventato da Cecil Hall nel 1951, ma che precluso l'uso della
limitazione di corrente naturale che avrebbe notevolmente complicato
il potere della configurazione dell’alimentazione.
Invece, ho progettato uno stadio di uscita totem non-complementare
con una nuova combinazione di feedback locale e unità di corrente al fine di
raggiungere la simmetria e anche la cancellazione di
armoniche, come confermato nelle successive misurazioni. Questa
configurazione è più in comune con il Futterman circuit, tranne che
per una coppia di pentodi che viene utilizzato per la fase pilota al posto
dello splitter di fase.
I pentodi possono fornire la corrente così come lo swing di tensione
superiore per i triodi.
Un obiettivo generale del progetto era quello di semplificare il circuito il più
possibile con un numero minimo di componenti nel percorso del segnale
e in configurazione push-pull (Fig. 1).
L’amplificazione push-pull non solo annulla la distorsione armonica
ma fornisce anche una buona reiezione del ripple di alimentazione. In un
coda lunga coppia, la corrente di alimentazione è praticamente DC
in modo che l'alimentazione è effettivamente rimossa dal percorso del
segnale.
In particolar modo, volevo uno stabile, affidabile
progetto che non avrebbe avuto bisogno di un continua costante
ricalibrazione. A tal fine, ho incorporato un ciclo di feedback DC, che
successivamente la regolazione iniziale, mantiene la tensione di offset
all'interno 20mV anche dopo la sostituzioni dei tubi.
Allo stesso modo, non necessiterà quasi nessun aggiustamento della
polarizzazione CC nel corso del tempo.
So che è un segnale di feedback è un problema controverso
e ci sono quelli che sostengono che l'obiettivo finale dovrebbe
essere 0dB tuttavia il feedback zero in questo disegno porterebbe
a rumore udibile e impedenza di uscita di 8Ohm, che comprometterebbe
l'equilibrio tonale di più diffusori. Ho applicato
26dB di feedback, che è un valore analogo a più classici disegni di
amplificatori a valvole e imposta l'impedenza di uscita di 0.4 Ohm per
bassi ben controllati. Tuttavia, il vantaggio di un amplificatore fai da te è
che sarebbe possibile regolare il feedback per soddisfare il proprio
gusto. Il modo più semplice per ridurre il feedback 11dB è quello di
omettere i condensatori di accoppiamento tra il primo e gli stadi successivi.
Infine, allo scopo di gestire bene il carico degli altoparlanti, ho deciso che
avevo bisogno di una potenza di almeno 20W. A questo punto è ovvio la
scelta del tubo di uscita che è caduta sul triodo russo 6C33C, perché un
singola coppia in grado di fornire 2,54 in carico di 8 ohm
con un’alimentazione moderata di 150V. Questo consente all'amplificatore di
erogare 25W su un carico di 8 Ohm o 40W con un carico di 16 ohm,
come le mie Lowther full-range-port reflex. Se è possibile aumentare il carico di
attraverso, 40 e 100Ohm, allora si può facilmente ottenere 50W di potenza in
pura classe A.
Potevo solo misurare la distorsione senza feedback (iniettando il segnale
direttamente nella griglia del tubo di ingresso) perché la distorsione con
feedback era inferiore a quella del generatore di segnali.
Questo ha dato 0.14% THD a 2W su un carico di 8Ohm senza feedback o
0.007% con feedback 26dB. Sono lieto di dire che, durante gli otto anni da
quando ho costruito questo amplificatore, un solo errore si è verificato,
un corto circuito interno in uno dei tubi di uscita. Per fortuna,
il fusibile HT fatto il suo lavoro e nessun altro danno.
Ho progettato e realizzato molti amplificatori a valvole negli anni dal push-pull
ultralineare a monotriodo, utilizzando in casa i trasformatori di uscita. Ho anche
sperimentato a stato solido, ma io tendo ad essere molto critico della mia
lavoro e non sono mai stati pienamente soddisfatto dei risultati ottenuti fino ad
ora. Questo amp (Foto 1) mi permette di godere di un colore tonale naturale
e prestazioni reali. Purtroppo, è un po 'spietato su recenti registrazioni
compresse, preferendo piuttosto primi LP in vinile stereo classica e jazz
effettuate con un apparecchio semplice a tubi.
CIRCUITO IN DETTAGLO
Il segnale di ingresso SK1 è immessa nella rete di V1nel controllo del volume
RV1, C1 e R1. Il feedback è fornito dalle resistenze R1 e
R3, che miscela l'uscita e di ingresso segnali per impostare il complessivo
massimo guadagno per un valore di R3/R1, che è di circa 29. In altre parole,
una tensione di ingresso 500mV è necessaria per produrre 25W in
8Ohm di carico. Quando RV1 è impostato al massimo, l'impedenza di ingresso
è di circa 26k a causa di RV1 in parallelo con R1.
Ho incluso il condensatore C1 per massimizzare il feedback CC. Quando
non c'è offset, la griglia di V1a è lo stesso potenziale come quella di V1b, che
si unisce con R4. Tuttavia, piccole differenze nelle
griglia a tensioni catodo di ogni sezione, a causa di mancata corrispondenza,
in grado di produrre una tensione alla griglia di V1a. Ciò appare anche
attraverso l'altoparlante come un offset DC perché il percorso del feedback
100% DC, via R3, mantiene le tensioni di ingresso e di uscita
uguali. È possibile regolare il trimmer RV2 a null l'offset.
Una soluzione alternativa è quella di applicare il segnale in ingresso alla rete
di V1b con feedback serie applicato alla grigliadi V1a. Questo ha il vantaggio di
permettere impedenza di ingresso superiore (1M, per
esempio). Tuttavia, tenderebbe leggermente a sbilanciare lo stadio di ingresso,
a meno che non si utilizza un generatore di corrente "ideale" a stato solido al
posto di R7. Naturalmente si potrebbe ottenere l'immunità eccellente rumore
utilizzando un preamplificatore con un uscita bilanciata e quindi applicando
questa ad entrambe le griglie di V1 via C1 e C2.
Lo stadio di ingresso, che è formata da V1 e dei suoi componenti associati,
atti come una coppia splitter di fase. L’ alta tensione DC attraverso R7 fornisce
una corrente costante, che è diviso attraverso le due metà di V1. Ciò significa
che se la corrente attraverso un aumento mezzo da una certa quantità, la
corrente attraverso l'altra metà deve diminuire di
la stessa quantità in modo che la somma delle correnti RWO rimarranno
costanti.
Come anche il flusso di queste correnti attraverso il carico dell'anodo resistenze
R5 e R6, la tensione d’uscita sviluppata attraverso uno dei
essi devono inoltre aumentare lo stesso valore che la tensione ai capi
degli altri diminuisce. Una caratteristica interessante di coda lunga
coppie è che la corrente assorbita dalla rete è quasi DC costante.
In altre parole, l'offerta è in gran parte esclusi dal percorso del segnale, e
questo riduce il suo effetto sulla qualità del suono.
La lampadina al neon N1 serve a limitare il riscaldamento della tensione di
catodo su entrambe le metà di V1 a circa 65V massimi durante il
riscaldamento. E 'uniit durante il normale funzionamento.
L’uscita bilanciata dallo stadio di ingresso viene accoppiati alle reti di V2 e
V3 attraverso C3 e C, 1. C'è anche parziale accoppiamento DC tramite R8 e R9.
la fase pilota, formato da V2 e V3 e loro componenti associati, sono anche atti
come una coda lunga coppia. Le uscite di questa fase sono direttamente
accoppiate alle griglie di V4 e V5, che formano lo stadio di uscita. Il trimmer RV3
regola la tensione sviluppata sulle griglie di V4 e V5 al fine di impostare la
corrente della polarizzazione d'uscita.
La scelta della corrente di polarizzazione comporta un
trade-off tra la vita del tubo e la distorsione.
In teoria, si puossono portare i tubi fino a, 400mA massimi, in cui
gli anodi dissipano 60W. Questo dà la più bassa distorsione. Tuttavia,
si può estendere la vita dei tubi con una corrente di polarizzazione inferiore, per
esempio, 200mA. Ciò riduce anche il notevole
quantità di calore prodotto dall’amplificatore
Ho usato pentodi nella fase pilota perché possono lavorare con la tensione
dei triodi e anche perché sono eccellenti fonti di corrente.
Quest’ultimo assicura la simmetria all'interno dello stadio di uscita. Un altro
vantaggio del pentodo è l'assenza virtuale della capacità Miller
tra anodo e griglia di controllo, a causa alla presenza di una griglia
schermo. Questo aumenta la larghezza di banda dello stadio e
elimina la necessità di una compensazione di frequenza componenti al fine di
rendere l'amplificatore stabile quando il feedback è applicata. Lo svantaggio
è che solo producono leggermente più dispari ordine
distorsione armonica di triodi.
Tuttavia, l’EF86 è stato progettato per applicazioni audio e, come tale, è più
lineare rispetto, per esempio, una variabile-mu pentodo RF.
E 'stato utilizzato con grande successo nel driver del famoso
amplificatore Quad II.
Potete vedere la necessità di una corrente driver analizzare lo stadio di
uscita.
V4 è un inseguitore catodico. Ciò significa che che vi è 100%
di feedback negativo tra il catodo e la griglia, che si traduce in meno del
guadagno unitario e impedenza di uscita ridotta. V5 è un inseguitore anodico e,
affinché possa avvenire hanno lo stesso guadagno e impedenza di uscita
di V4, deve avere un feedback 100% negativo attraverso l'anodo e griglia.
Questo è realizzato utilizzando un driver di corrente, che, per definizione, ha
una fonte ad alta impedenza per non attenuare il feedback, che viene instradato
via R13. Anche se la tensione in corrente continua degli anodi di V2 e V3 non
sono le stesse, questo in realtà non importa molto perché, per una tensione di
rete dato, i pentodi tendono a produrre una corrente anodica che è largamente
indipendente dalla tensione anodica che, dopo tutto, è la definizione
di sorgente di corrente. R15 assicura che la griglia di V1a è sempre a terra
durante il riscaldamento. In caso l’ altoparlante non è collegato il tubo di scarico
del gas, N2, assicura che il tensione di uscita viene mantenuta entro limiti di
sicurezza in ogni condizione. Se l'uscita supera i 90V, interviene e quindi i
morsetti d'uscita rimangono a bassa tensione fino a che quest’ultima non sia
scesa sotto questo valore.
(Fig.2).
ALIMENTAZIONE
Anche se l’alimentatore è abbastanza convenzionale (Fig. 3) e quindi non
avrebbe bisogno di descrizione, ci sono alcuni punti degni di nota: in caso di
avaria costringendo il blocco dello stadio di uscita sia alto o in basso, R29
fornisce un mezzo di limitare la corrente attraverso lo stadio di uscita e
altoparlante. Se il suo valore erano troppo piccoli, o un tubo di uscita o
l'altoparlante o entrambi potrebbero essere danneggiati.
Se il suo valore fosse troppo alto, una piccola tensione di offset attraverso
l'altoparlante potrebbe causare uno squilibrio sulle tensioni di alimentazione
HT2 e HT4.
I fusibili F1 e F2 sono necessari nel caso in cui entrambe i tubi driver, V2
e V3, non riescono (o non essere collegato), causando in tal modo un flusso di
corrente eccessiva attraverso i tubi di uscita V4 e V5.
In teoria, un solo fusibile è necessario, ma la presenza di due è necessaria in
modo che ogni non linearità che producono è simmetrica.
Quando un fusibile è collegato direttamente in serie con un altoparlante, è una
nota fonte di non linearità termica. A basse frequenze, le loro resistenze
variano con corrente per produrre distorsione armonica.
A frequenze più elevate, il termico costante di tempo è tale che essi producono
compressione dinamica. Tuttavia, in questo circuito, è bene che l’ alta
impedenza interna di V4 e V5 compensino le piccole resistenze non lineari
dei fusibili. Alcuni possibili miglioramenti di questo progetto potrebbero includere
l'uso di una tensione DC per i riscaldatori di V1 e una ritardo del circuito timer
per garantire che HT2 e HT4 fossero applicate solo quando tutti i tubi si sono
riscaldati.
CONSIDERAZIONI PRATICHE
Un elenco dei componenti necessari è mostrato nella tabella 1. La scelta dei
condensatori smoothing C8-C11 è importante perché
questi sono sicuramente nel percorso del segnale
tra i tubi di uscita e l'altoparlante e pertanto deve essere di ottima
qualità. Essi devono essere privi di vibrazioni interne, il che significa che
dovrebbero non "cantare" quando l’ampli stà pilotando un carico fittizio.
Sfortunatamente, dal momento che montato l'eccellenti condensatori Elna
"cerafine", che sembrano essersi rotti, ho scelto Elna "Tonerex" come sostituti,
anche se non li ho mai provati. Per i condensatori di accoppiamento,
vi consiglio quelli al polipropilene per l’affidabilità anche se si preferisce
utilizzare il modello più costoso a carta in olio.
Ingiustamente sono stato messo fuori strada dal fatto di aver sostituito numerosi
condensatori di questo tipo in apparecchiature vintage, ma probabilmente
sbagliando.
In molti luoghi, ci sono potenzialmente alte tensioni durante il riscaldamento,
così il resistenze devono avere la giusta tensione
rating così come tenuta in potenza. Il Maplin resistenze di 2W in grado di
sopportare 500V DC sono un valore eccellente, e specialmente perché sono
venduti separatamente inoltre suonano bene, con un basso
rumore di fondo di 1uV/V e un basso coefficiente di temperatura
di 50ppm/.C.
Si potrà osservare da foto 2 che il layout è un po’ piccolo, vi consiglio
L’utilizzo di un telaio più grande del 12”x 9 "x 3" di quella da me usato.
L'amplificatore produce molto calore per cui i tubi dovrebbero avere più spazio
intorno a loro per la circolazione dell'aria.
Ci dovrebbe anche essere una buona ventilazione al di sotto del telaio.
Mentre il l’interruttore retrò di accensione nella parte anteriore può sembrare
bello, il cablaggio si è invece rivelato piuttosto problematico.
Si noti che il foglio di alluminio che ho dovuto avvolgere intorno ad esso per
proteggere la sezione di ingresso sensibile alla frequenza di rete ed alle sue
armoniche più alte. Ciò è aggravato dal fatto che la corrente scorre solo durante
brevi impulsi, mentre il raddrizzatore a diodi sta conducendo. Se possibile,
montare un interruttore elettrico rotante vicino alla parte posteriore con
un estensione a mandrino lungo o usare un relè. Io ho utilizzato molte targhette
poiché questo è un prototipo e sapevo, per esperienza, che le revisioni di
progettazione sarebbero state probabili. Connettere i componenti direttamente
agli zoccoli dei tubi è generalmente una buona idea perché mantiene breve il
percorso del segnale, tranne nel caso dei tubi di potenza perché il calore
prodotto distruggerebbe i componenti.
Prima di accendere, verificare che il trimmer RV2 è in posizione a circa metà
corsa e che RV3 sia impostata per un minimo di resistenza.
E 'una buona idea organizzare i collegamenti in modo che la regolazione sia in
senso antiorario. Poi si può variare RV3 in senso orario per aumentare la
corrente di polarizzazione praticamente da zero all’impostazione desiderata (io
l’ho impostato a 200 mA), utilizzando il amperometro M1. Durante il normale
funzionamento, M1 difficilmente varia, quindi non è un VU meter tuttavia, è
rassicurante avere lì come un avvertimento nel caso qualcosa va storto.
Un'altra buona idea è quella di accendere l'amplificatore per la prima volta
senza tubi e inserirli nei loro zoccoli solo per controllare tutte le
tensioni di alimentazione. Dopo aver inserito i tubi impostare la corrente di
polarizzazione, riaggiustare RV3 se necessario dopo circa 20
minuti. Quindi collegare un millivoltmetro attraverso i morsetti dei diffusori e
regolare RV2 a zero la lettura. Fare questa operazione con il volume al minimo
o la presa di ingresso in cortocircuito.
Quando l'amplificatore è in funzione, non è mai buona cosa riaccenderlo subito
dopo altrimenti potrebbe verificarsi la rottura del fusibile. Inoltre, è utile avere
uno spray per mantenere i contatti degli zoccoli in ordine poiché essi, con il
passar del tempo, tendono a ossidarsi e si avrà bisogno di una pulizia di tanto
in tanto.