Appunti e schemi di Mau749

Su sollecitazione di alcuni suoi amici, si è pensato di elargire un omaggio e un ringraziamento a Mau749, con il pensiero di fare cosa gradita a tutti gli autocostruttori, di riunire tutti i suoi interventi tecnici in merito alle valvole e nel campo audio in generale, affinchè non vengano disperse in mille rivoli le informazioni che ha dispensato in questo (purtroppo) breve periodo e resti una ''traccia'' consultabile e fruibile da tutti coloro che vogliono prendere spunto o proseguire i suoi lavori.

Questo nello spirito della sua frase preferita, che rappresentava la sua linea di pensiero in modo esplicito:
"...non è importante il colore del gatto... l'importante è che prenda i topi!"

Riposa in pace Maurizio, ci mancherai.


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mau749 il Mer Lug 17, 2013 10:34 am

Il bias e' semplicemente la corrente che scorre in un tubo in assenza di segnale.
Esiste sempre anche nei per e determina insieme alla tensione di alimentazione il punto di lavoro della valvola.
Nel caso di funzionamento in classe A la corrente di riposo e' anche la massima che scorre nel sistema.
E' importante nei finali per definire la massima dissipazione del tubo e per stabilirne la classe di funzionamento nei sistemi in push pull (i SE lavorano per definizione solo in classe A così come i pre)
A volte questa corrente e' regolabile finemente per accoppiare e bilanciare in maniera migliore i tubi fra loro.



mau749 il Mer Lug 17, 2013 12:38 pm

La corrente di riposo (bias) di un tubo dipende oltre che dalle caratteristiche proprie del tubo e dalla tensione anodica, che in sede progettuale devono essere considerate delle costanti, dal valore di -Vg e cioè dalla differenza di potenziale fra griglia e catodo del tubo.

Nel circuito di griglia, almeno teoricamente, non scorre corrente e quindi se la griglia è collegata a massa come di solito avviene con una resistenza di alto valore (100K e oltre) il potenziale della griglia è quello di massa.

Se nel circuito di catodo inseriamo una resistenza, per effetto della corrente circolante ai capi di questa verrà a crearsi una caduta di tensione che si calcola sempre con la solita legge di Ohm (V=R*i) e quindi il catodo risulterà POSITIVO rispetto a massa di quel valore di V.

Ne consegue quindi che la griglia sarà NEGATIVA rispetto al catodo dello stesso valore: -Vg= V catodo

Questo è il sistema che si usa quando si parla di bias automatico: il valore della resistenza sul catodo definisce il valore di -Vg.

Quando invece si parla di bias fisso la -Vg si realizza semplicemente immettendo nel circuito di griglia una tensione NEGATIVA pari al valore di quella caduta di tensione che prima era determinata dalla resistenza di catodo che in questo caso non c'è più (catodo a massa).

E' evidente che poiché la griglia è l'elettrodo di controllo del tubo nel quale entra il segnale più questa tensione negativa è "pulita" e meglio è perché eventuali disturbi verrebbero amplificati insieme al segnale d'ingresso.

Ci sono vantaggi e svantaggi sia nell'uno che nell'altro sistema e differenze sonore a volte perfettamente udibili.

E' sempre da verificare se la maggior complicazione del bias fisso giustifichi davvero i risultati ottenuti.

mau749 il Mer Giu 12, 2013 12:58 am

In ogni caso uno schema classico per ampli cuffie con la 6H13C è questo:

"

In pratica vanno diminuite le resistenze di source del MosFet (2-4.7K /10W oppure 2.2K/25W) per portare la corrente di riposo intorno ai 53 mA ed il valore del condensatore d'uscita a 220 uF per mantenere una buona banda passante per basse impedenze di carico.

E' evidente che l'alimentazione va ridimensionata perché ora gli assorbimenti totali superano complessivamente i 150 mA.

Si potrebbe addirittura pensare di prevedere due uscite: una per cuffia come da schema e l'altra, in parallelo a questa, con un condensatore di minore capacità e maggiore qualità (polipropilene, carta/olio, ecc...) come uscita pre normale.

Attenzione, nello schema R6 da 300 ohm simula il carico della cuffia: nella realizzazione pratica il suo valore rimane 100K.

Queste sono curve "isofoniche" e cioè rappresentano il livello di pressione necessario per avere la stessa sensazione di livello sonoro su tutta la banda audio.

Come si vede nell'intorno dei 4 KHz si ha la massima sensibilità e quindi per queste frequenze è sufficiente un basso livello di pressione sonora.

Se immaginiamo di ascoltare con livello medio percepito di 80 dB vediamo che a 4KHz sono sufficienti 70 dB SPL mentre a a 50 Hz, per avere la stessa sensazione ne servono ben 105...!

Vi siete mai chiesti a cosa servisse il famigerato controllo di loudness...

La differenza sostanziale fra un SE ed un PP è che il primo è uno stadio asimmetrico mentre il secondo invece è simmetrico.

Nell'SE, giustamente, tutto il segnale deve essere trattato da un solo tubo (ma anche da più tubi in parallelo) mentre nel PP il segnale è diviso fra una o più coppie di tubi che lavorano in controfase.

Attenzione però perché mentre un single ended può lavorare per definizione solamente in classe A e quindi appunto la condizione che tutto il segnale sia gestito da un solo tubo nel PP si possono scegliere altre classi di funzionamento; nella riproduzione musicale di solito non si va oltre la classe AB ma si potrebbe lavorare in classe B e addirittura in classe C.

Qual'è la differenza di queste classi di funzionamento?

Analizziamo brevemente la struttura di un PP.

E' costituito essenzialmente da un primo stadio di guadagno, assolutamente simile a quello di un SE, da uno stadio sfasatore che fornisce all'ingresso delle finali un segnale, possibilmente identico ma appunto sfasato di 180 gradi, da una coppia di valvole finale e dal TU.

Il compito del TU in questo caso è sempre quello di eseguire un adattamento d'impedenza per poter pilotare i diffusori a bassa impedenza ma anche e soprattutto quello di "ricostruire" il segnale d'uscita delle finali.

Fisicamente il TU per il PP ha il primario diviso in due sezioni simmetriche ed avvolte in controfase: ai capi dei due avvolgimenti arriva il segnale dalle finali che abbiamo visto essere a sua volta in controfase e quindi alla fine complessivamente il segnale sul primario sarà una ricostruzione di quello iniziale perché controfase + controfase = fase.

Perché vi chiederete tutta questa complicazione?

Immaginate un segnale sinusoidale: con questo sistema posso far lavorare un tubo esattamente solo sulla semionda positiva e l'altro sulla semionda negativa ottenendo ampiezze picco-picco doppie rispetto al SE e poi, attraverso il TU, rimettere insieme il tutto: risultato potenze decisamente maggiori, teoricamente di quattro volte.

Questa è la classe B.

C'è però la possibilità di decidere per ciascun tubo se amplificare solo esattamente la metà della semionda del segnale in ingresso oppure un po' di più fino al limite di trattare il segnale in ingresso completamente, così come accade nei single ended.

Siamo allora passati dal funzionamento in classe B a quello in classe A e tutto questo è determinato dal famigerato bias di cui tanto si è discusso: in generale più alta è la corrente di riposo, il bias appunto, tanto più ci si avvicina al funzionamento in classe A ed in questo caso la potenza teorica in uscita è solamente il doppio di quella di un SE che utilizza un solo tubo.

Condizioni intermedie comportano il funzionamento in classe AB: il finale lavora in classe A finché il bias consente di amplificate tutto il segnale in ingresso per poi passare gradualmente in classe B quando il bias è insufficiente.

Detto questo ci si rende conto, contrariamente a quanto detto, della maggiore difficoltà di realizzare un buon TU per PP rispetto ad uno per SE: gli avvolgimenti dovrebbero essere assolutamente identici, con stessa induttanza e capacità, ecc..

Inoltre nel PP è necessario uno stadio in più rispetto al single ended: lo sfasatore appunto, che poi è il vero punto dolente, ancor più del TU, perché è molto meno semplice di quanto possa sembrare costruire uno stadio sfasatore perfettamente simmetrico in tutte le sue caratteristiche (guadagno, impedenza d'uscita, ecc.).

Nel single ended si saltano a piè pari tutti questi problemi... non sarà per questo che, di solito, gli SE suonano meglio...?

Caricamento reflex con i Fostex non è proprio l'ideale: hanno parametri che meglio si accordano con caricamenti a tromba posteriore o similare.

Un caricamento che nasce proprio per l'FE206/207, che fornisce eccellenti risultati ed è di semplice realizzazione è l'Half Chang: http://diyaudioprojects.com/Gallery/displayimage.php?pid=383

Come si vede non è molto più impegnativo di un semplice reflex.

Per avere un'idea di cosa si sta parlando puoi vedere qui:

http://www.audiofaidate.org/forum/viewtopic.php?f=7&t=6287&hilit=half+chang&start=40

Per semplificare diciamo che ogni apparecchio ha per sua natura una "resistenza" d'ingresso ed una "resistenza" d'uscita: l'ideale sarebbe avere una elevata "resistenza" (impedenza) in ingresso ed una bassa "resistenza (impedenza) d'uscita ed il motivo è molto semplice e si può spiegare con un esempio banale.

Supponi di avere un alimentatore e di caricarlo con una resistenza: minore è il valore di questa resistenza e maggiore sarà la corrente che circolerà in essa (vale sempre la legge di Ohm): ci sarà un valore di questa resistenza al di sotto del quale l'alimentatore "si siede" perché non è più in grado di fornire la corrente necessaria e, prima di "morire", tenderà a diminuire la tensione perché la potenza deve ovviamente rimanere costante.

La stessa cosa accade con il segnale audio anche se in quel caso entrano in ballo anche i valori di capacità e di induttanza perché l'impedenza è una variabile non reale ma complessa.

Trascuriamo queste due componenti ed ecco che allora il valore della resistenza di carico dell'ipotetico alimentatore al di sotto della quale questo comincia ad andare in crisi rappresenta l'impedenza d'uscita del nostro apparecchio.

E' evidente allora che se un apparecchio presenta un'alta impedenza d'ingresso questo significa che quello che c'è "prima" farà sempre meno fatica a pilotarlo arrivando al limite a non dover erogare corrente per il caso di resistenza infinita o se vuoi, tornando all'esempio dell'alimentatore, se questo lavora "a vuoto".

E' il caso delle valvole che per loro natura presentano un'impedenza d'ingresso molto alta, dell'ordine di qualche decina di megaohm, e che quindi lavorano praticamente solo "in tensione", salvo casi particolari.

Per contro avere una bassa impedenza d'uscita significa poter lavorare al meglio anche su impedenze d'ingresso relativamente basse.

Di solito si tende a far valere la "regola del dieci" che recita che l'impedenza d'ingresso dell'apparecchio a valle dovrebbe essere circa 10 volte maggiore di quella d'uscita del componente a monte e quindi di un ordine di grandezza maggiore.

Altro discorso è quello della sensibilità.

Se stiamo parlando di un apparecchio che "amplifica" di una certa quantità un segnale in ingresso ci sarà un valore di questo segnale oltre il quale l'apparecchio non è più in grado di gestirlo e quindi aumenterà la distorsione fino ad arrivare alla saturazione (clipping).

L'ampiezza del segnale in ingresso prima di arrivare alla saturazione è la sensibilità dell'apparecchio.

Consideriamo la classica catena CD Player-preamplificatore-finale di potenza e diamo un po' di numeri:

CD Player con uscita media di 500 mV RMS
Preamplificatore con sensibilità d'ingresso 5V e guadagno 10 (20 dB)
Finale di potenza con sensibilità d'ingresso 1 V RMS per la massima potenza d'uscita.

Se collegassimo il tutto senza la regolazione del volume sul pre ci troveremmo nella condizione che all'uscita del preamplificatore, con 500 mV in ingresso, avremmo in uscita 5 V RMS che è un valore 5 volte maggiore di quello massimo consentito dal finale per evitare il clipping.

Dovremo allora intervenire sul potenziometro del volume riducendo il segnale d'ingresso a 100 mV per ottenere in uscita quel volt che ci serve per il massimo pilotaggio del finale.

E' evidente quindi che, ferma restando la sensibilità del finale, se la tensione d'uscita dal CD Player è più alta, dovremo ridurre di più il volume per mantenere i giusti valori.

Ecco spiegato il perché delle differenti posizioni del potenziometro del volume.

Come sempre un buon rodaggio, le solite 100 ore o più, migliorano e stabilizzano le prestazioni di una valvola.

Le 6L6 sono in assoluto fra i pentodi più musicali mai costruiti.

Le prime versioni metalliche erano utilizzate nei mitici McIntosh MC30 ed MC60 (... azz... ne ho un quartetto NOS che prima o poi mi dovrò decidere ad utilizzare...)
Lavorano bene a basse tensioni anodiche, intorno ai 280-360V ma facendo comunque attenzione alla massima tensione di griglia schermo che è piuttosto delicata (max. 270V) soprattutto nelle prime versioni (6L6 senza ulteriori suffissi).

Per ovviare a questo inconveniente nel tempo sono state costruite le varie versioni 6L6GC, 6L6WGC, 5881, ecc. ma , a mio parere, le vere 6L6 restano insuperabili dal punto di vista sonoro.

Ci si possono ricavare circa 1.5W in SE a triodo, circa 4W sempre in SE ma a pentodo, una quindicina di watt in PP in classe A1 a pentodo ed infine circa 25W in PP in classe AB1 sempre a pentodo.

mau749 il Ven Mag 17, 2013 7:47 pm

La necessità del rodaggio per i tubi è dettata essenzialmente dal fatto che sono a tutti gli effetti dei componenti "meccanici" se pur non con parti in movimento.

Tutti gli elettrodi, anodo, griglia, catodo e riscaldatore per i filamenti sono realizzati in metallo e sono variamente rivestiti da particolari elementi "droganti" per consentire loro di svolgere la funzione assegnata (griglia dorata, placca grafitata, ecc..)

Questi elementi aggiunti contengono, seppur in minime quantità, delle impurità che si eliminano da sole con il funzionamento.

A seconda della "ricchezza" degli elementi aggiunti (quantità) il tempo di stabilizzazione delle prestazioni sarà proporzionalmente lungo.

Le russe in generale sono piuttosto "ricche" soprattutto sui catodi che sono ricoperti di ossidi di vario tipo che hanno la funzione di emettere gli elettroni verso la placca e quindi i tempi per eliminare le impurità sono piuttosto lunghi, parliamo di almeno un centinaio di ore di funzionamento.

In più, sempre per loro costruzione e considerando le elevate temperature raggiunte da alcune parti del tubo, si ha, dopo un certo periodo d'uso, anche una certa stabilizzazione delle dilatazioni termiche.

Questa condizione si verifica sempre ad ogni accensione ed è per questo motivo che le valvole cominciano a "suonare" dopo qualche ora.

In estrema sintesi è questo il motivo della necessità del rodaggio ed è lo stesso motivo che porta a non avere senso fare un tube rolling con tubi nuovi...

Una misura della reale risposta in frequenza sarebbe utile per centrare la frequenza e capire l'entità dell'attenuazione necessaria.
e le attenuazioni coerenti con la risposta fornita.

Tieni conto che per giudicare un fullrange, per sua intrinseca natura, hai bisogno di moltissimo rodaggio: tutti all'inizio sono taglienti e vetrosi ma migliorano notevolmente sia in gamma bassa che in quella alta dopo un paio di centinaia di ore di funzionamento.

Un'attenuazione più marcata e centrata sui 4KHz con andamento crescente con la frequenza potrebbe essere ottenuta con questo schema:

La ECC88 ha una resistenza interna di circa 2.65 Kohm che, per un tubo, è piuttosto bassa: collegata a catodo comune, ipotizzando ragionevolmente una resistenza di placca di 47K, il sistema presenta un'impedenza d'uscita di circa 2.45 K che, sempre ragionando con le valvole, è un valore abbastanza basso ed in grado di pilotare tranquillamente finali che abbiano impedenze d'ingresso non inferiori ai 20-25K.

La differenza sostanziale rispetto allo SS è che un catodo comune di ECC88 alimentato a 240V ben progettato può erogare una cinquantina di volt RMS con tassi di distorsione che non superano lo 0.1% e dunque proporzionalmente con THD inferiore al diminuire del segnale in uscita e quasi esclusivamente di seconda armonica...

Acquistate dall'elettricista sotto casa circa tre metri di doppino telefonico, quel brutto ed insignificante cavetto grigio che serve appunto per i collegamenti delle linee telefoniche casalinghe.

Dividete lo spezzone in tre sezioni uguali da circa un metro ciascuna e sfilate i due conduttori interni.

Vi troverete tre fili con il rivestimento rosso e tre con quello trasparente che sembra dorato solamente perché si vede il rame all'interno.

Per comodità, e poi capirete perché, fate due coppie composte ciascuna da due fili dello stesso colore ed il terzo dell'altro colore e con un po' di pazienza intrecciateli: la classica treccia a tre capi della nonna.

Curate che le maglie siano abbastanza uguali fra loro e non molto strette: dopo qualche prova ci si fà la mano.

A questo punto avete praticamente finito: rimane solo da saldare il tutto ai connettori ma questo va fatto in un certo modo.

Da un lato del cavo unite fra loro i fili dello stesso colore e saldateli insieme al polo freddo (massa) e quello di colore diverso al polo caldo; all'altro capo del filo invece eliminate un pezzetto (un centimetro circa) di uno qualunque dei due fili dello stesso colore curando che il conduttore interno non sia a contatto con le parti metalliche del connettore (si può anche isolarlo con il classico smalto da unghie), saldate l'altro al polo freddo e quello di colore diverso sempre al polo caldo: segnate sul cavo quale dei due connettori ha tutti e due i fili collegati a massa in modo da poterli collegare entrambi nello stesso modo perché questo cavo ha un "verso".
A mio giudizio è un cavo dalla sonorità piuttosto asciutta e definita, giusto per il mio impianto tutto valvole.
Il cavo è finito ed alla fine dovrebbe avere questo aspetto.

A seguito delle ricerche degli amici del T-Forum, è stata reperita questa documentazione di Mau749, mai pubblicata dall'autore anche per ragioni di tempo. Il materiale è stato forrnito da FBJ, il quale usufruiva della solita fattiva collaborazione e paziente aiuto che contraddistingueva Mau nei confronti degli altri forumisti.

Il progetto riteniamo sia un buono ''start up'' di lavoro per coloro che vogliono cimentarsi nel proseguimento di questo finale. Riteniamo che questo proseguo del lavoro di Mau sia una giusta forma di tributo nei suoi confronti, che avrebbe senza dubbio gradito.

Ecco il link al PDF:
www.silvercybertech.com/Packages/hifi/Progetto%20S.E.%20EL34%20di%20mau749%20inedito.pdf