mercoledì 9 marzo 2011
martedì 7 dicembre 2010
polarizzazione valvola 2A3
Vediamo ora come polarizzare nella maniera più corretta un tubo finale di un ipotetico amplificatore audio. Una configurazione standard e quella di tipo single-ended. L’altoparlante verrà, per ora, considerato come un resistore di 8 ohm che rappresenta il carico del T.U. ai capi del suo secondario, Quando l’amplificatore si trova in condizioni di riposo, sul secondario del T.U. non circola alcuna corrente. Il primario invece viene attraversato dalla sola corrente continua anodica della finale, Applicando invece un segnale all’ingresso dell’amplificatore, alla componente continua anodica si sovrappone quella alternata che verrà trasferita al secondario del T.U., di conseguenza al suo carico.
Analizziamo adesso un classico delle finali la musicalissima “2A3” in fig.1 vediamo tutti i dati forniti dal costruttore del triodo si tratta di una valvola a riscaldamento diretto che ci correda di risultati ottimi, analizziamo la tabella; vediamo la massima tensione applicabile “PLATE VOLTAGE”, la massima potenza dissipabile “PLATE DISSIPATION”,i dati strutturali, la tensione di accensione filamento ac/dc con la rispettiva corrente, le capacità interelettrodiche, molto importanti per applicazioni ad alta frequenza, poi passiamo a ciò che ci interessa veramente, i dati per applicazione in classe A1, leggiamoli attentamente.
Tramite la fig 2 dove è disegnato il grafico dell’andamento anodico della valvola, della corrente e della tensione di placca, in funzione della tensione di griglia applicata, troviamo il nostro punto di lavoro tra l’altro suggerito dal costruttore Vg di griglia a – 43,5Volt, plate current 60mA plate voltage 250V; se dividiamo la Vg per la Ia (corrente anodica) troveremo circa 750 homm, abbiamo trovato la res. di catodo.
La pendenza da dare alla retta di carico da disegnare sul grafico la troveremo moltiplicando la Ia per la resistenza di carico, che per la 2A3 e di 2500homm, troveremo 150Volt di caduta di tensione, questa, sommata alla tensione anodica riferita al punto di lavoro prescelto cioè 250V. darà 400V. tracciate ora la retta che parte da 400v ed interseca il punto di lavoro -43,5v ed il gioco è fatto. Va detto che, nel caso di valvole finali accoppiate quindi ad un T.U. la resistenza di carico (load resistance ) viene considerata una res. cosi detta dinamica. Supponiamo adesso di applicare alla griglia della 2a3 una tensione alternata ad esempio del valore max di 10volt, ciò significa che la tensione varierà da -33,5 a -53,5 producendo approssimativamente una variazione di tensione anodica che va da 212volt a 288volt, verificabile direttamente sulla fig.2 con una variazione max di circa 38volt. Nell’asse della corrente invece avremo una variazione di circa 15mA, si potrà adesso verificare che, dividendo 38/0.015= sarà 2500 ohms, abbiamo quindi avvalorato la nostra polarizzazione, ora , considerando che, la resitenza di carico della valvola di potenza, è intesa come dinamica, ricordiamo che il carico anodico è rappresentato dall’avvolgimento del T.U., la tensione quindi da applicare ai capi del primario del nostro T.U. non sarà quella risultante dal calcolo effettuato con la legge di ohm cioè 400volt di caduta, ma bensì 250volt.
La tensione trovata dovrà essere innalzata però del valore della tensione di griglia riferita al punto di lavoro prescelto cioè -43,5V, questo va fatto ogni volta che viene realizzata la polarizzazione automatica di griglia tramite la resistenza di catodo, misurando infatti tra anodo e catodo traveremo 250-43,5 quindi per riportare la tensione a 250V si dovrà sommare 250+43,5,la nuova Va da applicare alla placca.
Rapporto di trasformazione del T.U. ed altro.
Occorrerà ora sapere il preciso rapporto di trasformazione con il quale dovrà essere realizzato il T.U. e si enuncia che, il suddetto, si calcola estraendo la radice quadrata del numero ottenuto dividendo la resistenza di carico del tubo per la resistenza del carico collegato al secondario (8 ohm).
In questo caso 2500/8=312,5 cioè 17,67.
E palese a questo punto constatare che la load reasistance della 2a3, risentirà delle variazioni di carico sul secondario a cui è strettamente collegata attraverso il T.U. è noto a tutti come l’impedenza di un altoparlante sia in stretta relazione con le variazioni di frequenza durante la riproduzione di un brano musicale, ed in correlazione da qui il bisogno di avere un carico al secondario il più resistivo possibile, e ciò è veramente impossibile.
Un trasduttore che possiede dei filtri cross-over non realizzati correttamente o molto complessi e comunque non compensati adeguatamente, immettera nel nostro sistema un modulo di impedenza astruso che farà variare molto il carico anodico della nostra 2a3 in funzione della frequenza, potremo trovarci ad esempio, della buone basse frequenze e null’altro, oppure solo degli esuberi in frequenze medie ed altro ancora, questo ampli non suona bene: orribile!!!!!!.
Non a caso si realizzano delle casse acustiche utilizzanti dei largabanda in grado di coprire uno gamma di frequenze abbastanza ampia, ed è stupefacente come da questi trasduttori esca un suono molto naturale e vero, ma è da dire che nessun altoparlante può coprire l’intera gamma di freq. senza paletti. Concludendo dalla mia vi dico che, dopo aver realizzato la vostra elettronica e provato che essa vada bene, con i limiti comunque imposti dal progetto realizzato, occorrerà trovare il sistema acustico che si sposerà al meglio con il vostro, e ciò va fatto provando e riprovando casse in sale di ascolto.
Nel prossimo post cercherò di esaminare altri fattori come la potenza, la distorsione, ed altro ancora.
Un salutone da Avionico.
Analizziamo adesso un classico delle finali la musicalissima “2A3” in fig.1 vediamo tutti i dati forniti dal costruttore del triodo si tratta di una valvola a riscaldamento diretto che ci correda di risultati ottimi, analizziamo la tabella; vediamo la massima tensione applicabile “PLATE VOLTAGE”, la massima potenza dissipabile “PLATE DISSIPATION”,i dati strutturali, la tensione di accensione filamento ac/dc con la rispettiva corrente, le capacità interelettrodiche, molto importanti per applicazioni ad alta frequenza, poi passiamo a ciò che ci interessa veramente, i dati per applicazione in classe A1, leggiamoli attentamente.
Tramite la fig 2 dove è disegnato il grafico dell’andamento anodico della valvola, della corrente e della tensione di placca, in funzione della tensione di griglia applicata, troviamo il nostro punto di lavoro tra l’altro suggerito dal costruttore Vg di griglia a – 43,5Volt, plate current 60mA plate voltage 250V; se dividiamo la Vg per la Ia (corrente anodica) troveremo circa 750 homm, abbiamo trovato la res. di catodo.
La pendenza da dare alla retta di carico da disegnare sul grafico la troveremo moltiplicando la Ia per la resistenza di carico, che per la 2A3 e di 2500homm, troveremo 150Volt di caduta di tensione, questa, sommata alla tensione anodica riferita al punto di lavoro prescelto cioè 250V. darà 400V. tracciate ora la retta che parte da 400v ed interseca il punto di lavoro -43,5v ed il gioco è fatto. Va detto che, nel caso di valvole finali accoppiate quindi ad un T.U. la resistenza di carico (load resistance ) viene considerata una res. cosi detta dinamica. Supponiamo adesso di applicare alla griglia della 2a3 una tensione alternata ad esempio del valore max di 10volt, ciò significa che la tensione varierà da -33,5 a -53,5 producendo approssimativamente una variazione di tensione anodica che va da 212volt a 288volt, verificabile direttamente sulla fig.2 con una variazione max di circa 38volt. Nell’asse della corrente invece avremo una variazione di circa 15mA, si potrà adesso verificare che, dividendo 38/0.015= sarà 2500 ohms, abbiamo quindi avvalorato la nostra polarizzazione, ora , considerando che, la resitenza di carico della valvola di potenza, è intesa come dinamica, ricordiamo che il carico anodico è rappresentato dall’avvolgimento del T.U., la tensione quindi da applicare ai capi del primario del nostro T.U. non sarà quella risultante dal calcolo effettuato con la legge di ohm cioè 400volt di caduta, ma bensì 250volt.
La tensione trovata dovrà essere innalzata però del valore della tensione di griglia riferita al punto di lavoro prescelto cioè -43,5V, questo va fatto ogni volta che viene realizzata la polarizzazione automatica di griglia tramite la resistenza di catodo, misurando infatti tra anodo e catodo traveremo 250-43,5 quindi per riportare la tensione a 250V si dovrà sommare 250+43,5,la nuova Va da applicare alla placca.
Rapporto di trasformazione del T.U. ed altro.
Occorrerà ora sapere il preciso rapporto di trasformazione con il quale dovrà essere realizzato il T.U. e si enuncia che, il suddetto, si calcola estraendo la radice quadrata del numero ottenuto dividendo la resistenza di carico del tubo per la resistenza del carico collegato al secondario (8 ohm).
In questo caso 2500/8=312,5 cioè 17,67.
E palese a questo punto constatare che la load reasistance della 2a3, risentirà delle variazioni di carico sul secondario a cui è strettamente collegata attraverso il T.U. è noto a tutti come l’impedenza di un altoparlante sia in stretta relazione con le variazioni di frequenza durante la riproduzione di un brano musicale, ed in correlazione da qui il bisogno di avere un carico al secondario il più resistivo possibile, e ciò è veramente impossibile.
Un trasduttore che possiede dei filtri cross-over non realizzati correttamente o molto complessi e comunque non compensati adeguatamente, immettera nel nostro sistema un modulo di impedenza astruso che farà variare molto il carico anodico della nostra 2a3 in funzione della frequenza, potremo trovarci ad esempio, della buone basse frequenze e null’altro, oppure solo degli esuberi in frequenze medie ed altro ancora, questo ampli non suona bene: orribile!!!!!!.
Non a caso si realizzano delle casse acustiche utilizzanti dei largabanda in grado di coprire uno gamma di frequenze abbastanza ampia, ed è stupefacente come da questi trasduttori esca un suono molto naturale e vero, ma è da dire che nessun altoparlante può coprire l’intera gamma di freq. senza paletti. Concludendo dalla mia vi dico che, dopo aver realizzato la vostra elettronica e provato che essa vada bene, con i limiti comunque imposti dal progetto realizzato, occorrerà trovare il sistema acustico che si sposerà al meglio con il vostro, e ciò va fatto provando e riprovando casse in sale di ascolto.
Nel prossimo post cercherò di esaminare altri fattori come la potenza, la distorsione, ed altro ancora.
Un salutone da Avionico.
martedì 16 febbraio 2010
calcolo di alimentatore a tubi per amplificatore a valvole.
Spesso in amplificatori dalle elevate caratteristiche soniche e qualitative si usano alimentazioni a tubi, la loro progettazione, se analizziamo circuiti standard, non è affatto difficile, con questo metodo ve lo potete fare da voi mediante semplici grafici ed un po’ di pazienza, vediamo come.
Ad esempio si può calcolare un alim. per un amplificatore utilizzante come triodo finale una “2A3”. Procurarsi innanzitutto data-sheet di tubi termoionici di alimentazione, in questo caso considerando la corrente e tensione in gioco potremo pensare di usare una GZ34 o una 5U4G, in rete si possono trovare tutti D.S. che si desiderano.
Imponiamo i parametri di calcolo:
1. Corrente di picco del diodo raddrizzatore “Ip”
2. Resistenza totale Rt che sarà uguale alla somma di Rd+Rtr, dove Rd=res. del diodo, e Rtr=res. secondario del trasformatore di alimentazione.
3. Tensione di ingresso (efficace ) “Eac”.
4. Corrente “I” ( efficace ) che percorre il secondario del trasformatore.
5. Potenza del secondario del trasformatore.
6. Corrente “Io” occorrente per il funzionamento del nostro ampli nostro esempio ..
7. Tensione in continua che per una configurazione classica di 2A3 e di 250V anodica, -45V di tensione di griglia per 60mA di dissipazione.
Per prima cosa si pone la corrente di picco Ip ad un valore che è compreso tra 4 e 6 volte la corrente erogata in continuo dall’alimentatore, questa corrente rappresenta il picco che attraversa il diodo nell’istante della conduzione del medesimo, e deve essere controllata per evitare la distruzione del diodo a vuoto si prova a porre Ip= 60x6=360mA.
Ora si va determinare la Rd in base al grafico N°1, in questo grafico sono presenti delle rette contrassegnate con delle lettere a cui corrispondono le caratteristiche dei tubi raddrizzatrici in questo caso sceglieremo la retta parallela “E” della GZ34 perché copre il valore di Ip richiesto e, tracciando una retta orizzontale in corrispondenza della corrente Ip come in figura retta rossa troveremo la corrispondente resistenza del tubo in quelle determinate condizioni: Rd= 65hom.
Determinazione approssimativa della Rtr del trasformatore di alimentazione mediante il grafico N°2. si prende sulle ascisse la corrente erogata 75mA considerando 15mA di corrente occorrente allo stadio driver, andando ad interessare la parallela relativa a 250V anodica e troveremo,Rtr= 80hom
A questo punto possiamo trovare la resistenza totale Rt, che sarà Rt=Rtr+Rd, e cioè 145hom.
Calcoliamo adesso la resistenza Ro di carico con la legge di hom Vo/2Io nel caso di raddrizzatore ad onda intera= 250/2x0.075= 1666 questo valore ci serve per la verifica della corrente di picco Ip tramite il grafico N°3.
Sulle ascisse si trovano valori del rapporto Rt/nRo dove n nei raddrizzatori ad onda intera, come sopra è uguale a 2, quindi 145/3332= 0.04, nel grafico N°3 troveremo, come in figura 6,5, fattore moltiplicativo che non si discosta molto da quello ipotizzato per la corrente di picco Ip fatta all’inizio, il calcolo è quindi da considerarsi valido, se si verifica un valore molto diverso occorre rifare il calcolo con il nuovo fattore trovato.
Un’altra verifica da effettuare per la corrente di picco si fa calcolando la formula che si trova sopra la retta nel grafico N°3 dove n=2, Ro già nota, C=capacita indicata dal costruttore 60mf, in ogni caso il risultato dovrà essere superiore a 1,6 oppure a 8 nel caso contrario si dovrà aumentare la capacità o cambiare diodo raddrizzatore, nel nostro caso il risultato è di 9,99 quindi accettabile.
Determiniamo ora la tensione efficace di ingresso al diodo EAC, prendiamo in considerazione il grafico N°4 dove vediamo che la curva è funzione di Vo/EAC sulle ordinate e di Rt/2Ro sulle ascisse, il valore di Rt/2Ro è gia noto = 0.04 andando a prendere il valore 0.04 sulle ordinate troveremo il rapporto Vo/EAC= circa 1,22, risultato semplicissimo, per una tensione di 250V anodica dovremo avere una EAC= 250/1,22=204Vefficaci. Ora in base ai valori di EAC e di Rt a nostra disposizione controlleremo se il nostro diodo è in grado di alimentare il nostro amplificatore e per far ciò vi espongo questa tabella Tab°1 relativa a vari tubi di alimentazione.
Abbiamo quasi finito ora controlliamo la corrente efficace, riprendiamo sempre il valore Rt/2Ro=0.04 e lo proiettiamo sul grafico di seguito N°5 avremo circa 2,35, quindi la corrente sarà, I= Iox2,35=141mA, questo valore serve per il calcolo del diametro del filo del secondario del trasformatore di alimentazione.
Ultimo valore da controllare definitivo ma non per questo poco importante è la verifica di Rtr del trasformatore, questa non deve essere inferiore a quella trovata con i grafici.
Si procede misurando la resistenza del primario Rp e quella del secondario Rs, relativa però, per raddrizzatore ad onda intera, ad un solo ramo del secondario, poi trovando il rapporto di trasformazione del trasformatore “n” n=1,13 si applica la seguente formula,
Rtr= Rs+n2 x Rp se questo valore è minore di quello trovato con i grafici si dovranno applicare due resistenze di protezione per arrivare al valore calcolato.
Un salutone a tutti e buon lavoro.
Ad esempio si può calcolare un alim. per un amplificatore utilizzante come triodo finale una “2A3”. Procurarsi innanzitutto data-sheet di tubi termoionici di alimentazione, in questo caso considerando la corrente e tensione in gioco potremo pensare di usare una GZ34 o una 5U4G, in rete si possono trovare tutti D.S. che si desiderano.
Imponiamo i parametri di calcolo:
1. Corrente di picco del diodo raddrizzatore “Ip”
2. Resistenza totale Rt che sarà uguale alla somma di Rd+Rtr, dove Rd=res. del diodo, e Rtr=res. secondario del trasformatore di alimentazione.
3. Tensione di ingresso (efficace ) “Eac”.
4. Corrente “I” ( efficace ) che percorre il secondario del trasformatore.
5. Potenza del secondario del trasformatore.
6. Corrente “Io” occorrente per il funzionamento del nostro ampli nostro esempio ..
7. Tensione in continua che per una configurazione classica di 2A3 e di 250V anodica, -45V di tensione di griglia per 60mA di dissipazione.
Per prima cosa si pone la corrente di picco Ip ad un valore che è compreso tra 4 e 6 volte la corrente erogata in continuo dall’alimentatore, questa corrente rappresenta il picco che attraversa il diodo nell’istante della conduzione del medesimo, e deve essere controllata per evitare la distruzione del diodo a vuoto si prova a porre Ip= 60x6=360mA.
Ora si va determinare la Rd in base al grafico N°1, in questo grafico sono presenti delle rette contrassegnate con delle lettere a cui corrispondono le caratteristiche dei tubi raddrizzatrici in questo caso sceglieremo la retta parallela “E” della GZ34 perché copre il valore di Ip richiesto e, tracciando una retta orizzontale in corrispondenza della corrente Ip come in figura retta rossa troveremo la corrispondente resistenza del tubo in quelle determinate condizioni: Rd= 65hom.
Determinazione approssimativa della Rtr del trasformatore di alimentazione mediante il grafico N°2. si prende sulle ascisse la corrente erogata 75mA considerando 15mA di corrente occorrente allo stadio driver, andando ad interessare la parallela relativa a 250V anodica e troveremo,Rtr= 80hom
A questo punto possiamo trovare la resistenza totale Rt, che sarà Rt=Rtr+Rd, e cioè 145hom.
Calcoliamo adesso la resistenza Ro di carico con la legge di hom Vo/2Io nel caso di raddrizzatore ad onda intera= 250/2x0.075= 1666 questo valore ci serve per la verifica della corrente di picco Ip tramite il grafico N°3.
Sulle ascisse si trovano valori del rapporto Rt/nRo dove n nei raddrizzatori ad onda intera, come sopra è uguale a 2, quindi 145/3332= 0.04, nel grafico N°3 troveremo, come in figura 6,5, fattore moltiplicativo che non si discosta molto da quello ipotizzato per la corrente di picco Ip fatta all’inizio, il calcolo è quindi da considerarsi valido, se si verifica un valore molto diverso occorre rifare il calcolo con il nuovo fattore trovato.
Un’altra verifica da effettuare per la corrente di picco si fa calcolando la formula che si trova sopra la retta nel grafico N°3 dove n=2, Ro già nota, C=capacita indicata dal costruttore 60mf, in ogni caso il risultato dovrà essere superiore a 1,6 oppure a 8 nel caso contrario si dovrà aumentare la capacità o cambiare diodo raddrizzatore, nel nostro caso il risultato è di 9,99 quindi accettabile.
Determiniamo ora la tensione efficace di ingresso al diodo EAC, prendiamo in considerazione il grafico N°4 dove vediamo che la curva è funzione di Vo/EAC sulle ordinate e di Rt/2Ro sulle ascisse, il valore di Rt/2Ro è gia noto = 0.04 andando a prendere il valore 0.04 sulle ordinate troveremo il rapporto Vo/EAC= circa 1,22, risultato semplicissimo, per una tensione di 250V anodica dovremo avere una EAC= 250/1,22=204Vefficaci. Ora in base ai valori di EAC e di Rt a nostra disposizione controlleremo se il nostro diodo è in grado di alimentare il nostro amplificatore e per far ciò vi espongo questa tabella Tab°1 relativa a vari tubi di alimentazione.
Abbiamo quasi finito ora controlliamo la corrente efficace, riprendiamo sempre il valore Rt/2Ro=0.04 e lo proiettiamo sul grafico di seguito N°5 avremo circa 2,35, quindi la corrente sarà, I= Iox2,35=141mA, questo valore serve per il calcolo del diametro del filo del secondario del trasformatore di alimentazione.
Potenza finale del secondario sarà infine, P= (Rd+Ro)xIo2 = circa 6Watt per due sezioni sarà circa 12watt.
Ultimo valore da controllare definitivo ma non per questo poco importante è la verifica di Rtr del trasformatore, questa non deve essere inferiore a quella trovata con i grafici.
Si procede misurando la resistenza del primario Rp e quella del secondario Rs, relativa però, per raddrizzatore ad onda intera, ad un solo ramo del secondario, poi trovando il rapporto di trasformazione del trasformatore “n” n=1,13 si applica la seguente formula,
Rtr= Rs+n2 x Rp se questo valore è minore di quello trovato con i grafici si dovranno applicare due resistenze di protezione per arrivare al valore calcolato.
Un salutone a tutti e buon lavoro.
martedì 5 gennaio 2010
Amplificatore PCL86
Amplificatore "Jest PCl86"
Si tratta di un semplice amplificatore utilizzante le notissime valvole “pcl86”, che come tutti sanno al loro interno incorporano un triodo per il pilotaggio ed un pentodo finale.
L’amplificatore è stato realizzato per il salottino del nuovo appartamento di mio cognato, un regalo che gli ho fatto viste le imminenti nozze, (ma non è bastato).Lo schema elettrico è un classico per questa valvola, lo trovate in rete in poco più di 10 secondi.Come al mio solito ho apportato qualche modifica all’alimentazione incrementando di un po’ le capacità di filtro in modo da dargli un po’ più energia che non fa mai male.
I trasformatori d’uscita sono stati realizzati da me, una prassi che ormai è consolidata, 5000 ohm il carico, con la possibilià di switchiare a triodo o a pentodo con presa al 40%, due belle macchine elettriche avvolte con molta attenzione e pazienza.
Il cablaggio realizzato come al solito in aria con fili ad alta percentuale di argento, forse anche troppo preziosi per il circuito ma vi posso garantire che danno delle belle soddisfazioni.Per i componenti ho cercato di non risparmiare, considerando che l’utente finale, è al quanto a digiuno di elettronica ed alta fedeltà: pot. volume ALPS condensatori di accoppiamento, sufficienti (Digitex), resistenze sovradimensionate in wattaggio per stare tranquilli.
Prova di ascolto
La cosa che mi ha colpito di più e l’equilibrio totale dell’ampli, certo non può competere con altre mie realizzazioni ma si fa ascoltare e svela senza problemi particolari che non avrei mai pensato, anche mio cognato ne è rimasto entusiasta ed abbiamo ascoltato musica per molto tempo senza affaticamento alcuno, non ha una potenza elevata, ma è stato in grado di sonorizzare egregiamente il mio salone. La storia non è finita ora bisognava trovare il diffusore adatto.
Rimanendo su di un budget veramente basso e considerando una ridotta dimensione del diffusore dettata purtroppo dal fattore “MOGLIE” mi sono orientato sulle “indianaline” certo avrei preferito provare con un bel progetto utilizzante dei larga banda.
Ci siamo recati presso un negozio nelle vicinanze di Ancona che ne è rivenditore, ed abbiamo iniziato, tra lo stupore mio e delle persone che venivano in negozio, una sorgente maranz ben funzionante, abbiamo testato vari diffusori più o meno sensibili e ci siamo soffermati su “Arbour 5.06” sono andate subito d’acordo con i miei trasformatori d’uscita, il suono si è davvero aperto e livellato, un tw. molto dettagliato setoso e non invadente, un basso, considerando le dimensioni e la potenza in gioco, presente equilibrato e ben smorzato, i miei complimenti a questa ditta. -----Comprate.
Un salutone a tutti.
Prova d'ascolto dell'amplificatore, a sinistra si vede la stupenda "Arbour 5.06" Indianaline.
Si tratta di un semplice amplificatore utilizzante le notissime valvole “pcl86”, che come tutti sanno al loro interno incorporano un triodo per il pilotaggio ed un pentodo finale.
L’amplificatore è stato realizzato per il salottino del nuovo appartamento di mio cognato, un regalo che gli ho fatto viste le imminenti nozze, (ma non è bastato).Lo schema elettrico è un classico per questa valvola, lo trovate in rete in poco più di 10 secondi.Come al mio solito ho apportato qualche modifica all’alimentazione incrementando di un po’ le capacità di filtro in modo da dargli un po’ più energia che non fa mai male.
I trasformatori d’uscita sono stati realizzati da me, una prassi che ormai è consolidata, 5000 ohm il carico, con la possibilià di switchiare a triodo o a pentodo con presa al 40%, due belle macchine elettriche avvolte con molta attenzione e pazienza.
Il cablaggio realizzato come al solito in aria con fili ad alta percentuale di argento, forse anche troppo preziosi per il circuito ma vi posso garantire che danno delle belle soddisfazioni.Per i componenti ho cercato di non risparmiare, considerando che l’utente finale, è al quanto a digiuno di elettronica ed alta fedeltà: pot. volume ALPS condensatori di accoppiamento, sufficienti (Digitex), resistenze sovradimensionate in wattaggio per stare tranquilli.
Prova di ascolto
La cosa che mi ha colpito di più e l’equilibrio totale dell’ampli, certo non può competere con altre mie realizzazioni ma si fa ascoltare e svela senza problemi particolari che non avrei mai pensato, anche mio cognato ne è rimasto entusiasta ed abbiamo ascoltato musica per molto tempo senza affaticamento alcuno, non ha una potenza elevata, ma è stato in grado di sonorizzare egregiamente il mio salone. La storia non è finita ora bisognava trovare il diffusore adatto.
Rimanendo su di un budget veramente basso e considerando una ridotta dimensione del diffusore dettata purtroppo dal fattore “MOGLIE” mi sono orientato sulle “indianaline” certo avrei preferito provare con un bel progetto utilizzante dei larga banda.
Ci siamo recati presso un negozio nelle vicinanze di Ancona che ne è rivenditore, ed abbiamo iniziato, tra lo stupore mio e delle persone che venivano in negozio, una sorgente maranz ben funzionante, abbiamo testato vari diffusori più o meno sensibili e ci siamo soffermati su “Arbour 5.06” sono andate subito d’acordo con i miei trasformatori d’uscita, il suono si è davvero aperto e livellato, un tw. molto dettagliato setoso e non invadente, un basso, considerando le dimensioni e la potenza in gioco, presente equilibrato e ben smorzato, i miei complimenti a questa ditta. -----Comprate.
Un salutone a tutti.
Sul retro vaschetta alimentazione 3 ingressi e le boccole per le casse.
Rocchetto Trasformatore d'uscita ancora montato sulla bobinatrice manuale.
Ciusura del T.U.
Particolare della lavorazione del cabinet in alluminio primerizzato e poi verniciato, nella parte superiore vi era un foglio di carta dove avevo disegnato i fori per i trasformatori.
Vista del cablaggio in aria all'interno dell'amplificatore.
sabato 12 dicembre 2009
Induttanza di filtro alimentatore per amplificatori a valvole
Un altro componente essenziale nel circuito alimentatore è, ove previsto, l’induttore di filtro il suo fine principale è quello di opporsi a variazioni repentine di corrente e tensione di rete la bobina infatti è munita di pacco di lamierini, per aumentarne, notevolmente il suo valore intrinseco in induttanza in henry. In commercio si trovano induttori molto validi ed ormai si è a conoscenza che i valori degli induttori usati per questi tipi di applicazioni sono sostanzialmente sempre gli stessi, con l’accortezza di valutare la sua resistenza interna nonché la tenuta in corrente.
Nella mia immensa curiosità per tutto ciò che concerne il funzionamento di queste macchine elettriche, sento immantinente il dovere di illustrarvi come calcolare in maniera semplice il componente escludendo calcoli di rigore ingegneristico che sarebbero ad ogni modo troppo laboriosi difficili, e quindi fuori dal nostro target construction..
Come primo step si prendono in considerano i valori richiesti per il nostro progetto, ad esempio:
1. corrente continua che passa attraverso l’avvolgimento, “Io”
2. induttanza occorrente, ad esempio, come al solito, 10H,
3. misure dettagliate del lamierino usato nonché del suo spessore.
Si deve adesso determinare il valore del volume “V”del nucleo espresso in cm3, ciò va fatto trovando l’area di un lamierino moltiplicata per il valore dello spessore del pacco, a questo punto bisogna fare delle prove cercando di individuare un lamierino che può fare al caso nostro, un po’ di ingegno, basta cercare in rete le misure dei lamierini standard "E,I"e scegliere uno di dimensioni adeguate al bisogno.
Determinare la lunghezza media delle linee di induzione nel nucleo “lo” determinazione dello spessore del tra ferro, il circuito magnetico dell’induttore infatti è del tipo aperto, per evitare le famigerata saturazione del nucleo, tanto conosciuta ed odiata dai T.U.
Dopo aver trovato un volume pacco che ci si addice, iniziamo i calcoli veri e propri e per far ciò come mia consuetudine tiro fuori dal mia scrivania un abaco che vedete qui sotto, vi dico come usarlo:
Determinazione traferro in un nucleo comune ferro silicio;
Calcolate la formula presente in cima alle ordinate,
L = induzione in henry
Io = corrente che attraversa l’induttore
V = volume del nucleo
Come nell’esempio si traccia una linea orizzontale fino ad incontrare la curva di calcolo il valore trovato è il rapporto A = t/lo( lunghezza media induzione nucleo) , A è già noto, lo anche, adesso sta a voi trovare il tra ferro “t” con la formula inversa ed i gioco è fatto. Esempio t = 0,003xlo.
Determinazione numero spire;
Dal valore trovato nella curva di calcolo, come da esempio, tracciate una linea verticale fino ad incontrare le ascisse, ora, con il valore ottenuto, e la formula presente in basso a destra calcolate, mediante formula inversa il numero di spire necessarie. Esempio N = 26 x lo / Io(corrente)
Determinazione diametro filo smaltato;
Considerando una densità di corrente di 2 A/mm2, avremo che, la sezione S sarà
S = Io(corrente)/ 2 A/mm2 dal valore trovato in mm2 si trova il diametro, e si cerca il formato in commercio più vicino alle nostre esigenze.
Verifica degli ingombri;
In base al diametro di filo, il numero di spire, e allo spazio del rocchetto che si ha a disposizione fate i vostri calcoli considerando una tolleranza in base alla vostra manualità.
Si può ad esempio iniziare, fare uno strato e vedere quante spire abbiamo avvolto poi procedere, in ogni caso si tratta comunque di un iduttanza.
Nella mia immensa curiosità per tutto ciò che concerne il funzionamento di queste macchine elettriche, sento immantinente il dovere di illustrarvi come calcolare in maniera semplice il componente escludendo calcoli di rigore ingegneristico che sarebbero ad ogni modo troppo laboriosi difficili, e quindi fuori dal nostro target construction..
Come primo step si prendono in considerano i valori richiesti per il nostro progetto, ad esempio:
1. corrente continua che passa attraverso l’avvolgimento, “Io”
2. induttanza occorrente, ad esempio, come al solito, 10H,
3. misure dettagliate del lamierino usato nonché del suo spessore.
Si deve adesso determinare il valore del volume “V”del nucleo espresso in cm3, ciò va fatto trovando l’area di un lamierino moltiplicata per il valore dello spessore del pacco, a questo punto bisogna fare delle prove cercando di individuare un lamierino che può fare al caso nostro, un po’ di ingegno, basta cercare in rete le misure dei lamierini standard "E,I"e scegliere uno di dimensioni adeguate al bisogno.
Determinare la lunghezza media delle linee di induzione nel nucleo “lo” determinazione dello spessore del tra ferro, il circuito magnetico dell’induttore infatti è del tipo aperto, per evitare le famigerata saturazione del nucleo, tanto conosciuta ed odiata dai T.U.
Dopo aver trovato un volume pacco che ci si addice, iniziamo i calcoli veri e propri e per far ciò come mia consuetudine tiro fuori dal mia scrivania un abaco che vedete qui sotto, vi dico come usarlo:
Determinazione traferro in un nucleo comune ferro silicio;
Calcolate la formula presente in cima alle ordinate,
L = induzione in henry
Io = corrente che attraversa l’induttore
V = volume del nucleo
Come nell’esempio si traccia una linea orizzontale fino ad incontrare la curva di calcolo il valore trovato è il rapporto A = t/lo( lunghezza media induzione nucleo) , A è già noto, lo anche, adesso sta a voi trovare il tra ferro “t” con la formula inversa ed i gioco è fatto. Esempio t = 0,003xlo.
Determinazione numero spire;
Dal valore trovato nella curva di calcolo, come da esempio, tracciate una linea verticale fino ad incontrare le ascisse, ora, con il valore ottenuto, e la formula presente in basso a destra calcolate, mediante formula inversa il numero di spire necessarie. Esempio N = 26 x lo / Io(corrente)
Determinazione diametro filo smaltato;
Considerando una densità di corrente di 2 A/mm2, avremo che, la sezione S sarà
S = Io(corrente)/ 2 A/mm2 dal valore trovato in mm2 si trova il diametro, e si cerca il formato in commercio più vicino alle nostre esigenze.
Verifica degli ingombri;
In base al diametro di filo, il numero di spire, e allo spazio del rocchetto che si ha a disposizione fate i vostri calcoli considerando una tolleranza in base alla vostra manualità.
Si può ad esempio iniziare, fare uno strato e vedere quante spire abbiamo avvolto poi procedere, in ogni caso si tratta comunque di un iduttanza.
Alimentatori per amplificatori a Valvole.
L’alimentatore, nella progettazione di un’amplificatore audio valvolare, differentemente da come veniva considerato in passato, deve essere realizzato nel miglior modo possibile. Esso ha il compito di convertire la tensione di rete in quella in c.c. occorrente, e deve fornire una tensione costante al variare della corrente di carico nonché delle variazioni della tensione di rete. Approfondire l’argomento che stiamo analizzando probabilmente richiederebbe molto tempo e delle conoscenze specifiche che attualmente non possiedo, ma mi riservo di fare un’approfondita ricerca in merito, in futuro.
Ciò che ho capito è che nei confronti della qualità del suono, è importante avere una stabilità a breve termine della tensione di uscita, questa, dipende essenzialmente dalla corrente istantanea assorbita dal nostro ampli, e dall’impedenza interna dell’alimentatore stesso. L’impedenza dell’alimentatore dipende dal trasformatore di alimentazione (resistenza avvolgimenti ), dai raddrizzatori (silicio o a vuoto ), ma maggiormente dalla reattanza del condensatore di uscita del filtro dell’alimentatore. A questo punto possiamo fare le nostre considerazioni:
L’importanza del trasformatore di alimentazione mi sembra ovvia, non usare quindi trafi provenienti da qualche cantina o riadattati alla meglio è già un passo importante, questo elemento va considerato quasi come un T.U. In rete vi sono molti programmini per il calcolo dei T.A. se volete potete provare a costruirveli da soli, ma sconsiglio i neofiti. Dalla mia esperienza vi posso dire che la riserva di corrente e essenziale, non c’è cosa peggiore di un T.A. che scalda durante il funzionamento. La qualità del condensatore di uscita dell’alimentatore è essenziale, per lo stadio finale, la capacita si trova in serie al carico ed è attraversata da tutto il segnale audio, un condensatore di scarsa qualità potrebbe avere una reattanza troppo alta, ad esempio un condensatore da 47mf 400/500Volt, può avere una resistenza equivalente serie, dovuta alle perdite imputate al dielettrico più quelle dovute alle armature, che possono variare da 1hom per un C. di qualità fino a 3 per uno scatolone alla frequenza di 100Hz, questa resistenza diminuisce con il crescere della capacita quindi quando si acquista occhio… specialmente al C. finale della catena filtro dell’alimentatore.
Il filtr maggiormente usato per amplificatori audio di medio livello è quello a pigreco induttivo. (C.L.C.)
Come progettarlo nel modo più semplice ed efficace possibile?
Una delle caratteristiche che mi contraddistingue, è quella di cercare sempre il modo più semplice per risolvere problemi di progettazione, ad esempio, fare uso di un ABACO:
Utilizziamo allora un abaco per il calcolo di un filtro CLC.
Questo abaco è semplicissimo si calcola come primo parametro il valore della resistenza di carico del sistema, dividendo la tensione di ai capi del carico V1per la corrente assorbita dall’ampli,
I1, la R1 trovata va ora moltiplicata per il fattore di tensione di ronzio, valore di Vr % 0,01. IL valore trovato va cercato sulle ascisse e il conseguente valore sulle ordinate rappresenta già tutto il nostro filtro.
Infatti il valore 12000, come nell’esempio per ronzio a100Hz (ponte ad onda intera), va diviso per il prodotto delle capacita del filtro, trovando cosi il valore dell’induttore.
Esempio:
300V/ 0,06A= 5000 5000X0,01= 50 (0,01% valore per abaco a 100Hz), C=50mf
CXC1=2500 L= 12000/2500=4,4henry.
Adesso però bisogna fare un altra considerazione, l’esistenza della intermodulazione che si crea tra il segnale audio e la fondamentale a 100Hz derivante dal ponte diodi a onda intera. Questo fenomeno crea una vera e propria modulazione di ampiezza tra la fondamentale a 100Hz e la frequenza audio che stiamo ascoltando nell’attimo, e ciò è visibile ad un esame spettrografico.
La soluzione è al quanto semplice: Il filtro dell’alimentatore non andrà più visto come un semplice soppressore di ronzio a 100Hz del ponte diodi, esso dovrà essere implementato in modo da non interagire nel campo audio, l’unico modo è quello di allontanarci dalle frequenze imputate come quelle intorno ai 100Hz, basterà quindi rifare il calcolo utilizzando l’abaco per la tensione il ripple a 50Hz come se stessimo lavorando con un raddrizzatore ad una semionda. Un accorgimento da utilizzare quando si lavora con gli abachi è quello di considerare la tensione in uscita dal filtro, potrebbe essere necessario, specialmente con grandi carichi, e, con resistenze dell’induttore non trascurabili, calcolare la caduta di tensione ai capi dell’induttore o obbligatoriamente quella della resistenza di filtro C.R.C.
Per quanto riguarda le capacita CeC1 cercare sempre di porre C1 almeno al doppio, triplo quadruplo di C per scongiurare qualche risonanza di filtro in agguato.
Per i diodi utilizzate dei diodi veloci o, se volete lo stato dell’arte, utilizzate ponti diodi skotty che comunque hanno limitazioni di corrente, fate voi e buon lavoro.
Casse Acustiche T.Q.W.T. "JEST 170"
JEST 170
Questo progetto è frutto di una lunga serie di prove, modifiche varie ecc. ed ormai ha preso pianta stabile nel mio salone da qualche anno, utilizza un Monacor sph170 nella sezione medio bassa ed un monacor dt101sk per i medio acuti, mentre per gli opportuni tagli di frequenze viene usato un filtro sempre dell’omonima ditta ma con una modifica, DN20.
Per le caratteristiche del. 170 vi rimando al catalogo Monacor, le più interessanti per me sono state, un peso massa mobile di soli 12.5gr. una sensibilità di 90db che gli danno la possibilità di salire fino a 5000hz, non male, a discapito di una dimensione totale diametro 185mm la superficie effettiva del cono e di appena 137cmquadri, la casa ha dichiarato una Fs di soli 38Hz. Dovendo ad esempio caricare il 170 in bass reflex, e volendo rimanere su di un risultato sonico non troppo duro ci volevano 40lt di mobile, ma ciò non mi interessava.
Ho iniziato con una linea di trasmissione ripiegata una sola volta, ad ¼ d’onda della Fs, considerando un allungamento fittizio, della linea, dovuto al materiale fonoassorbente, la lunghezza è pari a circa 2metri, ma la porta d’uscita si trova appena dietro l’altoparlante e punta verso il soffitto, se invece si trovasse vicino al suolo godrebbe anche di un rinforzo naturale delle basse freq.Allora perché non tentare un TQWT.
Le misure esterne del mobile sono: h=95cm, larg.=22,5cm, prof.=28,3cm considerate il materiale mdf o truciolare spessore di 19mm io ho usato truc. per me va meglio, poi…….
La porta è posta alla base del mobile,misura: 18.5cm x 7,5cm internamente, lato alto porta, si trova l’inizio della linea tqwt per intenderci la parte più stretta, vi è una profondità totale di 7,5cm. Vedere disegno.
In questo punto parte la tavoletta che separa il mobile internamene formando la linea,
que sta misura 72cm e va in diagonale finendo precisamente al centro, per dove arriva, del mobile nel senso della sua profondità vedete il disegno.
Il 170 è posto come nella foto.Per il tweeter invece bisogna costruire un castello sopra il mobile indietreggiato di 1,5cm in modo avvicinare sullo stesso piano i centri di emissione bobine trasduttori, inoltre la distanza tra i due centri di emissione in senso verticale è di 19cm.
Il mobile cosi costituito ha una lunghezza di linea di circa 185cm che danno un accordo di circa 47hz,considerando poi un allungamento fittizio dovuto al materiale fonoassorbente, ci avviciniamo parecchio alla fs del trasduttore, l’ideale sarebbe innalzare il mobile di ulteriori 10cm. Il mobile è bello che fatto, evi assicuro che va benissimo così come è.IL fonoassorbente va messo ,nella prima metà, su tutti i lati, dietro il 170 come nel disegno la gommapiuma è del tipo con punte in rilievo. Poi va tappezzata tutta la curva posteriore, prima dell’uscita della porta, lasciando libera la medesima per una profondità di oltre 20cm, infine dovete prendere dei rotolini di carta igienica finiti riempirli di ovatta, in tutto 5, e porli alla base della curva finale della linea nel senso della stessa, con questo stratagemma non si avrà alcun fenomeno di risonanze spurie.Il suono è naturale con il basso molto articolato e mai fastidioso il diffusore non si trova mai in difficoltà nemmeno con pezzi di musica d’organo dove certe basse frequenze sono persistenti e continue.
Per quanto riguarda il filtro,bisogna modificare la rete di equalizzazione del woofer,
Ponendo un condensatore da 12,4micf ed una resistenza da 7,5homm al posto della rete esistente nel DN20.
Uno dei problemi rilevanti è stato quello di controllare il tweeter……il dt101sk è un buon altop. 900hz di fs, una piccola camera posteriore, ed anche il ferrofluido, ma, è un invadente per natura e deve essere domato, ho applicato una attenuazione di 4db, (ma è una cosa soggettiva e dipende anche dalla natura del vostro finale) ,ma ancora niente, finche non gli ho messo una trappola a 900hz in parallelo, e finalmente è andato tutto bene: 1,5mh e 20,6micf .
Il fatto che il filtro abbia un taglio 12dboct. a 2000hz ben lontano dalla fs del tw. non vuol dire che non influisca, questo giochetto della trappola viene usato da molti progettisti.
È un tweeter molto rivelatore, secondo me alla pari con medesimi più blasonati, le voci escono dal vivo, le trombe sono in casa, anche con violini ascoltati a volume sostenuto, non si ha mai cedimento, è perfetto.
Questo è il progetto: se qualcuno lo vuole ascoltare sono a disposizione, se invece qualcuno lo vuole realizzare, mi raccomando rendetelo bello, il mio non è certo un gran che. Per il pilotaggio non ci sono problemi, io lo gestisco alla bisogna con i miei due finali uno da 20 ed uno da 6watts non ho mai avuto problemi.
Disegno del mobile non in scala.
Particolare filtro "Dn 20" modificato
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