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Lo Zen e l'arte di imparare dalla costruzione di un amplificatore SET 6080

Parte 3: Il circuito audio

Prodotto: Amplificatore DIY SET6080
Costruttore: Tu, caro lettore
Fornitore originale dei componenti: World Audio Design questo URL sembra aprirsi solo con duckduckgo (per via di un certificato di sicurezza scaduto)
Contatti: sales@world-designs.co.uk
Prezzo: Dipenderà da te - tutto dipende dalla scelta dei componenti che impiegherai
Autore: Mark Wheeler - TNT-Audio UK
Quando: Creato, modificato, modificato ancora e ancora, e continuamente aggiornato:
1997 - oggi- 2025
Traduttore: Maurizio Popoli (supervisione tecnica: Matteo Bruni)

Impariamo ancora costruendo

Questa serie fai da te era stata concepita come una trilogia e si è poi espansa fino a 4 parti durante l'Episodio 1. Con l'inizio della Parte 3, la trilogia è cresciuta fino a 5 parti. Nella Parte 2 abbiamo deciso, costruito e testato l'alimentatore. Ora, nella Parte 3, diamo finalmente un'occhiata al progetto del circuito e a cosa ha attirato il vostro Vecchio Scriba in questo particolare progetto di Tim de Paravicini.

Le pagine di Sound Practices erano piene di piccoli amplificatori finali a triodi che impiegavano valvole di media potenza come 2A3, 6N7 e 300B. La maggior parte di questi era molto più purista di questo progetto di Tim de Paravicini. Il personale di Sound Practices rifuggiva l'impiego di controreazione globale, configurazioni cascode, bypass catodico e condensatori di bypass, tutti presenti in questo progetto. Tuttavia, questo progetto funziona anche senza controreazione globale e il vostro Vecchio Scriba apprezza un cascode stabile... “Fnarr fnarr!“ sbuffa la plebe puerile, a sinistra del palco

Il progetto del circuito: il circuito audio

Gli altoparlanti sono pilotati direttamente dai trasformatori di uscita (OTX) in un sistema attivo e nella foto in alto si possono vedere i trasduttori dei medi e degli alti, ognuno dei quali potrebbe essere destinatario del flusso di elettroni dai secondari dei trasformatori di uscita. Ricordate, Il vetro serve solo a pilotare il ferro. Questo trasformatore è dotato di un nucleo sovradimensionato in lamierino di acciaio al silicio (non si surriscalda particolarmente nemmeno sotto sforzo) perché i SET non annullano la tensione di placca come fanno i push-pull; quindi i trasformatori di uscita necessitano di nuclei massicci anche per un amplificatore da 4W.

Le bobine primarie del trasformatore di uscita sono pilotate da una valvola a doppio triodo 6080. Assicuratevi di ordinare un OTX adatto all'uso single-ended. Queste valvole 6080 non erano originariamente progettate per l'uscita audio, ma Tim de Paravicini aveva scoperto che applicando oltre 200 V alla placca (anodo) si otteneva una potenza sufficiente per questo scopo. Il ramo B+ è in realtà a 260 V in questo circuito pubblicato, il che non ha avuto alcun effetto sulla durata della valvola in questo esempio, ancora conforme alle specifiche dopo 30 anni di utilizzo della valvola originale di marca Chelmer. In questa modalità, con questo trasformatore di uscita (di seguito "OPT" o "OTX"), la distorsione armonica totale a 1 W di uscita è di circa l'1%, dominata da un'armoniosa distorsione di secondo ordine. È necessario arrivare al clipping per generare una terza armonica udibile, anche lavorando a gamma completa. In effetti, anche quando questo amplificatore lavora a pieno regime da 20 Hz a 20 kHz, raramente si utilizza più del primo Watt. Nel progetto di altoparlanti Euterpe, il piccolo amplificatore 6080 era destinato a frequenze non inferiori a 200 Hz in tutte le eventuali generazioni future.

Il doppio triodo 6080 è pilotato dalla sempre popolare ECC88 (quindi pienamente disponibile per il tube rolling) in configurazione cascode. In esperimenti dimostrativi con amplificatori sia valvolari che a stato solido, il vostro Vecchio Scriba ha constatato che alcuni dei risultati più musicali derivano da un'interessante combinazione di approcci di regolazione.

Questo stadio a cascode esercita un controllo molto efficace sul funzionamento della valvola inferiore, mantenendola nelle condizioni operative ottimali. L'alimentazione dello stadio driver è regolata tramite la configurazione a cascode, mentre la valvola di uscita può sviluppare tutta l'escursione di segnale, essendo alimentata direttamente dai condensatori di filtro dell'alimentazione.

Gli stadi di uscita con generose alimentazioni non regolate sembrano danzare melodiosamente in un modo che gli alimentatori regolati non fanno. Questa affermazione è legata a osservazioni soggettive difficilmente spiegabili, ma condivise da molti sperimentatori, incluso il vostro Vecchio Scriba. Al contrario, i migliori risultati da tali stadi di uscita sembrano arrivare quando sono pilotati da stadi driver altamente regolati. Il vostro Vecchio Scriba ha osservato questo fenomeno sia con circuiti a stato solido che a valvole.

Un'ipotesi è che lo stadio driver possa essere influenzato dalle cadute di tensione dell'alimentatore durante i picchi di richiesta dello stadio di uscita se entrambi condividono un'alimentazione non regolata. Questo circuito 6080 pilotato a cascode è simile in linea di principio all'alimentazione regolata dello stadio driver nei circuiti a stato solido, perché il triodo "superiore" (come si vede nello schema) regola il punto di lavoro del triodo amplificatore. Il Radiotron Designers Handbook è una delle migliori risorse didattiche per chi è interessato alla progettazione di circuiti a valvole. Iniziate a studiare da lì piuttosto che da un motore di ricerca.

La valvola di ingresso del progetto SET6080 di Tim de Paravicini è l'altrettanto popolare ECC83 ad alto guadagno. Potrebbe sembrare un amplificatore a quattro stadi, ma quel driver a cascode è in realtà un singolo stadio. Il numero dispari di stadi significa che si tratta di un amplificatore invertente; o l'ingresso o l'uscita devono essere cablati fuori fase per mantenere l'integrità della fase. Per semplificare la messa a terra del sistema, l'inversione dei terminali degli altoparlanti è la cosa più semplice, soprattutto perché più avanti giocheremo con i tap del trasformatore di uscita per l'impedenza di uscita e il feedback.

Componenti passivi

Tutte le valvole nel circuito hanno bypass catodico e condensatori. Coloro che sono ossessionati dal feedback potrebbero obiettare, ma si tratta di controreazione di corrente, non di feedback negativo di tensione (NFB). Proveremo comunque ad applicare una controreazione negativa in tensione prelevata dal trasformatore di uscita, così gli oppositori del NFB possono risparmiarsi le urla per dopo.

Un motivo per cui alcuni potrebbero opporsi ai condensatori di bypass catodico è che la loro qualità è fondamentale. Un ESR elevato, mancanza di linearità, microfonicità, e così via influiranno sulla stabilità dell'amplificatore. Fortunatamente, il vostro vecchio scriba aveva accesso a scorte di condensatori a bassa tensione e alta capacità necessari in questo caso. Tra questi, i condensatori Black Gate originali e altre gemme Rubicon di alta qualità.

Al momento della costruzione di questo SET6080, il vostro vecchio scriba tendeva a considerare i Wondercaps un ragionevole compromesso di valore per il bypass e i piccoli valori. Purtroppo, i successivi Infinicaps^TM sono più popolari e più palesemente costosi, quindi dovrete trovare le vostre marche. Una volta completata la basetta iniziale, tutti i condensatori di dimensioni superiori a 10µ sono stati regolarmente bypassati singolarmente. Sebbene esperimenti condotti da una fonte attendibile (un autore di una rivista tecnica e progettista di elettronica di tutto rispetto) avessero stabilito la regola del bypass 1/100 (vedi parte 2), dopo i miei esperimenti ho potuto giustificare solo un singolo bypass, se non altro per motivi di costo. Tutti i condensatori in serie utilizzati erano Wondercaps. C'è un piccolo condensatore in mica argentata sul resistore della griglia (R13) della 6080 per garantirne la stabilità. R16 è la resistenza di feedback globale e può essere sostituita con una di un valore più alto per ridurre il feedback o può essere eliminata per ottenere zero feedback.

Col crossover passivo complesso di un diffusore full range, potremmo prevedere problemi di stabilità dovuti alla NFB, ma quel piccolo bypass da 5pF (C9) sul feedback locale risolve il problema. Come mostrato, la larghezza di banda teorica è compresa tra 9 Hz e 64 kHz, e potremmo sostituire il condensatore di ingresso con un valore inferiore per bloccare i 50 Hz/60 Hz in un sistema attivo. Se si utilizza questo amplificatore solo per pilotare il tweeter sopra un driver di grandi dimensioni, sfruttando il naturale roll-off delle alte frequenze (come ha fatto il vostro Vecchio Scriba nel progetto Hammer Dynamics), quel primo condensatore può essere sostituito per creare un filtro passa-alto adatto. I resistori da 50 k e 1,5 M sono stati sostituiti da un resistore Holco H2 da 250 kΩ.

Ricorderete dalla Parte 2 che quando il vostro Vecchio Scriba ha costruito e testato l'alimentatore, il raddrizzatore a ponte è stato sostituito con diodi a recupero rapido. Il circuito audio è stato realizzato su una basetta. Prevedendo che il ruolo principale del SET6080 sarebbe stato quello di pilotare le alte frequenze in un sistema attivo, ma che sarebbe anche stato usato occasionalmente come full range per testare diffusori full range ad alta sensibilità, ho dovuto scegliere la resistenza di ingresso e il condensatore di blocco della corrente continua adatti a entrambi. Non sapendo quale crossover attivo o passivo a livello di linea utilizzare, il resistore di ingresso è stato aumentato a 250 kΩ per minimizzare gli effetti di cavi lunghi o dell'elevata impedenza della sorgente.

Una volta testato, è stato smontato e trasferito nel contenitore prescelto. Purtroppo, a quel punto non funzionava più un canale e il vostro Vecchio Scriba non riusciva a trovare il guasto. Quel che serviva era un paio di occhi più efficienti ed è stato reclutato un amico ingegnere elettronico. C'erano due errori di connessione, da qui lo sconcerto del vostro Vecchio Scriba e la rapida soluzione da parte dell'ingegnere con occhi più preparati ed esperti. Non bisogna mai aver paura di riconoscere i nostri limiti e chiedere aiuto. Un esempio di questa operazione è il bio-pic del vostro Vecchio Scriba su TNT-audio per oltre 30 anni.

Messaggio da un segnale vagante

"Cosa?!?" sbotta la plebe, a sinistra del palco, "Un segnale vagante? O il Vecchio Scriba sta perdendo la testa, o sta sacrificando il buon senso per uno stile letterario mediocre“

Se si omette il potenziometro di ingresso e il selettore, poiché questo è soltanto un amplificatore di potenza, il segnale di ingresso viene suddiviso tra R1 (che può essere qualsiasi valore da 250kΩ in su se si preferisce ridurre al minimo gli effetti del cavo, o anche soltanto 50kΩ) e R2. C5 è il condensatore di alimentazione locale per l'ECC83, quindi un condensatore a film di buona qualità con un bypass di alta qualità vale l'investimento. Lo stesso vale per C6.

Coloro che sono ossessionati da zero feedback negativo ometteranno R16, e se questa ossessione si estende al feedback di corrente, coloro che lo desiderano dovranno omettere C2, C10 e R4, ma TNT-Audio non sarà responsabile per la perdita di guadagno e per eventuali altri effetti collaterali.

V3 mantiene V2 in una posizione ben regolata. C3 e C7 sono condensatori di blocco della corrente continua nel percorso del segnale e, essendo così piccoli, possiamo sbizzarrirci con qualsiasi marca alla moda che ci piaccia. Provate a sostituirli con marche diverse e chiedetevi se riuscite davvero a percepire qualche differenza. È uno dei punti che ho usato per testare i condensatori nelle recensioni che avete letto in precedenza. La cosa più importante è mantenere basso il rumore. Questo si ottiene con la messa a terra a stella (star grounding in alcuni usi della lingua inglese), includendo i fogli di rame usati come schermatura nel Torlyte o in altri contenitori in legno. Il cablaggio punto a punto con il percorso più breve possibile è il migliore, indipendentemente da quanto sembri più disordinato di un Quad II. Evitare fili raggruppati o paralleli adiacenti aiuta a ridurre la possibilità di mutua induzione. Ridurre al minimo la lunghezza dei fili di collegamento riduce la possibilità che induttanza o capacità causino problemi. Pertanto, collegare il terminale di C3 direttamente tra le basi di V1 e V2 è una buona idea, se possibile, ad esempio nella configurazione finale.

Ricordate che in molti punti di questo circuito sono presenti tensioni letali. Se non avete mai costruito un kit elettronico prima d'ora, questo forse non è il miglior punto di partenza. Sentitevi liberi di chiedere aiuto: il fai da te audio può essere un'ottima attività sociale e riduce la probabilità di errori, a patto che non si consumino alcolici!

Conclusione

Portare questo progetto dalla fase "Sembra un buon progetto" alla fase operativa è stata una curva di apprendimento ripida. Applicare vari esperimenti a questo circuito ha stimolato un'altra serie di nuovi percorsi neurali nel cervello del Vecchio Scriba. Ascoltare quanto suonasse bene il prototipo ha dimostrato a colpo sicuro il potenziale di questo progetto.

Trasferire il groviglio di cablaggi punto a punto nel contenitore è stato altrettanto efficace nel dimostrare che l'orgoglio può essere l'antefatto di un fallimento. Dovremmo sempre riconoscere i nostri limiti e chiedere un aiuto adeguato in ogni ambito della nostra vita.

Nella Parte 4 esamineremo come viene messo insieme e si sviluppa il lavoro sul cabinet, poi la Parte 5 offrirà approfondimenti su costruzione, ascolto e ulteriori modifiche.

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