Un amplificatore a valvole tutto Home-Made, Ma con caratteristiche Industrial Grade.

Gli amplificatori a valvole sono un vecchio amore. Ho cominciato la costruzione di un esemplare e l'intenzione è di postare i risultati in questo thread man a mano che la costruzione va avanti. Chiunque voglia partecipare alla discussione con idee e commenti è il benvenuto.
La situazione attuale è questa:
Alimentatore separato completato e presto posterò una foto dell'oggetto.
Telaio definito e costruito da forare.
Nucleo del trasformatore di uscita costruito e posterò presto le foto.
Indecisione: configurazione di uscita Ultra Linear o Quad?
Prima di cominciare con il trasformatore dovrò decidere per quale configurazione.

Andando avanti per la strada dell'ampli a valvole ecco le foto dell'alimentatore separato per tutte le tensioni necessarie all'ampli che sarà un 50+50 in classe AB1 con finali 807 NOS. Se sarà un Ultra Linear o un Quad non l'ho ancora deciso. Intanto ecco le foto dell'alimentatore.









Ecco i cavi di connessione tra alimentatore ed amplificatore:



Alcuni particolari del frontale in mogano:





Spesso mi lascio trasportare dalla parte estetica. Non è sempre stato così, quando avevo 14 anni facevo certe porcherie a vedersi ....
Sono sempre andato a migliorare e ho capito che le costruzioni che non si potevano toccare perchè ti stendevano con una scarica o esplodevano a causa dei fili o delle viti vaganti all'interno fossero difficili da gestire. Poi sono passato all'interesse estetico per il legno e per le cose di epoche andate, per la passione per il restauro di vecchie radio a valvole, ma ho perso spesso il filo per l'interesse del progetto. Quando ho due minuti faccio la foto ad un contenitore per computer che ho fatto interamente io a partire dal grezzo alluminio, ci ho messo un anno, è venuto un capolavoro, poi ho fatto l'alimentatore e la tastiera e poi.....è rimasto li da sei anni. Quasi vuoto. Molto bello a vedersi ma quasi vuoto.
Forse bisognerebbe avere più soldi e tempo a disposizione e raggiungere un compromesso tra bellezza estetica e funzionalità.

A proposito di compromessi, entrambe le configurazionoi sia UL che Quad sono dei compromessi per migliorare le prestazioni già molto più che ottime assai del semplice circuito push pull a pentodi. Purtroppo non voglio sacrificare nulla di quel trasformatore che devo costruire anche perchè è per un cliente eccezionale per la pubblicità che mi farebbe e quindi voglio fare un amplificatore che faccia cascare le braccia a quelli che sono fissati con i 5+5W dei finali a triodi a riscaldamento diretto in classe A.
O i Futterman o OTL o senza trasformatore di uscita.

C'è un ambientino quì in giro.......


Il tempo passa e l'amplificatore va avanti.
Non sono riuscito a trovare zoccoli e cappucci per l'anodica delle valvole 807 mi sono impegnato a fondo a fare qualcosa che valesse la pena di fare. Io credo che quando si costruisce qualcosa questo qualcosa debba sempre essere meglio di ciò che si può trovare in commercio altrimenti vale la pena comprarlo. Nel mio caso in commercio non li ho trovati ed allora ho messo mano alla meccanica e ho costruito tutto.
Ecco i piedini della valvola, costruiti in bronzo fosforoso elastico di buona qualità, torniti a misura di pin di zoccolo di valvola e tagliati a pinza in tre canali a 120°.
Poi sono stati lucidati e placcati in argento 5 micron su 10 di nickel per consentire una maggiore aderenza. La placcatura in Ag è stata scelta perchè anche l'ossido di argento è un buon conduttore come l'argento stesso, mentre l'oro pur prevenendo l'ossidazione e rimanendo sempre lucido e pulito rischia di staccarsi dal pin e scoprire la parte di bronzo che ossidandosi non garantirebbe negli anni un buon contatto.



In questa foto si vedono le dimensioni dei pin ormai placcati in argento e lucidati sia internamente che esternamente.

Ed ecco anche i corpi che ospiteranno al loro interno i pin. La realizzazione è in teflon (PTFE) estruso di alta qualità. Il poli-tetra-fluoro-etilene è un materiale che resiste ad alte temperature, molto più alte di quelle raggiunte dalla valvola, ha un'ottima rigidità dielettrica, molto migliore di tutte le plastiche, e bassissima igroscopicità. Cioè non assorbe praticamente umidità dall'ambiente. Causa di rumori e di effetto corona alle tensioni di lavoro delle valvole. Inoltre il basso valore di costante dielettrica evita che le capacità tra pin e pin pregiudichino le costanti del circuito.
Naturalmente la lavorabilità ha giocato il maggior ruolo nella scelta, la ceramica oltre ad essere inferiore come prestazioni non sarei stato in grado di lavorarla per asportazione di truciolo, anche se esistono oggi delle ceramiche a base di allumina che con placchette in carburo di tungsteno o di titanio ossido nitruro si lavorano.




Ed ora la foto del complessivo montato con vite al centro da collegare a massa per schermare (quel poco possibile) i pin tra di loro.



Ecco una fase della lavorazione, il taglio delle pinze. Questi tagli consentono l'elasticità dei segmenti e applicano una forza costante su tutto il cilindro del pin della valvola assicurando il miglior contatto possibile.





Ancora una immagine di come vengono alloggiati i pin ( i receptacle si chiamerebbero in inglese) dentro l'alloggio dello zoccolo. 3/100 di millimetro di tolleranza in più del foro assicurano un perfetto allineamento con lo zoccolo della valvola e un perfetto accoppiamento tra pin (valvola) e receptacle (zoccolo).







Con lo stesso sistema a pinza e con gli stessi materiali e trattamenti ho realizzato il cappuccio di connessione all'anodo della valvola che ne caso delle 807 avviene sopra il tubo di vetro, questo per evitare di portare sullo zoccolo alla base tensioni alte e avere capacità tra anodo ed altri conduttori troppo elevate, ricordiamoci che la 807 era nata come tubo finale trasmettitore per onde corte.


Edited by Lawrence - 18/2/2009, 16:47

Ed ecco il cappuccio montato dentro l'alloggio isolante in PTFE. Il foro di ingresso è più piccolo in modo da fare entrare tutta la pinza che poi si allarga e rimane in posizione. Il filo di connessione è un filo isolato ad alta tensione con trefoli molto sottili di rame OFC di 3mm² di sezione. Molto più che sufficienti per la corrente anodica di 300mA massimi, ma tanto per avere più solidità meccanica...






Alla fine del lavoro mi sono accorto che se la valvola stava sopra lo chassis la connessione anodica avrebbe dovuto attraversarlo per arrivare fino alle connessioni sul trasformatore di uscita. Un semplice gommino passacavo sarebbe andato bene. Ma la gomma con il tempo di deteriora o peggio marcisce. Inoltre il cavo porta tensioni di picco fino ad oltre 2000V e mi piaceva l'idea di fare qualcosa anche di bello a vedersi così ho realizzato questi quattro passacavi sempre in PTFE e bronzo fosforoso ecc...






Ed ecco, finalmente, la valvola con il suo harnessing kit finale.



Edited by Lawrence - 18/2/2009, 16:49

Aspetta di aver visto il telaio con le valvole montate, appena ho un secondo lo fotografo e vi faccio svenire...

Cio furio e benvenuto in questo forum di "geni" del crimine elettronico...

Lo schema è allo stato attuale latente. Al momento ho pronto lo chassis di lamiera di ferro che ho stagnato accuratamente per evitare ossidazioni future e assicurare la buona conduttività superficiale nonchè la saldabilità a stagno di cui tra non molto posterò le immagini della costruzione.
Appena montato comincierò a fare alcune prove. Ho in mente di seguire la conformazione ultra-linear push-pull dello stadio finale con polarizzazione delle griglie e alimentazione del circuito di griglia schermo separato. Le finali saranno le 807, la pilota che cercherò di polarizzare a catodo comune una 6SN7 e l'invertitore di fase sarà una E88CC in configurazione differenziale. Un pentodo EF80 è stato previsto come stadio di ingresso al quale verrà applicata la reazione negativa proveniente dall'uscita del trasformatore.
Non è che mi occorra molto tempo a fare lo schema, ma è che ho paura che a diffonderlo senza averlo prima provato possa diffondere qualcosa che non funziona, anche se, in fin dei conti la parte più critica, è il trasformatore di uscita che ho in parte progettato ma devo ancora avvolgere. Quello è il componente critico.... molto critico.
Comunque, già in base a quello che ti ho scritto ti sarai fatto un'idea.
Lo scopo di questo ampli sarà quello di pilotare una tromba esponenziale ad alta efficienza con un back-up per gli acuti formato da un'altra tromba con driver a membrana o di un twetter a nastro, anche se il twetter a plasma di Teslacoil mi "attizza".
Ciao per ora.

Se ti può interessare, possiamo costruirne due uguali contemporaneamente, le 807 non sono valvole prettamente audio, me se le hai nel cassetto non esiste nessuna controindicazione ad usarle. Io ho già realizzato molti ampli con EL34, EL84, KT88, PL259, e le costosissime 300B (una volta 300A). Ma le configurazioni erano sempre le stesse, o classe A single ended molto semplici, addirittura essenziali con le 300B o classe AB1 push pull. Non mi sono mai cimentato con l'ultra linear perchè i trasformatori sono una vera rogna da avvolgere ed io li avvolgo a mano perchè non conosco nessuno che li avvolge con passione, e anche se lo facesse verrebbero a costare un visibilio. Quindi questo ampli sarà qualcosa di nuovo anche per me. Anche se come dici gli schemi di un valvolare sono sempre più o meno i soliti c'è sempre in agguato quel qualcosa che li rende diversi.
In giro c'è qualche forum di hifi esoterico ma sono popolati, almeno quelli italiani, di "maniaci" effetti dalla sindrome di Kreutzfeld Jacobs che si fissano su particolari di minimo conto o si infognano in ciruiti strani o configurazioni da loro ritenute esoteriche e non ci si può parlare che ti danno del deficiente... anche se questa storia mi pare di averla già sentita altre volte
Dai che è arrivato il momento di tirar fuori dal cassetto le tue 807 e metterle a lavoro
Ciao.

Allora, per l'impiego che ne vorrei fare io, il TU dovrebbe avere dai 9 ai 10KOhm tra anodo ed anodo. La potenza in uscita dovrebbe essere intorno ai 30-50W. E la classe è la solita AB1 anche se sarà più A che altro, con tensione di anodica di 550V, polarizzazione fissa (fixed bias) con alimentatore stabilizzato regolabile a fino a -80V esterno e catodo a massa. Non so essere più preciso perchè come ti ho detto è il primo di questo tipo e quindi questo è quello che mi aspetto e cercherò di ottenere, anche se tenterò di mirare ad avere una miglior qualità del suono che non più potenza. 30W su una cassa ad alta efficienza a tromba esponenziale dovrebbe essere sufficiente a spalancare le finestre di casa...
Il fratello maggiore che ho costruito due anni fa ed adesso di mio cognato orgoglioso possessore era un semplice AB1 push pull che alimentato a 650V di anodica birrava tranquillamente i suoi 50W. La qualità del suono non è neppure comparabile a qualsiasi ampli anche di alta qualità di commercio. Anche se alcuni ampli costruiti con le 300B erano meravigliosamente migliori. Ma non tiravano fuori più di 7-8W in classe A SE. E sono purtroppo veramente pochi.

Se vuoi apriamo un thread apposta sulla tecnologia dei trasformatori perchè è proprio un mondo a se. Non ci sono segreti esoterici, ma non sono neppure come i soliti trasformatori di rete.

Se ti può interessare, io li ho trovati estremamente utili, ci sono i data sheets di tutte le valvole 807 comprese da scaricare:

http://frank.pocnet.net/index.html

e tutti i testi sacri dell'elettronica a valvole quì:

http://www.pmillett.com/tecnical_books_online.htm

Dopo se ho tempo apro un thread sui trasformatori di uscita audio.
Ciao

Ciao Furio, ciao Max e a tutti quanti.
Spero che Teslacoil si faccia vivo presto per rispondere a Max, io ho cercato lo schema di un Testla a valvole, ma non ho trovato un granchè. Credo che si possa fare usando una sola valvola (o un parallelo) nella configurazione a oscillatore con reazione a trasformatore anodico. Cioè il trasformatore anodico, la bobina di tesla ha il primario sull'anodo, e accanto un secondario per la reazione di griglia con condensatore di accordo, e sotto il secondario di "scintilla". Le 807 hanno un buon guadagno e sicuramente dovrebbero oscillare "bene".

Per il trasformatore 4.5Kohm sono pochi. E la classe AB2 pur essendo la migliore per ottimizzare il rendimento e molto usata nei modulatori per AM non è un granchè Hi-Fi. Perchè in classe AB2 abbiamo corrente di griglia nelle finali e questo provoca una brusca caduta di impedenza che sovraccarica il pilotaggio introducendo distorsione trascurabile per i trasmettitori OM ma udibile e discutibile in un Hi-Fi hi-end.
Perciò, rimanendo in campo Hi-Fi, dobbiamo limitarci alla classe AB1 dove mai abbiamo corrente di griglia controllo. In questo caso, dal data-sheet della 807 scaricato dal sito di Frank risulta che a 600V anodica in classe AB1 si ottengono 56W con un carico anodico di 10KOhm. E questo lo posso certificare, visto che ne ho costruiti quattro, tutti uguali. Cioè il trasformatore deve fare vedere all'anodo della valvola 10Kohm resistivi quando sul secondario viene connessa una resistenza di 8Ohm di carico al posto dell'altoparlante. Questo significa un rapporto di trasformazione di 35.36:1 (prim/sec).
Questo se si vuole fare un "semplice" ampli push-pull classico. Io cercherò, e spero di riuscirci, di fare un "ultralinear" cioè tutto come per il PP AB1 classico, ma con la polarizzazione di griglia schermo connessa ad un secondario del trasformatore per introdurre un pò di reazione negativa locale per linearizzare le curve dei pentodi in modo dinamico ed ottenere minore distorsione alle armoniche dispari, che sono quelle più fastidiose.

Ecco qualcosa con la descrizione dell'Ultra Linear si può vedere quì:

Ultra Linear

Più avanti farò lo schema e lo posterò. Ciao per ora.

Non ti preoccupare Hike, siamo tra amici ed esperti (almeno spero) quindi un OT non "deturpa" l'ambiente.

Ritornando sul trasformatore di uscita, come dicevo all'inizio io li ho sempre avvolti per conto mio perchè in giro non se ne trova di adatti allo scopo. E anche chi le fa su misura non li fa meglio di me, almeno fino ad ora non ne ho trovati, e anche se fosse non mi fiderei più di tanto. Poi, se occorre un ritocco si può intervenire. Se invece il TU lo hai comprato ti devi adeguare con le valvole, con il circuito, con le tensioni ecc... Certo che avvolgerlo a mano non è meno che un'impresa epica. Ma se si parla di trasformatori grossi intorno ai 50W o più, i fili sono abbastanza grossi da poter essere maneggiati ed il numero di spire abbastanza basso da non prendere dieci anni per essere avvolto.
In altre parole un TU per un SE da 5W con 10000 spire di primario di filo da 0.1mm è una cosa, un TU con 2000 spire di primario di filo da 0.5 un'altra.
Per chi vuol tentare l'avventura, può cominciare a procurarsi il pacco lamellare da un trasformatore di alimentazione, i più sofisticati possono usare un nucleo apposta a C o addirittura in Metglass come quello per il MEG che credo sia il massimo. Tutti i materiali a bassa coercitività e bassa isteresi vanno bene. I lamierini moderni in fero al silicio usati nei trasformatori di alimentazione sono di gran lunga migliori dei lamierini degli anni 60. Perciò, se si vuole utilizzare un trasformatore di alimentazione si può scegliere quello più adatto come potenza basandosi su poche considerazioni semplici. Un nucleo a sezione quadrata è più efficiente di un nucleo a sezione fortemente rettangolare, per motivi geometrici. Se un trasformatore di alimentazione è da 100W di targa a 220V 50Hz di solito il flusso magnetico del nucleo a questa potenza è di 1.2/1.5 Wb/mq. Troppo vicino alla saturazione per il nostro impiego. Quindi lo stesso nucleo può considerarsi da 80W se impiegato a 0.8/1 Wb/mq come serve in PP o 60W per un SE che oltre al flusso alternato deve sorbirsi anche quello continuo anodico. Ma supponiamo di cercare un trasformatore adatto per essere utilizzato in PP da 60W massimi. Se troviamo un trasformatore 220V 50Hz da 1KW possiamo dire di aver trovato il nucleo in ferro giusto. Perchè?
Perchè se abbiamo 600W resi a 50Hz, abbiamo 300W resi a 25Hz ovvero 150W a 12.5 Hz cioè 75W a 6.25Hz che può essere la frequenza di taglio minima del trasformatore, poi se riduciamo il flusso da 1.5Wb/mq a 0.8 Wb/mq saremo intorno ai 50W che cerchiamo. Basandomi su questi calcoli "casalinghi" ho trovato che un nucleo di sezione 50x50 di lamierini da 150x125x50 dovrebbe fare al caso nostro, cioè a 60W avere un flusso di circa 0.8 Weber/mq o se preferite Tesla. Sembra enorme, certo, ma oggi non si può fare a meno di amplificare anche i bassi
Attendo impressioni

È passato un pò di tempo e sono riuscito a raccogliere le foto sulla costruzione dello chassis e quì le propongo.

I vari stadi di lavorazione:

1-Da un amico lattoniere mi sono fatto tagliare e piegare a misura il telaio in lamiera di ferro da 15/10mm.

Vista da sopra:


Vista da sotto con uno spigolo già saldato a ferro a TIG.



E ora la tracciatura per farci i fori:



Ed ecco finito il lavoro di "grovierizzazione" del pezzo di ferro.




A questo punto, per ottenere una lunga durata alla corrosione, una buona conduttività superficiale del telaio e per garantire una facilità di saldatura di eventuali componenti o fili al telaio ho deciso di stagnarlo a caldo. Quindi, l'ho "decappato" con acido cloridrico concentrato, (quello che fuma e puzza che appesta) fino a togliere la patina "nera" della lamiera. Poi con una fiamma ho scaldato il telaio e con del buono stagno 60/40 in barre e della pasta salda ho proceduto stendendo una quantità uniforme di lega e togliendo gli eccessi con un cencio imbevuto di pasta salda, si ottiene così una finitura lucida e professionale del lavoro.



Si noti che dopo poche ore il metallo scoperto si ricopre di ossido, che viene via facilmente con la pasta salda, ma che lasciato così ridurrebbe l'amplificatore in spazzatura in pochi giorni.



Poi seguendo lo stesso metodo ho preparato il piano superiore che serve a nascondere tutte le viti di fissaggio dei componenti interni e a dare un aspetto decente. Ho usato un foglio di lamiera di acciaio inox 316 di spesso 1mm, lucidato a specchio per una lunghissima durata e resistente ad eventuali attacchi acidi esterni.



Si noti il livello di finitura della stagnatura sul telaio e di lucidatura della piastra di copertura.
Ma ecco come apparirà quando monterò la cornice perimetrale in mogano.



Spero con queste foto di avervi fatto venire voglia di costruirvi anche voi un bel oggetto di "Modernariato Obsoleto".






Edited by Lawrence - 19/6/2006, 09:02