Williamson e oscillazioni ultrasoniche

Buonasera (e buon Natale) a tutti!

Vi sottopongo un quesito Natalizio: In questi giorni ho costruito un clone del Radiotron A515, una evoluzione del celeberrimo Williamson datata 1947, fatta per utilizzare tubi finali 807, di cui allego lo schema originale.
Ho cercato di effettuare pochissimi cambiamenti, eccetto quelli dettati dal buonsenso: ho usato un rettificatore a diodi e utilizzato un secondario a 220V, utilizzato un ingresso capacitivo da 47uF per non far vibrare in modo terrificante gli induttori, incrementato le capacità di filtraggio da 4/8 uF a 20uF, utilizzato un alimentazione per filamenti in CC prelevata da un alimentatore switching che presenta una figura di rumore di appena 20mV, incrementato le capacità di accoppiamento da 50nF a 1.5uF per ridurre le possibili rotazioni di fase e adeguato qualche resistenza ai valori commerciali moderni. Ho appena effettuato un primo test con carichi resistivi e le tensioni sono ok. Si sente vibrare qualcosa, ma d'altro canto l'ampli è appoggiato a testa in giù su delle pile di libri che toccano sui vari nuclei di induttori e trasformatori. Ho quindi iniziato a fare un po' di controlli con l'oscilloscopio: ripple veramente irrisorio, appena 20mV sul condensatore delle preamplificatrici, ma vista la forma d'onda penso si tratti più rumore catturato dalle sonde. Noto però una stranezza quando provo a controllare la parte di segnale: in tutti e due i canali sono presenti delle oscillazioni ultrasoniche, una perfettamente sinusoidale, l'altra un po' più bruttina (lunghezza d'onda di circa 7uS. Quindi 143kHz). Queste oscillazioni sono visibilissime sugli anodi delle preamplificatrici e vagamente misurabili sulle griglie delle stesse (penso perchè indotte dalla corrente anodica). Non noto nessuna altra forma di disturbo nei canali riconducibili ai 50 e 100 Hz, quindi presumo che anche le masse siano cablate bene. Per discolpare l'alimantatore switching, ho provato a scollegarlo dalla rete lasciando il trasformatore di alimentazione sotto tensione. Le oscillazioni permangono.

Esclusi alimentatore switching e problemi di masse, sembrerebbe proprio trattarsi di un oscillazione dovuta all'anello di feedback globale. In effetti avevo già letto dei fogli tecnici che, conti alla mano, dimostravano la possibilità di questi problemi con gli Williamson, ma si trattava di oscillazioni a frequenze ben più alte (oltre i 900kHz). Mi sto quindi chiedendo se non sia colpa di un feedback positivo dovuto all'errato collegamento dell'anello, d'altra parte io non ho modo di vedere l'interno del trasformatore e non so in che verso sono avvolte le bobine. Potrebbe avere senso mettere a mazza i 16 Ohm del TU e collegare la rete di feedback sugli 0 Ohm?

Attached Image: williamson

Ciao Law, le 807 sono delle RCA mai usate prima (proprio belle anche a vedersi). Il problema delle oscillazioni è sparito pulendo i pin delle 6SN7WGT (delle NOS Sylvania prese a pochissimo prezzo). Non ho ancora fatto grosse prove sull'anello di feedback, ma ho notato che aprendolo mi aumenta il rumore in uscita, quindi presumo che i collegamenti siano ok. A proposito di rumore, adesso misuro circa 3 mV di 50Hz sui secondari dei TU con 4 Ohm di carico. Facendo due conti (0,003*0,003)/4=0,00000225W........ In pratica ho 2,25 microwatt di rumore, mi sembra un risultato ottimo, ma non ho coraggio di attaccare le casse xD

I TU me li sono fatti realizzare su misura da un artigiano. A vederli sono molto ben fatti, ma non so quanto siano "buoni". Sicuramente non c'è un collegamento specifico per lo schermo, ma forse è collegato agli 0 Ohm del secondario. Ti allego i dati tecnici che mi ha fornito:

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Altro problemuccio, momentaneamente sto usando un secondario del TA da 220V con raddrizzatore a ingresso capacitivo, ottengo così un tensione "di prova" per realizzare le prime misure. Tuttavia la configurazione finale sarà quella con secondario da 400V senza condensatore di reservoir (per realizzare in ingresso puramente induttivo) e ottenere così la giusta tansione su tutti gli anodi. Tutto bello a parole, ma so già che l'amplificatore mi scapperà in piazza per via del ronzio degli induttori. Già rimuovendo il condensatore col secondario a 220V sembra di avere un elicottero in casa... Hai qualche suggerimento in merito? Mettere un condensatore sulla configurazione finale innalzerebbe troppo la tensione...

Il datasheet delle 807 impone 300V come limite della g2, limite che, lavorando a pseudotriodo, viene sicuramente superato. E' comunque vero che la ddp tra anodo e catodo è circa 0V e quindi non dovrebbero esserci correnti di g2, come invece avviene quando si lavora a pentodo e l'anodo scende sotto alla tensione di g2. In effetti il problema sta più nei condensatori che nelle valvole... Ho utilizzato condensatori in polipropilene da 20uF che tengono al massimo 400V, quindi penso non sia una bella idea eccedere di troppo quel valore...

Ok, vedo. Se riesco a utilizzare il secondario da 400V (che poi saranno 370V effettivi) con l'ingresso induttivo. Dal rettificatore agli anodi adesso (secondario a 220V + condensatore) c'è una caduta di circa 10V. Nell'altra configurazione mi aspetterei quindi una tensione di circa 350V, che dovrebbe andare bene. Nel progetto originale spingono gli anodi (e le g2) fino a 425V... Appena mi arrivano le ultime calotte vi mando una foto, mi sta venendo una chicca!

Edited by DamnLarsen - 28/12/2017, 19:53

Ok, ho iniziato a testare un canale col generatore di segnali. Un canale è assolutamente instabile, forse per colpa dell'anello invertito. L'altro funziona. La banda passante eccede quella della mia scheda audio, quindi non riesco a misurarla 10Hz - 22000 Hz). C'è comunque una stranezza: inizia a clippare a 8Vpp su 4 Ohm... Visto che la potenza efficace si calcola come [(Vpp/2.82)**2]/R, ottengo 2W indistorti. Una miseria. A cosa può essere dovuto?

Edited by DamnLarsen - 29/12/2017, 01:21

Aggiornamenti:

Dopo un po' di troubleshoot tutti e due i canali funzionano in modo identico e perfettamente stabile. Il ronzio meccanico si avverte, devo assolutamente eliminarlo. La scarsa potenza potrebbe essere anche colpa della tensione anodica più bassa di almeno 150V rispetto a quella indicata nel progetto, ma prima di portare il TA a regime devo risolvere il problema delle vibrazioni... Il rumore in cassa non è udibile

Ho effettuato un ulteriore modifica che ai tempi della progettazione (1947) non era possibile: Ho collegato un diodo 4007 tra griglia e catodo di V2, in modo che la griglia (che viene a trovarsi immediatamente alla tensione di placca di V1 non rischi di innescare un arco voltaico sul suo catodo (la tui tensione è inizialmente 0V e inizia a salire soltanto quando la valvola va in conduzione).

Tuttavia ho dei dubbi sul trasformatore di alimentazione... Ho usato un 200W... Nel progetto indicano 250mA per canale, quindi 0.5A totali. 200W/400V fa esattamente 0.5A... Sarà un po' striminzito? Scalderà troppo?

Il diodo in quella posizione mi era capitato di vederlo in altri schemi, poi ho trovato qui la spiegazione: www.valvewizard.co.uk/dccf.html
Non credo che il clipping sia colpa sua, perchè il segnale appare "segato" su tutte e due le semionde. Sembrerebbe quindi più una saturazione delle 807. Dopo faccio qualche misura con l'oscilloscopio e ti aggiorno!

Beh, li si parla di preamplificatori da chitarra. Penso che la distorsione sia ricercata...
Ad ogni modo provo a fare due misure. Se la colpa è di quei diodi, li toglierò senza indugi

Edited by DamnLarsen - 30/12/2017, 15:57

Dunque, ho provato la configurazione con secondario da 400V e condensatore da 1uF come ingresso per smorzare le vibrazioni. In questa maniera misuro 325V all'uscita del rettificatore e vibra tutto in maniera esagerata. Proverò ad aumentare la capacità. Mi chiedevo comunque se non fosse utile saldare i lamierini dei nuclei... Queste induttanze sono avvolte sui classici lamierini EI, in cui le I sono tutte dalla stessa parte. Siccome le ho montate orizzontalmente, ho dovuto rimuovere la fascetta che tiene insieme il nucleo (di fatto la fila di I è staccata dal resto dell'induttore se rimuovo le brugole) e penso che il grosso delle vibrazioni vengano fuori dal fatto che il blocco delle E "sbatta" su quello delle I...