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.

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.
 
 

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.

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.

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.

          Prova d'ascolto dell'amplificatore, a sinistra si vede la stupenda "Arbour 5.06" Indianaline.