WOTS5 aka Blacksheep

 

 

Attenzione, l'articolo che segue si riferisce alla costruzione di un amplificatore valvolare alimentato con alta tensione, pericolosa per la salute se non mortale.

 Prendere la "scossa" è un'esperienza purtroppo frequentissima, pressoché immancabile durante la lavorazione di apparati a alta tensione. Qualcuno non può più raccontarcelo, chi, fortunato, può ancora farlo ha l'obbligo di mettere gli altri sull'avviso. Se sei poco esperto, se non ti senti sicuro, se hai dubbi su come procedere puoi leggere l'articolo ma ti invito a rinunciare a costruire quanto presentato, è estremamente pericoloso. Io non sono responsabile in alcun modo e per alcun motivo del tuo operato e delle conseguenze derivanti.

        

                Costruire HiFi n.118: un articolo a firma di Ivano Incerti sul finale Blacksheep - Pecora Nera. Il fatto che mi ha colpito è che lo schema, peraltro già conosciuto da tempo in quanto impiegato in macchine abbastanza costose, non era stato ancora ufficialmente presentato e spiegato da alcuna rivista del settore, almeno non a mia memoria. Si tratta di un amplificatore finale costruito sull'invertitore di fase denominato Cross-Coupled.

 

            Lo schema è decisamente simmetrico e mi è arrivato come manna dal cielo, stavo già da tempo impegnato a capire come poter impiegare alcuni trasformatori di uscita e avevo scartato l'inverter differenziale (coda lunga) e il cathodyne anche se, per quest'ultimo avevo e ho tutt'ora una spiccata simpatia. Avevo poi scartato tutti gli inverter che ottengono il segnale inverso facendo transitare il segnale diritto per un altro dispositivo. E mi stavo adagiando sul cathodyne seguito da un diferenziale, un Williamson, insomma. Al Cross-Coupled proprio non ci avevo più pensato, vidi uno schema AR ma, entrato da un occhio, era uscito dall'altro, fatto largamente dovuto al modo di disegnare gli schemi che praticano tutte le case: pressoché incomprensibili.

 

            Piccolo inciso sul cathodyne: sono sempre stato convinto che le impedenze di uscita dell'inverter fossero differenti ma non tanto differenti. il Williamson va troppo bene per non esser vero anche se il differenziale che segue l'inverter dovrebbe contribuire non poco a linearizzarne la funzione. Bene, leggetevi l'articolo di Diego Nardi su Costruire HiFi 123, pagina 18, colonna centrale.

 

            Studiato l'articolo di Incerti, così ben dettagliato. la voglia di provare e la mira di possedere un finale a valvole senza controreazione ha posto fine a qualsiasi indecisione.

 

            Ma qualcosa dovevo cambiare: lo stadio finale andava realizzato in Ultralineare (Orrore!), visto che i trasformatori già li avevo; dovevo impiegare il quartetto di EL34 che avevo nella scatola delle valvole e mi si offriva l'opportunità di sperimentare i generatori di corrente costante che avrei messo in circuito sugli anodi dell'inverter e sui catodi delle finali.

 

            E poi, sempre per sperimentare, seguendo anche il suggerimento dell'amico Amedeo, volevo pilotare le griglie delle finali con un cathode follower, per dare al progetto una buona flessibilità di impiego.

 

            Una strada decisamente in salita che almeno aveva una certezza: quella del risultato finale visto che Incerti l'aveva realizzato, risultato che avrei certamente conseguito anche io buttando a mare tutto quello che volevo sperimentare aggiungendolo in circuito. E infatti...

 

            Dopo aver fatto tutti i conti per utilizzare l'ECC83 per l'amplificazione del segnale, visto che le EL34 ma, soprattutto, le KT88 sono ben più dure delle EL84, considerato anche che avrei utilizzato un cathode follower le cui griglie sono meglio gestibili rispetto a quelle delle grandi finali, sono partito con la realizzazione del circuito stampato sul quale ho inserito tutti i generatori di corrente costante, il doppio triodo per il cathode follower e quanto più possibile dei componenti dell'alimentatore.

 

            Effettuato il montaggio di tutti i componenti passivi e dei generatori di corrente costante, montando soltanto le prime due valvole sono passato a osservare cosa succedeva al segnale: una bella amplificazione di 70 e una discreta simmetria. Niente male ma... la banda passante... a 5 KHz era finita!!! Ripolarizzo il tutto per l'ECC81: guadagno 40 e banda passante a 8 KHz. Decisamente non ci siamo. Sul circuito stampato avevo previsto la possibilità di non montare i generatori di corrente costante montando, in alternativa, i resistori anodici; riconfiguro così e riprovo. Con l'ECC83 il guadagno scendeva a 30 e la banda passante rimaneva ancora insufficiente, con l'ECC81 e con resistori anodici da 120KOhm il guadagno si attestava a 20 ma ora la banda passante arrivava a piegarsi minimamente a 40 KHz. Bel risultato, quello che volevo. peccato per il guadagno. Insomma, dopo tante peripezie, ero ri-approdato al circuito proposto da Incerti.

 

            Per inciso, il guadagno l'ho misurato su una sola sezione del doppio triodo, ovvio che considerandole ambedue il guadagno è il doppio.

 

            E sia, chi se ne importa dell'originalità, per una volta scopiazzo a mani basse anche io. Chiaro che i 15 KOhm in  più (rispetto allo schema di Incerti) sul carico anodico dell'ECC81 non costituiscono certamente titolo di originalità! Ma mi danno un minimo di guadagno in più per mantenere una sensibilità accettabile e per poter pilotare lo stadio finale senza sacrificare troppo la banda passante.

 

            Allo stadio di amplificazione segue, accoppiato a condensatore, un cathode follower realizzato con una 6350 (ne ho una ventina e quindi devo usarle) chiamata a lavorare decisamente fuori specifica quanto a tensione ma lo fa bene, ancora non è scoppiata. Il cathode follower è accoppiato in cc alla griglia della valvola finale alla quale fornisce anche il negativo originato da un alimentatore apposito attestato al catodo della 6350. Rispetto allo schema di Incerti questa è una originalità che, però, trova riscontro negli schemi AR e quindi non lo è.

 

            Bene, montate le finali e i trasformatori di uscita, fatte anche le tarature del caso, leggo 32Vpp prima del clipping su 6,2 Ohm su tutta la banda audio equivalenti a una ventina di Watt rms con 380V di alimentazione. Non tanto ma questo è. Faccio la prova del 9 sino ai 40KHz che risultano un tantino compressi, 28Vpp senza clipping: esattamente come verificato sui catodi del follower. I trasformatori sia i Geloso/Acrosound sia i Rohde & Schwarz fatti, appunto, per questa potenza, sono oggetti di confermata buona qualità.

 

            Passo all'ascolto non senza una lunga fase di riscaldamento e rodaggio durata 24 ore: l'effetto "scarrafone" prende il sopravvento, ne sono conscio ma ora apprezzo particolari mai ascoltati che vengono fuori da CD che conosco benissimo.  essere sincero mi capita ogni volta che metto nella catena un nuovo apparato. Perché? Non saprei, forse, appunto, a causa dell'effetto suddetto. O forse perché ne vengono fuori alcuni e altri rimangono nascosti. Alzo il volume sino a trovare la saturazione: per il mio ambiente ce n'è d'avanzo, i 20 W rms per i 35 Kg, pari a una potenza specifica di 0,57W/Kg (almeno mi sia concessa questa originalità: un nuovo indicatore per contribuire alla qualificazione degli amplificatori) del finale forse non sono tanti ma si fanno sentire eccome, lo dicono anche i vicini!

 

            Vedo un unico problema, non strettamente derivante dal WOTS5: l'impedenza dei miei diffusori che hanno il woofer da 8 Ohm e il resto da 4 Ohm. Il Superfinale di Aloia li pilota alla perfezione, grazie a un'impedenza d'uscita molto bassa con conseguente valore elevato del fattore di smorzamento. Il povero WOTS5 ha un fattore di smorzamento certamente molto basso, dovuto alla non bassa impedenza di uscita dal trasformatore e poiché la potenza degli amplificatori a valvole, specie se senza controreazione, è corretto esprimerla con W=I2R anziché con W=V2/R, ecco che il woofer viene un po' avanti elargendo bassi profondi non del tutto controllati. Veramente tremano i muri. Che fare? Controreazione? No, non voglio, piuttosto cerco di riallineare il woofer. Stesso effetto è riscontrabile sul mio Williamson, progetto basato sull'uso della controreazione che, quindi, non è la soluzione.

 

            Lo swing di tensione disponibile sui catodi del follower (limitato dall'entrata in zona positiva delle griglie delle finali) arriverebbe a pilotare benissimo anche le KT88 ma il guadagno totale risulterebbe abbastanza scarso. Vero è che potrei aumentarlo aumentando il valore dei resistori di placca dell'ECC81 sacrificando la banda passante ai fatidici 20 KHz. Ma non credo che il suono possa beneficiarne, la mia idea è sempre stata quella di avere una banda passante almeno doppia rispetto a quella audio a garanzia della linearità e risposta in fase. Peccato, la mia idea di massima flessibilità non ha avuto grande successo ma il finale che sto ascoltando mi fa dimenticare i presupposti con i quali ero partito. Non ho realizzato il progetto universale ma sono contento. Decisamente.

 

            Note di costruzione.

 

            I pecora-chassis (quelli con le valvole a vista) non mi piacciono dal punto di vista funzionale mentre, sono d'accordo con i sostenitori, regalano un bell'effetto di "calore" e sono esteticamente più piacevoli. Ma l'amplificatore devo ascoltarlo o guardarlo? Perché se devo guardarlo allora me ne faccio un dipinto e lo illumino con le lampade a filamento che fanno una bella luce tendente al rosso e mi ci siedo davanti mentre ascolto la musica dal mobile Grundig. No, niente valvole a vista, prone al piumino della governante, valvole che possono scottare l'incauto che le tocchi, valvole con il cappuccio per l'anodica, pericolosissime se lasciate a vista. Oppure devo costruirmi una griglia. Che allegria! E poi, allora, addio al bell'effetto delle valvole a vista. Eppure so già che non resisterò a fare un amplificatore con le valvole a vista illuminate da sotto da un led blu o rosso, ogni tanto mi piace osservare la reazione delle persone: pochissimi quelli che apprezzano il buon suono ma tantissimi ne ho visti a bocca aperta durante i vari Top Audio, davanti a bellissime valvole "retroilluminate"; il fatto che poi il malcapitato amplificatore suonasse in una stanzetta d'albergo del tutto nefasta per l'acustica... però, quant'era bello!

 

            Il circuito stampato è concepito per contenere quanti più componenti possibile nel minimo spazio; visto come sono andate le cose (niente generatori di corrente costante), era anche possibile farlo un tantino meno esteso ma ancora ben si adatta a essere alloggiato dentro un contenitore HiFi2000 della serie "Pesante", profondo 40 cm e alto 4 unità che, alla fine del montaggio, risulta pieno in ogni parte.

 

            Un po' di olio di gomito è necessario per la lavorazione del pannello posteriore dove sono attestati i quattro ingressi, le ventole (silenziosissime), i connettori di uscita diffusori (io ho anche messo due pin-jack con il lato caldo collegato tramite un resistore da 1KOhm) al corrispondente lato caldo del trasformatore di uscita nel caso volessi immettere un po' di controreazione riciclando il segnale di uscita per immetterlo, opportunamente dosato, nell'ingresso invertente. Ma tanto è l'entusiasmo di avere una catena di amplificazione priva di controreazione e anche, tanto è basso il guadagno, che, come dicevo prima, dubito che lo farò; sul pannello sono anche presenti i 4 trimmer per la regolazione della polarizzazione dello stadio finale e 4 connettori relativi ai catodi delle finali più un quinto di massa realizzati con viti a brugola 3MA isolate dal pannello con i comuni isolatori per transistor; la testa a brugola ben si presta a ritenere il puntale del tester per effettuare le regolazioni.

 

            Viteria: nessuno ne parla ma è un compendio importante per l'assemblaggio dei nostri apparati. Non mi piace ricorrere ai fondi di cassetto che non ci forniscono una serie omogenea da poter impiegare, le viti sono sempre tutte differenti. Ho scoperto un'utensileria fornitissima a Aprilia e utilizzo viteria inox con testa preferibilmente a brugola e dadi autobloccanti. Rondelle soltanto dove strettamente necessarie. I miei assemblaggi si sono sempre dimostrati stabili e duraturi.

 

            In considerazione di tensioni e temperature in gioco, il cablaggio è tutto realizzato con filo di buona qualità isolato in teflon, intrecciato e ricoperto con guaina termorestringente. Anche i cavetti schermati degli ingressi sono in teflon.

 

            Taratura.

 

            Con l'alimentazione anodica a 380V e i trasformatori con alta impedenza anodo-anodo (> 5KOhm) siamo sensibilmente al di sotto delle classiche specifiche di lavoro delle EL34 e quindi è possibile spingere le finali a 70 mA a riposo ma, vista la variabilità della tensione di rete, lo farei soltanto quando questa vale i nominali 230V, diversamente mi attesterei prudenzialmente sulla sessantina di mA per -28V alle griglie. Mi sa tanto che, per i nuovi progetti, utilizzerò esclusivamente alimentatori stabilizzati, mica posso ogni volta smanettare i trimmer per mettere le cose a posto in dipendenza della tensione di rete (mentre scrivo è di 208V). D'accordo, esistono i servocircuiti ma mi piace poco correre ai ripari a posteriori, se c'è un problema va risolto dalla testa e non dal fondoschiena.

           

            Conclusione.

 

            Perché "WOTS5"? perché "WOTS" è il nome dei miei apparati "Warmth Of The Sound" e 5 perché tanti sono i componenti attivi impiegati per ogni canale. Il WOTS5 è diretto o invertente, basta infilare il cavo nell'ingresso corrispondente alla funzione desiderata e chiudere con un tappo cortocircuitante l'altro.

 

            Mi è concesso un dubbio? Per tirare fuori 20 W soltanto (?) ho costruito un apparato dalle dimensioni imponenti e dal peso rilevante. E questo non dipende dalla circuitazione utilizzata ma dai criteri di dimensionamento; chiaro che costruendo per me non ho badato al risparmio ma neanche ho esagerato, vanificare i propri quattrini è assimilabile a un peccato; ho semplicemente applicato il buonsenso derivante dalla cultura acquisita frequentando (leggendo e studiando) i nomi che fanno la nostra HiFi (Aloia, Chiappetta, Nardi, Marzullo tanto per citare i più assidui e poi tanti altri tra i quali molti autori di Costruire HiFi, anche quelli che hanno scritto un solo articolo; c'è da apprendere da tutti). Per quanto mi sforzi non mi viene in mente dove e come avrei potuto contenere dimensioni e peso. Ma ho visto prodotti della stessa potenza o anche maggiore che si potevano tenere con una mano. A onor del vero uno di questi campioni l'ho anche ascoltato, batteva alla grande un integrato a stato solido di marca notissima ma, per essere un valvolare da 25W in classe A con 2 EL34 (anche lui) a canale andava decisamente peggio in qualità e in potenza rispetto al mio vecchio Williamson con le EL84 da 10W (che pesa molto di più) costruito a "grappolo" nel 1980. Allora serve a qualcosa il W/Kg?

 

            Molte grazie a tutti gli autori citati e a quelli non citati (ma tanto ci siamo capiti); un ringraziamento particolare a Ivano Incerti che, a smentita del suo cognome, ha proposto un progetto dal funzionamento impeccabile e infallibile.

 

            Schema amplificatore d'accordo, è disegnato in maniera poco convenzionale ma l'ho fatto apposta per esaltare la simmetria dello schema utilizzando il criterio dello specchio, la simmetria orizzontale mi piace molto di più di quella verticale, evidenzia, in  questo caso, i due Single-Ended collegati a ponte a formare il push-pull.

            Schema alimentatore del tutto convenzionale; garantisce ronzio zero anche con i filamenti alimentati con corrente alternata.

            Schema configurazione zoccoletti doppi triodi il circuito stampato è configurabile per accettare molte zoccolature, io stesso non sapevo, a priori, quali sarebbero stati i doppi triodi che avrei utilizzato.

                Circuito stampato questa è una foto, chi lo vuole può richiedermi il file in formato Sprint Layout.

                Lista Componenti Amplificatore

            Lista Componenti Alimentatore

 

            Fotografie dell'assemblaggio finito (non siate troppo critici, sono fatte con il telefonino).

            Foto intera Questa "copia" del WOTS5 monta i TU Rohde & Schwarz ai quali, considerato che ho dovuto forzatamente montarli paralleli, ho applicato l'orpello di cortocircuito del flusso disperso, la prossima sarà con i Geloso/Acrosound avuti in regalo da un amico (grazie Alberto) una ventina di anni fa; ne seguirà una terza con PP di EL84 e trasformatori Trusound acquistati da mio padre 40 o 50 anni fa (non è robaccia).

            Dettaglio dei raddrizzatori - un po' sfocata ma rende l'idea.

            Dettaglio dei trimmer - per la regolazione dello stadio finale.

            Test point e trimmer - montati sul pannello posteriore.

            Vista di tre quarti posteriore

            Dettaglio delle valvole finali

            E la foto del frontale? Non me la sono dimenticata, semplicemente trovo del tutto inutile fotografare un pannello tutto nero e tutto vuoto.

               

 

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