Immaginiamo di avere un amplificatore PPP di 6080 che per essere pilotato necessita di almeno 50 Vrms per funzionare a piena potenza.
Occorre inserire nella catena un preamplificatore.
Si sceglie di usare un SRPP di 6H8C (valvola russa nos che può essere sostituita con la 6SN7).
Un poco di storia
La configurazione SRPP nasce negli anni 40 e viene impiegata nei modulatori televisivi. La diffusione in hi-fi avviene negli anni 60 in Giappone e arriva in Europa anche grazie all’ “Audiophile”.
Che pubblica i progetti dei più famosi progettisti giapponesi.
Sviluppo progetto e simulazione
Ipotizzando di usare una tensione anodica di 300 V stabilizzata essendo i due triodi uguali si sceglie di polarizzare la valvola
inferiore a 300 / 2 =150 V.
Disegnando una retta verticale sulle caratteristiche anodiche della 6H8C otteniamo il risultato di figura.
Il punto di lavoro del triodo inferiore sarà V a = 150V, V g = -4 V, Ia = 6.2 mA.
La resistenza R a vale 4 / 0,0062 = 645 Ω che si arrotonda a 620 Ω;
facendo una prima simulazione con LTS.
Usando il modello della 6H8C ricaviamo il punto di lavoro statico.
Otteniamo VR3 = 5,86 V e IR3 = 9,5 mA; valori accettabili.
La tensione sull’ anodo della U2 risulta di 150 V esatti.
I valori si discostano abbastanza da quanto calcolato, probabile che il modello non sia dei migliori.
Sarà un argomento si farà un video ” i modelli spice a volte presentano errori vistosi come procedere?”
Sopra vediamo lo schema usato per la simulazione; dove dobbiamo ancora determinare alcuni valori.
Imponendo una frequenza di taglio di 10 Hz C 2 è dato dalla:
C1 = 1 / (6,28 × R 3 × f) = 1 / (6,28 × 680 × 10 ) = 23,4 uF
arrotondiamo a 33 uF (abbiamo trascurato la resistenza vista verso la valvola).
Analogamente C2 vale:
C2 = 1 / (6,28 × 100000 × 10) = 0,159 uF che arrotondiamo a 220 nF
In entrambe i casi si è semplificato ignorando la resistenza vista
verso le valvole.
Dalle caratteristiche del tubo 6H8C abbiamo gm = 3 mA / V, u = 21,5
Sapendo che Rp è data dalla:
Rp = u / gm = 21,5 / 3 = 7,16 kΩ
La simulazione della risposta in frequenza risulta quella mostrata nella figura sotto.
Dove possiamo vedere che il guadagno è di circa 22 dB e la banda passante piuttosto ampia.
Facendo l’ FFT dell’ uscita e abbiamo l’ andamento della THD (0,15%) come possiamo vedere sotto (1).
Togliendo il condensatore C1 (basta portare la capacità a 1f, 1 femto.
Farad senza toglierlo fisicamente dallo schema) introduciamo una NFB locale nello stadio che porta ad una diminuzione del guadagno come possiamo vedere sotto.
Introducendo feedback locale la THD (0,073%) diminuisce drasticamente rispetto a quella con condensatore di catodo.
Equazioni fondamentali
Sulla configurazione SRPP sono stati fatti studi e scritte tante parole,
un riassunto sintetico delle regole di progettazione:
Ra = Rak
Ra = 1 / gm per il massimo swing di tensione
Ra = 3 / gm per il massimo guadagno di tensione
Ra = (Rp + 2RL ) / (u – 1) per la minima distorsione
Iq = Vb + / (4 × (Rp + RL + Rak )) per la massima simmetria
Verifica progetto
Per scrupolo facciamo una verifica anche con Tubecad e I risultati
sono visibili sotto e coincidono con le simulazioni precedenti.
Preamplificatore completo
Ora disegniamo lo schema dell’ intero preamplificatore per poterlo costruire.
Lo schema dell’ alimentatore lo possiamo vedere sotto in figura.
Il trasformatore ha un secondario a 300 V e una presa a 285 V per futuri utilizzi con elettroniche con tensioni piú basse. I diodi del ponte raddrizzatore impiegati sono di tipo soft fast (per avere un minore rumore visto che si tratta di un preamplificatore) con relativo condensatore di filtraggio.
I condensatori di filtraggio sono già previsti in serie, con le relative resistenze di il bilanciamento. La sezione stabilizzatrice ha una struttura piuttosto classica regolatore serie zener e mosfet.
Trattandosi triodi a riscaldamento indiretto si alimentano in AC.
Il filamento della valvola alta è “sollevato” con un partitore collegato all’ anodica.
Nelle due figure sopra possiamo vedere il preamplificatore completo, è previsto uno stadio per la commutazione degli ingressi.
In questo stadio è previsto l’ uso di relè a doppio scambio; quando il relè è a riposo gli ingressi sono collegati a massa.
Sviluppi futuri
Questo preamplificatore è un progettino fatto per un amico in passato vedremo come replicarlo facilmente usando stampati disponibili.
Alcuni sono in laboratorio altri arrivano in settimana… nel prossimo articolo vedremo come costruire il preamplificatore.
Dove procurarsi i PCB?
Per avere i PCB e kit o ulteriori informazioni scrivici.
Il catalogo serve per una consultazione veloce dei kit disponibili.
Saluti Tiziao
(1) Come si ricava la THD sarà argomento di un prossimo articolo o video