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Amplificatore Valvolare Push Pull Dared VP16 - Analisi e Modifiche

Questo amplificatore è un classico push pull di basso costo e bassa potenza.
Si presenta esteticamente molto bene, è compatto ed ha una potenza adeguata per pilotare delle casse con una media efficienza in un ambiente di ascolto casalingo.
Appena collegato e portato alla massima potenza si è sentito un crepitio e si è sprigionata una piccola nuvola di fumo. Un condensatore ceramico da 220pF - 2KV è esploso, chiaro sintomo che il componente era già difettoso di fabbrica.
Si tratta di un condensatore di bypass di una resistenza anodica dello stadio preamplificatore, quindi un componente votato a ridurre la banda passante sulle frequenze ultrasoniche.
Prima delle prove ho tarato il bias delle valvole finali di potenza a 22mA, valore indicato dal produttore.

Indice Argomento Corrente

1) Come si presenta l'amplificatore

2) Analisi dell'amplificatore Dared VP16

3) Modifiche necessarie

4) Dared VP16 - Modificato

5) Dared VP16 - Analisi del risultato

6) Dared VP16 - Note

7) Dared VP16 - Altri miglioramenti

1 - Come si presenta l'amplificatore

L'interno dell'amplificatore si presenta molto ordinato, si nota che il circuito è perfettamente originale.
I progettisti hanno fatto un po' di confusione riguardo ai grossi resistori di potenza (in colore verde) impiegati come resistenze catodiche delle valvole finali di potenza che sono nettamente surdimensionati, da 1/2 Watt sarebbero stati più che sufficienti avendo l'unico scopo di generare una caduta di tensione per tarare il bias.
Sono di valore talmente basso che non hanno nessun altro impiego.

2 - Analisi dell'amplificatore Dared VP16

Come si può intuire dalla sigla questo amplificatore in push pull dovrebbe erogare 16W per canale. Iniziamo collegando il generatore di funzioni ad uno degli ingressi, il carico fittizio da 8Ohm alle uscite e l'oscilloscopio digitale sulle due uscite in parallelo ai carichi.
Per prima cosa controlliamo il rumore di fondo di tutti e due i canali senza segnale in ingresso, selezionando un ingresso non collegato.

Come potete vedere dall'immagine sopra il rumore si attesta su 1,5mV. Molto buono.
Tenete presente che abbiamo un push pull, quindi con anello di controreazione globale, quindi con una buona reiezione del ripple. Quindi questo valore così basso è dovuto anche a questo.

Nell'immagine sopra un canale è collegato al generatore di funzioni e portato alla massima potenza (visibile nel riquadro a destra) e si visualizza anche l'altro canale per valutare la diafonia.
Per determinare la potenza massima si aumenta il livello del segnale in ingresso fino a che l'amplificatore non inizia ad andare in clipping. Come vedete la diafonia è abbastanza alta, circa 152mV.
Questo tipo di problema è dovuto ad un sottodimensionamento delle capacità di livellamento e alla mancanza di condensatori di piccola capacità in parallelo a queste ultime per ridurre gli effetti della induttanza serie parassita dei grossi condensatori.
Per capire meglio in problema occorre vedere come si comporta la diafonia nel dominio delle frequenze.
La potenza massima si attesta sui 15,59W.

Nell'immagine sopra la banda passante dell'amplificatore sul canale di colore blu e la diafonia sull'altro canale nel dominio delle frequenze da 20Hz a 100KHz.
Come vedete alle basse frequenze la diafonia è quasi assente mentre aumenta aumentando la frequenza. Il problema è l'induttanza parassita serie dei condensatori di livellamento.
La banda passante va da 20Hz a 35KHz, più che sufficiente.
Con i condensatori di filtro che ho tolto la banda passate nella parte alta ne ha beneficiato, li reintrodurrò per limitarla a 25-30KHz utilizzando condensatori ceramici di buona qualità di capacità adeguata.

Nell'immagine sopra la distorsione armonica totale alla potenza massima. Siamo sul 3,7%. Buono.

3 - Dared VP16 - Modifiche necessarie

Come abbiamo visto va migliorata la parte di alimentazione per ridurre la diafonia.
Nel contempo cercherò di aumentare la capacità di livellamento al massimo per attenuare il residuo di ripple ed evitare che possa aumentare troppo all'aumentare della potenza in uscita.
Per il resto l'amplificatore si comporta bene e non toccherò nulla.

4 - Dared VP16 - Modificato

Ed ecco la foto dell'amplificatore modificato e migliorato. Sono state introdotte tutte le modifiche compatibili con lo spazio a disposizione.

Sono stati aggiunti 6 condensatori. C1 è in parallelo al condensatore elettrolitico di livellamento originale, è da 330uF 450V ed è a sua volta in parallelo a C2 aggiunto per limitare l'induttanza serie di C1 e del condensatore originale.
Si tratta di un condensatore poliestere da 220nF 630V. C3 e C4 sono in parallelo ai condensatori di livellamento dell'anodica delle valvole preamplificatrici e invertitrici di fase. C3 è da 220nF 630V in polipropilene e C3 è da 100nF 630V in polipropilene.

5 - Dared VP16 - Analisi del risultato

Come vedete il valore della tensione sul canale non collegato è sceso a 88,5mV da 152mV. Avendo spazio a disposizione si poteva fare di meglio. E' stato un lavoro certosino e di precisione.
Ne beneficia la riproduzione delle alte frequenze e l'ampiezza della scena sonora all'ascolto.
Per calcolare la separazione fra i canali in dB basta applicare la formula Dia(dB)=10log(P1/P2), dove P1 è la potenza sul canale con segnale e P2 è la potenza sul canale senza segnale. Dia(dB) è la separazione fra i canali in dB ovvero l'inverso della diafonia. P1 calcolato su un carico di 8 Ohm è 15,87W, P2 è 0,0009W quindi Dia(dB)=42,14dB.

7 - Dared VP16 - Note

Questo genere di amplificatori per motivi di costo sono quasi sempre sottodimensionati per quanto riguarda l'alimentazione, nel senso che le capacità di livellamento sono il minimo necessario e non ci sono filtri pi greco con induttanze, questo perché creerebbero un problema con i picchi di assorbimento.
Questo in genere crea meno problemi di quanti ne potrebbe creare in un amplificatore single ended perché l'amplificatore con una reazione negativa globale ha una certa reiezione del ripple e, quindi, è silenzioso comunque.
Lavorando con potenza in uscita abbastanza alta si induce un assorbimento che aumenta la richiesta di corrente sull'alimentazione e di conseguenza aumenta il ripple e la diafonia, sporcando inevitabilmente il segnale in uscita.
Non ce ne accorgiamo perché il difetto è coperto dalla musica, ma la sensazione a lungo andare è di ascolto faticoso, di fastidio.

8 - Dared VP16 - Altri miglioramenti

L'unico altro miglioramento possibile è cambiare le capacità di accoppiamento interstadio, migliorando la qualità dei condensatori e/o aumentandone la capacità mettendoli in parallelo.
Non è stato fatto perché il comportamento di quelli presenti è buono e non ci sono rotazioni di fase o attenuazioni eccessive ai limiti della banda passante.

Ora passiamo allo stadio successivo. Modifiche ulteriori.

 

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