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Polarizzazione automatica della Griglia di Controllo delle Valvole finali di potenza con Catodo a Riscaldamento Indiretto

Tutte le valvole finali di potenza negli amplificatori audio hanno bisogno di un potenziale negativo rispetto al catodo applicato alla griglia di controllo. Per ottenere questa polarizzazione negativa ci sono generalmente due soluzioni, un resistore di caduta e un alimentatore dedicato. Ora analizzeremo le varie soluzioni e ne troveremo anche una nuova, inedita.

Indice Argomento Corrente

1) Polarizzazione negativa della griglia controllo con resistore dedicato

2) Polarizzazione negativa della griglia controllo con alimentatore con regolazione del bias

3) Polarizzazione automatica con alimentatore e bias costante

1 - Polarizzazione negativa della griglia controllo con resistore dedicato

E' la soluzione più banale, occorre un grosso resistore di caduta posto fra catodo e massa. Ora vediamone i vantaggi e gli svantaggi:

1. In genere la tensione che occorre è di qualche decina di volt in funzione della valvola impiegata e della tensione anodica. Questo implica che tale resistore, attraversato dalla corrente di bias della valvola finale di potenza dissipi parecchia potenza e quindi calore. Quindi deve avere delle dimensioni adeguate ed essere posto a contatto con il telaio metallico per poter dissipare agevolmente il calore.
2. La tensione che cade ai capi di detto resistore viene decurtata da quella anodica, quindi l'amplificatore ha una potenza massima minore.
3. Tale resistore induce una reazione negativa locale in corrente e per eliminarla occorre un grosso condensatore in parallelo a questi.

2 - Polarizzazione negativa della griglia controllo con alimentatore con regolazione del bias

Questa soluzione è quasi la migliore, ha dei lati positivi perlopiù ma anche qualche controindicazione.

1. Occorre creare un alimentatore dedicato per metterla in atto e si può fare anche stabilizzato.
2. Occorre regolare di volta in volta il bias agendo su un trimmer di taratura.
3. La taratura è fissa e non tiene conto del degrado della valvola e di altri parametri esterni, come ad esempio della fluttuazione della tensione di rete che altera la tensione anodica e quindi il bias della valvola controllata. Questo in genere non è un gran problema, la fluttuazione è minima.
4. La taratura per avere le migliori prestazioni deve essere fatta abbastanza spesso (ogni 1 o 2 anni in funzione dell'utilizzo) per via dell'invecchiamento delle valvole e ogni volta che si cambiano le valvole.
5. Nel tempo il trimmer perde le caratteristiche, il contatto strisciante si sporca o si deteriora e rischiamo di bruciare la valvola finale facendogli perdere il riferimento negativo.

3 - Polarizzazione automatica con alimentatore e bias costante

Questa soluzione è inedita e unisce i vantaggi di quelle sopra menzionate. Inoltre non si utilizzano trimmer per la regolazione e non si incorre nei rischi associati all'utilizzo di un trimmer di regolazione.

Nello schema sopra un circuito di polarizzazione automatica della griglia di controllo di una valvola finale di potenza a corrente costante.
La corrente che scorre nella resistenza Rk genera una tensione ai suoi capi che accende il led che agisce su una fotoresistenza modificando la polarizzazione della griglia controllo della valvola stessa utilizzando un generatore esterno dedicato allo scopo.
E' un circuito semplice ma estremamente efficace che provoca sulla resistenza catodica una caduta di tensione di circa 2V e permette in automatico di sostituire la valvola finale con una diversa (anche come tipo) senza preoccuparsi di regolare il bias.
Altro effetto positivo è la possibilità di utilizzare una resistenza di bassa potenza.
Prendendo ad esempio un pentodo EL34 impiegato in un amplificatore Single Ended che in genere richiede una tensione negativa di griglia controllo di 20V e una corrente nel ramo catodico di 60mA la resistenza di polarizzazione automatica tipica sarebbe di 333 Ohm e dissiperebbe 1,2W, in questo modo la resistenza sarebbe di 33 Ohm e dissiperebbe 0,11W.
In più abbiamo una correzione automatica della tensione di polarizzazione.
Per modificare la corrente di bias basta cambiare la resistenza Rk, mettere un trimmer al posto di R2 (regolazione fine) o alimentare il LED con un partitore resistivo.
Ovviamente il LED e la fotoresistenza vanno sigillati in un contenitore a prova di luce esterna.
Ai capi di Rk va messo un condensatore di bypass C2 per stabilizzare la tensione di valore molto alto dell'ordine dei 1000uF e tensione 5-12V.
La corrente sufficiente per accendere il led può essere anche dell'ordine dei decimi di milliampere in funzione della sensibilità della fotoresistenza che comunque è accoppiata al led per la massima efficienza.
Una variante di questo circuito ancora più performante contempla la possibilità di mettere un transistor che pilota il LED sfruttando la soglia di conduzione della giunzione BE e riducendo di conseguenza il valore di tensione necessario ai capi di RK a soli 0,5-0,6V.