“THE SIMPLE” AMPLIFICATORE IBRIDO DA 3W

Questo amplificatore per la sua semplicità circuitale, per il basso costo di realizzazione, per la bassa tensione di funzionamento, per la facile reperibilità dei trasformatori di alimentazione, per come suona bene è ideale per tutti gli auto costruttori. Il fatto che sia un ibrido non implica l’assenza della tipica calorosità di un valvolare, infatti essa, in un ampli costituito del tutto a tubi, è dovuta principalmente alle finali perché sono esse ad introdurre (soprattutto nelle connessioni single-ended) distorsioni di seconda armonica che risultano piacevoli all’ascolto e danno quel “calore musicale” che nessun transistorizzato possiede, mentre le sezioni preamplificatrici dei suddetti amplificatori, per i piccoli segnali in gioco, contribuiscono poco o niente a quella meravigliosa  e piacevole “calda” distorsione.

In questo amplificatore i transistor compongono la parte preamplificatrice e per la loro intrinseca linearità è come se non ci fossero,  è come se facessero parte di tutti quei componenti discreti che risiedono nelle nostre sorgenti sonore; che siano esse CD player, computer, TV sicuramente non funzionano a valvole e aggiungere un paio di transistor sull’amplificatore finale di certo non ci rovina il piacere di ascoltare la musica come vorremmo noi “valvola maniaci”.

La EL34 invece da il tocco sonoro voluto; grazie all’uso di una limitata controretroazione negativa per discrete escursioni di segnale l’appiattimento di una semionda rispetto all’altra esiste e da origine a quella distorsione di seconda armonica tanto desiderata, veramente piacevole all’ascolto.

I dati misurati sono i seguenti:

POTENZA SU 8 OHM = 3W

BANDA PASSANTE @ -3dB = 20Hz – 40 KHz

SENSIBILITA’ = 0.707 Veff

T.H.D. @ 1KHz = 2%

IL CIRCUITO

Come si può notare il circuito è estremamente semplice. Ho alimentato la valvola a una tensione di griglia schermo e ho fatto scorrere una corrente anodica  lievemente più basse di quelle consigliate dal data sheet, esso infatti riporta dei valori piuttosto alti dei suddetti parametri ai quali corrisponde una potenza dissipata dal dispositivo molto vicina alla massima …in poche parole consigliano di tirare il “collo” alla EL34 per potergli “strappare” fuori 10W con distorsioni estremamente elevate (11%), distorsione piacevole si grazie, ma non esageriamo! Poi questi data sheet non tengono conto della variabilità delle tensione della rete elettrica; già un 10% (che è tipico) in più sulla 220V implica lo stesso aumento delle tensioni continue che alimentano le valvole e allora facilmente si superano le potenze da loro ammesse. Per questo, in nome della qualità del suono e della durata delle valvole, ho rinunciato ad ottenere dal tubo la massima potenza possibile abbassando un pochino il tutto.

Il cuore del sistema è la particolare controreazione negativa che ho implementato; in genere il segnale da riportare in ingresso viene prelevato ai capi dell’altoparlante, in questo caso invece il segnale viene prelevato ai capi della resistenza catodica R5. Proprio per mantenere un pochino di distorsione in uscita la quantità di questa controreazione non è eccezionale ( circa 1/5, rapporto tra R10 e R9) e serve solo a mantenere in zona attiva i transistor che altrimenti, non possedendo la possibilità di auto polarizzarsi  come ce l’hanno invece le valvole, ne uscirebbero. Il funzionamento è il seguente: la tensione di polarizzazione del tubo finale nel funzionamento normale è di 13V e viene impostata da quella presente sulla base di Q1, determinata dal partitore composta da R6 e R7. Se per qualsiasi motivo (ad esempio per deriva termica) in uno dei due transistor o in entrambi si spostasse il predeterminato punto di lavoro sul collettore di Q2 ci sarebbe una corrispondente variazione di tensione, che normalmente è vicina allo zero volt, che, pilotando la griglia della finale, ne varierebbe il bias e quindi la corrente anodica con la conseguente variazione della tensione ai capi di R5 che, tramite R9, pilotando la base di Q2, riporterebbe il punto di riposo dei transistor a quello originale.

La controreazione in continua è pari al 100%, mentre quella per il segnale è impostata dal partitore R9 e R10, variando una di queste due resistenze si varia la sensibilità dell’amplificatore. Il condensatore C3 è di notevole importanza; infatti quando c’è una controreazione negativa a frequenze molto alte (oltre i 100KHz), a causa delle reattanze sempre presenti nel circuito che variano la fase del segnale in uscita rispetto a quello in ingresso, si trasforma in controreazione positiva causando l’effetto contrario per quello per cui è nata ovvero il segnale viene amplificato portando a forti instabilità che potrebbero far oscillare l’intero sistema. Con C3 il segnale dopo i 100KHz viene attenuato evitando che questo accada.

Quando si accende l’amplificatore le valvole sono inattive per circa 15 sec perché i loro filamenti non si sono ancora scaldati a sufficienza; in questo contesto il transistor Q2 si trova ad essere polarizzato direttamente tramite le resistenze R4, R9 ed R5 ed è molto vicino alla saturazione. Ai suoi capi si determina una tensione di pochi volt ed in esso scorre una corrente di pochi mA, per lui non ci sono problemi. L’altro transistor invece è interdetto dato che la base è più positiva del suo emettitore tenuto a valore più basso da Q1. Questo determina tra il collettore e l’emettitore di Q1 una tensione di circa 250V, praticamente quella del ramo negativo. Nel funzionamento normale queste tensioni si stabilizzano al valore di circa 160V per Q1 e 12V per Q2.

La scelta del transistor da usare non è critica, se non trovate quelli che ho usato io potrete utilizzarne altri che rispettino solo la massima tensione sopportabile, che deve essere maggiore di 250V (meglio 300V per la variabilità della rete italiana) e che abbiano un simile HFE, per le correnti e le potenze non ci sono problemi dato che oramai tutti i transistor in commercio sopportano valori così bassi, 10 mA e 100 mW.

Il trasformatore di uscita deve possedere le seguenti caratteristiche:

MINIMA POTENZA TRASFERIBILE SU 8 OHM = 3W

MINIMA CORRENTE CONTINUA SOPPORTABILE AL PRIMARIO = 100 mA

IMPEDENZA AL PRIMARIO = 2500 OHM

Tale trasformatore oltre ad essere poco costoso a causa della sua limitata potenza è anche facilmente reperibile.

Analizziamo ora la sezione alimentazione.

Le celle composte dalle resistenze ed i condensatori sono sufficienti a tenere il ripple in altoparlante nell’ordine di qualche millivolt. Come si nota in figura i due rami delle alimentazioni continue hanno diversi assorbimenti e questo è ovvio dato che quello positivo alimenta le finali mentre l’altro solo i due transistor che assorbono appena 20 mA. Questo però non si ripercuote sulle correnti al secondario del trasformatore che grazie alla presenza del ponte raddrizzatore alimentano alternativamente sia il ramo con maggior assorbimento che l’altro; il risultato è che le correnti efficaci erogate dai secondari sono identiche.

A tal proposito occorrerà utilizzare un trasformatore perfettamente simmetrico le cui caratteristiche debbono essere le seguenti.

TENSIONE PRIMARIA = 220V

TENSIONE E CORRENTE SECONDARIA 1 A PIENO CARICO = 220V – 220V, 0.25 A – 0.25 A

TENSIONE E CORRENTE SECONDARIA 2 A PIENO CARICO = 6.3V, 3 A

Come si nota il trasformatore è di facile reperibilità. Si potrebbe prenderne due di isolamento 220V -220V (si trovano in qualsiasi negozio di elettronica) e uno per i soli filamenti (facilmente reperibile).

In questo caso i due trasformatori d’isolamento, oltre a dover avere le stesse caratteristiche elettriche, dovrebbero essere dello stesso costruttore per evitare tensioni troppo diverse tra il vuoto ed il carico.

Per il collegamento tra i due trasformatori occorre procedere come segue:

Una volta alimentati i loro primari, collegare un terminale secondario di un trasformatore con quello dell’altro a caso. Verificare poi con un tester se tra i terminali rimasti liberi ci sia una tensione doppia di quella fornita da ogni singolo trasformatore, se ciò non accade scollegate  il filo di collegamento solo da un terminale di un trasformatore e collegatelo all’altro terminale dello stesso trasformatore, questo sarà il centrale della coppia dei trasformatori.

Per ultimo si noti la differenza tra le resistenze delle celle filtranti; ovviamente per avere la stessa tensione continua tra i due rami dell’alimentatore, essendo diversi gli assorbimenti, la resistenza sul ramo negativo è di valore più alta dell’altra.

NOTE FINALI.

A me questo amplificatore piace molto per la sua semplicità, si può montare su scheda (vedere questa pagina) o in aria. In quest’ultimo caso quei pochi componenti al silicio con relative resistenze si possono saldare facilmente su una millefori per poi fissare questa sul telaio dove alloggeranno i componenti più grandi.

Buon lavoro J

Fabio

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