300B MK1.5

Non è stato un lungo periodo lontano solo dalla autocostruzione, ma anche da questo blog, quindi vediamo di rimetterci al passo.

Quelle che vado a presentare sono tutte le modifiche apportate ai monofonici 300B nell'arco di circa 4 anni. Originariamente il progetto era ben più ambizioso, avrei voluto cambiare anche lo stadio finale trasformando la polarizzazione della 300B da automatica a fissa ma alla fine ho desisto, primo perché reputo di aver raggiunto un risultato soddisfacente, secondo perché a questo punto un giorno potrei valutare un nuovo amplificatore integrato, magari in un singolo chassis e con stadio di ingresso con una sola valvola ad alto guadagno.

Ma veniamo al presente con le modifiche apportate stadio per stadio. Premetto che negli anni mi sono liberato di molti "miti" ed ho iniziato a guardare con occhio meno purista e più pratico la costruzione rivalutando tutta una serie di aspetti e limiti del progetto iniziale di questo finale.Del progetto iniziale rimane davvero ben poco.

Alimentazione

L'alimentazione mostrava limiti evidenti nel filtraggio, con l'oscilloscopio era visibile un discreto ripple in uscita, dovuto soprattutto all'induttanza che alle misure si è dimostrata di qualità mediocre. Il valore misurato di queste induttanza è risultato di circa 4H a fronte dei 10H dichiarati, fortunatamente entrambe dimostravano lo stesso valore. La soluzione più ovvia sarebbe stata la sostituzione, tuttavia ho pensato di lasciarla per un primo filtraggio e aggiungerne una seconda, ma non una tradizionale induttanza anche alquanto ingombrante, bensì un giratore, ovvero una induttanza virtuale che in uno spazio molto ridotto mi ha consentito di raggiungere circa 50H.

Un ulteriore miglioramento l'ho ottenuto aumentando le capacità di filtraggio, per questo ho riciclato i due condensatori ASC da 50Uf precedentemente impiegati come capacità di bypass della resistenza catodica sulla 300B, ho infatti realizzato che i condensatori oil filled non solo sono poco indicati ma inutilmente ingombranti, un elettrolitico assolve egregiamente allo scopo.

Infine troviamo un partitore resistivo che serve a ricavare due tensioni di riferimento per sollevare da terra le alimentazioni dei filamenti.

Successivamente ho rivisto l'alimentazione filamenti della 300B, altra sorgente a mio parere di potenziali ronzii. Ho rimosso quindi la 5V alternata ed il potenziometro di bilanciamento e alimentato in continua con il circuito di Rod Coleman. Per implementare questo circuito ho dovuto aggiungere un secondo trasformatore di alimentazione con due secondari a 9V ed un semplice circuito di filtraggio.

Ecco lo schema finale del nuovo stadio di alimentazione.

Stadio Pilota

Lo stadio pilota è stato completamente rivisto, dopo diverse misurazioni e simulazione era risultata evidente una discreta distorsione. Il nuovo stadio ha completamente trasformato i 300B da amplifcatori monofonici integrati comodamente pilotabili dal segnale in uscita di un CD Player, ad amplificatore puro rendendo necessario l'uso di un preamplificatore. Il circuito impiegato è un SRPP volutamente basato sulle 6J5, ossia le stesse valvole usate precedentemente. In questo SRPP abbiamo una tensione anodica sulla valvola lata di 390V circa per una corrente che percorre le due valvole di 10mA. Sulla valvola bassa ho poi impiegato un CVS (Costant Voltage Source) in luogo della classica resistenza catodica. Infine la capacità di accoppiamento allo stadio finale è stata sostituita con un  generoso condensatore Audyncap True Copper Max da 0.86uF..

Stadio Finale

Qui non ci sono state modifiche circuitali, solo pochi interventi sulla componentistica ma sostanziali. Il primo è stato l'introduzione del circuito di Rod Coleman per l'alimentazione del filamento , il secondo la sostituzione della capacità di filtraggio con un buon elettrolitico ed infine, il vero pezzo forte, la sostituzione dei trasformatori di uscita. Gli Hammond sono dei ferri decorosi ma non di più, per avere qualcosa di più da questi finali, soprattutto nell'estensione di gamma, era necessario ricorrere a dei trasformatori di qualità migliore. Ho optato per una coppia di trasformatori Hashimoto H 20-30-5U, che mi hanno consentito un notevole upgrade senza rimetterci un occhio della testa.

Ecco lo schema finale.

Il risultato finale è stato tutto sommato gratificante, è un finale più veloce , si sente la maggiore estensione di gamma, soprattutto sulle basse frequenze, il suono ha preso letteralmente corpo e le voci non sono più preponderanti sul resto della scena audio. Insomma direi che ora è un amplificatore meglio equilibrato, con una maggiore estensione in basso ma soprattutto, silenzioso e tutto sommato ben suonante.

Ed ora la rassegna fotografica.

Costruzione interna.

Stadio si alimentazione alta tensione

Circuito giratore

Scheda di filtraggio per l'alimentatore di Rod Coleman

Circuito di Rod Coleman per l'alimentazione del filamento della 300B

Nuovo trasformatore di uscita, dietro si vede lo switch per poter selezionare l'impedenza di uscita a 4 Ohm o 8 Ohm

Stadio pilota con i due led che fungono da CVS

Il nuovo condensatore di accoppiamento

Esteticamente non è cambiato molto...

... a parte i nuovi trasformatori di uscita che fanno bella mostra di se!

 

Pilotino II

Rieccoci dopo una lunga pausa, non è stato facile riprendere da dove avevo lasciato ormai anni fa, soprattutto dopo aver perso il disco rigido del mio computer con tutti i miei progetti ed appunti.

Diversi progetti sono stati accantonati, tra questi una revisione dei monofonici 300B, troppo laborioso per il poco tempo e spazi a mia disposizione. Un'altra cosa che accarezzavo da tempo di rivedere era il preamplificatore Pilotino, non che non funzionasse bene ma volevo ottimizzarlo e, soprattutto, fare qualcosa con un maggior livello di usabilità. Il progetto è nato quindi con i seguenti punti principali:

• Accorpare i tre pezzi separati di cui si compone Pilotino: alimentatore, preamplificatore attivo e preamplificatore passivo con selettore ingressi e potenziometro del volume, in un unico chassis, possibilmente con un buon WAF (Wife Acceptance Factor).
• Maggiore usabilità con telecomando e display per visualizzare ingresso attivo e livello del volume
• Stadio di preamplificazione semplificato ma sostanzialmente invariato rispetto al Pilotino.

Il progetto è stato quindi diviso in due parti sviluppate in due fasi successive, rispettivamente stadio passivo ed stadio attivo. Vediamoli singolarmente.

Stadio Passivo

Lo stadio passivo è stato quello che mi ha richiesto più tempo. Dopo aver scartato diverse soluzioni già pronte di provenienza cinese, ho deciso di cimentarmi in un progetto Arduino.

La selezione degli ingressi e gestione del mute è fatta tramite microrelè di tipo latching o bistabile, il loro funzionamento è del tutto assimilabile a dei flip-flop, in pratica una volta alimentato, la tensione elettrica attraversa il circuito eccitandolo. Cessata l'alimentazione il relè latching mantiene lo stato, a differenza del relè normale che tornerebbe allo stato di riposo. I cinque microrelè , quattro per la selezione ingressi e uno per il mute, sono controllati da Arduino tramite l'I/O port expander MCP23017-E/SP avvalendosi per bus I2C. Al fine di energizzare a dovere i relè per la commutazione ho utilizzato una 5V supplementare poiché quella fornita da Arduino si è rilevata appena sufficiente. Ecco lo schema della scheda di selezione e mute.

Il connettore J2 è utilizzato per collegare il display LCD anche esso collegato sul bus I2C. Per evitare noie con qualche loop di massa ho separato la massa del segnale di ingresso da quello di uscita sulla scheda selezione ingressi. Quindi la massa dagli ingressi, attraverso il potenziometro del volume, va in ingresso al preamplificatore e, da qui, sui connettori di uscita.

Per il controllo del volume ho utilizzato un potenziometro Alps Alpine da 100K a 4 vie, due vie sono usate per i canali destro e sinistro, mentre il terzo è usato per poter leggere la posizione del potenziometro utilizzando una 5V di riferimento, in modo da poter visualizzare il livello del volume sul display. Per azionare il motore è necessaria una tensione di circa 7V e viene comandato da Arduino tramite un H-Bridge L293D. Ecco lo schema della scheda del potenziometro.

Il cuore dello stadio passivo è Arduino Nano, questo è stato installato su una scheda dove troviamo oltre a tutte le connessioni per interfacciarsi con i vari componenti, lo stadio di alimentazione a 5V supplementare e l'alimentazione a 7V che viene usata sia per alimentare Arduino che il motore del potenziometro. Al controller viene collegato otre al potenziometro, alla scheda selezione ingressi e all'LCD:

• Encoder con switch per la selezione ingressi e mute
• Pulsante di Standby
• Ricevitore IR per telecomando
• Led bicolore on/standby
• Scheda a due relay per controllare l'accensione della tensione filamenti e per l'alta tensione

Ecco lo schema della scheda controller.

Il modulo a due relays, comprato su Amazon tra i tanti preconfezionati per Arduino, viene utilizzato per comandare l'accensione in sequenza dello stadio di alimentazione filamenti e, dopo 1 minuto, dello stadio di alimentazione in alta tensione, fungendo da interruttore dei primari dei rispettivi trasformatori di alimentazione.

La tensione di rete viene filtrata in ingresso da un apposito filtro di rete sempre acquistato online.

Prima di procedere alla realizzazione dello stadio attivo, lo stadio passivo è stato montato e testato nel suo chassis, un HiFi 2000 Pesante modello 03PB 2U con pannello frontale da 10mm.

Stadio Attivo.

Iniziamo dall'alimentazione.

In primis ho usato due trasformatori separati per anodica e filamenti, a loro volta separati da quello della parte passiva, in tal modo sono in grado di gestire cosa alimentare e quando.

Per l'anodica ho realizzato un alimentazione stabilizzata a 310Vcc basato sul noto circuito di Salas liberamente disponibile in rete. Il circuito stampato viene venduto da un membro del forum dyiaudio.com dove sono presenti gli schemi del regolatore, tuttavia ho preferito disegnarlo da me rifacendomi agli schemi originali. 

Il regolatore va alimentato a sua volta con una alimentazione in CC che abbia  tra i 20-30V in più di quella a cui vogliamo stabilizzare l'uscita, quindi nel mio caso con 330-340Vcc circa. Andare oltre significherebbe far salire eccessivamente la temperatura del Mosfet Q3, che va comunque opportunamente raffreddato. Come aletta ho usato un pannello di ferro ricavato da un secondo pannello posteriore del mobile, ordinato allo scopo e opportunamente tagliato per fungere anche da divisore tra la parte alimentazione e la parte audio.

Lo stabilizzatore ha la particolarità di stabilizzare in tensione e fungere da CCS (Costant Current Source). Poiché il preamplificatore assorbe 4mA per canale e lo stesso regolatore circa 20mA, il CCS è stato tarato per 30mA di erogazione costante.

Per l'alimentazione non stabilizzata sono partito con un toroidale a 260VAC @100mA sul secondario, quindi un normalissimo ponte di diodi e una cella CRC.

Il doppio partitore di uscita serve a sollevare da terra le alimentazioni dei filamenti della valvola bassa e valvola alta.

Per le alimentazioni dei filamenti ho usato due alimentatori stabilizzati regolabili con soft start regolati a 6.3Vcc, i circuiti di stabilizzazione sono alimentati da un toroidale da 30Va con due uscite a 9Vcc, quindi  in grado di erogare 1.67A per ogni secondario.

Infine il cuore del sistema, lo stadio di preamplificazione attiva. Viste le già ottime doti sonore di Pilotino non ho cambiato molto, ho semplicemente rimosso il buffer di uscita realizzato con le 6N6P russe. Questi, dopo svariate prove ,è risultato non solo poco utile, ma aggiungeva quel che poteva sembrare "calore" al preamplificatore ma che in realtà toglieva chiarezza e definizione al suono.

Il risultato finale è un suono più definito, con una maggior estensione nelle frequenze inferiori, meglio percepibile anche grazie ad un basso ben controllato e non molle come il precedente. Insomma direi che con Pilotino II mi sono un po' allontanato dallo stereotipo del suono valvolare caldo e mollo, la ricostruzione della scena sonora è precisa e dettagliata con un basso più "secco" e una gamma alta chiara.

Ecco qualche foto di Pilotino II.

Costruzione Interna:

Alimentazioni e controller Arduino:

Particolare scheda Relays e filtro di rete, entrambe acquistati su Amazon:

Particolare scheda selezione ingressi + mute:

Stadio di preamplificazione e potenziometro motorizzato:

Pilotino II ultimato in standby:

Fase di preriscaldamento tubi (solo alimentazione filamenti):

Acceso e operativo:

In fase di spegnimento ci sono 10 sec. di tempo per annullare:

Ecco infine il telecomando Apple TV usato. Il tasto menu resta inutilizzato.

CVS su pre phono

Oramai posso dichiarare ufficialmente aperta la stagione delle modifiche. Dopo anni passati alla realizzazione di nuove elettroniche vorrei cercare di trarre il massimo da esse. Paradossalmente proprio ora che non posseggo più un laboratorio e quindi non ho neanche più tutta la mia strumentazione. Tuttavia un PC con un simulatore, un tester e tanta buona volontà possono bastare per iniziare.
Ho pertanto iniziato dal pre-phono. La prima modifica consiste nel cambiare la polarizzazione delle 5961 da automatica a fissa. A tale scopo ho quindi rimosso le resistenze e condensatori dai catodi e sostituti con dei led rossi che, quando attraversati da una corrente, producono una caduta di tensione costante (ovvero fungono da CVS - Costant Voltage Source) di circa 1,5V.
Successivamente vorrei installare dei CCS sugli anodi.
Comunque già con questa prima modifica si avvertono dei miglioramenti in particolare sull'ampiezza di banda avvertibile specialmente sulla gamma alta che ora risulta più brillante.
Ecco il nuovo schema:

Hdigiplayer: Hackberry Digital Player

E' ormai un anno che uso con soddisfazione il mio nuovo digital player!
Partiamo dalla scheda Hackberry, una developer board prodotta e distibuita da Miniand.

Le sue feature sono tagliate per quello che necessitavo:
CPU 1.0GHz Allwinner A10 ARM Cortex A8
1Gb Ram
Scheda Wi Fi on board
2 porte USB
Possibilità di caricare il sistema operativo da SD card

La scheda arriva con Android 4.0 preinstallato.
Per le mie esigenze ho preso una versione di debian wheezy headless, ovvero senza uscita video e l'ho caricata su una SD. L'immagine si trova sullo stesso sito della Miniand andando nell'area Forum. Quindi collegata la schedina ad un piccolo router tramite cavo lan, ho proceduto alla configurazione della scheda wi-fi on board e quindi ho installato MPD.
Sull'uscita USB ho collegato un disco USB da 1TB e una FiiO e10, che uso come trasporto per la decodifica dei file in alta risoluzione dato che l'ingresso USB del mio DAC supporta al max 8bit 48kHz. Inoltre la FiiO è anche provvista di uscita cuffia per ascolti serali.
La schedina la controllo tramite svariati MPD clients installati su una miriade di dispositivi, quali cellulari android, winphone e PC.

DAC con doppio Wolfson WM8740

Un anno fa' circa, in un noioso pomeriggio di Agosto trascoso in casa in preda alla noia, acquistai dal solito cinese il Kit DAC DIR9001+PCM2706+WM8740 con due wolfson in configurazione mono. Quando lo acquistai chiesi di montarmi solo i componenti SMD sapendo che purtroppo non ho la strumentazione (e la pazienza!) per saldarmeli da solo.
Dopo quasi un anno mi sono ritrovato la scheda ancora con i soli SMD saldati buttata in un cartone del trasloco completamente dimenticata, e così decido di mettermi all'opera e di montarmela. Ho buttato tutta la componentistica cinese, ho fatto un bell'ordine da RS ed una volta arrivati i componenti assemblo il tutto e... meraviglia funziona da subito. Ecco le foto:

Gli op-amp utilizzati sono gli NE5534, probabilmente in futuro li sostituiro' con qualche altro tipo con ingresso a FET e bassissimo rumore.
I condensatori elettrolitici piu' grandi sono degli ottimi componenti a bassa resistenza, mentre i piu' piccoli da 47uf e 10uf sono OS-CON Sanyo. I condensatori a film sono quasi tutti dei WIMA. I resistori sono tutti a film metallico 1%.

Purtroppo il contenitore non ce lo avevo ed ho trovato molto pratico usare l'ultima scatola di sigari che avevo in casa (degli ottimi Romeo y Julieta)

Credo che vada molto bene, paragonato al DAC interno del mio NAD 545 non è assolutamento da meno, anzi!

Futuri e probabili upgrade:
- sostituzione dello stadio di uscita con stadio a valvole o a discreti
- sostituzione del driver usb con trasporto tipo XMOS.
- impiego di shunt di salas sulle alimentazioni.
- ovviamente sostituzione dello chassis

6021 Line Stage Preamplifier

Tubettino

Gli ultmi mesi primaverili del 2011, passati in ozio in attesa di iniziare il mio nuovo lavoro, li ho spesi rimuginando su un mucchietto di valvoline che mi ritovavo in un cassetto. Ho iniziato a guardarmi un po' di datasheet e qualche sito in cerca di qualche buona applicazione per queste piccole proletarie. Gira e rigira alla fine mi hanno colpito delle valvole miniaturizzate, degli anonimi doppi triodi, i 6021, di cui ne possedevo almeno una ventina.
Le curve erano molto interessanti, sufficientemente lienari per pensare di partire con il mio primo progettino. Ed allora via, mano alle curve, gomma matita e squadretta, e solo dopo tanti bei disegnini e calcoletti a mano son passato alle simulazioni per verificare l'esattezza di quanto teorizzato. Devo dire che con grande soddisfazione, gia' le simulazioni mi hanno dato subito dei buoni riscontri, comunque ho fatto un po di fine tuning al fine di avere un risultato migliore e questo e' quanto e' venuto fuori:

Due stadi ad accoppiamento diretto con un solo condensatore, il filtraggio inizialmente non prevedeva induttanza, secondo le simulazioni con PSU II doveva essere sufficiente cosi', filamenti con alimentazione continua stabilizzata.
Il primo test e' stato subito soddisfacente, l'unico problema era il solito l'hum, non alto ma presente.Sicuramente in buona parte era imputabile al fatto che il cablaggio su tavolaccio non era proprio il massimo e poi il trasformatore usato per i filamenti era davvero ignobile.
Fine Giugno si fermano tutte le attivita' e si cambia vita, il tubetto rimane solo un esperimento dalle buone premesse fino ad un mesetto fa quando riesco finalmente a riprendere il progetto. Innanzitutto rimuovo la stabilizzazione sui filamenti, tanto oramai ho maurato l'idea che serve a ben poco specialmente su valvole a riscaldamento indiretto. Quindi per l'alimentazione ho utilizzato un piccolo trasformatore di Nuova elettronica con secondari a 130V e 6,3V e, per migliorare il filtraggio, ho sostituito la R7 con una insduttanza da 10H.  Inoltre con dei diodi ad infrarossi ho sostituito il gruppo catodico R2-C2, in modo tale da realizzare un CVS (Costant Voltage Source) da 1,3V, e tramite un partitore resistivo ho sollevato il potenziale dei filamenti di 40V dalla massa. Infino ho aggiunto un bel condensatore di disaccoppiamento da 22uF.
I componenti stavolta sono assolutamente terrestri, nulla di boutique ad eccezione dei condensatori di uscita: due sprague carta olio NOS, a mio parere sopraffini!
Ed ecco lo schema finale, quello che ho attualmente implementato e che mi sto' godendo mentre scrivo questo post

Ed ecco le solite foto, dentro e fuori (Il mobiletto ha un profumo stupendo!)

Come si sente ? Ha un suono godibilissimo, raffinato e preciso, estremamente dettagliato ma al tempo stesso caldo, con il Kismet forma un'accoppiata vincente. Rispetto al pilotino la scena sonora risulta piu' definita si sente perfino il polpastrello di Diana Kralla quando scivola sui tasti del pianoforte, la gamma bassa e' un po' meno profonda e' piu' controllata. Insomma considerato che mi e' costato un decimo del pilotino non posso che ritenermi estremamente soddisfatto.

Si ricomincia: Preamplificatore Passivo

Quanti cambiamenti quast'ultimo anno, cambio lavoro, dopo 26 anni ho chiuso con il mio vecchio datore di lavoro ed ho iniziato una nuova esperienza in un'altra citta', quella in cui sono nato Napoli. Purtroppo questo mi ha richiesto una grosso sacrificio di tempo ed i miei progetti hanno subito una battuta di arresto. Quante idee in cantiere, e purtroppo credo che ci rimarrano per molto tempo, la casa dove abito ora e' mooolto piu' piccola; ci siamo dovuti zippare in 90mq circa dai 240mq circa della vecchia casa! Comunque con un po' di pazienza (soprattutto da parte di quella santa donna di mia moglie) ho ricominciato a fare qualcosa.
Ho ripreso per l'ennesima volta la catena di preamplificazione. I due finali, il 300B e il 2A3, sono per loro natura molto diversi, il primo e' un integrato mentre il secondo necessita di preamplificazione. Decido quindi di realizzare un preamplificatore passivo a cui collegare i 300B ed il mio pre linea. In tal modo posso anche rimuovere il poteziometro del volume ed il selettore di ingressi dal mio Pilotino, in modo da diminuire i componenti sul percorso di segnale.
Ecco lo schema del pre passivo, il potenziometro del volume e' un alps serie blu da 250K mentre il selettore di ingresso e' un componente di derivazione militare. Il cablaggio e' realizzato unicamente con cavetti twistati.

Ho scelto di usare un potenziometro da 250K poiche' si interfaccia meglio con il pre phono.

Per lo chassis ho usato un contenitore hammond: eccolo in tutto il suo splendore.

 

Le manopole sono tornite a mano da un pezzo di alluminio di 3cm.