PRE-concetto pre linea minimale HiFun

[plovati]

beh quello che c'è prima o dopo dipenderà dai gusti dalla voglia e dai mezzi di ciascuno.

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Piergiorgio

[plovati]

* Evitare i condensatori elettrolitici sul percorso del segnale, vanno utilizzati solo per l’alimentazione
questo requisito è più facilmente comprensibile, per quanto buono sia un condensatore elettrolitico non lo sarà mai abbastanza quanto un normale polipropilene. Alle misure le differenze tra un condensatore e l’altro sembrano abbastanza contenute (su livelli di -60dB mi pare di ricordate), ma all’ascolto l’influenza è a livello percettibile. Non è un gran dramma evitare elettrolitici sullo stadio di segnale, ma sarebbe veramente difficile e costoso evitare di impiegare elettrolitici per applicazioni switching che sono economici e performanti nell’alimentazione.

* Bassa impedenza di uscita, idealmente 600ohm
i 600 ohm sono un valore che credo sia richiesto perché è stato preso come riferimento per le linee audio. A parte il valore preciso, che non fa differenza non essendo i cavi abbastanza lunghi per essere trattati come una linea di trasmissione (o magari si? Sui cavi ne sono state scritte un po’ di tutte le risme) è importante avere una bassa impedenza per poter correttamente pilotare cavi lunghi, impedenze di ingresso dei finali basse e mantenere una buona estensione in alto della banda passante, anche in presenza di forti carichi capacitivi sulla linea di uscita.
Con una resistenza di uscita da 600ohm anche in presenza di 10nF, che sono tanti per qualsiasi ingresso o cavo audio, si ha una banda a -3dB di 26KHz.


* Bassa distorsione (idealmente frazioni di % a 2Vrms out)
anche se la distorsione non è tutto fare un pre con distorsioni elevate può andare bene solo ai chitarristi. Si dovrà cercare di limitare il più possibile la distorsione sia totale (THD) che di intermodulazione (IMD). Secondo i testi, un valore del 3% di THD e di poco meno di IMD sono percettibili. Siccome questi valori sono relativi all’intera catena audio e il finale potrebbe essere un valvolare con THD dell’ordine di qualche percento, la distorsione THD del pre deve essere una frazione di questo valore, diciamo minore di 0,3% ad un livello di tensione tale da pilotare qualsiasi finale, diciamo 3V.

* Distorsione ‘naturale’: monotonicamente crescente con il livello di uscita e decrescente con l’ordine di armonica
questo requisito è stato propagandato in gran parte dai lavori di Hiraga. La correlazione tra distorsione crescente con il livello sonoro e decrescente con l’ordine dell’armonica è abbastanza ben verificata da diversi autori ed è caratteristica di diversi amplificatori reputati ben suonanti.
Si tratta di condizione necessaria, ma non sufficiente perché ad esempio un pre con tali caratteristiche ma con impedenza di uscita di 10kohm difficilmente le manterrà pilotando un finale qualsiasi. Così come una distorsione monotona ma di valore elevato non sarà di certo ben suonante.

* Capacità di tollerare ingresso di almeno 1Vrms
se ne era discusso precedentemente. Il valore di 1 V è relativo al solo stadio elettronico che non deve saturare con valori in egresso in griglia di 1V rms, vale a dire 1.41V di picco. Il che significa che la Vgk deve essere più negativa di 1.4V, diciamo almeno 1.5-1.6V.
Per valori maggiori di ingresso il potenziometro di regolazione del volume farà il suo dovere, mentre per ingressi linea da 300mV rms.
Non ci sarebbe nemmeno bisogno di tale potenziometro (da qualche parte ce ne sarà pure uno)

* Guadagno circa 6 ( tra 5 e 8 )
troppo guadagno sarebbe esagerato obbligando ad utilizzare il minimo di corsa del potenziometro del volume, troppo poco non permetterebbe di usare qualche finale particolarmente sordo. In uscita si dovrà disporre di almeno 2Vrms con un segnale tipico di linea e dovrà essere possibile arrivare ad almeno 5Vrms con ingresso CDP. Se abbiamo in ingresso un 300mV per avere 2V il guadagno dovrà essere almeno 6.6. Con il CDP si riescono ad ottenere 5V con lo stesso guadagno avendo poco meno di 1Vrms in ingresso.

* Capacità di pilotare finali dall'impedenza di ingresso di 10Kohm
molti finali moderni specie quelli autocostruiti hanno impedenze di ingresso molto più basse dei tradizionali 47kohm o 100khom. Il Myref ad esempio ha 20kom nella configurazione consigliato, alcuni ampli di Pass valori dell’ordine di pochi Kohm. Assumendo 10Kohm come impedenza minima alla quale garantire i requisiti di progetto e cercando un margine per lavorare su impedenze più bassa anche se accettando qualche degradazione dei parametri si dovrebbero pilotare tutti gli amplificatori disponibili.
Questo vincolo impone anche il rispetto di un minimo di polarizzazione, che deve essere in grado di fornire la corrente richiesta dal carico senza subire troppo lo sbilanciamento della sua polarizzazione. In altri termini la polarizzazione continua imposta alla valvola finale dovrà essere almeno un ordine di grandezza la corrente massima erogata al carico, cercando di avere una sorgente che subisca poco l’influenza del carico. E’ analogo ad avere una diga con un ruscello uscente, se la massa di acqua nella diga è molto più ampia della quantità di acqua drenata dal ruscello, il livello del lago risentirà poco delle variazioni di portata del ruscello. In termini meccanici si cerca di sfruttare l’effetto volano di una polarizzazione più massiccia, come piace a titano.
In condizioni normali con con 2Vrms su 10Kohm si ha una corrente di picco di 2.8mA, cosa che richiede (secondo la regola del volano) una polarizzazione di una ventina di mA, decisamente alta per molte valvole di segnale. In classe A infatti la corrente non si può mai annullare e il valore massimo della corrente di uscita teorico è pari al valore della corrente di polarizzazione.
Con la tensione di uscita massima di 5V rms sempre su 10khom si hanno 7mAdi picco che diventano 10mA su 7Kohm. I nostri 20mA minimi garantiscono di poter pilotare carichi anche inferiori.

* Banda passante -3dB 10Hz - 50KHz in tutte le condizioni di carico
e dovremmo aggiungere ragionevoli condizioni di carico. Per dare un limite possiamo immaginare un carico minimo come detto di 10kohm e una capacità massima di 1nF che è già abbastanza grossa.

* Dimensioni, costi e peso contenuti
sembrerebbero requisiti ovvi, se non ci fossero in giro dei mostruosi pre da 1metrocubo 10keuro e 1 tonnellata. Diciamo che ci limiteremo a 20x30x15cm per dare un volume indicativo, 100euro (sperabilmente meno) e 5kg max, ma questo dipenderà molto dal tipo di cabinet che ciascuno vorrà scegliersi.


* Suono hi-end
e per questo c’è poco da fare, bisognerà costruirlo e ascoltarlo. Qualsiasi cosa sia il suono hi-end.

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Piergiorgio

[Badra69]

* Evitare i condensatori elettrolitici sul percorso del segnale, vanno utilizzati solo per l’alimentazione
questo requisito è più facilmente comprensibile, per quanto buono sia un condensatore elettrolitico non lo sarà mai abbastanza quanto un normale polipropilene. Alle misure le differenze tra un condensatore e l’altro sembrano abbastanza contenute (su livelli di -60dB mi pare di ricordate), ma all’ascolto l’influenza è a livello percettibile. Non è un gran dramma evitare elettrolitici sullo stadio di segnale, ma sarebbe veramente difficile e costoso evitare di impiegare elettrolitici per applicazioni switching che sono economici e performanti nell’alimentazione.

.......se non fai un P.P. in classe A i condensatori di alimentazione sono sempre in serie al segnale......se sono elettrolitici..... o mi sbaglio?

Calogero

[plovati]

Boh dipende da cosa si intende con percorso del segnale. C'è stato un thread dedicato a questa storia.
Le specifiche le ho prese come le ho trovate formulate, il percorso del segnale è un termine che piace molto. Ho detto esplicitamente tranne che per l'alimentazione, in modo da fugare ogni dubbio.

Dal punto di vista elettrotecnico in uno stadio classe A single ended, la variazione della corrente dovuta al segnale si richiude sui condensatori di alimentazione. Se questi sono di valore adeguato e di bassa impedenza e induttanza serie si possono considerare cortocircuiti.
Utilizzando una corrente di polarizzazione molto più grande del segnale l'effetto volano dovrebbe smorzare la dipendenza del carattere sonoro dai cap di alimentazione.
Sono tutte cose che sarebbe bello provare misurare e ascoltare per trarne se non delle conclusioni qualche indicazione generale incontrovertibile.



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Piergiorgio

[plovati]

abbiamo bisogno quindi di una valvola che lavori a 20mA, abbia una resistenza interna sui 600ohm, bassa distorsione e un guadagno di circa 6.
Potrebbe andare bene la 6C19P, 400ohm di Ri e Ip fino a 100mA ed un'ottima linearità se non fosse che guadagna troppo poco, 6 vogliamo e non ci possiamo accontentare di 3. Comunque una buona valvola per un finalino da 1-2W.
Vediamo un po' di cercare qualcosa che possa fare al caso nostro, come ad esempio questa retta di carico:



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Piergiorgio

[Giaime]

Mmm... è un pentodo, piuttosto robusto, sicuramente europeo e noval, roba video / da televisori scommetto, quelle cose che trovi nel catalogo Distrelec.

Mi sono fatto più o meno un'idea di cosa può essere

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[gluca]

Io avevo esso giù questa idea per il fitlro attivo che sto facedo. Potrebbe andare??



Ciao

---------> DISCLAIMER: ooops credo di aver detto una fesseria ... scusate <---------

[plovati]

con i semiconduttori? Ma stai bene? E poi la valvola non è della serie 8xx, che ti succede gluca???

Bello pero'. Quei 7V sul led significa che usi una catena di LED? Potresti provare con la mod a LED 'back-bias' proposta nell'ultimo post della discussione sulla polarizzazione a LED.

Per Preconcetto avevo un'idea (e la necessità) di tenerlo più semplice, per non violare il preconcetto del minimalismo.


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Piergiorgio

[vexator]

Vorrei azzardare una proposta
perchè non si utilizza un triodo di potenza come la 2A3? Qualcuno potrebbe pensare che sia sprecato utilizzare una valvola come quella in un pre. Tuttavia centra tutti i target di progetto.
Forse non è proprio economica, ma su ebay si fanno ottimi affari...
Su tubes.it una coppia di sovtek costano 60euro, EH Gold meno di 80euro.
Sarebbe il primo pre (che vedo io) che utilizza un triodo di potenza; Unison Research utilizza la 300B come inseguitore di "catodo".

Ecco il PRE-concetto Reference


Giovanni De Filippo

MEMENTO AVDERE SEMPER

[plovati]

e perchè usare una 2A3 se gli obiettivi si centrano con molto meno?

[titano]

Vorrei azzardare una proposta
perchè non si utilizza un triodo di potenza come la 2A3? Qualcuno potrebbe pensare che sia sprecato utilizzare una valvola come quella in un pre. Tuttavia centra tutti i target di progetto.
Forse non è proprio economica, ma su ebay si fanno ottimi affari...
Su tubes.it una coppia di sovtek costano 60euro, EH Gold meno di 80euro.
Sarebbe il primo pre (che vedo io) che utilizza un triodo di potenza; Unison Research utilizza la 300B come inseguitore di "catodo".

Ecco il PRE-concetto Reference

Su diyaudio se n'è parlato in diverse discussioni.

Da valutare il guadagno e cosa scegliere come carico anodico.
Altro possibile problema l'alimentazione dei filamentei ed il fatto che non parliamo di tubi studiati per essere a basso rumore.
da valutare il guadagno.

Si potrebbe valutare l'uso delle 6C4G (mi pare), l'equivalente russa della 6A3...versione a 6.3V delle 2A3. La scelta mi pare vincente in questo caso, avere filamenti a bassa tensione ed alta corrente in uno stadio pre mi pare un suicidio se si vuole mantenere basso il rumore in uscita.

Comunque bisogna sentire "l'arbitro" Plovati...è lui che gestisce le fila della "manifestazione".
Forse sarebbe ora che dicesse come stanno le cose e buttasse in pasto ai pescecani quello a cui ha pensato invece di continuare a postare limitazioni trovate chissà dove in giro per la rete

Marco

[plovati]

Beh, qualche intervento sopra ho appena postato la proposta. Giaime ha già capito tutto.
Mi sembrano interessanti i punti di lavoro indicati: prova a vedere che distorsione ne esce e con che Rout...
Ho gli altri disegnetti a casa, li posto stasera.

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Piergiorgio

[gluca]

A volte ho delle crisi di coscienza ... si può sempre togliere il CCS e caricare la 6H30 solo con il trafo (gappato per 20mA).

Ciao
PS scusate se sono OT ma non ho letto tutti i post del 3D

---------> DISCLAIMER: ooops credo di aver detto una fesseria ... scusate <---------

[plovati]

nessuno che si è fatto i conti?
Dal grafico già inserito si può facilmente verificare il guadagno e la impedenza di carico scelta (linea rossa)


Muovendoci con una tensione in ingresso (Vg) tra 0 e -5V, ci si sposta lungo la retta (nel caso il carico sia puramente resistivo cosa certamente verificata nel caso di un preamplificatore tranni casi particolarissimi) all'interno dei due punti rossi estremi.
Oltre al guadagno si può verificare facilmente che l'accettazione di ingresso è sufficiente (siamo polarizzati a -2.5V e quindi in grado di non clippare fino a segnali di ingresso di 2.5peak /1.41 = 1.7V rms.

E' facile anche verificare che i due punti estremi sono equidistanti dal punto centrali di polarizzazione statica di 25mA. questo significa che se entro con un segnale sinusoidale perfetto di valore 5Vpp ottengo una corrente perfettamente bilanciata a cavallo dei 25mA, oscillante tra 20 e 30mA. Questo significa due cose: sono in grado di fornire 10mApp (3.5mArms) e li posso fornire ad un carico di 3Kohm a distorsione nulla.
Non male direi. Si potrebbe migliorare?


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Piergiorgio

[Giaime]

Limitandoti alle scelte fatte, penso che giù di qui non ci si schiodi.

Certo che se sopra a 'sto pentodazzo ce ne metti un altro, a mò di SRPP, o un Mosfet...

ok, taccio.

Che dirti, la distorsione in quel punto di lavoro non è misurabile, le due curve anodiche (almeno, quelle che ci sono) sono perfettamente equidistanti.

Faccio una stima: in quel punto, mu = 9, gm = 9mA/V, rp = 1k.

Ti stimo Rk, che sarà circa 600ohm. E Zout, che sarà circa 750ohm.

E sospetto pure che ci vuoi mettere due led sotto, al posto della Rk, poichè hai scritto zero elettrolitici.

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[vexator]

come fai (fate) a calcolare l'impedenza interna della lampadina?

Giovanni De Filippo

MEMENTO AVDERE SEMPER

[Giaime]

come fai (fate) a calcolare l'impedenza interna della lampadina?

Giovanni De Filippo

MEMENTO AVDERE SEMPER


Originally posted by vexator - 24/08/2006 : 19:47:23

Cosa, l'impedenza d'uscita dello stadio? Ti citerei volentieri la pagina del RDH4 se me la ricordassi, ma questo è di più facile consultazione:

http://www.aikenamps.com/CommonCathode.htm



Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[plovati]

si puo' fare di meglio?
Certamente che si, bisogna vedere il prezzo da pagare.
Ma prima di dare per assodata la scelta del punto di lavoro, vediamo che succede se variamo un po' il carico, dato che è il parametro che non possiamo controllare. Facciamo insomma un'analisi di 'robustezza' della scelta possibile.

Dal momento che la retta di carico o meglio la sua pendenza esprime la resistenza di carico dinamica (Ranodica esterna in parallelo a Rcarico) la pendenza della retta di carico tenderà ad accentuarsi caricando il pre con un finale. Bisogna vedere se la distorsione e la dinamica sono sufficienti anche in condizioni diverse di carico.
E' semplice farlo graficamente:



e qui si vede che fino ad un carico di 1.25 kohm (linea blu), la distorsione è nulla e la valvola non si interdice. Vale a dire che posso metterci anche fino a 2kohm (2K//3K all'incirca fa 1.25K) come carico e il pre non solo non si siede (altro discorso la banda passante, che dovremo verificare), ma non fa una piega. E già il solito pre hi-end con la 6SN7 polarizzata a 3mA viene spazzato via!
Se guardiamo la linea verde, si puo' stabilire quale è il limite di questo pre, che si situa attorno ai 400ohm. ce la fa ma inizia a distorcere pesantemente come si vede dai valori di corrente che non sono equidistanti dal punto di polarizzazione statica centrale.
Non male, ma si puo' fare di meglio...

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Piergiorgio

[plovati]

Prima bisogna verificare se abbiamo centrato anche la resistenza di uscita. Per quanto riguarda la resistenza di uscita del preamplificatore, bisogna considerare che questa sarà costituita dal parallelo della resistenza di placca (ancora da decidere) e dalla resistenza interna dinamica della valvola, la Ri che per definizione, essendo la resistenza della maglia di uscita del dispositivo è data da deltaVp/deltaIp, essendo Vp e Ip tensione e corrente di placca.



Graficamente si deve tracciare una retta tangente alla curca anodica Vp-Ip passante per il punto considerato. Si nota che verso destra le curve si appiattiscono mentre la curva per Vg=0 è più pendente. La resistenza interna di placca Ri sarà quindi diversa per i tre punti Ip-Vp indicati in rosso. Tracciando ad esempio la tangente nel punto di lavoro statico (retta in blu) si individuano due punti comodi come i due punti blu segnati. Applicando la legge di Ohm si trova che il rapporto tra delta Vp e deltaIp vale (80-45)V/(60-15)mA cioè 777ohm.
Non è il caso di soffermarsi troppo a cercare se siano 777 piuttosto che 776,9ohm, il caso reale avrà tolleranze decisamente maggiori. Una approssimazione del 10% è già ottima in tutte le fasi di progetto, specie in quella preliminare.
Seguendo lo stesso procedimento per i due altri punti rossi estremi si ottengono dei valori di circa 720ohm e 1kohm, variazioni che rispetto anche al carico minimo stabilito in 10Kohm sono molto poco significative. La resistenza di uscita del pre sarà quindi sicuramente minore di 777ohm. Si potrebbe già anche stimare: la retta di carico è di 3khom quindi la resistenza di placca sarà di valore prossimo a questo valore (a meno della resistenza di carico che comunque sarà >10kohm) pertanto la resistenza di uscita del pre sarà con buona approssimazione 3kohm parallelo 777ohm, cioè 617ohm. Quello che cercavamo.

[plovati]

Ma dicevamo si può fare di meglio. Per quanto comodo possa essere il punto di lavoro scelto non è l'unico. Ad esempio la zona indicata in blu nella seguente immagine è migliore: la distorsione è sempre bassa ma si mantiene invariante in una zona più ampia ed in più le curve anodiche si raddrizzano, indicando una resistenza interna più bassa. Nel caso di carichi non del tutto resistivi, la retta di carico diventa una curva ellittica in quanto tensione e corrente non sono più in fase tra loro.



Si vede abbastanza intituitivamente come sia meglio lavorare nella zona blu piuttosto che in quella rossa in quanto con un'ampia variazione del carico e del segnale applicato non si hanno significative variazioni dei parametri importanti. Le curve sono equispaziate infatti per un tratto maggiore.
Tutto perfetto se non fosse che il punto di lavoro 'blu' richiede una polarizzazione attorno ai 70mA, che la valvola tiene benissimo ma obbliga a progettare un alimentatore decisamente robusto, molto più del necessario. Sui due canali gestire 150mA inizia ad avere il suo peso.
La zona blu è pertanto un'ottima scelta qualora si debbano pilotare carichi molto bassi o reattanze quali linee lunghe o trasformatori oppure come driver di un tubo di potenza da spingere in classe A2. Per un pre si tratta di uno spreco che contrasterebbe con l'impostazione minimalista oltre che con il buonsenso.

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Piergiorgio