MW Pre 01 - Preamplificatore di linea a valvole con ingresso phono MM

I Progetti di Termoionica Applicata

MW Pre 01 - pre a valvole con ingresso phono MM

Implementazione inusuale di uno schema classico

Un sofisticato nipote del Simpre

Parte 4 [English version]

Stadio linea

L'amplificatore di linea è esattamente identico al SIMPRE PSE 88.
L'unica differenza è costituita dalla presenza di resistori sui pin delle valvole, che aiutano a ridurre le interferenze ad alta frequenza, e dall'assenza del filtro RC nell' alimentatore ad alta tensione. C'è solo una capacità di bypass vicino alla valvola. Per il resto tutto rimane identico.

Guadagno dello stadio linea

Quando si progetta un amplificatore ad alto guadagno per poterlo usare come ampli di "linea" occorre ridurre tale guadagno. L'uso del feedback anche se ampiamente usato attualmente, porta ad un degrado delle caratteristiche soniche. Un'altro modo è quello di ridurre il fattore di amplificazione introducendo un controllo di guadagno.
Normalmente viene utilizzato un controllo di guadagno dello stadio di ingresso, che non deve avere una bassa impedenza per evitare di sovraccaricare le sorgenti. Questo è quasi obbligatorio per circuitazioni a stato solido dove è necessario mantenere il livello del segnale il più basso possibile per scongiurare fenomeni di sovraccarico. Il rovescio della medaglia è però costituito dal fatto che, così facendo, si rischia di ridurre il rapporto S/N in uscita. Quindi, normalmente, è necessario l'utilizzo di costosi potenziometri a film per ottenere accettabili risultati in termini di rumore.
Allo scopo di evitare problemi di rumore è necessario porre il controllo di livello all'uscita dello stadio, e, in questo caso, ci si può aspettare una alta impedenza di uscita, dipendente dalla posizione del contollo. Questa è però una configurazione non ideale dal punto di vista dell'ascolto.
Molti sostengono che i pre passivi non lavorano correttamente a causa dell'utilizzo di un potenziometro per pilotaggio degli stadi di uscita. Questa affermazione mi trova d'accordo, anche se mi sembra che non sia dovuto all'impedenza di uscita.
Durante il test dello stadio del SIMPRE ho settato il PRESSIVE (preamplificatore passivo di TNT) nella seguente configurazione:
Ho utilizzato un CD player come sorgente collegata al primo ingresso del PRESSIVE, e ponendo il selettore di registrazione in modo da selezionare quell'ingresso e prendendone il segnale di uscita (dopo regolazione mediante i potenziometri di registrazione) e immettendolo sullo stadio di linea del SIMPRE.
Ho quindi collegato l'uscita del SIMPRE direttamente al secondo ingresso del PRESSIVE, e posto il selettore di uscita su questo ingresso e infine collegando il segnale di uscita del SIMPRE all'ingresso del finale. In questo modo il segnale passa attraverso due cavi di segnale e due potenziometri, un set-up prima dello stadio attivo di linea, usato per ridurre il segnale ad un livello tale che il livello d'uscita fosse identico a quello dell'ingresso.
Il secondo è stato usato come controllo di volume. L'effetto corrisponde all'utilizzo di uno stadio linea seguito da un pre passivo.
Non ho mai avuto dubbi sul fatto che il suono che passa attraverso lo stadio di linea era migliore di quello diretto (anche considerando che l'impedenza di uscita era alcune centinaia di volte più alta di quella del CD Player, 10 Ohms). In conclusione, i pre passivi funzionano?
Un pre passivo non può aggiungere nulla di suo alla riproduzione. Anche collegando un CD player direttamente ad un finale i risultati sono piuttosto scadenti. Un pre attivo può aggiungere alla riproduzione tutta una serie di effetti positivi come ariosità, brillantezza, ecc.
Il concetto di riproduzione fedele della musica non è semplice da spiegare. Succede, ad esempio, che un preamplificatore pur essendo molto neutrale, riesca a rendere la riproduzione molto più viva. Abbiamo la consapevolezza che i dischi che ascoltiamo non sono perfettamente registrati, che il finale aggiunga qualcosa di suo alla musica, che i diffusori non si limitano a riprodurre ciò che gli arriva dall'ampli. Perchè, dunque, non accettare il ruolo del pre che se di qualità costituisce il cuore del sistema donando all'insieme il giusto equilibrio?

Ma torniamo alla discussione di prima sul controllo di livello. Penso che la migliore soluzione sia quella di utilizzare un potenziometro a bassa impedenza (attorno ai 10KOhm), posto all'uscita dello stadio attivo, che non pone problemi agli ingressi del finale, la cui impedenza dovrebbe essere almeno una decina di volte più alta dell'impedenza di uscita del pre che è di circa 3KOhm. È da notare che in questo modo il segnale di uscita dello stadio linea è piuttosto alto. Questo si traduce in una maggiore distorsione, anche se a livelli ancora accettabili. Il rumore rimane, per altro, a livelli non udibili. Una precisazione: alcuni tra i migliori preamplificatori (il nuovo Nagra, ad esempio) hanno due livelli posti sia sull'ingresso che sull'uscita. Ad ogni modo, continuiamo ad avere due problemi.
Abbiamo la necessità di avere lo stesso livello di uscita sia per un pick up a magnete mobile collegato allo stadio phono, che per un CD player collegato allo stadio linea. L'uscita dello stadio phono è circa 250mV at 1KHz con un segnale in ingresso di 4mV, mentre quello del CD è normalmente di 2V. Questo comporta una differenza di livello di 18dB, che ci costringerà ad intervenire sulla manopola del volume ogni qualvolta passiamo dallo stadio phono a quello linea del CD.
Per ovviare a questo problema si possono sostituire le valvole con delle ECC83, oppure aggiungere uno stadio ulteriore. Quest'ultima soluzione presenta però lo svantaggio di invertire la fase dello stadio al quale è applicato, con la necessità di utilizzare un divisore di voltaggio resistivo posto immediatamente dopo i pin di ingresso. Un'altra strada sarebbe quella di utilizzare trimmer resistivo, come per il pre NAGRA, con il vantaggio di poter regolare con accuratezza la sensibilità di ingresso, anche se con il risultato di peggiorare sensibilmente il rapporto segnale/rumore. Ho optato per un potenziometro da 47KOhm in luogo di uno da 10KOhm, per ovviare a problemi in bassa frequenza dovuti alla necessità di porre il trimmer immediatamente dopo lo stadio che vede la presenza dei condensatori carta e olio. L'uso di un trimmer da 47KOhm, porta l'impedenza di uscita sui 18KOhm, valore del tutto accettabile per un finale che presenti una impedenza di ingresso di220KHom.
Il problema principale, legato a questa soluzione, che potrebbe verificarsi è la sensibilità alle connessioni utilizzate, con relativi disturbi in radiofrequenza.
Volendo ottenere una migliore risposta in bassa frequenza e una più bassa impedenza di uscita, si potrebbero utilizzate dei condenzatori a film (o carta e olio, se riuscite a farceli stare) di valore sensibilmente più elevato (es. 4.7uF) e potenziometri per volume e bilanciamento da 10KOhm.

Precauzioni contro EMI e loop di massa

Le circuitazioni a valvole presentano sempre elevati valori di impedenza. Spesso essi sono nell'ordine di 1MOhm sulla griglia allo scopo di ridurre le capacità di accoppiamento, e da qui, il costo, con lo svantaggio, però, di captare più facilmente ronzii.
IL modo per ovviare a questi inconvenienti consiste nel progettare opportunamente il layout e curare la schermatura che per i componenti audio è sempre fondamentale. Particolare attenzione va anche posta al trasformatore di alimentazione, sempre generoso dispensatore di disturbi in alta frequenza, a causa dello switch dei diodi, e sensibile ai disturbi EMI. A questo proposito, particolare cura è stata posta nella realizzazione dei cavi di alimentazione. L'alimentazione dovrebbe, comunque, venire sufficientemente isolata dal cabinet.
La valvola di raddrizzamento viene posta alla destra del telaio, il più lontano possibile dallo stadio linea, mentre la capacità di filtro è al centro del telaio.
Inoltre il tranformatore e i secondari devono essere orientati in modo da ridurre l'induttanza reciproca. L'alimentazione dei filamenti si trova vicino al trasformatore di alimentazione, nella parte destra del mobile.
Anche lo schema della messa a terra deve essere curato. Sia nello stadio phono che in quello linea, il layout dovrebbe privilegiare, per quanto possibile, la razionale distribuzione dei componenti. Per la messa a terra ho utilizzato un cavo in rame a conduttore unico da 1.2 mm al quale vengono connessi mediante saldatura i poli negativi dei componenti. La calza degli ingressi deve essere però isolata dalla massa del circuito. Per la connessione al telaio ho fatto uso di una barretta in rame rivestito in argento, collegata a sua volta ai resistori di catodo di entrambi i canali.

Per esperienza, posso dire che il tipo di layout che ho utilizzato, sia molto efficace nella prevenzione di disturbi in alta frequenza, e posso aggiungere che, qualora questi disturbi si dovessero presentare, essi risultano difficilmente eliminabili.
In linea generale, ricordatevi di prevedere per il layout una disposizione razionale delle masse. Anche la progettazione circuitale ha la sua importanza nella prevenzione dei disturbi in radiofrequenza. Lo schema tipico è quello che vede bassi valori di resistenza in serie ai pin delle valvole. Questa resistenza, unitamente alla capacità offerta dagli elettrodi delle valvole (alcuni pF), costituisce un filtro RC passa basso, il quale fornisce buoni risultati nella lotta ai disturbi.
Nel caso dello stadio linea, dove due triodi sono connessi in parallelo, si hanno diversi conduttori collegati tra loro, con il rischio di generare interferenza. I triodi potrebbero, inoltre, interferire tra loro in maniera non preventivabile. Per questo motivo un grid stopper è necessario, e ovviamente deve essere utilizzato anche per lo stadio phono dove i problemi si moltiplicano per la bassa sensibilità in ingresso. Nel progetto ho utilizzato resistori di alcune centinaia di Ohm, anche se a seconda delle esigenze è possibile utilizzare valori diversi.
Nei casi più disperati si può anche ricorrere ad una induttanza di basso valore, anche se mi sento di consigliarla solo nei casi più disperati, in quanto portatrice di una serie di controindicazioni. È da considerare, inoltre, che la resistenza di un fonorivelatore è nell'ordine di alcune centinaia di Ohm.
Incrementando troppo il valore dello "stopper", comporta un incremento del rumore, e io consiglio prima di provare le seguenti soluzioni:

Cambiare la posizione e la lunghezza dei cavi di segnale
Piegarli su se stessi (cercando di evitare i loop di massa!) allo scopo di ridurre la loro lunghezza apparente
Intrecciarli con il cavo di massa del giradischi (se presente)
Cambiare la disposizione ai cavi di connessione della testina
Intrecciare i cavi di connessione della testina.

Non sono uno specialista di progettazione di apparecchi in alta frequenza, e quindi ho solo una vaga idea del perchè questi accorgimenti abbiano effetto. I problemi, da me incontrati inizialmente, sono stati risolti nella maniera sopre elencata, quindi prima di scervellarvi a cercare il problema nel vostro pre assicuratevi che il resto sia a posto.

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