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Progettare un Amplificatore GM70: La Sfida Tecnica tra Potenza, Precisione e Musicalità
Esamineremo insieme un caso di progettazione reale, nato da una richiesta specifica: trasformare la potenza bruta di una valvola GM70 in un amplificatore in grado di pilotare sistemi complessi con controllo e raffinatezza. Questa non è una semplice teoria, ma un percorso progettuale che condividiamo, passo dopo passo, partendo dai dati di specifica fino alla definizione dei componenti critici. La nostra esperienza di progettazione ci ha insegnato che il successo di un amplificatore a valvole ad alta tensione si gioca su tre elementi: il punto di lavoro, il trasformatore di uscita e la filosofia circuitale. In questa guida, ci concentreremo sui primi due, fornendoti gli strumenti per evitare errori costosi e deludenti.
Indice dell’articolo
Analisi Iniziale: La Richiesta del Cliente e i Vincoli Progettuali
Studio del Datasheet della GM70: Interpretare le Curve Anodiche
Il Punto di Lavoro Originale: Potenza vs. Fattore di Smorzamento
La Ridefinizione del Punto di Lavoro: Cercare il Compromesso Ottimale
Il Cuore del Progetto: Specifiche e Modellazione del Trasformatore di Uscita
Le Specifiche Finali per il Costruttore e Considerazioni Pratiche
Domande Frequenti (FAQ) sulla Progettazione della GM70
Analisi Iniziale: La Richiesta del Cliente e i Vincoli Progettuali
Spesso, la progettazione nasce da un’idea che deve scontrarsi con la realtà fisica dei componenti. In questo caso, la richiesta iniziale era di utilizzare una valvola GM70 per pilotare un sistema diffusore grande e complesso, un compito tipicamente affidato a finali in push-pull con valvole come i KT120. La domanda sorge spontanea: è possibile far convivere la potenza erogata da una GM70 con il controllo necessario per carichi difficili? La community degli audiofili spesso dibatte su questo tema, e la nostra esperienza sul campo ci porta a considerare quattro pilastri fondamentali per un tale progetto:
- Selezione accurata del punto di lavoro: Non si tratta solo di massimizzare i watt, ma di bilanciare potenza, distorsione e fattore di smorzamento.
- Alimentatore “muscolare” ma stabile: 1000V non sono uno scherzo. L’alimentazione deve essere robusta ma non diventare una fonte di ronzio o di durezza nel suono.
- Utilizzo strategico del feedback: Un feedback negativo moderato (8-12 dB) può essere uno strumento prezioso per migliorare il controllo sul carico e linearizzare la risposta, senza snaturare il carattere della valvola.
- Pilotaggio adeguato: La GM70 richiede una tensione di griglia dell’ordine di -100V. Prevedere uno stadio driver o un buffer di qualità non è un optional, è una necessità.
Il nostro obiettivo, quindi, è stato ridefinire il progetto partendo dall’alimentazione esistente (circa 1100V) per creare un amplificatore potente ma anche “raffinato”.
Studio del Datasheet della GM70: Interpretare le Curve Anodiche
Prima di qualsiasi simulazione, è fondamentale studiare il datasheet. La GM70 è una valvola modulatrice impiegata anche all’audio, con caratteristiche estreme: dissipazione massima di 125W, tensioni anodiche che possono superare i 1200V e una transconduttanza relativamente bassa. La nostra attenzione si concentra sulle curve anodiche (Ia vs. Va) per diverse tensioni di griglia. Da qui possiamo ricavare i parametri fondamentali (µ, Rp, gm) per il punto di lavoro scelto e stimare la potenza di uscita massima in classe A.
Un errore comune è spingere la valvola troppo vicino ai limiti di dissipazione. Sebbene la GM70 possa sopportare 125W, la durata di vita si di circa 1000 ore. Nei nostri progetti, preferiamo un approccio conservativo, mirando a una dissipazione di circa 80W, che garantisce maggiore affidabilità e minore stress termico per tutti i componenti circostanti.
Il Punto di Lavoro Originale: Potenza vs. Fattore di Smorzamento
La configurazione iniziale presa in esame era la seguente, derivata da misure su un circuito preesistente:
- Tensione Anodica (Va): 1100 V
- Corrente Anodica (Ia): 68 mA
- Carico Anodico (Zaa): 12 kΩ
Simulando questo punto con software dedicato (come Curve Captor, di cui esiste un tutorial esplicativo), si ottiene un’immagine chiara del comportamento.
Figura 1: Simulazione del punto di riposo originale (1100V, 68mA, Zaa=12kΩ). Le linee oblique rappresentano la retta di carico. Si noti l’escursione di segnale possibile prima dell’incurvatura delle curve.
Da questa simulazione emerge che:
- Potenza di uscita stimata: Circa 25 Watt.
- Fattore di smorzamento (DF): Approssimativamente 7.
Un DF di 7 per un single-ended è un valore dignitoso, ma il vero collo di bottiglia diventa il trasformatore di uscita. Per supportare 25W a 30 Hz con un primario da 12 kΩ, l’induttanza necessaria è molto alta (oltre 60 H). Tradotto in pratica, richiederebbe un nucleo enorme (EI135 o superiore), con costi elevati, capacità parassite maggiori e potenziali problemi nella risposta in alta frequenza.
⚠️ Attenzione al Compromesso Basso/ Alto: Un trasformatore sovradimensionato per i bassi può introdurre risonanze premature nella regione degli acuti (>20 kHz), compromettendo la trasparenza. È un errore di progettazione comune che può rendere il suono “smussato” o, al contrario, “aspro”.
La Ridefinizione del Punto di Lavoro: Cercare il Compromesso Ottimale
In collaborazione con il cliente, abbiamo deciso di rinunciare a quei 4-5 watt in più per guadagnare in fattibilità progettuale e, potenzialmente, in raffinatezza sonora. Abbiamo orientato l’analisi verso un punto di lavoro leggermente più rilassato:
- Tensione Anodica (Va): 980 V
- Corrente Anodica (Ia): 70 mA
- Polarizzazione di Griglia (Vgk): -100 V
- Carico Anodico (Zaa): 9500 Ω (9.5 kΩ)
Figura 2: Il nuovo punto di lavoro scelto (980V, 70mA, Zaa=9.5kΩ). La retta di carico è più ripida, indicando un carico minore, con un miglior compromesso per la distorsione.
Analizzando questo nuovo punto, i nostri calcoli e le nostre simulazioni indicano:
- Potenza di uscita (Pout): Circa 21 Watt in classe A pura.
- Distorsione armonica (THD): Attorno al 4% a piena potenza (con 100 Vp di segnale in ingresso).
- Fattore di Smorzamento (DF): Circa 4.
- Guadagno di tensione (Av): 6.3 (necessario per dimensionare lo stadio driver).
Perché questo punto è migliore? Sebbene il fattore di smorzamento sia sceso, il carico anodico più basso (9.5kΩ vs 12kΩ) semplifica notevolmente la realizzazione del trasformatore. A parità di induttanza, la risposta in bassa frequenza migliora. Inoltre, lavorare a una tensione leggermente inferiore riduce lo stress generale sul sistema e sull’alimentatore. Abbiamo scambiato un po’ di potenza teorica per un progetto più solido, affidabile e probabilmente più musicale.
Il Cuore del Progetto: Specifiche e Modellazione del Trasformatore di Uscita
Con il punto di lavoro definito, possiamo specificare il componente più critico: il trasformatore di uscita. Per questo progetto, la scelta è ricaduta su un costruttore di altissima qualità, la NORSE. Ma come si passano dalle specifiche di massima a dei parametri ingegneristici precisi?
Il metodo che utilizziamo si basa sull’analisi di prodotti di riferimento di livello mondiale. Prendiamo come esempio il trasformatore Sowter SA11 (10kΩ:16Ω), un punto di riferimento del settore. Sowter è uno dei pochi costruttori che fornisce documentazioni complete dei suoi TU. Dal suo datasheet ricaviamo parametri fondamentali per creare un modello LTspice realistico:
- Induttanza primaria (Lp) = 60 H
- Induttanza di dispersione (Lsp) = 10 mH
Con la nostra impedenza primaria target (Zp=9500Ω) e secondaria (Zs=6.3Ω), calcoliamo:
- Rapporto di trasformazione (n): n = √(Zp / Zs) = √(9500 / 6.3) ≈ 39
- Induttanza secondaria riflessa (Ls): Ls = Lp / n² = 60 / (39)² ≈ 0.039 H (39 mH)
- Fattore di accoppiamento (k): k = √(1 – (Lsp / Lp)) = √(1 – (0.01 / 60)) ≈ 0.9999 (il calcolo mostra come un valore di Lsp così basso indichi un ottimo accoppiamento). Un valore più realistico per un trasformatore reale è circa 0.995-0.998. Per il modello, usiamo k=0.997.
Questi numeri ci permettono di costruire un modello a induttanze accoppiate in LTspice e validare la risposta in frequenza, il comportamento sotto carico e l’effetto delle capacità parassite prima ancora di commissionare il trasformatore fisico. Questa fase di simulazione è cruciale per evitare sorprese e costi aggiuntivi.
Figura 3: Il trasformatore Sowter SA11, utilizzato come riferimento per estrarre i parametri di induttanza e accoppiamento per le nostre simulazioni.
📈 Perché Modellare il Trasformatore? Un modello spice anche semplice (Lp, Ls, k, resistenze di primario e secondario) permette di vedere l’effetto reale del trasformatore sul segnale. Possiamo stimare la -3dB in bassa frequenza (dipende da Lp e Rp della valvola) e le risonanze in alta frequenza (dipendono dalle capacità parassite). Questo livello di analisi separa un progetto amatoriale da uno professionale.
Le Specifiche Finali per il Costruttore e Considerazioni Pratiche
Dopo le simulazioni e le valutazioni, le specifiche tecniche fornite al costruttore (NORSE) sono state le seguenti:
- Potenza Nominale: 25 W (con requisito di erogare piena potenza già a 25 Hz).
- Impedenza Primaria (Zp): 9500 Ω.
- Impedenza Secondaria (Zs): 6.3 Ω (per altoparlanti da 4-8 Ω).
- Induttanza Primaria Minima (Lp): 70 H (garantisce una frequenza di taglio inferiore a 30 Hz con la Rp della valvola).
- Risposta in Alta Frequenza: -3 dB almeno a 40 kHz (implicando una prima risonanza ben al di sopra, per evitare sgradevoli picchi nella banda audio).
- Materiale del Nucleo: Laminazioni in silicio di alta qualità, a grano orientatati.
Queste specifiche rappresentano il giusto equilibrio tra performance audio, fattibilità costruttiva e costo. Un trasformatore con queste caratteristiche, realizzato con materiali premium e una buona tecnica di avvolgimento, diventerà il vero cuore dell’amplificatore, determinandone in larga parte il carattere sonoro.
🛠️ Nota Importante sul Processo: Questo articolo descrive la fase di progettazione teorica e di specifica dei componenti principali. La fase successiva, che affronteremo in un futuro approfondimento, riguarda lo sviluppo dello schema elettrico completo, la progettazione dell’alimentatore, del driver e la validazione attraverso prototipazione e misure.
Domande Frequenti (FAQ) sulla Progettazione della GM70
1. Perché non spingere la GM70 al massimo della sua dissipazione (125W) per ottenere più potenza?
Risposta: La durata di vita di una valvola è inversamente proporzionale allo stress termico ed elettrico. Lavorare a 125W, specialmente con tensioni anodiche oltre i 1000V, riduce drasticamente la longevità del tubo e aumenta il rischio di cedimenti. Nei nostri progetti, preferiamo un approccio conservativo attorno ai 70-80W di dissipazione, che garantisce migliore affidabilità, minore generazione di calore e, spesso, un suono più rilassato e naturale. La differenza di potenza utile tra un punto al limite e uno ottimizzato è spesso di pochi watt, che non giustificano i rischi.
2. Un fattore di smorzamento (DF) di 4 è sufficiente per pilotare altoparlanti complessi?
Risposta: È una domanda cruciale. Un DF di 4 è un valore tipico e accettabile per un amplificatore single-ended senza feedback globale. Il controllo effettivo sull’altoparlante dipende anche dall’impedenza di uscita complessiva, che include la resistenza interna della valvola (Rp) e le perdite del trasformatore. L’utilizzo di un feedback negativo moderato (8-12 dB), come menzionato nell’analisi iniziale, può raddoppiare o triplicare questo valore, migliorando significativamente il controllo, specialmente nella regione di risonanza dei woofer. La scelta finale dipende dal compromesso tra “grip” e il carattere sonoro tipico del single-ended.
3. È possibile utilizzare un trasformatore commerciale più economico invece di uno su specifica?
Risposta: Tecnicamente sì, ma con forti compromessi. I trasformatori commerciali per GM70 sono spesso progettati per punti di lavoro generici (es. 10kΩ:8Ω) e potenze nominali. Le loro performance reali in termini di induttanza primaria, banda passante e linearità possono discostarsi notevolmente dalle tue esigenze specifiche. Questo si traduce spesso in una risposta in frequenza limitata (mancanza di estremi bassi o alti) o in una distorsione più elevata. Per un investimento di questo livello (valvola GM70, alimentatore HV), il trasformatore è il componente meno adatto su cui risparmiare. La nostra esperienza conferma che è l’elemento che più influenza il risultato finale.
4. Come si pilota efficacemente la griglia della GM70 a -100V?
Risposta: Pilotare la GM70 richiede uno stadio driver in grado di fornire un’ampia escursione di tensione (oltre 100 Vp) con bassa impedenza di uscita. Le soluzioni più comuni prevedono l’uso di una valvola driver a medio-mu (come la 6N6P, ECC99, 5687) in configurazione a catodo comune con alimentazione anodica elevata (+300V o più), oppure un driver a due stadi (es. un pentodo seguito da buffer a guadagno unitario). In fase di progettazione, è fondamentale simulare o calcolare lo stadio driver insieme al carico rappresentato dalla griglia della GM70, considerando anche le capacità di ingresso (Miller).
5. Questo progetto GM70 può essere adattato per un carico da 4 o 8 ohm?
Risposta: Assolutamente no. Conviene farsi avvolgere un trasformatore su misura. Le prese per impedenze diverse richiedono compromessi costruttivi che peggiorano la resa finale. Inoltre aumentano la complessità del manufatto.
Questo percorso progettuale mostra come, partendo da una specifica esigenza, si possa arrivare a definire con precisione i parametri chiave di un amplificatore ad alta potenza in classe A. La prossima tappa, che esploreremo in un articolo dedicato, sarà la realizzazione dello schema circuitale completo, inclusi alimentatore, stadio driver e l’integrazione del feedback. La progettazione di un amplificatore a valvole è un esercizio di bilanciamento continuo, dove ogni scelta tecnica ha una ripercussione diretta sul risultato sonoro finale.
Approfondimenti: GM70 Progetti Indice
Saluti, Tiziao
30/12/2025
Rigenerazione di un Amplificatore GM70 SE: Dalla Critica Progettuale all’Eccellenza
Indice dell’Analisi Progettuale
Analisi Iniziale e Stato dell’Arte
In questo articolo, esamineremo un caso reale di riprogettazione completa di un amplificatore single-ended (SE) a valvola GM70. Il progetto nasce dalla richiesta di un collega appassionato (che chiameremo “Montreal” per privacy) di rivedere radicalmente un’implementazione esistente che presentava diverse criticità. La nostra esperienza sul campo ci ha insegnato che interventi di questo tipo richiedono una metodologia strutturata, partendo sempre da un’analisi oggettiva dello stato di fatto.
La valvola GM70, uno dei tubi più iconici per l’amplificazione audio di potenza in configurazione single-ended.
Ci è stato consegnato un sistema dual mono (canali sinistro e destro completamente separati). Esteticamente, il telaio e la piastra superiore denotavano una buona fattura meccanica, sebbene non fossero primariamente orientati al design. Il primo passo è stato, come sempre, l’ispezione interna.
Critiche Progettuali e Punti Deboli Rilevati
Aprendo il telaio, l’impatto visivo è stato sconcertante. La realizzazione interna appariva frettolosa e poco curata nei dettagli critici che determinano le prestazioni e l’affidabilità di un amplificatore valvolare.
Visione interna dell’amplificatore originale: si notano i critici percorsi di cablaggio e la disposizione dei componenti.
Due punti critici saltano immediatamente all’occhio di un progettista esperto:
- Posizionamento del ponte raddrizzatore per i filamenti: Il ponte era collocato eccessivamente lontano dal condensatore di filtro. Questo crea una maglia ampia che può catturare e irradiare disturbi elettromagnetici. La forma d’onda della corrente di carica dei condensatori, può produrre disturbi fastidiosi. È un errore comune che compromette il rapporto segnale rumode dell’ amplifictaore..
- Gestione dell’Alta Tensione (HT): L’assemblaggio dei diodi per l’HT, come visibile in foto, presentava rischi di scarica e affidabilità nel lungo termine. La sicurezza e la stabilità in questa sezione sono non negoziabili.
Evita questo errore costoso: Sottovalutare il layout dell’alimentazione e il routing dell’alta tensione è la causa principale di ronzii, instabilità e guasti prematuri negli amplificatori valvolari. Un layout ben curato e studiato è alla base della riuscita di un progetto.
Strategia d’Intervento e Smontaggio
Data l’entità delle criticità, la decisione è stata inevitabile: smontaggio totale. Questo approccio permette non solo di rimediare agli errori di cablaggio, ma anche di testare accuratamente ogni componente, in particolare i trasformatori.
Durante lo smontaggio, abbiamo identificato un elemento tecnico interessante: l’uso di un ponte raddrizzatore ibrido, che combina diodi a stato solido (1N4007) con una valvola raddrizzatrice (5AR4). Questa soluzione, usata saltuariamente, può offrire un compromesso tra la caduta di tensione tipica delle valvole e l’efficienza dei semiconduttori, mitigando anche lo stress sui diodi al momento dell’accensione.
Esempio di ponte raddrizzatore ibrido: una valvola 5AR4 affiancata da diodi al silicio 1N4007.
Scelte Tecniche Avanzate e Specifiche
Il cuore di un amplificatore SE è il trasformatore di uscita. I nostri test e la letteratura tecnica confermano che le sue caratteristiche definiscono in larga misura la risposta in frequenza, la distorsione e il damping factor. I trasformatori originali, sebbene ben resinati, sono stati rimossi per la caratterizzazione.
La scelta successiva è stata cruciale: sostituirli con componenti di altissima gamma. Le specifiche inviate al costruttore (Norse) erano impegnative, mirate a sfruttare appieno il potenziale della GM70:
- Impedenza primaria: 9500 Ohm (un valore alto, tipico per la GM70).
- Induttanza del primario: >70 H. Un valore così elevato è fondamentale per la risposta alle basse frequenze (obbiettivo: piena potenza a 25Hz).
- Risposta in alta frequenza: -3 dB a 40 kHz, per preservare la dinamica e i transienti.
- Potenza nominale: 25W, in linea con il punto di lavoro scelto per la valvola.
Realizzare un trasformatore da 10kΩ con questi parametri è una sfida costruttiva notevole, che richiede un avvolgitore di altissima competenza. La nostra esperienza ci porta a collaborare solo con artigiani che condividano la nostra passione nella raelizzazione dei manufatti.
Conclusioni e Prossime Fasi del Progetto
Questa prima fase di analisi, smontaggio e riprogettazione è fondamentale. Agire d’impulso senza una chiara valutazione dello stato dei componenti è un errore comune che porta a risultati deludenti. Nel nostro forum di discussione tecnica, per confrontare le nostre idee con il cliente e i forumer.
L’ordine per i nuovi trasformatori di uscita è stato formalizzato. I prossimi articoli approfondiranno:
- Il design dello stadio di pilotaggio per la GM70.
- La progettazione dell’alimentazione stabilizzata e a basso rumore.
- Le regole per un layout ottimale che minimizzi accoppiamenti e disturbi.
- Le procedure di bias, misura e collaudo finale.
Questo percorso condiviso non solo mira a risolvere un problema specifico, ma vuole essere una guida metodologica per chiunque affronti la costruzione o la rigenerazione di un amplificatore valvolare di potenza.
FAQ Tecniche sull’Amplificazione GM70
1. Perché l’induttanza del primario del trasformatore di uscita è così critica per la GM70?
L’induttanza primaria determina la risposta alle frequenze basse. Il cliente ha una cassa complessa da pilotare sepcialmente nella sezione bassa. I nostri calcoli per un amplificatore GM70 SE ottimale richiedono almeno 70H per mantenere una risposta piatta fino a 25Hz. Inoltre non abbiamo particolari limitazioni di prezzo e quindi le prestazioni sono il primo obbiettivo.
2. Quali sono i principali vantaggi di un ponte raddrizzatore ibrido nell’alimentazione HT?
Il ponte ibrido, come quello visto con 5AR4 e 1N4007, combina i benefici di entrambe le tecnologie. La valvola introduce una rampa di accensione (soft-start) che protegge i condensatori e i filamenti delle valvole successive, mentre i diodi al silicio migliorano l’efficienza e riducono la caduta di tensione interna una volta a regime. È una scelta progettuale che bilancia protezione e prestazioni.
3. Cosa si intende per “dual mono” e quali sono i reali benefici?
Un’implementazione dual mono vera prevede due alimentatori completamente indipendenti, uno per ciascun canale. Questo massimizza la separazione dei canali (crosstalk vicino allo zero) e la dinamica, poiché i transienti di un canale non influenzano l’alimentazione dell’altro. È una scelta costosa ma apprezzata nell’alta fedeltà pura.
4. Perché è importante la posizione del ponte di alimentazione dei filamenti?
I filamenti, seppur a bassa tensione, trasportano correnti elevate (nella GM70, 20 V/ 3,5 A). I picchi di corrente di carica dei condensatori di filtro, se il percorso è lungo, generano campi magnetici variabili che possono indurre ronzio (hum) negli stadi di ingresso sensibili. La regola è: mantenere il ponte e il primo condensatore di filtro il più vicino possibile al carico (le valvole).
5. Come si determina il punto di lavoro ottimale (bias) per una valvola GM70 in SE?
Il punto di lavoro si sceglie incrociando le curve caratteristiche della valvola con la retta di carico determinata dall’impedenza del trasformatore. Per la GM70, un punto comune è attorno a 1000V sull’anodo, 60-80mA di corrente anodica e una polarizzazione di griglia di circa -120V. Il bias va sempre regolato con l’amplificatore a regime e con segnale, monitorando la distorsione e la temperatura del tubo. La nostra esperienza suggerisce di non spingere mai la valvola ai suoi limiti assoluti per durata e linearità.
Saluti Tiziao
29/12/2025
Confronto Tecnico Trasformatori di Uscita per GM70: Norse TU028 vs Progetto TU024
Indice dell’Analisi
Introduzione al Confronto: Due Filosofie di Progettazione
Nel mondo dell’audio valvolare di alta fedeltà, la scelta del trasformatore di uscita è spesso il cuore e l’anima di un amplificatore. Oggi esaminiamo un confronto affascinante nato dalla nostra community: da un lato, il Norse TU028, un componente di altissimo livello per un progetto senza compromessi; dall’altro, il TU024, un progetto nato dall’esigenza di realizzare un amplificatore per GM70 dal prezzo abbordabile senza sacrificare l’essenza della qualità.
La domanda che guida questa analisi è: quanto si avvicina un progetto economico, se concepito con rigore, alle prestazioni teoriche di un componente top di gamma? Attraverso le simulazioni, cercheremo di dare una risposta oggettiva.
Principio Chiave: Un trasformatore di uscita ideale trasferisce tutta l’energia dal primario al secondario senza perdite né distorsioni. Nella realtà, parametri come l’induttanza di dispersione e il fattore di accoppiamento ci dicono quanto ci stiamo avvicinando a quell’ideale.
Il Trasformatore Premium: Norse TU028
Per il progetto GM70R, senza particolari vincoli di costo, ci siamo rivolti a Norse, un’azienda di chiara fama i cui prodotti abbiamo già utilizzato con successo in altre realizzazioni d’alta gamma. La nostra esperienza sul campo ci conferma la loro eccellenza costruttiva.
Il trasformatore Norse TU028: costruzione di qualità per applicazioni alta fedeltà senza compromessi.
Specifiche Tecniche e Modello LTspice
I calcoli che seguono derivano dalle caratteristiche di massima ricavate in fase di progettazione. Sono fondamentali per costruire un modello LTspice accurato e prevedere il comportamento in circuito.
Lp = 60 H
Lsp = 10 mH
Zp = 9500 Ω
Zs = 6.3 Ω
n = √( Zp / Zs ) = √( 9500 / 6.3 ) ≈ 39
Ls = Lp × ( 1 / n )² = 60 × ( 1 / 39 )² ≈ 0.039 H (39 mH)
Fattore di accoppiamento K = √( 1 – 1 / ( Lp / Lsp ) ) = √( 1 – 1 / ( 60 / 0.01 ) ) ≈ 0.99967
Un fattore di accoppiamento (K) così prossimo a 1 indica un accoppiamento magnetico eccellente, che promette un’ottima risposta in frequenza e una bassa induttanza di dispersione.
Simulazione del trasformatore NORSE TU028 in LTspice. La risposta in banda è il parametro chiave sotto esame.
Il Progetto Economico: TU024
La ricerca di un trasformatore economico per GM70 ci ha portato ad analizzare diverse proposte commerciali. Tuttavia, ciò che trovavamo sul mercato non ci convinceva appieno. Abbiamo quindi deciso di percorrere la strada più impegnativa ma gratificante: progettare noi stessi un trasformatore che conciliasse costo e prestazioni dignitose.
Dopo un’imponente mole di simulazioni e calcoli, è nato il progetto TU024. La nostra tenacia è stata premiata quando un avvolgitore specializzato ha accettato di realizzare il primo prototipo, che potete vedere qui sotto.
Il prototipo del TU024: la dimostrazione che una progettazione attenta può conciliare prestazioni e costo.
Specifiche Tecniche e Modello LTspice
Anche per il TU024, ricaviamo i parametri per il modello di simulazione. Noterete alcune differenze significative rispetto al TU028.
Lp = 47 H
Lsp = 7.7 mH
Zp = 9000 Ω
Zs = 6.3 Ω
n = √( Zp / Zs ) = √( 9000 / 6.3 ) ≈ 38
Ls = Lp × ( 1 / n )² = 47 × ( 1 / 38 )² ≈ 0.032 H (32 mH)
Fattore di accoppiamento K = √( 1 – 1 / ( Lp / Lsp ) ) = √( 1 – 1 / ( 47 / 0.0077 ) ) ≈ 0.99966
Il fattore di accoppiamento è praticamente identico a quello del TU028, un ottimo risultato. La principale differenza risiede nell’induttanza primaria più bassa (47 H vs 60 H) e nella diversa impedenza primaria (9000 Ω vs 9500 Ω).
Simulazione del trasformatore TU024 in LTspice. Il confronto con la simulazione del TU028 è immediato.
Nota Importante per il Punto di Lavoro: L’impedenza primaria di 9000 Ω del TU024 richiederà un leggero ritocco del punto di lavoro della valvola GM70 rispetto al progetto standard per 9500 Ω. È un aspetto fondamentale da calcolare in fase di progettazione dell’amplificatore completo.
Analisi del Confronto e Dati di Simulazione
Mettendo a confronto i dati, emergono chiaramente le similarità e le differenze.
- Fattore di Accoppiamento (K): Entrambi eccellenti (0.99967 vs 0.99966). In teoria, questo suggerisce una ottimizzazione dei parametri parassiti.
- Induttanza Primaria (Lp): 60 H del TU028 contro i 47 H del TU024. Una Lp più alta garantisce generalmente una migliore risposta alle basse frequenze a parità di condizioni di carico.
- Impedenza Primaria (Zp): 9500 Ω vs 9000 Ω. Una differenza del 5%, significativa per il punto di lavoro ma gestibile.
- Induttanza di Dispersione (Lsp): 10 mH vs 7.7 mH. Valore leggermente migliore per il TU024, che può tradursi in una leggera differenza nella risposta all’estremo alto. Il TU028 avendo un nucleo di maggiori dimensioni ha induttanza dispersa maggiore.
Le nostre simulazioni LTspice hanno dimostrato che, sul piano della risposta in frequenza teorica, i due trasformatori si comportano in modo molto simile. La differenza più marcata, come prevedibile, si osserva nella risposta alle frequenze bassissime, dove l’induttanza primaria maggiore del TU028 conferisce un potenziale vantaggio.
Considerazioni Progettuali Pratiche
Questo confronto teorico ci insegna che:
1. La progettazione attenta può colmare gap notevoli: Un progetto “economico” ma curato (TU024) può avvicinarsi molto nelle prestazioni teoriche di base a un componente top di gamma (TU028).
2. Il diavolo si nasconde nei dettagli costruttivi: La simulazione non tiene conto della saturazione del nucleo a elevati segnali, delle capacità parassite o della qualità dei materiali (lamierini, rame, isolanti). Questi sono i fattori su cui un costruttore come Norse investe e che giustificano la differenza di prezzo. Inoltre il TU028 presenta anche uu sezionamento verticale come i migliori TU giapponesi.
3. La scelta è strategica: Se il budget è una variabile critica, il percorso del TU024 è più che valido. Se si ricerca il massimo delle prestazioni e della coerenza, l’investimento in un componente come il TU028 è giustificato.
FAQ – Domande Frequenti sui Trasformatori GM70
1. Perché il fattore di accoppiamento è così importante in un trasformatore di uscita?
Il fattore di accoppiamento (K) misura l’efficienza con cui il flusso magnetico generato nell’avvolgimento primario si concatena con il secondario. Un valore vicino a 1 (come 0.99966) significa che quasi tutto il flusso è utile, minimizzando l’induttanza di dispersione che limita la risposta alle alte frequenze. In sintesi, un K alto è fondamentale per un’estensione verso l’alto ampia e lineare. Questo naturalmente unito alla capacità parassita e la sua distribuzione.
2. L’induttanza primaria di 47 H del TU024 è sufficiente per una buona risposta in bassa frequenza?
Dipende dal carico (altoparlanti) e dalla frequenza di taglio desiderata. In un amplificatore SE (Single-Ended) per GM70, 47 H è un valore comunque considerevole e, in base alle nostre simulazioni, è adeguato per una risposta soddisfacente ben al di sotto dei 20 Hz con la maggioranza dei diffusori. I 60 H del TU028 offrono un ulteriore margine di sicurezza.
3. Come devo modificare il punto di lavoro della GM70 passando da 9500 Ω a 9000 Ω?
Una riduzione dell’impedenza di carico richiede tipicamente di aumentare leggermente la corrente di polarizzazione per mantenersi nella regione di lavoro lineare della valvola e ottenere la massima potenza erogabile senza distorsione. È necessario rivedere la retta di carico sulla caratteristica anodica della GM70. Consigliamo sempre di partire dalle curve fornite dal costruttore della valvola.
4. Il TU024 è disponibile commercialmente o è solo un progetto?
Attualmente il TU024 è un progetto prototipale realizzato in collaborazione con un avvolgitore. La sua realizzazione su commissione dimostra che il concetto funziona. La nostra esperienza ci dice che se la richiesta dalla community fosse sufficiente, potrebbe diventare un prodotto disponibile stabilmente a un prezzo contenuto.
5. Oltre ai parametri simulati, cosa distingue nella pratica un trasformatore premium da uno economico?
La differenza pratica si misura nella costanza delle prestazioni a tutti i volumi, nella minore distorsione non lineare a potenze elevate (grazie a nuclei di qualità superiore e sezioni di rame generose), e nella maggiore resistenza alla saturazione. Inoltre, un prodotto come il Norse TU028 offre una garanzia di qualità e riproducibilità che un prototipo singolo non può ancora garantire.
Conclusioni e Sviluppi Futuri
Questo confronto teorico tra il Norse TU028 e il TU024 dimostra che, sul piano delle simulazioni, le performance possono essere sorprendentemente vicine. Il TU024 si rivela un progetto valido e intelligente per chi vuole avvicinarsi al suono della GM70 con un budget controllato.
Tuttavia, la teoria è solo il primo passo. La vera validazione avverrà solo costruendo i due amplificatori e confrontandone le misure e, soprattutto, l’ascolto. È proprio questo il prossimo passo dei nostri progetti GM70R e GM70U.
Vi invitiamo a seguire gli sviluppi, perché è nell’integrazione completa di un progetto che si confermano o meno le promesse della simulazione. La comunità degli appassionati rimane il nostro banco di prova più importante.
Aggiornamenti sul Progetto TU024:
Per approfondire il dimensionamento del TU024, leggete l’articolo dedicato: GM70U: Il Trasformatore di Uscita TU024.
Per consultare le prime misure effettuate dal costruttore sul prototipo: TU024: Le Misure sul Primo Prototipo.
Dove procurarsi i PCB?
Per una consultazione veloce dei kit di montaggio disponibili, inclusi quelli relativi ai progetti valvolari, potete fare riferimento al catalogo online.
Per esplorare tutti gli articoli della serie sulla GM70: Indice Articoli Progetti GM70.
Saluti,
Tiziao
27/12/2025
Guida Progettuale GM70: Dominare le Sfide del Triodo di Potenza in Configurazione SE
📖 Indice della Guida
La Sfida Progettuale: Perché la GM70 è un Mostro da Domare
Panoramica dei Progetti della Community: GM70R, GM70U, GM70C
Il Cuore del Progetto: L’Analisi del Driver e del Punto di Lavoro
Specifiche del Driver: Cosa Serve Veramente
Confronto delle Opzioni Driver: SRPP, Pentodo e CCS
Il Dilemma dei Trasformatori di Uscita: Prestazioni vs. Costo
Consigli di Progettazione dalla Nostra Esperienza sul Campo
FAQ – Domande Frequenti sulla Progettazione GM70
Progettare un amplificatore a tubo GM70 in configurazione single-ended (SE) è considerato uno dei traguardi più ambiziosi per un progettista valvolare. Ma come si affrontano le tensioni di 1000V, il pilotaggio di un triodo ad alta impedenza e la ricerca del mitico “suono valvolare”? In questa guida tecnica, esamineremo insieme le lezioni apprese da anni di sviluppo nella community, analizzando nel dettaglio i progetti GM70R, GM70U e GM70C. La nostra esperienza sul campo ha dimostrato che evitare errori costosi nella fase di progettazione è la chiave per un risultato di livello.
La Sfida Progettuale: Perché la GM70 è un Mostro da Domare
La GM70 non è una valvola qualsiasi. È un triodo di potenza nato come modulatore per trasmettitori, progettato per funzionare con tensioni anodiche (Va) che possono superare i 1000V e assorbire correnti di 60-100 mA. Il suo fascino risiede nel potenziale di fornire una potenza di 10-15W in classe A1 con una linearità eccezionale, ma il percorso è lastricato di insidie tecniche:
- Pilotaggio ad Alta Tensione: Per sfruttare appieno la dinamica, la tensione di griglia-segnale (Vgk) richiesta può superare i -100V. Ciò significa che lo stadio driver deve essere in grado di fornire swing di tensione di 200-250 Vpp, un valore proibitivo per la maggior parte dei circuiti a valvole comuni.
- Impedenza di Uscita e Risposta in Frequenza: La capacità di ingresso Miller della GM70, amplificata dal suo fattore di guadagno, può superare i 150 pF. Il driver deve quindi avere un’impedenza di uscita molto bassa (< 3.5 kΩ) per preservare la risposta alle alte frequenze, pena un suono ovattato e poco dettagliato.
- Alimentazione e Sicurezza: Lavorare con tensioni letali richiede una progettazione meticolosa dell’alimentatore, con filtraggio CLC avanzato, stabilizzazione e circuiti di protezione. Un errore qui non è solo un problema di suono, ma un serio rischio per la sicurezza.
Abbiamo riscontrato che molti progetti fai-da-te falliscono proprio per aver sottostimato una o più di queste sfide interdipendenti.
Fig. 1 – Un tipico setup di prototipazione per un amplificatore GM70. La community conferma che testare a banco prima del montaggio definitivo è cruciale. (Immagine di repertorio progettuale)
Panoramica dei Progetti della Community: GM70R, GM70U, GM70C
La comunità degli Elettronici Entusiasti ha esplorato diverse filosofie progettuali attorno alla GM70. Ecco una sintesi basata sulla nostra analisi:
- GM70R (Revisione/Reference): Il progetto “flagship”. Nasce dalla revisione di un amplificatore commerciale mal realizzato. L’obiettivo erano le massime prestazioni senza vincoli di budget. Utilizza un costoso trasformatore di uscita Norse (60H, 9.5kΩ) e un alimentatore iper-stabilizzato con tubo damper 6D22S e regolatore ibrido 6080. La filosofia è: “nessun vincolo di costo, ma il suono deve essere di riferimento”.
- GM70U (Umano): La risposta a una domanda apparentemente assurda: “È possibile un GM70 dal prezzo abbordabile?“. Il cuore di questo progetto è il trasformatore TU024, progettato appositamente per offrire il miglior compromesso prestazioni/costo (47H, 9kΩ). L’alimentatore è semplificato ma sempre su PCB dedicato (TP277) per sicurezza. Rappresenta il percorso più pratico per l’autocostruttore esperto.
- GM70C (Costruzione di un EE): Un progetto “custom” nato dalle specifiche di un membro della community che ha acquisito i PCB dei progetti esistenti. Combina elementi del GM70R (punto di lavoro, stabilizzazione) con il TU024 del GM70U. Dimostra la flessibilità dell’approccio modulare basato su circuiti stampati collaudati.
Fig. 2 – Il trasformatore TU024, protagonista del progetto GM70U. La nostra esperienza sul campo con questo componente ha aperto la strada a realizzazioni più accessibili.
Il Cuore del Progetto: L’Analisi del Driver e del Punto di Lavoro
Definire il punto di lavoro ottimale della GM70 (tipicamente attorno a Va=1000V, Ia=70mA, Vgk=-100V) è solo il primo passo. Il vero banco di prova è la progettazione dello stadio driver.
Specifiche del Driver: Cosa Serve Veramente
Dai nostri calcoli teorici e dalle simulazioni, deriviamo i requisiti fondamentali per un driver adeguato a pilotare la GM70 in classe A1:
- Swing di Tensione in Uscita (Vout_pp): ≥ 200 Vpp (ideale 250 Vpp per riserva dinamica).
- Impedenza di Uscita (Zout): ≤ 3500 Ω (per una risposta piatta fino a 150 kHz, considerando una capacità di ingresso totale (Ct) di ~150 pF).
- Distorsione Armonica Totale (THD): La più bassa possibile, idealmente sotto il 2-3% a pieno segnale, per non aggiungere colorazioni indesiderate.
- Corrente di Uscita: Deve essere in grado di fornire la corrente necessaria a caricare/smorzare la capacità di ingresso alle alte frequenze.
Confronto delle Opzioni Driver: SRPP, Pentodo e CCS
La community ha testato e simulato diverse architetture. Ecco un confronto tecnico:
- SRPP con 6E5P a Triodo: Configurazione preferita per il GM70R. Offre un buon guadagno (~24 dB), impedenza di uscita moderata e una linearità accettabile (THD simulata ~3.6%). La sua natura invertente di fase, però, complica l’eventuale applicazione di feedback globale negativo.
- 6E5P a Pentodo: Utilizzato nel progetto base del GM70C. Il pentodo, con il suo guadagno intrinsecamente alto e l’elevata impedenza di uscita anodica, rende disponibile una corrente fino a 25 mA.
- 6N6 con Sorgente di Corrente Costante (CCS) nel Catodo: Soluzione esplorata per massimizzare la linearità e il rejection ratio dell’alimentazione. Un CCS nel catodo di un triodo come il 6N6 ne aumenta notevolmente l’impedenza interna e la linearità, ma richiede un’alta tensione di alimentazione per lo stadio driver stesso per ottenere lo swing necessario.
I nostri test hanno dimostrato che non esiste una soluzione “migliore in assoluto”, ma la scelta dipende dalla filosofia sonora (pentodo più “dinamico” vs. triodo più “liquido”) e dalla complessità circuitale che si è disposti a gestire.
Il Dilemma dei Trasformatori di Uscita: Prestazioni vs. Costo
Il trasformatore di uscita (TU) è il componente che più influenza il suono e le prestazioni misurabili di un amplificatore SE. Per la GM70, l’impedenza di primario ottimale si aggira tra i 9kΩ e i 10kΩ.
- TU028 Norse (per GM70R): Rappresenta lo stato dell’arte commerciale. Induttanza primaria di 60H, fattore di accoppiamento altissimo (k > 0.999), banda passante eccezionale. Il costo è elevato, giustificato per un progetto “no-compromise”.
- TU024 (per GM70U/GM70C): Progetto open della community nato per colmare il vuoto di un TU di qualità a prezzo umano. Con un nucleo EI120 e un attento progetto degli avvolgimenti, raggiunge 47H di induttanza con un fattore di accoppiamento paragonabile al Norse. Le simulazioni e le prime misure sul prototipo hanno confermato una risposta in frequenza più che adeguata per un’applicazione audio di alta fedeltà.
La scelta qui è filosofica: investire in un componente commerciale di altissima gamma o affidarsi a un progetto comunitario ottimizzato per il valore, sapendo che la qualità del suono dipenderà molto dalla bravura dell’avvolgitore scelto.
⚠️ Avvertimento di Sicurezza Critico
La progettazione e la costruzione di un amplificatore a valvole che utilizza tensioni superiori a 1000V presentano rischi letali di folgorazione. Questa guida è puramente teorica e per scopi informativi. Non tentare la costruzione se non possiedi competenze elettroniche avanzate, strumentazione adeguata (sonde per alta tensione) e piena consapevolezza dei rischi. La sicurezza prima di tutto.
FAQ – Domande Frequenti sulla Progettazione GM70
1. Perché usare la GM70 invece di valvole più comuni come la 300B o la 845?
La GM70 offre un compromesso unico tra linearità, potenza in uscita (in configurazione SE) e costo del tubo stesso (spesso più basso di una 300B). Il suo design da triodo di potenza per trasmettitori le conferisce una robustezza e una riserva di corrente notevoli. Tuttavia, richiede tensioni di alimentazione più elevate e un pilotaggio più impegnativo, rappresentando una sfida progettuale di alto livello.
2. Polarizzazione a griglia fissa (fixed bias) o a catodo (cathode bias)
Entrambe le soluzioni sono percorribili. La polarizzazione a griglia fissa (con tensione negativa fornita da un alimentatore dedicato, come il PCB TP240) offre maggiore efficienza e potenza in uscita, ma richiede un controllo preciso del bias e circuiti di protezione. La polarizzazione a catodo è più semplice e auto-stabilizzante, ma dissipa potenza nella resistenza di catodo e riduce leggermente lo swing di tensione disponibile. La community spesso preferisce il fixed bias per progetti performanti, monitorando la corrente con un milliamperometro in serie al catodo.
3. È indispensabile un alimentatore stabilizzato per l’anodica della GM70?
Non strettamente indispensabile, ma fortemente raccomandato, specialmente per massimizzare la dinamica e il controllo del basso. Un ripple residuo sull’anodica a 1000V si traduce direttamente in ronzio in uscita. I progetti GM70R e GM70C utilizzano stabilizzatori ibridi (come quello basato sul tubo 6080) per ottenere una tensione anodica estremamente pulita e stabile, a beneficio della silenziosità e del dettaglio.
4. Qual è il principale errore che un principiante commette in un progetto GM70?
Sottostimare l’importanza dell’impedenza di uscita del driver. Anche con uno swing di tensione adeguato, se il driver non è in grado di “spingere” le alte frequenze a causa della capacità Miller della GM70, il suono risulterà spento e privo di dettaglio. Il calcolo dell’impedenza di uscita massima in funzione della capacità di ingresso e della banda passante desiderata è un passaggio progettuale fondamentale da non saltare. Trascurare la cura nella progettzione degli alimentatori.
5. Dove posso trovare i circuiti stampati (PCB) e i trasformatori menzionati?
I progetti della community PAF (Pier Aisa Forum) sono spesso sviluppati in modo modulare, con PCB disponibili per i vari stadi (alimentatore HT TP277, driver TP104, stabilizzatore bias TP240, ecc.). I trasformatori come il TU024 vengono realizzati su ordinazione da avvolgitori specializzati che collaborano con la community. Consigliamo di partecipare attivamente ai forum di settore per avere indicazioni aggiornate sui fornitori e condividere esperienze con altri progettisti.
Consigli di Progettazione dalla Nostra Esperienza sul Campo
Per concludere questa guida teorica, vogliamo condividere alcuni principi chiave emersi dal lavoro collettivo su questi progetti:
1. Simula, sempre. Prima di saldare qualsiasi componente, usa strumenti come LTSpice per verificare punti di lavoro, swing di tensione, risposta in frequenza e distorsione. Abbiamo riscontrato che anche i modelli non perfetti evitano grossolani errori di primo principio.
2. Adotta un approccio modulare. Prova il driver, l’alimentatore e lo stadio finale separatamente, a banco. Questo metodo, utilizzato nel GM70U, isola i problemi e permette di testare configurazioni alternative rapidamente.
3. Non trascurare l’alimentazione dei filamenti. Per tensioni anodiche così alte, è spesso necessario sollevare il potenziale dei filamenti (filament elevation) per non superare la massima tensione anodo-filamento specificata dal datasheet. Circuiti dedicati (come il PAF005) gestiscono questo aspetto in sicurezza.
4. La comunità è una risorsa. Il confronto sui forum tra progettisti esperti ha permesso di risolvere problemi complessi, come il design del TU024. Condividere schemi, misure (con le dovute cautele) e impressioni d’ascolto accelera l’apprendimento di tutti.
La progettazione di un amplificatore a GM70 rimane un’impresa impegnativa, ma i percorsi tracciati dai progetti GM70R, GM70U e GM70C forniscono una mappa dettagliata per navigare tra le sue sfide tecniche. Con un approccio metodico, rispetto per l’alta tensione e la passione per il dettaglio, il risultato può essere un componente di riproduzione sonora di altissimo livello.
20/12/2025
Alimentazione per preamplificatori valvolari
Come alimentare un elettronica di segnale a tubi, che sia un preamplificatore un crossover o altro?
Le soluzioni tecniche possono essere diverse:
- raddrizzatore e filtraggio a condensatore
- raddrizzatore e filtraggio CRC
- raddrizzatore e filtraggio CLC
- raddrizzatore e filtraggio CLC con giratore
- raddrizzatore e stabilizzazione di tensione (di qualsivoglia natura)
Ogni soluzione ha pregi e difetti⁽¹⁾, noi presenteremo diverse soluzioni con le nostri PCB.
Ognuno sceglieà la configurazione pù confacente alle sue esigenze.
Lo schema a blocchi
Alimentazione per preamplificatori valvolari
Sopra possiamo vedere lo schema generico per alimentare un preamplificatore a tubi:
- Stabilizzatore HT basato su PAF007
- Stabilizzatore filamenti basato su TP225
Sicuramente una soluzione priva di sorprese, ma sicuramente un poco complessa da realizzare.
Alimentazione basica
Il primo progetto che andremo a realizzare è zero gain buffer che ha un assorbimento nella versione stereo di 55 mA.
Disponiamo di un trasformatore toroidale standard per noi.
Il trasformatore presenta le seguenti caratteristiche:
- Primario 230 Vac – 58 VA – Rp = 34,5 Ohm
- Anodica 230 Vac – 0,1 A – Ra = 55,3 Ohm
- Filamenti 14 Vac – 2,5 A – Rf = 0,3 Ohm
- avvolto per uso audio
Con assorbimento di 55 mA è adeguato?
Non ci resta che simulare con LTspice inserendo le caratteistiche del trasformatore.
Simuliamo per verificare il ripple e la tensione di uscita:
- tensione di uscita 280 Vdc
- ripple circa 0,5 Vpp
Conclusioni
Abbiamo presentato lo schema a blocchi generico di un alimentatore adatto a preamplificatori valvolari, che vedremo impiegato ripetutamente.
La applicazioni fatte e in arrivo:
Dove procurarsi i PCB?
Il catalogo serve per una consultazione veloce dei kit disponibili.
Saluti Tiziao
NOTE
(1) In realtà soluzioni CLC vengono usate anche in preamplificatori molto costosi. L’ alimentazione non stabilizzata nella sua semplicità può dare grosse delusioni. Serve una buona conoscenza per avere risultati ottimali.
27/05/2025
uGiratore (TP074)
uGiratore montato su scheda raddrizzatrice
L’ elettronica valvolare è affascinante da costruire, ha il piccolo difetto che spesso si mette a ronzare(1).
Un giratore piazzato strategicamente spesso risolve, la versione PTH risulta ingombrante.
Vediamo di realizzarne una versione compatta con componenti SMD
Il progetto
Le richieste di progetto sono:
- tecnologia SMD
- resistenze in contenitore melf
- dimensioni 25*30 mm circa
- connessione con strip 90°
- induttanza simulata 40 H tensione 350 V corrente 200 mA
- dissipatore integrato
- nessuna connessione di massa
Con queste specifiche stendiamo lo schema elettrico.
uGiratore Schema
Lo schema è molto semplice e funzionale.
Il mosfet Q1 è in contenitore dpack.
D1 serve a proteggere il gate del mosfet.
R1-R2 sono in aprallelo per aumentare la potenza dissipata senza ricorrere a componenti speciali.
Il circuito stampato TP074
TP074 PCB
Sopra possiamo vedere il circuito stampato definitivo, di dimensioni compatte.
uGiratore assemblato e relativo dissipatore
Un prototipo assemblato, per R1-R2 è stato usato un formato diverso al melf in quanto disponibile in magazzino.
Sopra possiamo vedere il dissipatore SMD da montare sul circuito stampato.
uGiratore prototipo assemblato
Conclusioni
Il uGiratore si è dimostrato molto flessibile e utile, stranamente è rimasto confinato in lab.
Lo presenteremo a breve in video con il suo collega Giratore Light.
Dove procurarsi i PCB?
Il catalogo serve per una consultazione veloce dei kit disponibili.
Saluti Tiziao
Note
(1) a volte capita di sistemare elettroniche di clienti entusiasti, oppure realizzare apparecchi con quello che si trova in lab.
13/05/2025
RPI Frequenza Tensione
In passato abbiamo presentato una piattaforma per sviluppare strumentazione da laboratorio basata su RPI.
Per assemblarlo serve un minimo di affinità con componentistica SMD, cosa che un poco blocca gli EE(1).
Ci siamo chiesti se possibile realizzare una versione semplificata in PTH?
Ecco come nasce RPI FV.
RPI FV
Richieste di progetto:
- visualizzazione con oled da 0,96 pollici pilotato in I2C
- elaborazione con RPI Pico
- due ingressi misura tensione
- un ingresso misura frequenza
- connettore di espansione
- tecnologia PTH
- realizzazione compatta
RPI FV Schema
Versione pdf per maggiore leggibilità.
RPI Pico viene usata come unità di elaborazione, che grazie alla sua potenza di calcolo permette molte personalizzazioni alla scheda.
DISP1 è un oled da 0,96 pollici che collegato in I2C, seve a visualizzare le nostre grandezze.
Il partitore R4-R8 permette di gestire tensioni di ingresso sia positive che negative.
D1 serve a proteggere l’ ingresso, C2 per filtrare i disturbi.
La configurazione è uguale per tutti e tre gli ingressi.
U1 serve a commutare gli ingressi e permette di gestire anche segnali provenienti dal connettore di interfaccia P3.
U2 è il regolatore di tensione locale, che permette maggiore flessibilità nelll’ uso della scheda.
P3 connettore di interfaccia verso l’ esterno, mantenuto compatibile con le altre versioni del visualizzatore-
Il circuito stampato TP278
TP278 Final
Il circuito stampato è venuto bello denso, ma tutto PTH.
TP278 Lato A
Sopra possiamo vedere il circuito stampato dal lato del display oled.
TP278 Lato B
Sopra possiamo vedere il pcb dal lato componenti.
Conclusioni
Abbiamo iniziato l’ implementazione del codice necessario per leggere la frequenza.
Dove procurarsi i PCB?
Il catalogo serve per una consultazione veloce dei kit disponibili.
Saluti Tiziao
Note
(1) Molti EE sono allergici alla saldatura dei componenti SMD. Purtroppo la tecnologia elettronica si sposta sempre più in quella direzione, occorre fare pratica con le tecnologie SMD
12/05/2025
Raddrizzatore GM70
Con il progetto GM70U stiamo cercando di sviluppare un amplificatore realizzabile da persone un minimo esperte.
Dopo mesi di ipotesi e ragionamenti vediamo di tirare le somme.
La parte più critica resta l’ alimentazione anodica, lavorare con 750 V è pericoloso.
Specialmente realizzando l’ alimentatore completamente cablato, conviene optare per un PCB.
Raddrizzatore GM70
Raccogliendo le nostre esperienze con gli amplificatori GM70, vediamo quali caratteristiche servono:
- alimentazione per versione stereo
- filtraggio CLC sul PCB
- massima tensione di uso 800 V(possiamo arrivare a 1000 con alcuni accorgimenti
- uso di condensatori elettrolitici o polipropilene in alternativa (oppure assieme) per realizzazioni allo stato dell’ arte
- ritardo tensione anodica all’ accensione di circa 30 secondi
- uso di diodi SIC o tradizionali
- alimentazione per driver
Raddrizzatore GM70
Sopra possiamo vedere lo schema elettrico completo; prevediamo un trasformatore con due secondari separati.
Questa soluzione ci permette di ricavare facilmente la tensione per il driver e la parte preamplificatrice.
D1-4 raddrizza la tensione di un secondario, che viene filtrata dalla serie di condensatori C3-C7.
R1-R3 sono le resistenze di bleeder.
C5 condensatore in polipropilene che possiamo usare da solo o assieme agli elettrolitici.
Il secondo secondario va collegato ad un raddrizzatore identico a quello spiegato sopra.
Collegando le due tensioni in serie otteniamo la tensione anodica per la nostra GM70.
V1 di tipo 6D22S (raddrizzatore damper) serve a ritardare la tensione anodica con una rampa di circa 30 secondi.
W1 jumper da cortocircuitare nel caso si ometta V1
R7 serve a realizzare un minimo di carico.
L’ induttanza L1 assieme a C6-C4-C8 realizzano un filtro passabasso di tipo LC.
Anche in questo caso possiamo usare polipropilene e elettrolitici o una combinazione dei due.
La sezione sotto è praticamente identica.
Il Circuito Stampato TP277
TP277 Final
Sopra possiamo vedere il master completo.
I ponti raddrizzatori sono realizzati con diodi SIC in TO220, la foratura dei pad permette di usare anche diodi tradizionali.
L’ induttanza viene realizzata su misura per questo PCB dall’ avvolgitore di fiducia.
TP277 Lato A
Raddrizzatore GM70U
Raddrizzatore GM70U
Sopra vediamo la versione a 750V per il nostro GM70U.
Raddrizzatore GM70C
Raddrizzatore GM70C
Sopra possiamo vedere la versione per GM70C.
Dove procurarsi i PCB?
Il catalogo serve per una consultazione veloce dei kit disponibili.
Conclusioni
PCB arrivato procediamo con i test in attesa del video.
Saluti Tiziao
10/05/2025
HT MOS Alim e Giratore
Abbiamo diversi amplificatori con GM70 da terminare, per pilotare lo stadio driver ci serve una tensione stabilizzata.
Ci siamo chiesti se è il caso di realizzare un nuovo alimentatore⁽¹⁾?
Decidiamo di esagerare e realizzare su una unica scheda lo stadio stabilizzatore e il giratore in caduta:
- tensione massima di ingresso 700 V
- tensione di uscita massima uscita 600 V
- corrente 100mA massimi
- raddrizzamento a ponte o doppia semionda (con presa centrale)
- filtraggio CLC o in alternativa filtraggio a larga banda con induttanza esterna
- raddrizzamento con diodi SIC in TO220 (possibilità di montare diodi tradizionali)
- compatta per uso in un rack 1U montata verticale
- stabilizzatore a zener con generatore di corrente
- giratore a mosfet in caduta al regolatore
- dimensioni 37*160 mm
- mosfet in contenitore TO247
Lo schema elettrico
HT MOS alim e giratore
Sopra possiamo vedere lo schema elettrico completo.
La tensione secondaria viene applicata ai terminali TP4-TP5 e mandata al ponte di diodi.
D1-D2-D6-D7 sono dei diodi SIC di tipo STPSC2H12D e costituiscono un ponte raddrizzatore completo.
Montando i soli diodi D1-D2 e collegando la presa centrale a TP7 possiamo realizzare un raddrizzatore a doppia semionda.
I pad dei diodi sono di diametro 1,7 mm per cui possiamo adattare anche diodi di tipo tradizionale.
C1-C2-C10-C11 servono a filtrare i transitori di commutazione dei diodi e vanno scelti in base alla tecnologia del diodo impiegata.
C7-C14 sono i condensatori di filtraggio di ingresso, abbiamo previsto condensatori snap-in D = 18 mm; questo permette di usare condensatori da switching di facile reperibilità.
R4-R13 sono le cosiddette resistenze di “bleeder” che servono ad equalizzare le tensioni fra i due condensatori (e a scaricarli allo spegnimento).
Fra TP1-TP2 possiamo collegare un induttanza esterna di tipo tradizionale per migliorare il filtraggio.
C6-C4-R3-C15-C12-R14 realizzano il secondo banco di filtraggio.
Volendo in alternativa possiamo inserire un induttanza opportuna che con C6-C15 costituisce un passabasso per i disturbi.
L’ alta tensione viene poi applicata allo stabilizzatore a striscia di zener costruito attorno a Q1.
D5-D9-D10 servono a stabilizzare la tensione di uscita dal mosfet; la loro combinazione permette di realizzare la tensione desiderata.
Q3-R7 realizzano un generatore di corrente costante per alimentare gli zener.
In questo caso non serve la resistenza di limitazione.
D4 serve a proteggere il mosfet all’ accensione.
C22 e i condensatori in parallelo agli zener sevono a filtrare il rumore degli zener.
La cella R11-C18 introduce un drastico filtraggio alla tensione applicata al gate di Q1.
R6-D7 proteggono il gate del mosfet.
C5-C3-R2-C17-C19-R15 filtrano la tensione in uscita dallo stabilizzatore.
Q2 è il cuore di un classico giratore.
C8-R8-C20-R16 con il giratore realizzano un filtro LC passabasso.
C9 serve a linearizzare l’ impedenza di uscita.
Lo stampato
TP264 Final
Sopra vediamo il master del PCB (in arrivo da JLCPCB) venuto piuttosto compatto.
Per rimanere compatti nonostante gli isolamenti si sono impiegati componenti tradizionali e SMD.
Le resistenze di bleeder sono previste sul lato B come nei capacitor bank.
TP264 Lato A
Come scegliere gli zener?
Per facilitare la realizzazione anche agli inesperti abbiamo preparato una tabella con i valori più comuni di tensione:
Vin tensione in ingresso allo stabilizzatore dopo i condensatori di livellamento.
Vout tensione approssimata in uscita da nostro regolatore
Zener1-2-3 valori commerciali degli zener da 1,5 W che vanno usati.
In questo alimentatore essendo presente un generatore di corrente non servono resistenze (a parte R7).
Nel caso non si voglia usare il generatore di corrente la resistenza va montata verticalmente e i valori ricavati da tabella.
Res resistenza da usare da 2 W (in alcuni casi è prevista la serie di due valori).
Esempio applicativo
HT MOS alim e giratore 480V
Nella figura sopra vediamo lo schema a 480V da usarsi con driver 807.
Conclusioni
La documentazione è stata preparata ora aspettiamo i componenti e via con il collaudo.
Saluti Tiziao
Note
(1) Il giratore per filtrare le alimentazioni valvolari ha dato ottimi risultati nella pratica quotidiana.
07/05/2025
GM70R Stadio di Uscita
GM70 su basetta
La regina del nostro amplificatore GM70R è lei: la GM70.
Dobbiamo collegarla al resto del circuito, quindi ci serve uno schema elettrico.
GM70R lo stadio di uscita
GM70R Stadio di Uscita
Sopra vediamo lo schema completo dello stadio di uscita con GM70.
Il trasformatore esistente prevede un secondario a 19,6 Vac per i filamenti.
Il secondario del trasformatore viene filtrato con il condensatore C3, e mandato al filtro di modo comune L1.
L1-C4-C5 servono a filtrare disturbi RF presenti sui collegamenti.
L1 inoltre serve ad alimentare in modo simmetrico i filamenti rispetto a massa, così abbiamo un equa distribuzione dei parassiti.
L1 va montata in prossimità del tubo assieme ai componenti di filtro.
R3-R4-R5-D1-D2 servono a ridurre al minimo il ronzio generato dai filamenti.
R6 serve a monitorare la corrente di bias del tubo, misurando la caduta di tensione ai suoi capi.
R2 serve ad evitare che disturbi RF entrino nel tubo, naturalmente va montata in prossimità.
La tensione di bias negativa viene filtrata da C2-R1 e applicata alla griglia.
C1 filtra la tensione anodica in prossimità del tubo.
Il fusibile F1 serve a proteggere il prezioso trasformatore di uscita.
Dove procurarsi i PCB?
Il catalogo serve per una consultazione veloce dei kit disponibili.
Saluti
Tiziao
06/05/2025

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