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il 10/5/2020, 15:16
Incipit: un nuovo inizio - Pagina 3 49877701808_cd836c9eed_o_d

C'è un modesto picco di 0.84 dB sui 65 kHz. Quasi impossibile da rilevare nella normale risposta in frequenza.

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il 10/5/2020, 15:21
Incipit: un nuovo inizio - Pagina 3 49878300141_9f6acb477f_c_d

Il punto a -3 dB è a 118 kHz.

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il 10/5/2020, 17:27
Benone.
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il 11/5/2020, 14:12
Mario, hai mai misurato l'induttanza dispersa del LL2765 per caso?
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il 11/5/2020, 14:18
No. Non l'ho mai avuto. Hai notizie?
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il 11/5/2020, 14:39
No, ma potrebbe essere un oggettino interessante, costa anche decisamente poco.
Ha un induttanza primaria decisamente notevole per un 5k di quella fascia, ovviamente questo limita la corrente anodica, ma per quel che pensavo di fare, usando la 71A, non sarebbe un problema.
Comunque, lo forniscono anche con traferri maggiorati a richiesta.
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il 11/5/2020, 14:42
Per dinamiche immagino. Lo volevi in single ended o per pushpull?
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il 11/5/2020, 14:49
Scusami. Rettifico. Ce li ho in amorfo traferrati per 40mA. Sono ottimi oggetti Non ce li ho in casa avendoli prestati. Appena torneranno, verificherò
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il 11/5/2020, 14:56
Per le dinamiche, of course.
Ma sono ancora in stato confusionale, non so ancora se riprendere a sperimentare col mio OTL (T1 e DT880 600 ohm) o fare un qualcosa di piu' versatile e qualitativo, con DHT e TU (single ended).
Tifo sicuramente per la seconda strada, ma e' anche molto piu' impegnativa.
E io sono diventato maledettamente pigro...
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il 11/5/2020, 15:03
Non vorrrei sporcare la discussione dell'opener nonchè Dominus.
Qualcosa sul ferro lo avevo postato nella vecchia discussione di qualche anno fa
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il 16/5/2020, 16:04
Alex, come procedono i test?
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il 16/5/2020, 16:12
Sto preparando un papiro sull'alimentazione dei filamenti... tra un po' sarà in linea. grande sorriso
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il 16/5/2020, 18:55
Qual'è la differenza tra un alimentatore in corrente e uno in tensione? Risposta: è la grandezza fisica che si sceglie di mantenere costante nell'alimentare un dispositivo. In un normale alimentatore stabilizzato, si cerca di mantenere costante la tensione, a prescindere dalla corrente erogata sul carico e dalla potenza dissipata da quest'ultimo. In tal caso, si parla di alimentatori stabilizzati in tensione, nei quali la tensione è fissa e può variare solo la corrente che scorre nel carico.

Nell'alimentazione in corrente invece, è quest'ultima ad essere mantenuta costante, e la tensione è lasciata libera di variare. Anche se può sembrare del tutto contro-intuitivo, il risultato è esattamente lo stesso: dal momento che è la potenza a provocare gli effetti voluti (o meno) sul carico, è del tutto indifferente quale grandezza (tensione o corrente) si decide di controllare. Facciamo un esempio con una lampadina da 100W. Per accenderla so che devo dargli 230V, e quindi attacco la spina alla presa elettrica, e che succede? Nella lampadina scorrerà una corrente che è data da I = P / V. E quindi I = 100 / 230 = 0.434 ampere circa. A questo punto, si sa che, a prescindere dalla tensione, per ottenere 100W di potenza (e relativa luminosità) devo far scorrere nel filamento circa 0.434 A. Potrei quindi usare un alimentatore in corrente tarato a 0.434 A, con la certezza di ottenere lo stesso risultato.

Supponendo di fare davvero questo esperimento, si può prevedere quale tensione si localizzerà ai capi della lampadina se facciamo scorrere una corrente costante di 0.434 ampere? La risposta è semplice: dal momento che con quella corrente sappiamo già che la potenza dissipata è 100W, la tensione sulla lampadina sarà ovviamente di 230V.

Un momento. Ma allora perchè nelle nostre case non arriva una corrente costante, invece di una tensione (pressappoco) costante? Anche qui la risposta è facile: per motivi di praticità. Prefissare una corrente ci costringerebbe a standardizzare tutti gli apparecchi, i quali dovrebbero assumere alimentazioni con caratteristiche completamente differenti in base alla potenza dissipata. Anche con le lampadine stesse ci sarebbero dei grossi problemi, perchè per ottenere potenze più alte la tensione dovrebbe salire a valori talmente elevati da essere pericolosa. Supponendo di mantenere la corrente fissa a 0.434 A, per alimentare un forno di 2 kW sarebbe necessaria una tensione di: 2000 / 0.434 = 4608 volt. Certamente troppi per le normative di sicurezza attuali.

Ora che abbiamo capito cosa significa "alimentare in corrente" (ricordatevene quando incontrerete qualcuno sui forum che sbandiera questo termine) cerchiamo di capire quali implicazioni comporta alimentare il filamento di una valvola in questa modalità.

Il filamento di una valvola non è altro che una resistenza (ok, come quello della lampadina) che, grazie all'effetto Joule, si riscalda al passaggio della corrente. Ad una determinata tensione applicata al filamento, scorrerà una determinata corrente (in base alle caratteristiche del filamento stesso). Anche se non è scritto da nessuna parte, possiamo ricavare il valore di della resistenza usando la legge di Ohm. Nel datasheet della 6N6P è scritto che il filamento deve essere alimentato con 6.3 V, e che la corrente è di 750 +/- 70 mA. Attenzione, il fatto che per la corrente venga indicata una tolleranza di +/- 70 mA vuol dire che le 6N6P, per quanta amorevole cura possano averci messo i russi nella loro fabbricazione, non sono tutte uguali: il filamento di alcune assorbirà 730, quello di altre 800, e quello di altre ancora 760 mA, e così via, con una tolleranza facilmente stimabile in circa il 10%. Vedremo quali sono le conseguenze di questa tolleranza tra un po'. Tornando alla resistenza, se dividiamo la tensione per la corrente, otteniamo il suo valore: 6.3V / 0.75A = 8.4 ohm.

Ora, se prendiamo il tester e misuriamo la resistenza mettendo i puntali sui piedini 4 e 5 della valvola leggiamo questo valore: 1.4 ohm. Abbiamo dimostrato che la legge di Ohm è sbagliata? No, è solo che il filamento, come tutti i metalli, aumenta la sua resistenza all'aumentare della temperatura. A freddo, la resistenza è molto più bassa che alla temperatura di funzionamento (circa 800°C). E questo è un altro dettaglio molto interessante. Prima che il filamento raggiunga il suo valore di resistenza a regime, devono passare parecchi secondi, durante i quali la corrente circolante è molto più alta del normale, e solo dopo, piano piano, si abbassa lentamente portandosi al valore indicato nel datasheet. E' chiaro che la fase di accensione è in pratica un piccolo trauma per le valvole. Facendo un conto veloce, a freddo e con la normale alimentazione in tensione (sia in AC che DC) la corrente assume un valore istantaneo di ben 4.5 ampere, che corrisponde ad una dissipazione di 28W. E' questo il motivo per cui le accensioni e gli spegnimenti frequenti sono dannosi per le valvole. Non solo la "botta" di extra-corrente, ma anche la dilatazione/compressione termica alla lunga danneggiano il filamento. Se non ci fossero le protezioni in corrente negli stabilizzatori, ma anche la resistenza in DC del trafo a limitare il valore di corrente iniziale, probabilmente le valvole avrebbero un ciclo di vita molto più breve.

Con l'alimentazione in corrente questo non può succedere, in quanto la corrente è rigidamente fissata dal generatore, e quindi il filamento si porta alla temperatura di regime molto più lentamente e senza traumi.

Nel corso dei decenni passati i filamenti delle valvole sono sempre stati alimentati direttamente dal secondario di uno o più trasformatori, ovvero in AC (corrente alternata). Dal momento che l'assorbimento medio di un filamento, a seconda della tipologia di valvola, è di circa 300/600 mA, è facile intuire che in un circuito composto da sei o sette valvole la corrente necessaria solo per accendere i filamenti è piuttosto alta, e questo spiega la grandezza e il peso dei trasformatori di alimentazione degli apparecchi dell'epoca. Inoltre, tutta questa corrente alternata era una mina vagante per via del flusso disperso a 50Hz irradiato sia dai fili di alimentazione che dagli stessi filamenti all'interno delle valvole. Naturalmente, il problema è maggiore nelle valvole di piccolo segnale, ovvero negli stadi di preamplificazione, e molto meno sentito in quelle di potenza.

Anche per togliersi di mezzo la corrente alternata e azzerare così i flussi dispersi oggi si possono alimentare i filamenti in corrente continua. Ciò significa usare un classico rettificatore, una cella di filtro e uno stabilizzatore. E si torna quindi al punto di partenza: tensione, oppure corrente costante? Dal punto di vista funzionale non si hanno differenze di alcun tipo: purchè siano rispettati i parametri del datasheet, per un filamento non cambia nulla se ad alimentarlo è uno stabilizzatore in tensione, o un generatore di corrente costante.

Nel caso di una normale tensione stabilizzata e avendo a che fare, nel nostro caso, con due valvole da accendere, si ha un'ulteriore scelta: filamenti in serie o in parallelo. Con i filamenti in parallelo, l'alimentatore dovrà fornire una tensione di 6.3V e una corrente di 1.5 ampere, mentre con i filamenti in serie la tensione ovviamente deve essere doppia, 12.6V, e la corrente però rimane quella di un singolo filamento, ovvero 750 mA. Da un punto di vista prettamente pratico, è sempre meglio minimizzare la corrente circolante, e quindi l'alimentazione dei filamenti in serie sembra più vantaggiosa.

Se scegliamo di usare l'alimentazione in corrente, l'unica opzione è mettere i filamenti in serie (a meno di non usare uno stabilizzatore separato su ciascuna valvola). La corrente di 750 mA, preimpostata con lo stabilizzatore, circolerà in entrambi i filamenti, e sarà mantenuta costante a prescindere dal valore di resistenza dei filamenti stessi. Ciò significa che le valvole non subiranno quella extra-corrente dovuta al filamento ancora freddo. Tutta la fase di accensione sarà molto più lenta, e quindi l'ampli andrà a regime un po' più lentamente rispetto alla normale alimentazione in tensione.

L'idea dei filamenti alimentati in corrente è piuttosto allettante. I vantaggi sono in una fase di partenza più soft per le valvole, e con la corrente continua non c'è bisogno di prendere precauzioni particolari nel routing delle piste di alimentazione. Quest'ultimo vantaggio è valido anche per una tensione stabilizzata, ovviamente. E infatti, se seguite il percorso di tali piste sulla pcb, noterete che partono dallo stabilizzatore LM317 (usato come generatore di corrente) e dopo qualche centimetro arrivano alla valvola V2. Per arrivare alla V1, che è più distante, le piste relative devono passare sotto al potenziometro. Non ci sono strade alternative: per le posizioni definite relativamente al resto della componentistica, le piste dei filamenti devono passare di là, a meno di non usare una terza dimensione, ovvero pensare di tirare dei fili intrecciati da un punto A a un punto B della pcb, con relativi connettori (se si vuole) e relativo sbattimento in fase di montaggio. Ma il problema ovviamente non me lo sono posto affatto, visto che di corrente continua si tratta, e che può passare dove gli pare, anche sotto al potenziometro e vicinissimo al segnale di ingresso. E così è infatti.

Incipit: un nuovo inizio - Pagina 3 49901905206_16cdcc442f_c_d

Le misure hanno confermato le aspettative. Nei primi 500 Hz non c'è traccia di alcun residuo di AC. Esemplare.

Incipit: un nuovo inizio - Pagina 3 49874688192_ce7bdc1d76_w_d

In realtà, un piccolo residuo a 50 Hz c'è, ma è talmente basso da non destare preoccupazione. Si tratta probabilmente della captazione di un flusso disperso, anche a causa del fatto che gli ingressi non erano cortocircuitati. In questi casi, l'uso di un mobile di metallo fa sparire ogni traccia. Molto più insidioso sarebbe stato uno spillo sui 100Hz. In quel caso, data la frequenza, si sarebbe trattato di un residuo della rettificazione, dovuto a cause più serie, come ad esempio uno stadio di alimentazione non perfetto, o un ground loop causato da un routing delle piste approssimativo. La minima presenza di hum è insidiosa anche per via delle sue innumerevoli armoniche, che rendono il disturbo molto più udibile.

Ebbene, visti e considerati tutti i vantaggi dell'alimentazione in corrente, e il buon risultato alle misure, vi annuncio che il nostro Incipit NON userà questa tecnica.

Se ciò vi fa sentire delusi e affranti, non vi resta che leggere la seconda parte.


Ultima modifica di bandAlex il 19/5/2020, 11:44, modificato 1 volta
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il 16/5/2020, 19:19
Adesso dobbiamo aspettare la seconda stagione. popcorn
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il 16/5/2020, 21:02
Ci sono due questioni da considerare:

1) alimentazione a corrente costante;

2) filamenti in serie.

Entrambi i punti 1) e 2) sono applicati nella versione attuale del prototipo di Incipit. L'obiettivo era quello di risolvere l'alimentazione dei filamenti nella maniera più semplice possibile e con prestazioni superiori, sia relativamente alla silenziosità, che allo stress imposto alle valvole.

L'alimentazione a corrente costante come abbiamo visto limita lo stress dei filamenti, mentre il collegamento in serie semplifica il circuito e consente una corrente che è la metà rispetto a quella del collegamento in parallelo.

Ci sono però degli effetti collaterali. Le valvole comuni come le 6N6P hanno i filamenti fatti per essere alimentati a tensione costante, in questo caso 6.3V. Ciò significa banalmente che un filamento potrebbe assorbire più corrente di un altro, con il risultato, se collegati in serie, di avere una valvola con il filamento più acceso (ovvero: più caldo) rispetto all'altra. Ed è proprio quello che è successo nel mio prototipo. Sin da subito avevo notato che un filamento era più brillante dell'altro, e anche all'ascolto si notava un certo sbilanciamento. La soluzione provvisoria è stata quella di selezionare due tubi con il filamento simile. La prova che i filamenti non fossero esattamente uguali l'ho avuta misurando le tensioni ai capi degli stessi: su una valvola si leggevano 5.9V, e sull'altra 6.9V.

Questa constatazione, a dire il vero, si è abbattuta su di me come un fulmine a ciel sereno. Anche perchè, nella storia del Lightning, dove le due valvole sono messe in serie, non si è mai palesato questo problema. Evidentemente, ci troviamo di fronte a tubi con una variazione sui filamenti molto più ampia.

L'alimentazione a corrente costante amplifica il problema. Anche se si trattasse di una sola valvola da accendere, la corrente costante sul filamento, per via del campo di variazione ovvero della tolleranza del filamento (ricordate, +/- 70 mA) non garantisce che la tensione che si localizza sul filamento stesso sia esattamente di 6.3V. La conseguenza è che la potenza dissipata dal filamento cambia, e può essere minore o maggiore a seconda dell'esemplare in cui si incappa. Queste due tecniche, relative al punto 1) e al punto 2), unite insieme, avrebbero reso necessaria una selezione feroce sui tubi, e questo mi ha fatto riconsiderare l'alimentazione dei filamenti.

Per mantenere l'alimentazione in corrente, si sarebbe dovuto aggiungere un regolatore, in modo da dedicarne uno per ciascuna valvola, e aggiungere un punto di taratura, con il quale regolare la corrente in modo da ottenere sul filamento esattamente 6.3V. Ma sia l'aumento di spazio necessario (un regolatore e un dissipatore in più) che il fatto della taratura mi hanno fatto desistere. L'Incipit è un ampli semplice, non potevo rendere l'alimentazione più complicata dell'ampli stesso.

L'ipotesi successiva era quella di tornare alla normale alimentazione in tensione. Magari sempre in DC e stabilizzata.

(segue)
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il 16/5/2020, 22:45
La tensione in DC stabilizzata è usata nell'alimentazione dei filamenti delle valvole del Lightning. In questo amplificatore, i filamenti sono collegati in serie e quindi lo stabilizzatore fornisce 12.6 volt con una corrente di circa 300 mA per le E88CC o di circa 600 mA per le 6N1P.

Il filamento di una 6N6P assorbe al massimo 750 + 70 = 820 mA. Dal momento che non possiamo collegarli in serie, il valore di corrente raddoppia per due valvole, ovvero 1640 mA a 6.3V. Abbiamo già superato quota 1.5 A, per la quale si trova ancora qualcosa in package TO220 come stabilizzatore. Al di sopra di questo valore di corrente, bisogna trovare altre soluzioni. La più classica è quella tipo LM317 + transistor di potenza, con una minima complicazione circuitale. Il problema però come vediamo subito, è la dissipazione da smaltire come calore. Per questo valore di corrente, lo stabilizzatore deve vedere al suo ingresso almeno 5V in più rispetto alla tensione in uscita. In pratica, con un secondario da 9V si hanno, al netto delle perdite dovute al raddrizzatore, circa 12V all'ingresso dello stabilizzatore, in che significa che quest'ultimo dovrà dissipare 6V * 1.64A  = 9.84W.

Il dissipatore utilizzato ora nell'Incipit per l'LM317 dedicato ai filamenti è da 5°C/W, e consente di mantenere l'integrato ad una temperatura non superiore ai 65°C. Ma la dissipazione dell'LM317 attuale è inferiore a 5W! Nel caso ipotizzato di dover dissipare quasi 10W, un dissipatore da 5°C/W non sarà più sufficiente, tenendo conto anche del fatto che dovrà funzionare dentro un cabinet in cui ci sono le valvole con la temperatura interna che può raggiungere i 50°C.

Un dissipatore da 2.5°C/W come questo potrebbe andare:
link

Le sue dimensioni sono di 10 x 7.5 cm. Inutile dire che un bestione simile mi costringerebbe a ridisegnare tutta la scheda. Oltre al fatto di doverne aumentare le dimensioni, che sono già di 300 x 160 mm.

Per questo motivo, e per evitare soluzioni esotiche come moduli switching e altre complicazioni assurde, ho deciso di fare un tentativo con la tensione in AC, ovvero di mandare i filamenti direttamente ad un secondario a 6.3V 2A, che la provvidenza mi ha fatto trovare nel solito cassetto.

Ma la preoccupazione erano quelle piste così vicine al potenziometro, non potevo usarle per alimentare i filamenti...

Dopo aver eliminato l'LM317 e le due resistenze ormai inutili, ho tranciato le piste subito prima delle valvole e ho collegato direttamente i filamenti, collegati in parallelo, al secondario di un trasformatore a 6.3V con due coppie di fili intrecciati:

Incipit: un nuovo inizio - Pagina 3 49902878817_1a8ed0175e_c_d

E il risultato è stato questo:

Incipit: un nuovo inizio - Pagina 3 49902064668_3843e3bc5a_w_d

Come si vede, lo spillo sui 50Hz si è alzato di un po', ed è comparsa una sua terza armonica a 150Hz. Con la PX100, senza sorgente collegata (quindi con gli ingressi flottanti) e la manopola del volume a zero, il ronzio era appena percepibile.

Rimaneva quel cablaggio volante, che avrei tanto voluto eliminare...

Allora ho tolto i cablaggi, ricollegate le piste e fatte le sole modifiche per mettere i filamenti in parallelo, in modo da vedere se in AC, con le piste che fanno quel tragitto, la situazione peggiorava. E così:

Incipit: un nuovo inizio - Pagina 3 49902080843_5c46cbd9ac_w_d

Praticamente lo stesso risultato, a parte l'aggiunta di una armonica, molto bassa, a 250Hz. Con la PX100, stesso risultato: appena percepibile.

Ho deciso quindi di lasciare così le cose e di rimettere l'ampli nella postazione di ascolto. Una volta collegata la sorgente, anche quel piccolo ronzio con la PX100 è definitivamente scomparso. Silenzio assoluto.

In conclusione, l'Incipit avrà una comunissima e banalissima alimentazione in AC dei filamenti. grande sorriso
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il 16/5/2020, 23:27
E' sempre bello seguirti nei processi che portano alle soluzioni dei problemi che si presentano nella progettazione e realizzazione dei tuoi apparecchi.
Grazie!

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Benedetto - Now playing: AF-6  Incipit: un nuovo inizio - Pagina 3 Dscn3910
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il 17/5/2020, 09:43
Alex, però così rimarrebbe il problema della extra corrente e stress termico e meccanico della valvola, con conseguente possibilità di rottura o accorciamento della durata. Servirà un sistema apposito di soft start? Oppure si ignora il problema e quando muore una valvola la si cambia e via?
Inoltre il transitorio di accensione senza relè temporizzato può danneggiare una cuffia o i trasformatori comunque la proteggono un po'?
Comunque grazie sempre delle spiegazioni sempre esaustive e didattiche.
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il 17/5/2020, 10:42
@b.veneri ha scritto:E' sempre bello seguirti nei processi che portano alle soluzioni dei problemi che si presentano nella progettazione e realizzazione dei tuoi apparecchi.
Grazie!

Grazie Benedetto. flowers
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il 17/5/2020, 10:49
@password ha scritto:Alex, però così rimarrebbe il problema della extra corrente e stress termico e meccanico della valvola, con conseguente possibilità di rottura o accorciamento della durata. Servirà un sistema apposito di soft start? Oppure si ignora il problema e quando muore una valvola la si cambia e via?

Di solito per valvole normali e abbastanza diffuse come le 6N6P non ci si preoccupa troppo di questo aspetto. A limitare la corrente iniziale ci penserà il secondario del trasformatore, di corrente sufficiente ma abbastanza piccola da non essere troppo... stressante.

Inoltre il transitorio di accensione senza relè temporizzato può danneggiare una cuffia o i trasformatori comunque la proteggono un po'?

Uno dei vantaggi di avere le valvole e il trasformatore in uscita, è quello di evitare in un sol colpo tutti i problemi relativi ai transienti di accensione/spegnimento e di eventuale DC sul carico. Quindi non è necessario nessun circuito accessorio, come invece accade quasi sempre con lo stato solido.
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il 17/5/2020, 13:17
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Questa dovrebbe essere la pcb definitiva dell'Incipit.
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il 17/5/2020, 13:55
Come mai hai tolto i TU dalla scheda? Per questioni meccaniche o per avere flessibilità nella scelta dei TU?
Ciao
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il 17/5/2020, 14:10
@m_b ha scritto:Come mai hai tolto i TU dalla scheda? Per questioni meccaniche o per avere flessibilità nella scelta dei TU?
Ciao

Prevalentemente per questioni meccaniche. Se i trasformatori avessero avuto le alette di aggancio precise e ben allineate, si sarebbe anche potuto agganciarli alla pcb, con l'aiuto di torrette sotto la stessa per sostenere il peso (il sistema che ho usato nel prototipo attuale). Ma le linguette non sono ben allineate, e questo fa sì che stringendo i bulloni per fissare il trafo la pcb si pieghi. Per tagliare la testa al toro, e visto che comunque i trasformatori si collegano con dei fili, ho sagomato la pcb in modo da fare spazio ai trafo e permettere il loro fissaggio sul telaio.
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il 17/5/2020, 14:21
Ho preso la mia D750 per rendere i veri colori delle valvole.

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il 17/5/2020, 14:40
special cool special cool

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Incipit: un nuovo inizio - Pagina 3 Empty Re: Incipit: un nuovo inizio

il 17/5/2020, 14:44
Nelle foto qui sopra, si notano le modifiche apportate alla pcb, con la filatura conseguente, effettuate nel corso di questi giorni di test.

Come vedete, sono spariti i dissipatori. Uno, quello in basso sul bordo a destra, non servirà più in quanto i filamenti saranno collegati direttamente al secondario a bassa tensione. L'altro invece tornerà ad essere presente, ma non sull'LM317 (che non c'è più) ma sul darlington che fa da moltiplicatore di capacità. In queste foto invece non c'è perchè il secondario ad alta tensione fuori specifica eroga una tensione più bassa e al momento lo rende inutile. Il darlington scalderà comunque poco, e quindi un SK129 alto 38 mm andrà benissimo.

Si nota anche il filo rosso che collega la carcassa del potenziometro a massa. Nella versione definitiva della pcb c'è una piazzola apposita vicino al potenziometro stesso, dove saldare questo filo.

Queste sono le quote della scheda:

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La scheda è profonda 166 mm nel punto in cui sono fissati i connettori RCA di ingresso. Questa profondità è pensata per cabinet profondi 170 mm, come quelli di HiFi2000 della linea Slim Line e Galaxy. In tal modo, come con l'AF-N, non sarà necessario cablaggio per ingressi, potenziometro e cuffia.

Questo è un cabinet papabile:

Slim Line 03/170

Il pannello frontale e posteriore andranno forati appositamente. Sto già lavorando su un disegno che permetterà di vedere le valvole accese dal frontale...
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