CK2III per bassa impedenza (amplificatore per cuffia)

Siccome sono quasi in dirittura d'arrivo, vi racconto un po' l'evoluzione di questo progetto.
Premetto che ho preso il saldatore in mano solo da gennaio, ma la cosa più difficile per me sono i collegamenti di alimentazione e il lavoro duro col metallo.

Quest'ampli oppure la sua versione originale (dopo spiego le differenze) erano nella lista dei papabili. Circa 9 mesi fa trovo un'occasione: un Ck2III già montato, configurato come pre (=basso bias), con componenti di qualità e alimentato con un'ottima psu stabilizzata di tipo serie, la sigma22.
Ci penso qualche giorno e poi lo prendo. Me lo faccio collegare da un caro amico, alimentazione flottante (per mancanza di case). Notare che l'anno scorso le mie conoscenze erano solo teoriche, e ora non sono molto meglio
Lo accendiamo assieme, poggiato semplicemente in una scatola di cartone, dov'è ancora. Anche se era stato in funzione in precedenza, l'emozione era forte. Ci collego le mie cuffie buone, le W1000X, e il piccoletto suona.
Ammazza se suona. E non c'è nemmeno un'ombra di rumore, nonostante l'assemblaggio posticcio.

Decido che il piccoletto, che chiamo Kumisa per semplicità e rifacendomi al nome originale, merita un bel case, un assemblaggio a regola d'arte, ma anche qualche miglioramento.
Il progetto originale prevedeva uno stadio di ingresso a bipolari, una diversa configurazione dell'opamp di servo, e lo stadio di uscita a inseguitore di emettitore.
La versione "CK" prevede invece ingresso a jfet (matchati), un servo più stabile, ma uno stadio finale più prono ad oscillazioni quale il CFP, per ridurre la distorsione immagino, dato che il circuito è privo di controreazione globale.

Nei mesi che seguirono, ho ascoltato e/o posseduto vari ampli commerciali e non, e la preferenza è sempre andata per lo scatolotto di cartone
Quindi bisognava migliorarlo. Due erano le cose fondamentali: alzare la polarizzazione fino ad almeno 100mA, e sostituire i finali con dei transistor di media potenza "qualitativamente migliori". L'aggiustamento del bias si rivela sostanzialmente impossibile, il busillis non è stato trovato, questo mi spingerà alla fase due. La prova di transistor finali diversi invece si rivela una scelta vincente, tanto quanto onerosa (in termini di tempo) per il mio amico (4 basette, 6 switch a 3 poli recuperati in Polonia, e cavi a go-go).
Le quattro coppie di finali in prova sono:
BD140/139 - la scelta di default , che erano già montati
MJE243/MJE253 - consigliati dal "produttore" come alternativa testata
2SC2238Y/2SA968Y (Magnatec) - che godono di ottima reputazione
2SB1186A/2SD1763A (Rohm e ISC) - perché anche se leggermente inferiori ai precedenti sulla carta, erano usati nel progetto originale

NB: Nessuna selezione stata fatta dei transistor perché non disponevo di tester ed anche perché ho acquistato solo pochi pezzi in più.

Il mio amico non sente differenze, io invece col mio setup e dele tracce che conosco a memoria, le noto eccome. I MJE sono molto simili ai BD, ma ancora più grezzi e aspri. Le altre due coppie invece... portano l'ampli ad una classe superiore. La scelta tra i Toshiba e i Rohm si consuma dopo non meno di un paio di mesi di ascolti. Con alcune tracce la mia preferenza andava per gli uni, con altre per gli altri, rendendo la scelta difficilissima. Alla fine i Rohm hanno avuto la meglio, per un suono più veritiero rispetto alla sorgente.
Ignoro il matching casuale che è capitato tra i transistor usati, ma nell'accoppiamento in CFP coi BC550/60 questo è stato il risultato.
Nonostante il groviglio di cavi e piste di stagno, continua a non sentirsi alcun rumore di fondo(!).
Se qualcuno insiste posto la foto, ma mi vergogno un po'

E' restato il cruccio del bias. Nei passaggi più forti la preoccupazione della distorsione di crossover non mi faceva godere la musica invece mi è (fortunatamente) passata la voglia di provare ancora altri finali. C'erano in programma persino dei fet laterali, che avrebbero richiesto pesanti modifiche al circuito.
La soluzione che ho optato è stata di ripartire da zero.
Nuovo PCB, assemblaggio autonomo, per non dover attendere la grazia altrui (e per imparare, finalmente).
Diversi mesi e numerosi acquisti di attrezzi e strumenti dopo, mi trovo con una nuova scheda quasi completamente popolata, un'altra PSU identica, un bel case spazioso (e perfettamente identico al mio dac).
Notare che è uno stampato parecchio denso e che qualche saldatura l'ho dovuta aggiustare.
Sono partito coi valori giusti di resistenze e condensatori, calcolati per il guadagno minimo di 4,1x e ben 150mA di bias.

Decido in corso d'opera di provare la configurazione del circuito originale. Se la scelta dei finali era azzeccata, e non dettata solamente dalla difficoltà degli stessi di oscillare, vuoi vedere che tutto il circuito rende meglio con l'OPS ad emitter-follower?
Lascio quindi le resistenze di emettitore dissaldate, e decido di provare prima l'EF.
Poi, questa era l'occasione giusta per confrontare le due configurazioni, con due ampli praticamente identici, e con le cuffie.

Nel frattempo, ho recuperato un discreto stock di transistor originali Rohm (che io sappia non ci sono fake, ma cmq il fornitore è affidabile), ne misuro Hfe e Vgs, e riesco a trovarne una quartetta decentemente matchata (su 32). Purtroppo sono di classe di guadagno diversa, i NPN non si trovano più di classe Y.
Monto i piloti sul pcb del CKK, anche qui utilizzo i transistor originali, che sono più robusti e hanno guadagno molto più BASSO dei BC (per intenderci 180 contro 550), anche questi matchati al 10% (mi è andata un po' meglio).
Ora mentre sono in attesa dei collegamenti (creare collegamenti al volo su millefori e sbrogliare le piste sono ancora cose troppo difficili per me), sto studiando il layout nell'ottimo case che ho recuperato. Ho deciso di usare un dissipatore leggermente più grande di quello in mio possesso, quindi sono in attesa anche di quello.

Nel secondo post metto qualche foto, qui ho scritto anche troppo.

Ovviamente alla fine, ci saranno un po' di ascolti comparativi e l'ampli perdente verrà messo in vendita.
Poi finalmente posso passare al prossimo progetto, che la lista è bella lunga.

(continua)

(...continua)

Foto dei finali durante la selezione:


Foto delle saldature:


Layout 1:


Layout 2:


Il primo layout è leggermente meglio per i percorsi del segnale, ma il secondo sfrutta le ferritoie del case per far uscire il calore del dissipatore (montato più a destra di come è nella foto e cmq quello è il dissy che è stato scartato, quello nuovo avrà le "grate" in verticale).

Notare il bellissimo pcb per potenziometro alps blue/noble, i cui collegamenti volanti sono una faticaccia. Jack, led e presa IEC non sono stati montati, i dissipatori dei mosfet della psu non erano ancora saldati. Il portafusibile necessita di un'allargatina ad uno dei fori in altro a destra sul retro del case e non l'ho ancora fatto.
infine, in caso estremo posso tagliare parte del pcb che contiene l'alimentazione inutilizzata.

Update del 31/01: i connettori vari sono stati montati, sono in attesa solo della basetta con stadio a EF e del dissipatore.

bellissima realizzazione, quanto ti viene il tutto?

tino84 ha scritto:bellissima realizzazione, quanto ti viene il tutto?

Non ho contato, e cmq ho ordinato parti in quantità multipla, assieme ad attrezzi, e assieme a parti destinate a progetti futuri quindi è difficile fare un conto esatto. Dovrei stare cmq sotto i 500 per le parti destinate al singolo ampli.
Si può spendere molto meno usando case, trasformatore e connettori più economici (quelli in fondo sono wbt nextgen), ma io ho le mie convinzioni in fatto di trasporto del segnale.

Ho dimenticato la fotina di venerdi pomeriggio:

I due fori verranno chiusi con due bottoncini di alluminio simili a quello di accensione e ancorati con del blu tak o della colla sul retro.
Il colore del led dovrebbe essere porpora ma il tipo non risponde alla mia mail, quindi probabilmente sarà verde o blu di quelli che ho in casa.

Beh, oltre alla ottima scelta dei componenti e della circuitazione complimenti anche per l'approccio "chi fa da se... etc"

Cosa hai usato per matchare la Vgs dei fet? Io cercavo qualcosa di semplice, ma ho trovato solo un pdf di Pass che, ad una lettura veloce, parlava di matchare i mosfet.. mentre per la Idss uso questa semplicissima soluzione.

P.S.: riguardo alla selezione di bjt o fet complementari, è davvero ardua.. sono incappato in una partita di p-fet National a bassa Idss neanche lontanamente simili ai complementari n-fet Fairchild, errore che non commetterò più (eBay era l'unica soluzione).

Congratulations.

nidirex ha scritto:Beh, oltre alla ottima scelta dei componenti e della circuitazione complimenti anche per l'approccio "chi fa da se... etc"

Cosa hai usato per matchare la Vgs dei fet? Io cercavo qualcosa di semplice, ma ho trovato solo un pdf di Pass che, ad una lettura veloce, parlava di matchare i mosfet.. mentre per la Idss uso questa semplicissima soluzione.

I jfet li ho ordinati già matchati da AMB.
Se cerchi su diyaudio trovi sicuramente un circuito per matchare i jfet di input, ma ti consiglio di comprarli già matchati, e ci sono alcune fonti sicure. Credo che la IDSS di input sia simile anche per un finale classico tipo quelli di Pass, ma controlla.

P.S.: riguardo alla selezione di bjt o fet complementari, è davvero ardua.. sono incappato in una partita di p-fet National a bassa Idss neanche lontanamente simili ai complementari n-fet Fairchild, errore che non commetterò più (eBay era l'unica soluzione).

La selezione dei bipolari l'ho fatta da me. Peccato non aver preso più piloti, ma non avevo il tester quando li ho ordinati, cmq è un 8-10% e lo ritengo accettabile.

Sto dando un'occhiata anche all'alimentazione sigma-22, una piccola bestiolina a mosfet.. e le pcb costano la metà rispetto, ad esempio, ad un Placid Bipolar di TwistedPearAudio... chissà la differenza in termini audibili..

Questo ampli mi intriga tanto, peccato che devo ancora terminare il Marsh descritto su linear audio..

Piccolo OT: ma perché in America c'hanno sti siti qua, e noi no???

nidirex ha scritto:Sto dando un'occhiata anche all'alimentazione sigma-22, una piccola bestiolina a mosfet.. e le pcb costano la metà rispetto, ad esempio, ad un Placid Bipolar di TwistedPearAudio... chissà la differenza in termini audibili..

Questo ampli mi intriga tanto, peccato che devo ancora terminare il Marsh descritto su linear audio..

Devo riguardare il circuito del Placid, ma secondo me suona meglio il sigma

Poi dimmi come va - Il Marsh è il terzo ampli che ho in lista, prima di lui c'è il zenissimo SIT coi Sony sk82, dual mono, prossimamente anche su queste pagine.

Telstar ha scritto:

Poi dimmi come va - Il Marsh è il terzo ampli che ho in lista, prima di lui c'è il zenissimo SIT coi Sony sk82, dual mono, prossimamente anche su queste pagine.

Che sarebbe stò SIT? Non ho trovato neanche l'aria di un link..

nidirex ha scritto:
Che sarebbe stò SIT? Non ho trovato neanche l'aria di un link..

stranissimo... cmq:
http://rothacher.typepad.com/files/lampccs.pdf
http://www.diyaudio.com/forums/pass-labs/201655-lamp-simple-sit-amp.html

La cosa difficile sarà il controllo del volume, dovrò usare un attenuatore a step in maniera creativa.

Allora, dopo un po' di smaronamenti, quando era quasi presa la via del cassonetto, ho trovato il problema e l'ampli ora funziona.
Ecco qua il setup sul banco:


Dato l'alto bias che avevo impostato, ho mantenuto le tensioni a 11V e fatto qualche misura preliminare, sembra tutto a posto. Non posso permettermi di friggere i finali perché sono gli unici decentemente selezionati su una quarantina di pezzi.
Dopo una mezzora il dissipatore era caldo ma non bollente, quindi c'è un po' di margine, spero almeno fino a 2W/finale.

L'offset è di 0,5mV su un canale e circa 1mV sull'altro, direi accettabile, e probabilmente migliorerà bilanciando il bias. Prima di passare alle onde sinusoidali e quadre voglio controllare le tensioni che vanno dal VAS ai finali e quella che cade su R23 e R47, appunto per bilanciare il guadagno dei due canali.
Le resistenze da 475R negli zoccoli verranno sostituite dalle trimpot, dopo che avrò trovato la potenza che posso dissipare con sicurezza. Probabilmente partirò da un valore sui 600R.

Il circuito che sta funzionando è il seguente:


Update: Con 13V e 12.5V era cmq troppo caldo per i miei gusti sto provando 12V, in cui i finali dovrebbero dissipare solo 1.7W/ciascuno, e mi sembra un buon compromesso (da ripetere poi con le trimpot e 15V)