Preamplificador RIAA de calidad

Estamos ante un preamplificador de calidad, diseñado por James Bongiorno, un peso pesado en el mundo de los equipos de audio, un personaje de leyenda. Fue publicado en Buenos Aires por la revista Radio Práctica, cuando tenía el formato de un periódico.

Sus especificaciones técnicas:

* Ganancia: 60 dB a 20 Hz; 42 dB a 1 kHz; 23 dB a 20 kHz. Dentro de más o menos 0,5 dB respecto de la curva RIAA.
* Sensibilidad: 0,8 mV eficaz para 100 mV de salida.
* Ruidos: 0,7 uV en todo el ancho de banda RIAA, referido a la entrada. (63 dB debajo de 1 mv; -83 dB respecto de 10 mV)
* Salida máxima antes del corte: 12 V eficaces, desde 20 Hz a 20 kHz.
* Sobrecarga de entrada: 13 mV a 20 Hz; 100 mV a 1 kHz; 830 mV a 20 kHz.
* Deformación: no medible a 1 V de salida, apenas perceptible hasta 4 V. Aumentando gradualmente hasta 0,1% a 12 V de salida y 0,2% en el corte.

LISTA DE MATERIALES

Componentes comunes a ambos canales.

C10: 68 uF, 63 V, 10%.
D1, D2: 1N914.
R18: 43K 5%.
S1: Llave de dos polos, dos vías. (O bien dos polos dos posiciones, o inversora doble)

Componentes de cada canal.

C1, C4: 22 uF, 63 V, 10%.
C2: 56 pF, 5%.
C3: 33 pF, 5%.
C5: 0,47 uF, 100 V, 10%.
C6: 330 pF, 5%.
C7: 5.600 pF, 2%.
C8: 1.650 pF (1.500 y 150 en paralelo), 2%.
C9: 47 pF, 2% ó 5%.
Q1, Q3: 2N4250 (no use reemplazo).
Q2: 2N5089 (no use reemplazo)
R1, R14, R16: 47.000 ohmnios, 1%.
R2, R3: 390 ohmnios, 5%.
R4: 1.000.000 ohmnios, 5%.
R5: 62.000 ohmnios, 5%.
R6: seleccionado (ver texto).
R7: 22.000 ohmnios, 5%.
R8, R17: 470 ohmnios, 2%.
R9: 681.000 ohmnios, 1%.
R10: 3.900 ohmnios, 5%.
R11: 2.700 ohmnios, 5%.
R12: 1.000 ohmnios, 5%.
R13: 2.200.000 ohmnios, 1%.
R15: 2.200 ohmnios, 1%.

Todos los resistores de 0,5 W. Los componentes simétricos en ambos canales conviene que sean apareados.

Componentes de la fuente de alimentación.

C11: 500 uF, 70V.
C12: 10 uF, 16 V.
C13: 10 uF, 35 V.
C14: 1.000 uF, 50 V.
D3 a D6: 1N2070 (o reemplazo).
D7: 16 V 1 W 2%, zener.
NE1: neón de 220 V.
Q4: 2N5087.
Q5: 2N3053 en disipador.
R19: 430 ohmnios, 2W, 5%.
R20: 2.000 ohmnios, 5%.
R21, R24: 2.700 ohmnios, 5%.
R22, R26: 100.000 ohmnios.
R23: 6.200 ohmnios, valor ajustable (ver texto).
R25: 220 ohmnios, 5%.
T1: transformador blindado, 50 V, 100 mA.

Ajustes:

Una vez armadas ambas plaquetas, ponemos primero en marcha la fuente de alimentación. Una vez conectada, medimos que haya cerca de -47 V en el punto de prueba. Dejamos que se estabilice térmicamente unos diez o quince minutos y volvemos a medir. Si la tensión es algo mayor, conectaremos en paralelo con R23 una resistencia de entre 40.000 ohmnios y 60.000 ohmnios, buscando medir exactamente -47 V. También es bueno controlar que el nivel de ruido no supere los 200 microvoltios. Puede medirse con un milivoltímetro sensible o con un osciloscopio. Dado que el preamplificador tiene una ganancia de 60 dB a 50 Hz, es fundamental que el zumbido y el ruido estén por debajo de este valor. ¿Por qué no puso Bongiorno un preset de 100 K en la fuente? Probablemente para no introducir ruidos. Si quiere, puede ensayar un preset de cermet de diez vueltas y verificar que el ruido está dentro de lo permitido.

En todo taller de electrónica debería haber un cartel enorme que dijera: "NO LE HAGA FAVORES AL EQUIPO". Es que modificar un diseño no es algo que haya que tomar a la ligera. Usted recibe, por ejemplo, un amplificador con un control de agudos simple: un capacitor y un potenciómetro en serie. ¡Vamos a ponerle un control de tonos tipo Baxandall! Lo hace y el equipo pierde potencia. Claro, el refuerzo en agudos y graves es a costa de una pérdida en las frecuencias medias. ¡Una etapa amplificadora más! Sí, pero si está realimentado es más que seguro que lo transformará en una sirena de bomberos. ¿Recalcular todo el lazo de realimentación? Pero los argentinos somos transgresores y muy amigos de reinventar lo que otros descubren de manera de hacerlo más barato e igual o mejor. Cada quien es cada cual y todos tenemos algún defecto, ¡qué va a hacerle! (O alguna virtud, depende del resultado [*]) Si quiere jugar a ser James Bongiorno, puede ensayar una mejora en la estabilidad térmica de la fuente colocando dos diodos zener en serie en vez de uno. Sucede que los diodos de menos de 6 V tienen una deriva térmica opuesta a los de más de 6V. Entonces, 3,9 V + 12 V ó 5,1 V y 11 V pueden ser más estables que un solo zener; más próximos a un diodo de referencia.

Cuando la fuente está lista, preparamos la plaqueta del preamplificador. Soldamos provisoriamente dos resistores de 68.000 ohmnios en los lugares de R6 en cada canal. Conectamos el terminal de masa de la fuente al terminal B de la plaqueta y la salida de -43 V al terminal C. Medimos que estén los -43 V y dejamos unos cuantos minutos para que se estabilicen las tensiones. En cada canal, en el punto de unión de C5 y R11 debe medirse -21,5 V. Si no es así, habrá que llevarlo a ese valor de tensión colocando un resistor en paralelo con el provisorio de 68.000 ohmnios o, eventualmente, uno mayor, hasta 80K (el ajuste ocurre con algún valor de resistencia entre 50.000 y 80.000 ohmnios). Cuando se ajuste un canal, deberá controlarse el otro, porque tienen cierta interacción. Una vez logrado el ajuste, hay que desconectar la alimentación, dejar enfriar y medir cada conjunto; para reemplazarlo por una única resistencia del mismo valor. Quizás sea posible trabajar algo menos poniendo dos presets de 10 vueltas (100K). No es posible dejarlos debido al ruido.

Cuando está terminada la puesta en marcha, procedemos al montaje en el chasis. La conexión entre la masa de la fuente y el terminal B de la plaqueta debe ser eliminada. El terminal positivo de la fuente se suelda a chasis en el punto en que está a chasis el conector de entrada. Desde ahí se alimenta la masa de la plaqueta.

Cuando use este preamplificador con otros equipos de audio, constate que todos los cables de alimentación están en fase, para minimizar el zumbido.

La plaqueta de la fuente de alimentación no requiere una distribución de componentes estudiada. La del preamplificador es crítica. En poco tiempo subiré un dibujo de esta plaqueta y de la ubicación de los componentes.

Esta plaqueta mide 98 mm por 94 mm entre las marcas. El dibujo fue copiado con un scanner de un original defectuoso, muy deteriorado. La corrección fue realizada con el programa ACDSee, punto por punto; pero es muy difícil reconstruir líneas curvadas en forma manual, sobre todo con gran aumento. Es más una guía que una matriz para imprimir impresos.

[*] "Los mismos delitos encuentran acaso destino distinto: éste queda convertido en rey, y a aquel lo ahorcan."
Lorenzo Pignotti (1739 - 1812)


This is a quality preamp, designed by James Bongiorno, a heavyweight in the world of audio equipment, a legendary figure. It was published in Buenos Aires by the magazine Practical Radio when it was a newspaper format.

Its technical specifications:

* Gain: 60 dB at 20 Hz, 42 dB at 1 kHz, 23 dB at 20 kHz. Within plus or minus 0.5 dB with respect to the RIAA curve.
Sensitivity: 0.8 mV for 100 mV effective output.
* Noise: 0.7 uV across the bandwidth RIAA, referred to input. (63 dB below 1 mV ; -83 dB respect 10 mV)
* Maximum output before the cut: 12 V rms, 20 Hz to 20 kHz.
* Input Overload: 13 mV at 20 Hz, 100 mV at 1 kHz, 830 mV at 20 kHz.
* Deformation: not measurable at 1 V output, barely perceptible to 4 V. Gradually increasing to 0.1% at 12 V output and 0.2% in the cut.

LIST OF MATERIALS

Components common to both channels.

C10: 68 uF, 63 V, 10%.
D1, D2: 1N914.
R18: 43K 5%.
S1: Key two-pole, two-way. (Or two poles two positions, or double inverter)

Components of each channel.

C1, C4: 22 uF, 63 V, 10%.
C2: 56 pF, 5%.
C3: 33 pF, 5%.
C5: 0.47 uF, 100 V, 10%.
C6: 330 pF, 5%.
C7: 5,600 pF, 2%.
C8: 1,650 pF (1,500 and 150 in parallel), 2%.
C9: 47 pF, 2% or 5%.
Q1, Q3: 2N4250 (don't use replacement).
Q2: 2N5089 (don't use replacement)
R1, R14, R16: 47,000 ohms, 1%.
R2, R3: 390 ohm, 5%.
R4: 1,000,000 ohms, 5%.
R5: 62,000 ohms, 5%.
R6: selected (see text).
R7: 22,000 ohms, 5%.
R8, R17, 470 ohm, 2%.
R9, 681,000 ohms, 1%.
R10: 3,900 ohms, 5%.
R11: 2,700 ohms, 5%.
R12: 1,000 ohms, 5%.
R13: 2,200,000 ohms, 1%.
R15: 2,200 ohms, 1%.

All resistors of 0.5 W. Symmetrical components in both channels should be matched.

Components of the power supply.

C11: 500 uF, 70V.
C12: 10 uF, 16 V.
C13: 10 uF, 35 V.
C14: 1,000 uF, 50 V.
D3 to D6: 1N2070 (or replacement).
D7: 16 V 1 W 2%, Zener.
NE1: Neon 220 V.
Q4: 2N5087.
Q5: 2N3053 in heatsink.
R19: 430 Ohm, 2W, 5%.
R20: 2,000 ohms, 5%.
R21, R24: 2,700 ohms, 5%.
R22, R26: 100,000 ohms.
R23: 6,200 ohms, adjustable value (see text).
R25: 220 Ohm, 5%.
T1: shielded transformer, 50 V, 100 mA.

settings:

Once assembled both boards, we first start the power supply. Once connected, you have measured about -47 V in the test point. We leave it to thermally stabilize for about ten or fifteen minutes and re-measured. If the voltage is somewhat higher, R23 connected in parallel with a resistance between 40,000 ohms and 60,000 ohms, seeking to measure exactly -47 V. It is also good to check that the noise level does not exceed 200 microvolts. Can be measured with a sensitive millivoltmeter or an oscilloscope. Since the preamplifier has a gain of 60 dB at 50 Hz, is essential that the hum and noise are below this value. Why Bongiorno don't put a 100 K preset at the source? Probably not to introduce noise. You may want to try a ten laps cermet preset and verify that the noise is within the allowed.

In any electronics workshop should have a big sign that read: "DO NOT DO FAVORS TO EQUIPMENT". To modify a design is not something to be taken lightly. You get, for example, an amplifier with a simple treble control, a capacitor and a potentiometer in series.Let's put a Baxandall type tone control! You do and the equipment loses power. Sure, the bass and treble reinforcement is at the expense of a loss in the midrange.An amplifier stage more! Yes, but if feedback is more than likely that will transform it into a fire siren. ¿Recalculate the entire feedback loop? But Argentines are transgressors and close friends of reinvent what others find so as to make it cheaper and equal or better. Each one is which and we all have something wrong, who can help it ! (Or any virtue, depends on the result [*]) If you want to play to be James Bongiorno, you can try an improvement in thermal stability of the source by placing two zener diodes in series instead of one. It happens that the diodes of less than 6 V have an opposed thermal drift to zener diodes of more than 6V. Then, 3.9 V + 12 V or 5.1 V and 11 V may be more stable than a single zener, more close to a reference diode.

When the source is ready, prepare the board of the preamplifier. Temporarily solder two resistors of 68,000 ohms in places of R6 in each channel. Connect the ground terminal of the source to terminal B of the board and -43 V output to the terminal C. We measured that are the -43 V and let a few minutes to stabilize tensions. For each channel, at the junction of C5 and R11 should be measured -21.5 V. If not, we must take it to the voltage value by placing a resistor in parallel with the provisory of 68,000 ohms or, possibly, a higher, up to 80K (the adjustment occurs with a resistance value between 50,000 and 80,000 ohms). When setting a channel, you must control the other, because they have some interaction. Once the fit, disconnect the power, cool and measure each set, to be replaced by a single resistor of equal value. It may be possible to work a little less putting two 10-lap presets (100K). You can not leave due to noise.

When implementation is complete, proceed to the assembly in the chassis. The connection between the mass of the source and the terminal B of the board should be removed. The positive terminal of the power is welded to the point where the input connector is put on the chassis. From there it feeds the mass of the plate.

When using this preamp with other audio equipment, finds that all power cables are in phase, to minimize hum.

The board of the power supply does not require a studied distribution of components. The preamplifier is critical. Soon I will go up a picture of this board and the location of the components.


[*] "The same crimes are perhaps different destination: One person is made king, and the other was hanged."
Lorenzo Pignotti (1739 - 1812)

POLÍTICO = HIJO DEL DIABLO

Acepto que con respecto a la publicidad en el blog ustedes lleven la parte del león. No me quejo por eso. Después de dibujar y traer a más de 24.000 personas al sitio no llego a tener 1,50 dólar a favor. Son las reglas del juego. Tampoco pago nada por estar en él y nadie me obligó a dibujar y escribir gratis.

Pero configuré la publicidad para que no incluyera propaganda política. Tuve que soportar la campaña -pensando que ya estaba contratada antes de mi objeción- pero ahora, y pese a que les envié un correo electrónico al respecto, sigo viendo institucionales del gobierno argentino. Eso es propaganda política, aquí y en la China. Por lo menos, no me falten el respeto, que no hice más que dar.

"5 De modo que lo llevó hacia arriba y le mostró todos los reinos de la tierra habitada en un instante de tiempo; 6 y el Diablo le dijo: «Te daré toda esta autoridad y la gloria de ellos, porque a mí me ha sido entregada, y a quien yo quiera se la doy. 7 Por eso, si tú haces un acto de adoración delante de mí, todo será tuyo». 8 Respondiendo, Jesús le dijo: «Está escrito: 'Es a Jehová tu Dios a quien tienes que adorar, y solo a él a quien tienes que rendir servicio sagrado'»."

(Tentación de Jesús por Satanás el Diablo; Evangelio de Lucas, capítulo 4, versículos 5 al 8, Traducción del Nuevo Mundo)

EL ENTERO SISTEMA POLÍTICO DEL MUNDO ES DEMONÍACO Y SUS FUNCIONARIOS SON ENERGÚMENOS. SÍ, ENTENDIÓ BIEN, "POSEÍDOS POR EL DIABLO", SUS HIJOS ESPIRITUALES.

A ver si ahora quieren poner propaganda política en el blog.

Etapa de potencia sin transformador de salida.

Philips desarrolló una configuración de potencia valvular sin transformador de salida.

Los primeros ensayos fueron realizados en radio-receptores, como muestra el siguiente ejemplo:

Las resistencias de placas de estas válvulas eran suficientemente altas como para forzar el uso de un parlante con bobina de 800 a 1.000 ohmnios. Estos parlantes fueron algo costosos, porque el alambre con el que estaban bobinados era muy fino y difícil de manejar.

Posteriormente se vio la necesidad de diseñar un pentodo de salida capaz de funcionar con muy bajas tensiones. Así apareció el tipo EL86. La resistencia de placa siguió alta y la impedancia del parlante no varió. El esquema que sigue brinda 4,8 W RMS sobre esos parlantes. También hubo algunos combinados de 10 W RMS.

Mucho más tarde se pensó en usar tríodos de muy baja resistencia de placa como, por ejemplo, 6080WA, CK6336GA ó 6C33-B. El último tipo es una válvula rusa que contiene dos tríodos capaces de entregar juntos 600 mA, por lo que se la ve en amplificadores diferenciales con fuente partida y acoplados a la carga en continua. Con varias de estas válvulas en paralelo es posible usar parlantes de 8 ohmnios. Sin embargo, algunos audiófilos muy respetados no hablan muy bien de su calidad sonora. Ninguna de estas válvulas fue diseñada para audio, sino que se las usaba en fuentes reguladas de paso serie. Algunas de ellas eran de construcción muy robusta, probadas con aceleraciones de 750 gravedades; por lo general de alta corriente (para una válvula), bajo mu (2 - 3) y alta transconductancia.

Nunca hice pruebas y no tengo opinión formada, aunque la trayectoria de algunas personas me predispone a creerles cuando prefieren el sonido obtenido con el clásico transformador. Es que el transformador de un circuito simétrico de salida cancela los armónicos pares. Aquí no hay transformador y, por lo tanto, eso no ocurre. Bajar la distorsión mediante un lazo de realimentación negativa es una ilusión, solo real en el laboratorio y con régimen senoidal; en la práctica, con sonidos musicales, es peor el remedio que la enfermedad.

Solamente escuché el sonido de algunos televisores, correcto para un receptor. Supe de combinados (1), pero ninguno llegó a mi taller.

(1) Por combinado en mi país se entiende un único mueble apoyado en el piso en el que hay una bandeja giradiscos, un amplificador de audio, un preamplificador y una radio, que puede ser de AM en bandas de broadcasting de ondas medias y cortas o AM y FM. El Mueble incluye un espacio para los parlantes.

Probador de aislación dieléctrica, barato y sencillo.

Este es un eficiente, sencillo y barato probador de capacitores. Lo que hace es cargarlos con una tensión continua y una lamparita de neón se encarga de encender en los ciclos de carga y descarga. La duración del encendido depende directamente del valor del capacitor. Cuanto más microfaradios mida, tanto más durará el encendido de la lámpara.

Es apto para medir la integridad del dieléctrico de capacitores con aislaciones nominales de 200 V hasta 630 V. No sirve para capacitores electrolíticos, el neón siempre marcará la corriente de fuga. La medida no es cuantitativa, sino cualitativa. Uno ve si hay pérdidas pero no puede darle un valor más que relativo. Si la lámpara enciende con mayor intensidad, la pérdida de aislación es mayor.

Deberíamos usar una ficha polarizada para conectar siempre el neutro a la masa del circuito. No obstante, algunas veces los tomacorrientes no están debidamente cableados. Si tocamos el cocodrilo negro y el neón enciende, deberemos invertir las conexiones de la ficha. No es solamente por seguridad, sino que si el neón enciende al tocar el cocodrilo negro, la medida no será correcta. El circuito no ofrece peligro en condiciones normales, pues siempre hay una resistencia de valor elevado en serie con cualquiera de las puntas.

¿Qué quiero decir con condiciones normales? A nivel de piel, una persona que no use marcapasos y que no juegue con partes sensibles del cuerpo, como la boca, por ejemplo. La corriente mínima que produce fibrilación y muerte por paro cardiaco es de 80 mA en las personas más sensibles. Por encima de los 200 mA no se produce fibrilación y los daños son por quemaduras. Con las tensiones presentes en este circuito no se llega al mínimo de 80 mA ni en cortocircuito.

Pero... Siempre hay un pero. Un capacitor es un recipiente que se llena de energía. Imagine que el resistor que limita la corriente es análogo a un grifo con pérdidas, que gotea. Si coloca un balde, que hace las veces de un capacitor, tarde o temprano se llenará. El agua en el balde es la electricidad acumulada en el capacitor. El capacitor cargado no tiene resistores que limiten su corriente en caso de tocar accidentalmente ambos terminales. Según su capacidad, es posible que sea capaz de entregar corrientes peligrosas. Sea prudente y descargue siempre el capacitor dejando la llave en "descarga". El neón tiene una tensión de disparo. Que la lámpara se apague no significa que hay una tensión nula entre las armaduras del capacitor, pero casi seguramente no tendrá entidad como para hacer daño.

Para probar viejos capacitores en radios y equipos amplificadores de audio es muy útil. Levante uno de los terminales para evitar que el neón marque en falso por algún retorno. Cualquier encendido posterior al de carga (con la llave fija en "carga"), sea este intermitente o continuo, indica pérdida de aislación. Esto significa que en funcionamiento habrá una tensión indebida en el extremo que se pretende aislar, causando diversos inconvenientes, como distorsión, calentamiento de placa, etc.

En radios, por lo general, excepto en los circuitos sintonizados, una variación del 30% del valor nominal es tolerable. Bastará, entonces, con medir si no hay pérdidas en el dieléctrico. En audio, en cambio, puede llegar a ser necesario completar la prueba con un capacímetro que nos brinde, además, el valor en microfaradios o en unidades menores.

Amplificador de 40W RMS con ECF80 y 6DQ6A.

La válvula 6DQ6 es muy poco conocida en el mundo del sonido. Solamente tengo noticias de algunos amplificadores alemanes, australianos y argentinos que las usaban.

No es una válvula para despreciar. La 6DQ6 es la versión de recepción de la robusta válvula de transmisión 6146. Con dos 6DQ6 estamos dentro de los 40W RMS, mientras que dos 6146 llegan a 100W RMS. Podríamos describir a ambas como dos hermanas gemelas idénticas, una de las cuales tuvo un entrenamiento olímpico intensivo y la otra no. No podemos exigirles lo mismo, pero son de la misma familia y su patrimonio genético es casi idéntico.

El equipo que se describe es un intento de lograr un amplificador de reproducción a partir de la salida de potencia de un amplificador para guitarra eléctrica. El circuito es muy simple y no necesita de mayores explicaciones. Podrán comparar la modificación con la versión original.

La fuente de alimentación es demasiado elemental como para un amplificador de reproducción. Para guitarra el interés principal es la potencia antes que la baja distorsión, el menor peso posible y un costo razonable. Una fuente para un amplificador de reproducción podría estar mejor filtrada, sería altamente deseable regular la tensión de las pantallas y hasta proveer una fuente regulada para la polarización negativa de las grillas de las válvulas de salida. Lo interesante es que podemos poner en marcha el equipo con poca inversión inicial y luego ir mejorándolo progresivamente.

En audio es común ver transformadores de salida con impedancias de 5 mil, 6 mil o 6.600 ohmnios placa a placa. Aquí tenemos nada más que 3.300 ohmnios y 370 V en placas. Quizás no sea la polarización con menor distorsión para estas válvulas, pero no descartaría a priori este amplificador.

Hay que ajustar las corrientes de reposo a 100 mA. En el amplificador mejorado se mide 10 V en cada resistor de placa. En la fuente elemental se ajusta mediante el valor del resistor de 18K ohmnios, quizás sea más cómodo colocar un pre-set de 22K. Para -80 V publiqué un circuito con regulación en este blog.

Nada impide llegar a los 80W con cuatro 6DQ6A (el transformador de poder debería entregar 300 mA); tampoco usar mayor impedancia y más tensión en placas.

La siguiente imagen muestra el amplificador con algunas mejoras:

Aquí, el original:

Esta es la fuente del equipo para guitarra eléctrica:

El amplificador de guitarra australiano en:

http://www.retrovox.com.au/40WPM116.pdf