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)