Oggetto dello studio è lo schema del Marshall JTM-45 del 1962, modificato per farlo lavorare in .
Nello schema sono inserite anche le resistenze degli avvolgimenti primari e secondario del trasformatore d’uscita, come da datasheet del ricambio Hammond 1750Q, che dichiara un’impedenza riflessa di 7.370 ohm sul primario e un carico di 16 ohm. L’induttanza del primario dichiarata è di 38 Henry, quella in uscita l’ho modificata in 170 mHenry, per adattarlo alla classe di funzionamento, portando il primario a 3.530 ohm.
Le resistenze degli avvolgimenti ci permettono di calcolare le perdite nel rame, mentre le perdite di flusso magnetico non sono calcolate.
È uno schema classico di un push-pull con due 6L6GC / 5881 / KT66 con bias regolabile, su un preciso valore di corrente voluta, chiamato anche fixed-bias.
Per pilotare i due tubi di potenza, fu fatto uso di un doppio triodo ECC83 / 12AX7, con l’ingresso sulla griglia di controllo del primo triodo e il segnale di controreazione prelevato dallo speaker e adattato di livello sulla griglia di controllo del secondo triodo. In questa porzione di circuito è anche presente il controllo di Presence, che io ho simulato al minimo, in modo d’avere la banda passante piatta, quindi senza l’enfatizzazione delle alte frequenze.
Lo schema
Il bias, cioè la corrente che circola sull’anodo di ogni 6L6GC a riposo, è stata regolata a 40,5 mA, mentre la corrente di griglia schermo è di 3,36 mA.
La potenza complessiva dissipata in queste condizioni dai due tubi finali è quindi pari a 38,6 watt. Una prima osservazione da fare è che i due tubi lavorano quasi alla massima tensione di 450 Volt, sia per la tensione anodica, sia per la tensione sulla griglia schermo, con una dissipazione anodica di 17,8 watt per tubo, ovvero circa il 70% della massima potenza dissipabile e 1,5 watt per tubo di dissipazione schermo. Per fare questo si è tarato virtualmente il bias a -41V, come da disegno. Questo punto è stato scelto per avere un’ottima potenza erogata e con una discreta durata di vita dei tubi di potenza.
La risposta in frequenza per piccoli segnali calcolata dal simulatore va dai 3 hz ad oltre 200 Khz a -3 dB con un’amplificazione di 14,8 dB a centro banda e presenta un picco molto accentuato a campana molto stretta a 5 hz. Se si utilizza il Presence al massimo, è possibile esaltare le alte frequenze di circa 18 dB a 12 Khz, con inizio a circa 100 hz.
In alto, test a 2.000 mVp
Alla prova di potenza e distorsione, se invio un segnale di 2 Volt di picco a 1 Khz di frequenza in ingresso, ottengo un’ampiezza del segnale di 8,56 Volt di picco sulla griglia di ingresso della V2 e di 8,89 Volt sulla V3 con distorsioni dello 0,5% e dello 0,51%. Questi valori diventano 80,8 e 80,9 Volt sempre di picco sui rispettivi anodi con distorsioni dello 0,18% e 0,33% e quindi una tensione della fondamentale di 10,26 Volt di picco sul carico da 16 ohm, equivalenti a una potenza di circa 3,3 watt, leggermente inferiore al test in classe-AB1, con una distorsione armonica totale (THD) inferiore allo 0,13%.
In alto, test a 9.440 mVp
Con una tensione in ingresso di 9.440 mVolt di picco, ottengo un segnale di 44,5 Volt e 46,2 Volt di picco della fondamentale sulle griglie della V2 e della V3, con distorsioni di 7,4% e 8,0%.
I due picchi di segnale con tensione negativa e a campana più stretta raffigurano l’effetto della controreazione quando il segnale in uscita viene tagliato. In questo caso l’effetto della controreazione è minore e quindi il segnale in uscita dai due triodi è maggiormente amplificato. Il picco massimo invece supera leggermente lo ‘0’ Volt, portando le due griglie di controllo in conduzione con evidente smussatura del segnale.
In alto, test a 9.440 mVp
Sugli anodi i valori sono di 369 Volt di picco con distorsione del 2,1-2,3%, che corrispondono per la fondamentale a 46,8 Volt di picco al 2,0% di THD sul carico, equivalenti a 68,4 watt di potenza effettiva. La forma d’onda è leggermente arrotondata sui picchi e il segnale è solo leggermente compresso.
In alto, test a 11.770 mVp
Alzando ancora l’ingresso fino a 11.770 mVolt di picco, l’ingresso delle due valvole di potenza arrivano a 66,1 Volt per la V2 con il 24,2% di distorsione e 69,0 Volt per la V3 con il 24,1% di THD.
I picchi visti in precedenza che riguardano l’effetto della controreazione, ora sono decisamente più accentuati e la distorsione è molto evidente. Il picco positivo tende a portare la griglia in zona positiva di circa 1,5-1,7 Volt facendo lavorare le valvole finali in classe-AB2.
In alto, test a 11.770 mVp
Sui due anodi della V2 e della V3 trovo ora un’ampiezza di 401-402 Volt di picco della fondamentale, quindi un 10% in meno rispetto alla tensione d’alimentazione, con distorsioni del 10,0-10,1% e forme trapezoidali, mentre sul carico ho una tensione della fondamentale di 51,0 Volt di picco sempre con il 10,0% di THD e grande presenza delle armoniche dispari. La 3° armonica vale infatti il 9,2%, la 5° il 3,7% e la 9° il 1,1% mentre la 2° armonica è solo allo 0,66%. A questo livello di distorsione la potenza utile è di oltre 81 watt. Logicamente si accentua ancora un po’ la compressione del segnale.
In alto, test a 11.770 mVp
A riposo il circuito consuma dall’alimentatore 39,9 watt mentre con 2.000 mV d’ingresso salgono a 43,7 watt, al 2% di THD assorbe 115 watt per un rendimento del 59,5% e al 10% di THD circa 120 watt per un rendimento che arriva al 67,7%. Quest’ultimo valore non è molto lontano dal rendimento massimo teorico calcolato in 78,5% per cui può essere considerato un buon risultato.
I picchi d’assorbimento di corrente dall’alimentatore possono sfiorare i 400 mA ovvero circa 174 watt, per la massima potenza di circa 81 watt.
In condizioni statiche i due tubi assorbono invece 38,4 watt, con l’ingresso di 2.000 mV di picco salgono a 39 watt, al 2% di THD risulta essere di 50 watt per una cifra di merito FOM (dall’inglese Figure-of-Merit) di 1,37 e al 10% di THD assorbono 48 watt per una cifra di merito di 1,69.
In questa classe di funzionamento le due valvole aumentano la loro dissipazione di potenza fino all’inizio della saturazione, scendendo poi leggermente, contrariamente alla classe-AB1 che ha la massima dissipazione a riposo. |
VINTAGE VAULT
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