Introduzione.

Lo stadio di alimentazione descritto in questa pagina è stato pensato e realizzato specificamente per l'Amp1B di 41Hz (chip TA2022), un amplificatore in classe "T" con potenza dichiarata di 70W su 4 ohm o 45W su 8 ohm, con una distorsione massima dello 0,015% e un rapporto segnale-rumore di 102dB.
La tecnologia proprietaria della Tripath, chimata: "DPP" (Digital Power Processing) dovrebbe permettere la fedeltà Audio della classe-AB, con le richieste in potenza degli amplificatori in classe "D". L'AMP1B è identico alla scheda di valutazione della Tripath, chiamata: "EB-TA2022", se non per un diversa selezione dei componenti.
Le dimensioni sono di 81x84 mm. (nella foto)

Il progetto.

Come descritto nel datasheet, il TA2022 richiede una tensione duale compresa tra i +/-15V e i +/- 36V, ed una singola stabilizzata a +5V per un consumo di circa 50 mA. Dopo aver valutato pro e contro legati alla potenza erogata in funzione del carico, decisi di alimentare l'AMP1B, a +/- 31 Volt. Per prima cosa, asseblai il Kit. Come descritto nell'articolo sui chip Tripath, fu un lavoro non troppo difficile. Sfortunatamente non avevo ancora uno stadio di alimentazione.

In quel periodo lessi molti articoli su questo argomento. Uno in particolare già visto tempo prima, si rivelò estremamente utile. Parlo di quello scritto da Dejan Veselinovic per TNT-Audio, contenuto nella sezione "Tweaking e Autocostruzione" e indicato come "Minicorso sulle alimentazioni a stato solido".
In rete se ne trovano molti altri, ma questo è uno dei più completi ed esaurienti che abbia letto.
Diviso in tre parti, descrive nei dettagli tutti gli aspetti più importanti che uno stadio di alimentazione non stabilizzato dedicato ll'amplificazione Audio, deve possedere.

Va ricordato che nel sito di 41Hz. c'è una pagina chiamata: "AMP1 power supplies" che fornisce tutte le indicazioni necessarie alla realizzazione di uno stadio di alimentazione per questo Kit. Nella stessa pagina è presente una tabella che suggerisce il trasformatore giusto in funzione della tensione di esercizio e del carico applicato, oltre allo schema di uno stadio di alimentazione abbastanza semplice, che può essere considerato il "minimo utile" per il funzionamento corretto dell'AMP1/1B.
Come indicato, per i +/-31V di alimentazione è adeguato un trasformatore di circa 220-250VA.
Valutando che trasformatori Toroidali di potenza un po' superiore hanno costo e dimensioni solo leggermente più elevate, decisi infine che l'ideale sarebbe stato un 300-350VA - 2 x 22V, realizzato con cura.

La ricerca tra i fornitori che forniscono toroidali già pronti in pezzi singoli fu infruttuosa. Rimaneva però la possibilità di farlo preparare appositamente.
Ci provai. Spedii delle e-mail a produttori Italiani per un preventivo.
Come spesso succede, il problema non è di trovare qualcuno in grado di realizzarlo, piuttosto la disponibilità a fornirne anche solo pochi pezzi per un costo "umano".

Pochi giorni dopo venni contattato dalla LSP di Teramo, un'azienda specializzata nella produzione di trasformatori con un ampio catalogo di prodotti per tipologia e impiego. In particolare con il marchio: "Audiotesla" realizza trasformatori specificamente progettati per l'Audio.
Il Sig. Massimo Losacco (uno dei responsabili della LSP) fu molto cortese, fornendomi tutte le indicazioni del caso. Ci accordammo infine per un 350VA con doppio secondario da 0-22V, realizzato con nucleo in "M0" (M zero) e schermo anti-induttivo (nelle foto il 350VA della LSP da solo, e messo a confronto con due Nuvotem-Talema da 225VA e 60VA).

Nello stesso periodo conobbi Daniele Davino, un autocostruttore di Napoli che poco tempo prima aveva progettato un'interessante alimentatore per il T-Amp (con il regolatore LM338 della National) e ne aveva postato lo schema nel forum di TNT-Audio. Il caso volle che anche lui avesse da poco acquistato un AMP1B e come me si stava ponendo il problema di come alimentarlo. La conoscenza di Daniele si rivelò provvidenziale, dando vita ad un fitto scambio di opinioni su questo argomento. Nonostante i tanti impegni, finì che fu Daniele stesso a progettare l'alimentatore definitivo per l'AMP1B di 41Hz (vedi schema originale, foto a sinistra).

Per alcuni degli aspetti tecnici di questo progetto, lascio che sia lui a descriverli nel dettaglio.

NB: I componenti citati nella spiegazione fanno riferimento allo schema riportato a destra, identico a quello originale (sopra) ma con una differente ed univoca nomenclatura delle parti.

"L'alimentatore è stato pensato per il kit AMP1B e utilizza i consigli dati da Veselinovic sul sito TNT-Audio.

Sezione stabilizzata:
Particolare attenzione deve essere posta a questa parte del circuito perché l'integrato TA2022 non gradisce sovratensioni sulla 5V e quindi bisogna far lavorare lo stabilizzatore LM317 nelle condizioni migliori.
Lo schema del circuito segue quello consigliato sul datasheet della National.
Le uniche modifiche apportate seguono quanto consigliato sul sito di TNT-Audio da Wernier Ogiers e riguardano il dimensionamento dei condensatori in uscita e sul ramo di regolazione dell'LM317. Il loro valore è il risultato di un ottimizzazione tesa a ridurre l'impedenza di uscita dell'alimentatore. Osserviamo solo che R3 abbassa la tensione d'ingresso vista dal regolatore, in modo da ridurre la sua caduta e la dissipazione interna. I due diodi D9 e D10 proteggono l'integrato da cortocircuiti in ingresso e/o uscita.
Il fusibile è del tipo veloce per i motivi di cui sopra.

Sezione non stabilizzata:
Lo schema è abbastanza classico. Il parallelo dei tre 4700uF è indicativo. La piastra prevede anche il montaggio di due condensatori di diametro maggiore, per cui anche una coppia di condensatori da 6800uF andrebbero bene. Siamo sempre oltre quanto consigliato sul sito 41Hz (10.000uF) e da Veselinovic su TNT.
Noi abbiamo considerato come candidati i Panasonic FC, Rubycon mxr e NIC serie NRLMW.

Negli alimentatori ben costruiti, si è soliti inserire in parallelo un condensatore più piccolo, ma di migliore qualità. Ciò migliora il comportamento dell'insieme alle alte frequenze, dove i grossi condensatori soffrono. Questa è la funzione dei condensatori C9-C10. In realtà, il kit AMP1-B è ben fatto e prevede già due bypass di 220uF molto vicini all'integrato Tripath: meglio di così! I due rami R1-C13, R2-C14 in uscita, bilanciano l'induttanza residua dei condensatori C3-C7 e C4-C8. Il ramo R0-C0 sul primario del trasformatore serve a limitare la corrente di carica del trasformatore all'accensione."

Daniele Davino - 2005.

Dalla teoria alla pratica.

Una volta deciso il progetto, rimaneva il problema di come realizzarlo praticamente. Quando mi capita di dover improvvisare dei circuiti non complessi, spesso mi servo delle basette millefori con pad su entrambi i lati e passo da 2,54mm. Sono facili da reperire e in molti casi eliminano il problema di dover progettare e far stampare un circuito stampato apposito. In questo caso, dato il numero non basso di parti, le loro dimensioni e le correnti in gioco, era più saggio servirsi di un circuito stampato ben realizzato.
Non senza un certo fastidio (costi e tempi non previsti...) iniziai la sua preparazione.
Decisi gli ingombri di massima, acquistai i componenti necessari, disegnai le prime rudimentali versioni.
Grazie alla competenza di Eugenio Moreira che si occupò del disegno su cad e delle successive conversioni nei files Gerber (necessari alla stampa del circuito) nel giro di 2-3 mesi, il PCB fu pronto.

Caratteristiche del Circuito Stampato.

Il CS definitivo misura 158,1 x 94,3 mm. E' realizzato in fibra di vetro FR4 da 1,6 mm. stampato su due lati, entrambi con rame da 70µm (al posto dei tradizionali 35µm) maschera di saldatura, H.A.L. e serigrafia.
Per renderlo il più possibile compatibile con vari tipi di componenti, in molti casi ho previsto la possibilità di montare parti con passi diversi.
(le foto a lato mostrano rispettivamente il lato superiore e inferiore).

Procedendo da sinistra verso destra, troviamo i connettori di ingresso seguiti dai 2 ponti raddrizzatori, composti ciascuno da 4 diodi di potenza MUR1560 (o MUR860) disposti in modo che connessi a coppie opposte ad una semplice piastra con fori passanti (una per ramo) possano dissipare il modesto calore generato. E' importante isolare molto bene le connessioni al dissipatore, in modo che le viti passanti non tocchino per nessun motivo la superficie di fissaggio dei diodi (vedi schema). Se connessi tra loro andrebbero in corto e... Puf!...:-)
Due barrette di alluminio spesse 6 mm. larghe 35 e alte 40-50 mm. sono più che sufficienti a mantenere tiepidi i ponti, anche nel caso di ascolti prolungati e ad alto volume.
Tra i blocchi dei diodi sono situati i condensatori di filtro C1-C2 in passo da 15mm. A seguire si possono vedere gli spazi per i grandi condensatori elettrolitici (nel tipo "Snap in", passo 10mm.) che è possibile alloggiare in numero di 6 (3 per ramo) con diametro massimo 26mm, oppure di 4 (due per ramo), con diametro fino a 40mm. Condensatori di questa taglia sono disponibili in un'ampia gamma di marche, tipi e valori, fino a capacità di 20.000 -30.000 µF per ramo. Procedendo verso destra, troviamo altri condensatori di filtro di basso valore (C9, C10, C11, C12) utilizzati per migliorare la risposta alle alte frequenze e infine la rete RC (R1-C13, R2-C14) con le resistenze di potenza da 1 ohm-10W, i soli componenti posti sul Layer inferiore del PCB. La parte finale dello stampato accoglie la sezione stabilizzata a +5V, che fa uso del noto regolatore LM317T. La coppia di resistenze R4-R5 determina il valore "stabilizzato", della tensione di uscita. Data la difficoltà di reperire resistenze da 660 ohm è forse più semplice ottenere lo stesso valore sostituendo R4 con una coppia di resistenze da 330 ohm connesse in serie. Per finire, in alto a destra troviamo i connettori di uscita duale a +/-31V e regolata a +5V.

Le due versioni che ho assemblato sono sostanzialmente identiche, tranne che per i grossi condensatori elettrolitici (in un caso 4x6800µF Rubycon MXR, nell'altro 4x10.000µF NIC NRLMW). Entrambe hanno mostrato un comportamento eccellente fin dalla prima accensione, con una tensione di uscita misurata sotto carico di 31,0 Volt su ciascun ramo, per entrambi gli alimentatori provati. In particolare i trasformatori Toroidali della LSP, con un assorbimento a riposo di 6,3 mA (il più basso mai misurato su di un toroidale di questa potenza) ed una differenza di tensione tra i rami pressochè nulla (23,0 Volt per tutti), hanno mostrato di essere componenti molto buoni, dal costo tutto sommato basso per dispositivi così ben fatti (circa 77 euro/Cad.). Dato che la LSP non vende pezzi singoli, ho dovuto acquistarne alcuni. Chi fosse interessato, può spedirmi una mail.
Il PCB dello stadio di alimentazione è eventualmente disponibile a 16 euro/cad.
Pensato per essere uno stadio di alimentazione di alta qualità per l'AMP1/1B di 41Hz ed in generale per il TA2022, può essere impiegato in molti casi come classico e versatile stadio di alimentazione duale non regolato, semplicemente non inserendo i componenti della sezione stabilizzata.

Il confronto tra i due stadi approntati è stato fatto utilizzando due Amp1B.
Il tempo necessario per spostare sorgente e diffusori tra un amplificatore e l'altro non ha permesso una comparazione veloce, ne semplice. Se dovessi sbilanciarmi, direi che la mia preferenza va allo stadio da 40.000µF con NIC NRLMW, per la sensazione di una maggiore prontezza. Va segnalato che il valore di ESR di questi Elettrolitici è di soli 0.033 ohm a 120Hz e 0.025 ohm a 20KHz, valori analoghi a quelli di un Panasonic FC da 2200µF/50V. Com'è noto, è sempre meglio scegliere condensatori con l'impedenza più bassa. Nel caso dei Rubycon il valore di impedenza non è riportato. In definitiva, ad un certo punto mi è sembrato di cercare le differenze che esistono tra una Porshe XYZ, ed una identica, ma con un diversa marca di pneumatici. I miei test sulle differenze tra le due configurazioni sono finiti quì. Alla fine, dopo tanto tempo speso in questioni tecniche, finalmente mi potevo godere un po' di musica...:-)

L'ascolto.

Sono alcuni mesi che ascolto l'AMP1B con lo stadio di alimentazione appena descritto (ref) e in particolare la versione "2", con i 4 NIC da 10.000µF/50Volt. Considerando una spesa di 63 euro per l'AMP1B, 80 per il trasformatore, circa 50 per lo stadio di alimentazione completo di componenti più altri 50 di costi vari (potenziometro Alps Blu 20K, connettori di ingresso, speakers, vaschetta IEC, cavi, ecc..) il costo complessivo è di circa 250 euro. A mio parere non molto, per un amplificatore di questa classe e potenza.
Per ciò che riguarda il suono, tra i chip Tripath provati fin'ora è quello che preferisco. Il palcoscenico è profondo e abbastanza ampio, con medio-alti puliti e ben scanditi non dissimili da quelli del T-Amp, ma con un medio-basso che complessivamente sembra più omogeneo e presente. Rispetto all'AMP3 con chip TA2021B è forse meno dettagliato, meno analitico, ma non si ha la sensazione di aver perso nulla. Al contrario, su ascolti prolungati risulta vincitore, con un suono naturale e "analogico" di grande effetto.

Aggiornamento:
Il primo Tweaking che ha già dato buoni risultati è di sostituire la coppia di condensatori di ingresso dell'AMP1, solitamente elettrolitici di piccola taglia, con altri in Polipropilene. Io avevo disponibili dei digitex 3,3µF/100V a film metallizzato. Trovo suonino meglio di tutti quelli provati fino ad ora. E in modo evidente.
Ora manca solo un vestito adeguato che possa accogliere tutte le parti. Ma per quello mi prenderò un po' di tempo. Adesso mi metto in poltrona.

"Una tazza di The, please!"...:-)

- Marco Saccani, 2005 - www.moxied.com

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