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Amplificatore Valvolare Cinese Reisong A10 A12 - Valutazione costruttiva, misure e modifiche consigliate

Questa pagina è realizzata come un blog, le modifiche sono descritte nella cronologia in cui sono state fatte.
Sono state fatte solo le modifiche possibili preservando l'estetica dell'amplificatore.
Dello stesso amplificatore esiste il modello A10 e il modello A12 che dovrebbe essere un A10 rivisto e corretto ma che non presenta nessuna miglioria rispetto all'A10, di fatto sono uguali.
In alcuni A12 sono impiegate delle ECC83 come valvole preamplificatrici che sono funzionalmente compatibili con le 6N2 tranne che per il collegamento del filamento e del piedino 9. Tutti gli altri componenti sono uguali.
Guardando le misure eseguite da altre persone sulle tensioni nel circuito vi è una certa discrepanza per quello che riguarda le tensioni anodiche che differiscono in un range di 40V probabilmente perchè sono stati utilizzati diversi trasformatori di alimentazione per produrre vari lotti.
Non è raro fra un modello e l'altro di trovare anche dei valori diversi per alcuni componenti come i condensatori di livellamento. Mi sarebbe piaciuto poter analizzare visivamente i trasformatori adattatori di impedenza ma purtroppo non è possibile se non distruggendoli, essendo resinati in un involucro metallico.

Indice Argomento Corrente

1) Amplificatore originale
2) Circuito originale
3) Considerazioni sulla controreazione globale e la qualità generale
4) Distorsione
5) Modifica polarizzazione Amplificatore Valvolare Cinese Reisong a10
6) Misure sull'amplificatore Valvolare Cinese Reisong a10 dopo le modifiche
7) Considerazioni finali Valvolare Cinese Reisong a10 dopo le modifiche
8) Fase 2 : modifiche Valvolare Cinese Reisong a10 aggiunta controreazione
9) Considerazioni Finali Valvolare Cinese Reisong a10
10) Come lo riprogetterei
11) Note esplicative sull'alimentazione e successive modifiche
12) Modifica stadio alimentazione
13) Prove con vari tipi di cassa acustica

Perché acquistare un amplificatore del genere? Qual'è il mio scopo? Vale la pena perderci tempo?
Negli ultimi tempo (anno 2022) questo tipo di amplificatori valvolari cinesi a basso costo hanno di fatto invaso il mercato, promettendo una buona qualità ad un costo modesto.
Cosa c'è di vero?
E' tutta immondizia per chi rimanendo ipnotizzato dalla bellezza delle valvole trascura il risultato finale che giunge alle orecchie?
Le recensioni positive sono frutto della mancanza di confronti con apparati migliori?
Oppure sono frutto dell'indole umana che impone a fronte di una fregatura di far buon viso?
Non posso dare una risposta per tutti gli apparati quindi ne ho scelto uno di costo intermedio che analizzerò in modo approfondito e modificherò (per mio godimento personale) dopo averne valutato pregio e difetti.

1 - Amplificatore originale (come è arrivato)

L'amplificatore mi è arrivato con le valvole smontate, la realizzazione è abbastanza curata per quello che riguarda il mobile, è assente la griglia di protezione delle valvole che viene venduta a parte (che comunque avrei tolto). E' presente una piccola e quasi invisibile ammaccatura su uno degli involucri di un trasformatore di uscita. Soprassediamo. Per il prezzo che l'ho pagato ci sta.
A questo punto inizia il test, prima occorre fare un minimo di rodaggio alle valvole, quindi:

Riassumendo, i dati di targa dell'amplificatore sono i seguenti:

Marca e modello

Reisong e altre 10 marche diverse, il prodotto è lo stesso, made in Cina ma viene rimarcato e venduto con più nomi. Esteticamente uguali hanno qualche piccola differenza a livello di schema in funzione della partita di produzione e, suppongo, della reperibilità dei componenti.

Tipologia dell'amplificatore

Amplificatore integrato stereo single ended con finali el34b (dichiarate Shuguang dal rivenditore ma di fatto recanti solo la sigla e messe in scatoline che recano il nome del commercializzatore), pre/driver 6n2j e rettificatrice 5z4pj, con cablaggi in aria eseguiti a mano, privo di controreazione. La configurazione del pentodo el34b è ultralineare con presa intermedia sul trasformatore adattatore di impedenza. Le valvole le ho subito sostituite con le EL34B Psvane, prima ancora di iniziare le modifiche.

Potenza dichiarata dal rivenditore

12W+12W (vedremo in seguito che si attesta più facilmente su 6+6W).

Distorsione

Non dichiarata, da prove eseguite 5% al 50% della potenza (3W). Questo relega l'amplificatore per quello che mi riguarda al limite della definizione Hi-Fi.

Segnale massimo in ingresso

750mV

Prezzo

440 Euro (14/07/2022)

Dati dichiarati dal produttore cinese:

Specifications:
Output Power: 6W * 2 (Ultra-linear).
Frequency response: 20Hz - 28KHz.
Output Impedance: 4,8Ω.
Total harmonic distortion: ≤ 1% (1kHz). (Questa è una balla colossale e non è neppure dichiara la potenza a cui è fatta la misura!!)
SNR: 88dB.
Voltage amplification: 6N2J × 2.
Power output tube: Dawn export EL34B × 2.
Rectifier tube: 5Z4PJ × 1.
Input sensitivity: 750MV.
Input impedance: 100KΩ (2 groups input)
Dimensions (W × D × H): 310 × 268 × 165mm.
Power Supply Voltage: AC 100V - 120V / 60Hz

Sotto, l'immagine termografica (termocam Fluke) dell'amplificatore in cui è evidenziata la temperatura massima (in °C), quella delle valvole finali EL34, e la temperatura minima, quella dell'ambiente di misura. La temperatura non è riferita al vetro della valvola ma al suo anodo interno. Il vetro utilizzato per sua natura permette il passaggio dei raggi infrarossi che poi vengono misurati.

Immagine termografica dell'amplificatore Reisong A10 acceso

Sotto: Foto dell'amplificatore acceso. Pregasi notare la pregevole fattura del mobile.

Come si presenta visivamente l'amplificatore Reisong A10 acceso

Nella foto sotto il cablaggio dell'amplificatore visibile dopo aver rimosso la copertura del fondo. Questo amplificatore è veramente semplice, ha pochi componenti. Il cablaggio poteva essere eseguito molto meglio con l'ausilio di fili rigidi per dare più ordine al tutto. Più avanti farò una trattazione più esauriente dell'argomento.

Amplificatore valvolare reisong a10 vista del cablaggio

2 - Circuito originale

Prima di eseguire qualsiasi modifica ho disegnato il circuito originale partendo dal circuito in essere e rilevato le tensioni più significative.

Amplificatore valvolare reisong a10 schema elettrico originale finale di potenza
Amplificatore valvolare reisong a10 schema elettrico originale alimentatore

Nello schema in alto si nota subito che la tensione sull'anodo delle due sezioni in parallelo della valvola 6n2j è di 219V, quindi troppo alta rispetto alla tensione di alimentazione per avere una buona elongazione del segnale in uscita, il condensatore in parallelo alla resistenza catodica da 2K elimina la reazione negativa e l'amplificazione è quella massima della valvola. Le due sezioni sono state messe in parallelo per abbassare l'impedenza di uscita e pilotare direttamente il pentodo EL34B che ha una seppur minima capacità in ingresso che carica lo stadio preamplificatore e produce una rotazione di fase sopratutto alle alte frequenze. Quindi lo scopo è avere una grande amplificazione in tensione e una bassa inpedenza di uscita.

3 - Considerazioni sulla controreazione globale e la qualità generale

La controreazione globale è tanto più necessaria quanto più la distorsione è alta e la banda passante presenta dei buchi o un andamento non lineare nel range delle frequenze udibili.
In altre parole, un amplificatore come questo, votato al risparmio, difficilmente si può permettere dei componenti di eccelsa qualità (nello specifico valvole finali e soprattutto trasformatori) che possono rendere inutile la controreazione.
In altre parole, se costruisco un amplificatore ben progettato e utilizzo dei componenti di qualità questo avrà una bassa distorsione e una larga banda passante, quindi la controreazione globale è meno necessaria.
Probabilmente a questo livello sono più i benefici di una controreazione che non i difetti introdotti.
In genere il mio approccio è il seguente:

4 - Distorsione

Da misure effettuate da me (picoscope con generatore sinusoidale) la distorsione di questo amplificatore si attesta su un 6-7% alla metà della potenza (3W circa) e circa 3% al 30% della potenza massima (1,8W circa).

Discorso a parte merita invece la diafonia, veramente bassa e il rumore senza segnale in ingresso, veramente basso.
E' un amplificatore estremamente silenzioso.

5 - Fase 1: Modifica polarizzazione Amplificatore Valvolare Cinese Reisong a10

 

Amplificatore valvolare reisong a10 schema elettrico modificato e migliorato

La modifica ha coinvolto la polarizzazione sia della valvola preamplificatrice / driver che della finale.

Come si nota dai valori di tensione riportati, la tensione in uscita dall'alimentatore è scesa per il maggior assorbimento di corrente, colpa l'alta resistenza serie dell'alimentatore e nella fattispecie del diodo a vuoto 5Z4PJ e dell'induttanza di livellamento.
Questo ci permette anche di calcolare la resistenza serie dell'alimentatore.
Basta calcolare la differenza di tensione nel punto B1 prima e dopo la modifica, quindi 317-297=20V e calcolare la differenza di corrente prima e dopo la modifica, quindi (60,9x2)-(45,6x2)=121,8-91,2=30,6mA. Poi si calcola la resistenza totale serie ovvero 20/0,0306=653 Ohm.
A cosa serve tutto questo? Semplicemente a determinare il comportamento dell'alimentatore, per esempio per capire cosa succede se per caso accendiamo l'amplificatore togliendo le valvole finali dai loro zoccoli facendo lavorare a vuoto l'alimentatore.
In questo caso non è assolutamente da fare perché la tensione sui condensatori di livellamento salirebbe e si attesterebbe troppo vicino alla loro tensione massima o la supererebbe.

6 - Misure sull'amplificatore Valvolare Cinese Reisong a10 dopo le modifiche

Quello che è incredibile è che la distorsione non cala mai oltre un certo livello anche riducendo la potenza in uscita. In altre parole il trasformatore adattatore di impedenza è una schifezza.
Nelle misure di seguito analizzeremo indipendentemente la parte preamplificatrice/driver in modo da capire dove si localizza la distorsione.
Le misure vengono eseguite nel seguente modo:

Misure eseguite sull'uscita delle casse utilizzando un carico fittizio da 8 Ohm e una frequenza del segnale di 1KHz

Ingresso Uscita Distorsione armonica Totale % Potenza Uscita su 8Ohm Note
800mVpp 7,6Vrms 15,31% 7,22W Potenza massima con distorsione molto alta
200mVpp 2,37Vrms 2,8% 0,7W  
500mVpp 5,7Vrms 5,7% 4W  

Misure eseguite all'uscita del preamplificatore/driver

Ingresso Uscita Distorsione armonica Totale % Amplificazione (volte)
500 mVpp 32,31 Vpp 1,1% 64,62
600 mVpp 38,62 Vpp 1,4% 64,36

Note sulla prova eseguita sullo stadio preamplificatore: Le misure evidenziano una tensione di uscita con 600mVpp di ingresso che eccede la tensione negativa di polarizzazione della griglia della EL34 (18,9V) portandola ad essere positiva per una percentuale della tensione in uscita, quindi la tensione di ingresso in esercizio deve essere più bassa di quella utilizzata per la prova.

Impedenza di uscita misurata sull'amplificatore= 7,13Ohm (direi che l'adattamento di impedenza è buono).
L'impedenza di uscita è stata sicuramente influenzata dall'aumento della corrente a riposo della valvole EL34B che ne ha determinato una riduzione della resistenza anodica che si è riflessa sulla uscita abbassando leggermente l'impedenza.
Questo è un vantaggio quando si utilizzano casse acustiche a più vie che hanno notoriamente dei "buchi" di impedenza, ovvero degli abbassamenti di impedenza in relazione ad alcune frequenze introdotti principalmente dal filtro crossover.

Come si può vedere dalle misure la distorsione è principalmente a carico dello stadio finale di potenza, stadio sul quale le possibilità di intervento sono limitate per non dire nulle senza cambiare il trasformatore adattatore di impedenza.
L'Unico modo che andremo ad esplorare di seguito riguarda l'introduzione di una controreazione globale.

7 - Considerazioni finali Valvolare Cinese Reisong a10 dopo le modifiche Fase 1

Alla fine di questa fase abbiamo ridotto un po' la distorsione a aumentato leggermente la potenza di uscita, nulla di eccezionale come anche l'entità delle modifiche apportate.
Diciamo che ora è utilizzabile fino alla potenza di 4W per mantenere la distorsione accettabile.
Per incrementare ulteriormente la potenza in uscita occorrerebbe aumentare la tensione di alimentazione dello stadio finale per aumentare l'elongazione della tensione ai capi del trasformatore.
Siamo ben lontani dalle caratteristiche che potrebbero definire questo amplificatore ad alta fedeltà ma se il suono piace ci si può accontentare.
Con delle casse acustiche ad alta efficienza il problema della distorsione si riduce, fino ad un certo punto, utilizzando delle potenze di pilotaggio molto basse.

8 - Fase 2 : modifiche Valvolare Cinese Reisong a10 aggiunta controreazione

A questo punto in barba ai puristi aggiungerò la controreazione globale all'amplificatore.

Amplificatore valvolare reisong a10 schema modificato con controreazione

E ora rifacciamo un po' di misure e vediamo cosa è successo. La scelta della resistenza di controreazione da 12 KOhm è dettata da una serie di prove effettuate con vari valori verificando poi la distorsione armonica e l'amplificazione (che si riduce richiedendo un segnale di ingresso maggiore).

Ingresso

Uscita

Distorsione armonica Totale %

Potenza Uscita su 8 Ohm

Note

1Vp

5,6Vrms

3,5%

3,92W

 

0,9Vp

5,08Vrms

3%

3,2W

Distorsione accettabile

0,8Vp

4,5Vrms

2,7%

2,5W

 

Banda Passante e Distorsione Armonica Totale (%) con Uscita a 5,6V a 1KHz

Frequenza

Tensione in uscita RMS

Distorsione armonica Totale %

20Hz

5V

20%

30Hz

5,4V

10,5%

40Hz

5,5V

7,2%

50Hz

5,5V

5,9%

60Hz

5,56V

5,28%

70Hz

5,57V

4,9%

80Hz

5,57V

4,67%

100Hz

5,59V

4,4%

200Hz

5,6V

4%

500Hz

5,6V

3,8%

1000Hz

5,6V

3,8%

5000Hz

5,53V

3,8%

10KHz

5,43V

3,8%

15KHz

5,17V

3,9%

20KHz

5V

3,7%

Come vedete la distorsione si è abbassata di quasi il 50%.
All'ascolto l'amplificatore pare più bilanciato anche se permane una enfatizzazione e una certa imprecisione dei toni bassi.
Comunque è migliorato molto.

Eseguendo delle misure sulla banda passante ho visto che è abbastanza lineare su tutta la gamma delle frequenze audio, piccolo neo l'amplificatore distorce in modo massivo sulla parte bassa della banda arrivando ad una distorsione armonica del 20% a 20Hz, 10% a 30Hz (uscita a 4W).
Questo è un sintomo di un trasformatore adattatore di impedenza realizzato male e la controreazione non riesce a linearizzarne il comportamento.
In pratica il trasformatore è poco più di un trasformatore di alimentazione, bel lontano dalle specifiche necessarie per un impianto Hi-Fi.
Il difetto all'ascolto non è molto evidente in quanto le casse non riproducono in genere tali frequenze, ne vengono utilizzate nella quasi totalità dei brani musicali in cui vengono tagliate.

9 - Considerazioni sul Valvolare Cinese Reisong a10 dopo le prime modifiche

Non si può trasformare un brutto anatroccolo in un cigno.
Si può migliorare ma non più di tanto.
Questo rimarrà un amplificatore di bell'aspetto che fa acqua da tutte le parti, se originale con un circuito mal polarizzato, se modificato va un po' meglio ma non è un amplificatore Hi-Fi.
E questo per colpa del progetto e dei trasformatori adattatori di impedenza.
Non vale neppure la pena cambiare le valvole magari spendendo di più che per l'amplificatore.
Per quello che costa godetevelo così com'è o mettete mano al portafogli e prendetene un altro migliore.

10 - Come lo riprogetterei

Amplificatore valvolare reisong a10 schema riprogettato con controreazione e doppio stadio di preamplificazione con 12AU7 ECC82

Questo schema sopra secondo me è come dovrebbe essere mantenendosi fra le modifiche facilmente implementabili senza dover modificare meccanicamente nulla.
I valori dei componenti non li ho calcolati in quanto non l'ho ancora realizzato.
In realtà modificherei anche le capacità di livellamento dell'alimentatore incrementandone la tensione massima a 450-500V e in alcuni casi anche la capacità.
Ma in ogni caso anche riducendo di un altro 1% la distorsione alla fine il problema principale, i trasformatori, non si cura ne si attenua.
Ne si possono cambiare, per il costo e per i piazzamenti che non andrebbero bene e rovinerebbero la cosa migliore di questo amplificatore, l'estetica.
Se volessimo proprio intestardirci a volerlo migliorare potremmo mettere un generatore di tensione regolabile per polarizzare la griglia delle EL34B con la possibilità di trovare il miglior punto di lavoro per limitare la distorsione e recuperare 1W in uscita (eliminando la resistenza catodica).
Potremmo provare a bypassare il diodo rettificatore con dei diodi al silicio, ma dovremmo mettere un ritardatore di tensione anodica o cambiare i condensatori di livellamento con altri da almeno 500V.
In questo modo potremmo recuperare altri 2W.

Come vedete le modifiche possibili sono molte, il discorso resta sempre lo stesso, ne vale la pena?

Sotto il circuito con tutte le modifiche apportate, compresi i condensatori di bypass in giallo e il circuito di controreazione isolato dalla guaina in plastica. Non sono presenti i condensatori di bassa capacità il parallelo a quelli di livellamento.
Mi sono mantenuto ad un livello di modifica facilmente implementabile da chiunque abbia un po' di dimestichezza con il saldatore.Amplificatore valvolare reisong a10 foto circuito cablaggio finale modificato con controreazione

11 - Note esplicative sull'alimentazione e successive modifiche

In questo paragrafo vorrei rendere chiaro il processo di avvio dell'alimentazione e del ritardo della alimentazione anodica delle valvole (ad eccezione del diodo rettificatore a vuoto.

Di seguito farò la modifica per utilizzare dei diodi semiconduttori che aumenteranno il rendimento dell'amplificatore eliminando le perdite sul diodo termoionico e nel contempo innalzando la tensione anodica delle valvole che porterà ad un piccolo incremento nella potenza massima.

  1. La modifica verrà fatta sostituendo tutti i condensatori con altri adatti.

  2. Visto che non avremo più il problema dei picchi di corrente massima sul diodo termoionico sostituirò i condensatori di livellamento con altri di maggiore capacità.

  3. Verranno sostituiti tutti i condensatori interstadio con altri che tollerano una più alta tensione al polipropilene metallizzato che hanno un effetto memoria molto basso.

  4. Il diodo termoionico verrà lasciato solo per motivi estetici.

I puristi avranno sicuramente qualcosa da obbiettare, tuttavia vi rimando a questa pagina che aldilà dei sentito dire fa una analisi precisa sul ripple di un generico alimentatore.

12 - Modifica stadio alimentazione

Di seguito lo schema dello stadio di alimentazione modificato e le relative tensioni.

Amplificatore valvolare reisong a10 schema modifica alimentazione

Prima di tutto all'ascolto si nota la più totale silenziosità dell'amplificatore, silenzioso anche all'origine ma ora molto di più.
Il ronzio sulle casse è ora impercettibile.
Come mi aspettavo con l'adozione dei diodi al silicio per bypassare il diodo termoionico la tensione si è innalzata, soprattutto nel momento dell'accensione, quando ancora le valvole non conducono.
Facendo un rapido calcolo ora la corrente (anodica + griglia schermo) che circola nella EL34B è di 20,7/310=66,7mA, quindi la potenza dissipata da questa valvola è (321-20,7)x0,0667=20W, quindi ancora ampiamente inferiore alla potenza massima dissipabile di 25W.
In realtà il margine è ancora superiore, ho calcolato la potenza dissipata totale di anodo più griglia schermo che in totale secondo i datasheet arriva a 33W.
Comunque ora la potenza massima teorica in uscita arriva a circa 9-10W.
Avrei preferito che la tensione anodica a regime fosse un po' più alta ma a questo punto ci scontriamo con la potenza massima erogabile dal trasformatore di alimentazione e con le sue perdite.
Ora eseguiamo alcune misure.
Sotto la misura del rumore prodotto dall'amplificatore con gli ingressi cortocircuitati.

Amplificatore valvolare reisong a10 rumore in uscita

Come vedete il rumore è abbastanza basso, si attesta sui 10mV (valore RMS).
Quindi la potenza del rumore su un carico di 8 Ohm è Vn x (Vn/8)= 0,0000125W (dove Vn è il rumore).
Possiamo anche calcolare il rapporto segnale rumore considerando il segnale massimo in uscita con una potenza di 6W.
La formula è 10log(Ws/Wr) dove Ws è la potenza del segnale e Wr è la potenza del rumore.
Quindi il valore in dB è dato dal logaritmo in base 10 del rapporto fra il segnale e il rumore moltiplicato per 10.
Quindi 10log(6/0,0000125)=10log(480.000)=56,8dB.
La tensione del rumore si può ridurre ulteriormente:

Amplificatore valvolare reisong a10 segnale in uscitaAmplificatore valvolare reisong a10 analisi armonica del segnale in uscita alla massima potenza

Sopra il segnale in uscita alla distorsione del 5,5%. La potenza in uscita è 6,8W. La prova è eseguita a 1000Hz.

Amplificatore valvolare reisong a10 rilievo della banda passante

Sopra la misura della banda passante. Come vedete flette sopra i 18KHz, valore più che buono. La banda passante è stata rilevata per punti e la linea rossa è la risultante.
Nelle misure sopra non si vede ma permane sempre una forte distorsione armonica delle basse frequenze (alle frequenze inferiori a 150Hz) che arriva anche ad un 20-25% contro un 5% a 1KHz. Purtroppo è dovuta ad una scarsa qualità del trasformatore di uscita e per ragioni di costo e cablaggio non è possibile cambiarli.
Non è neppure possibile fare una ispezione visiva dei trasformatori perché sono resinati.
Mi sarebbe piaciuto fare un grafico della distorsione nel dominio delle frequenze ma purtroppo il software del picoscope non lo permette e i software esistenti che lo fanno non si interfacciano con il picoscope.
Di seguito lo schema definitivo e la foto di come si presenta il cablaggio.

Amplificatore valvolare reisong a10 schema definitivo dopo le modifiche Amplificatore valvolare reisong a10 foto dopo le modifiche

13 - Prove con vari tipi di cassa acustica

Nel mio laboratorio ho a disposizione vari tipi di cassa acustica di qualità e costi diversi.
Per la prova ho utilizzato le seguenti casse:

L'efficienza è tratta dai manuali delle casse ed è misurata con una potenza di 1W ad 1 metro).
I migliori risultati sono quelli ottenuti con le klipsch e con le JBL, la potenza è troppo bassa per muovere i giganteschi woofer delle Cerwin Vega, complice probabilmente qualche buco di impedenza innescato dal filtro crossover.
Sulle klipsch il suono è naturale e ben articolato, molto bene la gamma media e alta, qualche lacuna sui bassi soprattutto per quello che riguarda la precisione ma solo a volume alto.
Probabilmente avere una buona efficienza e un filtro crossover più semplice che non introduce dei buchi di impedenza paga con questo amplificatore.
Con le JBL si paga la scarsa efficienza avendo una riproduzione a volume un po' ridotto e di conseguenza una distorsione maggiore.

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