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Peppe, preamplificatore microfonico valvolare

PEPPE, PREAMPLIFICATORE MICROFONICO VALVOLARE

INTRODUZIONE

Peppe nasce dalla mia curiosità di ascoltare il risultato prodotto da un segnale audio di origine valvolare utilizzato per pilotare, in trasmissione, un apparato radio ricetrasmittente. Cioè, di sperimentare con la modulazione nata dall’accoppiamento tra un preamplificatore audio “a vuoto” ed un RTX per frequenze radioamatoriali. Dopo il buon esito della progettazione e realizzazione di Giacomo, il preamplificatore a stato solido (ed effetto di campo) utilizzato fino agli inizi della Primavera 2013 (e, tuttora, perfettamente funzionante), mi sono dedicato all’autocostruzione di Peppe, il quale, dopo un inizio caratterizzato da evidenti e consistenti limiti di funzionamento, mostra una efficienza non inferiore a quella raggiunta da Giacomo.

SCHEMA ELETTRICO

STADIO PREAMPLIFICATORE
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Foto 01
IZ8JFD.it - PROGETTI: PEPPE, PREAMPLIFICATORE MICROFONICO VALVOLARE
Foto 01 - Panoramica, dall'alto, dell'intero circuito di Peppe.
Il cuore di Peppe è una valvola ECC82, un doppio triodo amplificatore ad audiofrequenza. Su consiglio di Salvo IT9FST, ho deciso di utilizzare questa  valvola al posto della ECC83, alla quale avevo già pensato, poiché, come mi ha  fatto notare Salvo, l’ECC82 ha un guadagno (mu=19, circa) nettamente inferiore  a quello della ECC83 (mu=100), il che rende l’ECC82 più adatta ad amplificare  il segnale audio proveniente da un microfono in maniera proporzionale a quanto  serve, al segnale stesso, per pilotare (in trasmissione) un RTX. All’ingresso del  preamplificatore si trova una rete RC che costituisce un filtro passa alto di primo ordine, la cui banda passante (-3 dB) inizia a 1.59 Hz, circa. Il primo dei due triodi  è alimentato a 100 Vdc ed opera con polarizzazione di griglia nulla (cioè, con  Vg=0), valori cui corrisponde una corrente anodica pari a 11.5 mA, circa (misurata con il tester e prossima al valore riportato nel datasheet dell'ECC82 - cioè, 11.8 mA): infatti, la curva di funzionamento della valvola corrispondente ad una  tensione di griglia pari a quella di catodo, come si evince dal datasheet, mostra l’andamento più rettilineo tra tutte le curve rappresentate all'interno dello stesso. A  ciò compete, ovviamente, la maggiore linearità nel funzionamento della valvola. Il segnale  audio, così amplificato, viene prelevato dalla placca del primo triodo ed applicato direttamente alla griglia del secondo triodo (i quali sono, così, accoppiati in continua tra loro), senza l’utilizzo di un condensatore di disaccoppiamento (allo scopo, evidente, di non penalizzare le tonalità basse del segnale). Il secondo triodo è alimentato con tutta la tensione elettrica proveniente dallo stadio alimentatore di Peppe (200 Vdc), ha una tensione di griglia pari a -12 Vdc rispetto al catodo (cioè, la tensione elettrica tra questo e massa è pari a 112 Vdc, mentre la tensione tra griglia e massa è pari a quella presente tra l’anodo del primo triodo – cui la griglia del secondo è collegata direttamente – e massa: 100 Vdc), ed assorbe una corrente anodica pari a 1.2 mA, circa. Pertanto, il secondo triodo opera in configurazione “cathode follower”: il segnale audio viene  prelevato dal catodo, il che permette di utilizzare la seconda metà della ECC82 come una sorgente di segnale ad audiofrequenza avente bassissima impedenza d’uscita, caratteristica che consente l’impiego di, pressochè, qualunque tipo di cavo per il trasporto del segnale audio dall’uscita del preamplificatore all’ingresso di un RTX. Una seconda rete RC, simile (nei valori dei componenti utilizzati) a quella che si trova all’ingresso di Peppe, funge da carico per l’uscita del secondo triodo e disaccoppia il preamplificatore dal successivo stadio utilizzatore: tuttavia, la componente R di questa rete è costituita dal collegamento in serie tra due resistenze, nel cui punto comune è disponibile una parte del segnale audio generato dal preamplificatore, che può essere applicata ad un ulteriore stadio preamplificatore/amplificatore per realizzare una uscita monitor che consenta  di verificare il corretto funzionamento, nonché la qualità, di Peppe.
Foto 02
IZ8JFD.it - PROGETTI: PEPPE, PREAMPLIFICATORE MICROFONICO VALVOLARE
Foto 02 - La valvola ECC82 e lo zoccolo schermato che la contiene.
Al fine di evitare che possa captare ronzio di alternata o rumore di altro tipo, la valvola è montata su uno zoccolo schermato, al quale, cioè, è possibile fissare (con procedura di innesto “a baionetta”) un cilindro di alluminio che la copre interamente e la protegge da campi elettromagnetici AF/RF che ne potrebbero disturbare il funzionamento. Lo zoccolo schermato della valvola è collegato alla massa elettrica del preamplificatore, ma è isolato dalla scatola metallica (in alluminio) che contiene Peppe (sia lo stadio preamplificatore che lo stadio alimentatore): a sua volta, la scatola è isolata (elettricamente) da entrambi gli stadi, ed è a contatto con la calza di schermo dei due cavi connessi all’ingresso ed all’uscita di Peppe, i quali lo collegano, rispettivamente, alla capsula microfonica ed all’ingresso microfono dell’RTX. Inoltre, lo stadio preamplificatore dispone dei componenti e delle connessioni necessarie per l’utilizzo di capsule microfoniche “attive” (che, cioè, hanno bisogno di alimentazione elettrica – come le capsule ECM), mediante un circuito (facente capo ad un diodo zener ZTE2) capace di fornire una tensione elettrica stabilizzata pari a 2 Vdc ed una corrente pari 1 mAdc, circa. A valle di detto circuito è la resistenza di carico per la capsula ECM, che – con 2 Vdc per la tensione elettrica di alimentazione – è pari a 2200 Ohm. Infine, tale resistenza di carico è collegata al pin 3 del connettore d’ingresso di Peppe.
Foto 04
IZ8JFD.it - PROGETTI: PEPPE, PREAMPLIFICATORE MICROFONICO VALVOLARE
Foto 04 - Le connessioni di ingresso ed uscita di Peppe.
L’ingresso del preamplificatore è stato pensato per poter essere utilizzato con sorgenti audio indipendenti (come un microfono dinamico o altro tipo di dispositivo) o con sorgenti attive (che, cioè, ricevono l’alimentazione elettrica dal preamplificatore – come le capsule ECM): nel primo caso, è sufficiente utilizzare i pins 1 (ingresso segnale AF) e 4 (massa segnale AF) del connettore d’ingresso di Peppe; nel secondo caso, qualora si voglia utilizzare un microfono ECM, basta realizzare un ponte tra i pins 1 e 3 del connettore d’ingresso, in modo da far giungere l’alimentazione elettrica alla capsula (il ponte può essere fatto anche all’esterno del preamplificatore, dentro il connettore collegato al cavo proveniente dalla capsula stessa). All’interno di Peppe, poi, è presente il condensatore che disaccoppia l’alimentazione elettrica diretta al microfono ECM del segnale audio proveniente dal medesimo.
STADIO ALIMENTATORE
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Lo stadio alimentatore di Peppe è costituito da un unica basetta in vetronite, sulla quale trovano posto i due circuiti utilizzati per ottenere le tensioni continue da applicare ad entrambi i triodi della ECC82 ed al filamento della stessa. I 200 Vdc per l’alimentazione elettrica della valvola (incluse le resistenze di polarizzazione a lei collegate) sono ricavati dai 175 Vac di uno dei due secondari del trasformatore di rete, i quali vengono raddrizzati da un ponte di diodi W10M e livellati/filtrati da un condensatore elettrolitico avente capacità pari a 220 uF ed isolamento pari a 350 V.
Foto 03
IZ8JFD.it - PROGETTI: PEPPE, PREAMPLIFICATORE MICROFONICO VALVOLARE
Foto 03 - Il circuito stabilizzatore per l'alimentazione anodica.
I 240 Vdc, circa, presenti ai capi dell’elettrolitico, sono stabilizzati a 200 Vdc mediante un circuito regolatore di tensione costituito da un MOSpower, da alcuni diodi zener che forniscono la tensione di riferimento per l’intero circuito, dalle resistenze necessarie alla polarizzazione del transistor, e da un condensatore elettrolitico che opera un ulteriore filtraggio/livellamento dei 200 Vdc, i quali, ormai stabilizzati, sono destinati all’alimentazione anodica della ECC82 dello stadio preamplificatore. Uno dei vantaggi risultanti dalla presenza di questo circuito stabilizzatore, oltre al mettere a disposizione una tensione fissa per l’alimentazione elettrica di Peppe (grazie alla quale è possibile definire, con buona precisione, il punto di lavoro della valvola), consiste in una eccellente soppressione di qualunque residuo (ripple) di alternata che potrebbe “sopravvivere” all’azione raddrizzatrice del ponte di diodi e livellatrice dell’elettrolitico che lo segue. Il tutto si traduce in una ottima silenziosità del preamplificatore, dalla cui uscita non si ascolta alcun ronzio causato da grandezze alternate presenti nella tensione elettrica che alimenta Peppe. La tensione di filamento è ottenuta dagli 11.5 Vac disponibili ai capi dell’altro secondario del trasformatiore di rete, anch’essi raddrizzati da un ponte di diodi W10M e livellati/filtrati da un condensatore elettrolitico con capacità pari a 4700 uF ed isolamento pari a 25 V. I 12,6 Vdc così ricavati sono applicati tra i pins 4 e 5 della ECC82, mentre il pin 9 della stessa funge da “center tap” (ovvero, è connesso alla massa del circuito di alimentazione anodica).