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Classe-AB2 di un Marshall JTM-45 del 1962 modificato
Classe-AB2 di un Marshall JTM-45 del 1962 modificato
di [user #16055] - pubblicato il

Si va nel tecnico: un nostro lettore analizza la risposta di un Marshall JTM-45 opportunamente modificato a cui vengono applicati segnali crescenti, fino alla distorsione, per studiarne da vicino il comportamento.
Oggetto dello studio è lo schema del Marshall JTM-45 del 1962, modificato per farlo lavorare in classe-AB2.
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.

Classe-AB2 di un Marshall JTM-45 del 1962 modificato
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.

Classe-AB2 di un Marshall JTM-45 del 1962 modificato
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%.

Classe-AB2 di un Marshall JTM-45 del 1962 modificato
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.

Classe-AB2 di un Marshall JTM-45 del 1962 modificato
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.

Classe-AB2 di un Marshall JTM-45 del 1962 modificato
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.

Classe-AB2 di un Marshall JTM-45 del 1962 modificato
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.

Classe-AB2 di un Marshall JTM-45 del 1962 modificato
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.
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di gibsonmaniac [user #21617]
commento del 05/10/2021 ore 15:20:18
Mah...io credo che modificare una macchina del genere sia un vero delitto,
"Marshall JTM-45 del 1962, modificato per farlo lavorare in classe-AB2."...perche'?
Rispondi
di TidalRace [user #16055]
commento del 05/10/2021 ore 16:03:30
Ciao, non hai colto il senso di questi articoli. Non si tratta di modificare uno storico Marshall per ricavarne maggiore potenza, la spesa non varrebbe la pena e perderebbe di valore storico. Si tratta di far capire che con lo stesso schema replicato oggi si potrebbe, e lo hanno già fatto, tirare fuori più potenza facendo lavorare le valvole in una diversa classe. Purtroppo non è stato pubblicato l'articolo con lo stesso schema in classe AB-1 come è nato in origine, per evidenziare le differenze tra le due classi. Magari la redazione vorrà provvedere. Sono articoli tecnici, questo so scrivere.
Rispondi
di gibsonmaniac [user #21617]
commento del 05/10/2021 ore 20:49:47
Non ho colto il senso di QUESTO articolo:
"Si tratta di far capire che con lo stesso schema replicato oggi si potrebbe, e lo hanno già fatto, tirare fuori più potenza facendo lavorare le valvole in una diversa classe"....se era per far capire questo concetto lo si poteva fare senza violentare un pezzo di storia...tutto qui.
Rispondi
di TidalRace [user #16055]
commento del 06/10/2021 ore 09:00:04
Nessuna violenza sull'ampli, lo schema del JTM è stato preso come punto di partenza per studiare le differenze tra l'originale in classe-AB1 e questo, che a parte la maggiore potenza non c'indica se poi suona meglio oppure no. Nell'articolo si parla solo di schema elettrico, si tratta di teoria e simulazioni da parte di un software specifico per progettisti. Questo articolo doveva essere pubblicato dopo quello che ho inviato in precedenza sulla classe-AB1, lo schema originale, per osservarne le differenze. Purtroppo è uscito prima. Alcuni marchi avevano tirato fuori all'epoca potenze di 80 watt con due soli tubi di potenza come questo, probabilmente con un sistema simile, per questo ho voluto simulare come fosse possibile. La foto di repertorio del Marshall è stata inserita dalla redazione e non ha niente a che fare con una possibile modifica reale al circuito di questo storico ampli. Se poi devo considerare un sacrilegio anche pensare una diversa replica di questo schema, come si stesse parlando di qualcosa di sacro e perfetto, questo va fuori dalla mia logica.
Rispondi
di gibsonmaniac [user #21617]
commento del 07/10/2021 ore 07:54:04
"Nell'articolo si parla solo di schema elettrico, si tratta di teoria e simulazioni da parte di un software specifico per progettisti."....perdonami ma non era molto chiaro questo concetto
Rispondi
di Sparklelight [user #41788]
commento del 06/10/2021 ore 10:37:43
Complimenti per l'articolo e l'analisi dettagliata.
Rispondi
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