142/147 EXTREME

[Jose]

Llevo un tiempillo dedicándome a proyectos que tenía pendientes y uno de esos proyectos es este amplificador. Como soy un poco inconformista e irreverente con las cosas que no me gustan, le he añadido un par de elementos que yo considero esenciales a parte de usar los materiales de las marcas y calidad que uso en todos mi aparatos con la excepción del trafo que es un modelo comercial.

Tengo pensado añadirle algún módulo más (se pueden ver los agujeros ya listos) y volver a modificar algún componente para dejar el ampli a mi gusto, pero a fecha de hoy es ya totalmente funcional.

Antes de que me pregunten, digamos que esto es mi "interpretación" de un ampli muy famosillo en estos lares.








Creo que tanto sus medidas y sus bondades/defectos son idénticos al original, aunque he de decir que en el mío ya he solventado en gran medida varios problemas muy graves que presenta el original.

NO es un ampli que recomiende hacer a nadie; no por que sea dificil de montar sino porque para que funcione correctamente y no cause un estropicio (como su versión comercial), necesita de algunas modificaciones que requieren saber que es lo que se hace. 

Algunos dicen que la version comercial de este ampli es una copia burda y mal ejecutada del A40 de Pass hecha por un alguien que no tiene mucha idea de electrónica . Les dejo el enlace del artículo sobre el A40.

Por desgracia para mi, a día de hoy es imposible conseguir los transistores originales que usaba el A40, así que me temo que tendré que conformar con lo que tengo.

Por último, le doy las gracias a un amigo que en su momento se curro las placas del chisme  y a todos los de este foro que me han dado la motivación para montarlo y modificarlo  . 

[Eferbel]

Jose, supongo que el titulo del hilo es por los transistores darlington TIP142 y TIP147 que lleva ampli en la etapa de salida.

Una de las cosas que más me gustan de tus amplis es como los implementas: espaciosos,  ordenados, el cableado bien colocado y la selección de componentes que utilizas.

Sobre este en concreto me gustaría que comentaras que es lo que no terminaba de convencer y que mejoras has hecho para corregirlo. También podrías decir que tal suena y con que auris se lleva bien.

[Jose]

Gracias Eferbel.

Ojo: Ladrillo en chino 

Pues en primer lugar, lo que menos me gusta a mí y a todo el mundo es el uso de una configuración Darlington integrada en un dispositivo físico (es decir dos transistores en tándem más dos resistencias de fuga y un diodo en un mismo "cuerpo").

Está claro que el uso de una configuración Darlington en la etapa de potencia es un método eficaz de conseguir ganancia de corriente bastante importante: Según el dispositivo o los transistores utilizados se obtiene una ganancia de x1000 mínimo en caso de los Tip142/147. Es por esto que el ampli comercial solo cambia la corriente del trafo para obtener diferentes potencias de salida  ) Por otro lado, también tienen una impedancia de salida baja (muy baja) lo que los hace deseable para una etapa de potencia pero a costa tener de vigilar la capacitancia de salida. 

El problema viene cuando nos fijamos en que los Darlington también tiene una serie de problemas que son difíciles de solventar si solo usamos un dispositivo en lugar de una configuración. La configuración es más complicada de montar/diseñar pero nos permite elegir mejor los componentes y los valores del circuito.

Los dos problemas más graves que se suelen destacar son:

En primer lugar, el dispositivo tiene un mayor desplazamiento de fase en altas frecuencias que un único transistor, de ahí que pueda convertirse fácilmente en inestable.

En segundo lugar, tener una corriente de colector igual en ambos transistores produce una mayor potencia disipada. Esto obliga a tener unos buenos disipadores en caso de que queramos darle "cera" al ampli. Y por otro lado, entre mayor sea la temperatura de trabajo del dispositivo y menor su capacidad de disipación, mayor será su tendencia al desplazamiento de fases. Con lo que volvemos al primer problema.

Ante esto básicamente no se puede hacer nada. Tendríamos que partir de una hoja en blanco y diseñar un nuevo ampli con un circuito Darlington (con transistores independientes) bien implementado como hace Krell, Pass, Mark Levinson, Denon... casi todos los fabricantes tienen algún diseño utilizando la configuración de doble o triple transistor. Yo tengo varios amplis con esta configuración diseñados por Kevin Gilmore que son la leche 

Me gustaría recalcar que esto no es un Pass A40, ni siquiera llega a ser una mala copia: El A40 primitivo no fue diseñado pensando en estos transistores Darlington si no en otro tipo de transitares totalmente diferentes (Lambdas) que incluso en su época eran extremadamente raros. El propio Pass dice que el único transistor disponible hoy en día que puede reemplazar a los del A40 original son los Tip142/147 pero siempre aclarando que NO son lo mismo. Así que los propietarios de estos nuevos amplis que no se hagan ilusiones. 

Otro problema son los dispositivos de entrada/previo o mejor dicho a la forma en como están configurados. Desde que le aplicamos cierto voltaje (600mVac@1kHz) empiezan a producir recortes y cosas raras en la señal. Lógicamente esto pasará a la siguiente sección (sección de transimpedancia o etapa pre-driver) y por fin a la etapa de potencia que como ya he dicho, es bastante delicada. Podríamos buscar un duo de transistores algo mejores o quizás jugar un poco con los valores de las resistencias del circuito pero ahí ya si que estaríamos modificando el sonido del chisme. Así que modificar o no esta etapa depende de hasta que punto nos importe como suena (o no) el ampli. Los originales del A40 podrían ser una opción si se encontraran disponibles claro (MPSL01) aunque dudo que notemos mucha mejoría sin tocar la siguiente etapa del ampli.

Una vez aclaradas un poco todas estas historias, yo lo único que he hecho en mi ampli ha sido instalar dispositivos de control, mejorar el rendimiento y reducir ruidos.

1º) A pesar de que los componentes han sigo macheados y son de buena calidad, el offset del ampli es bastante alto incluso para las cajas (me da cosa pensar en los que lo usan como ampli de auris  ). Así que instalar un servo que controlara esto y las posibles fluctuaciones generadas en caso de inestabilidad era mi prioridad principal. Nota para los "puristas" y los "pseudo gurus"; "Servos provide a sophisticated way to reduce offset voltages in audio circuits" Douglas Self*  Este elemento suele ser bastante normal en muchos diseños comerciales y DIY y parece ser que los únicos seres humanos que son capaces de detectar su influencia en el sonido son los probadores de equipos de audio. 

2º) Aunque mi ampli no va a mover cajas, veo crítico tener una buena disipación de calor, no solo de los Tip142/147 que están atornillados a la tapa de aluminio de la caja, si no del resto de transistores (los MPSA92 y BC214L que tienden a llegar fácil a los 50º). Para eso el espacio es fundamental. Si hubiese querido un ampli de cajas, hubiese usado unos buenos disipadores externos, al uso en otros amplis. Para auriculares, la superficie de aluminio de 3mm de grueso del fondo del ampli es suficiente.

3º) A diferencia del comercial, mi ampli tiene un fusible rápido de 500mA aunque para cajas se puede usar un valor más elevado (el A40 llevaba uno de 2A). Esto es necesario debido a que en caso de que nos pasemos de rosca con el volumen obligando al transformador a rendir más allá de sus posibilidades, inestabilidad de los Darlington, una carga con alta capacitancia, una impedancia muy baja en nuestros altavoces... en definitiva, cualquier problema, yo prefiero fundir un simple fusible antes de que se queme el circuito, el trafo o muestras cajas/auriculares. Esta es una mala costumbre que tiene el ampli comercial por cierto.

4º) El ampli comercial tiene una psu no regulada muy simple; en un mundo "ideal" serviría pero en la realidad y yo creo que es una de las cosas que hace que el ampli sea muy sensible a todo tipo de ruidos e interferencias. Lo mínimo que se suele recomendar para este tipo de PSU tan simple es un primer condensador de 10.000uF cosa que el original no trae (si no recuerdo mal se conforma con uno de 6.800uF). Recordemos que los condensadores también actúan como filtros eliminado ruidos procedentes de la red (entre mayor capacitancia y o voltaje tienen más ruido filtraran). Yo solucione el problema de la PSU instalando dos puentes rectificadores y dos condensadores de 10.000uF y 4.700uF por raíl a costa de aumentar un poco la impedancia de salida de la PSU y por último también añadí un GLB a tierra con una resistencia de 10R/1W.

6º) Componentes emparejados y de buena calidad, buena separación entre el transformador y la señal de audio, buen enrutamiento del cableado... Supongo que el porqué está claro. 

En estos momentos estoy barajando he añadido los siguientes dos pasos que no son indispensables como los anteriores pero pueden llegar a ser modificaciones muy interesantes:

7º) El A40, al igual que muchos amplificadores de la época  estaban pensados  para usar fuentes que tenían 1v rms max. en sus salidas y al igual que muchos amplificadores, requiere ciertos niveles de realimentación negativa para corregir problemas inherentes al circuito. Esto, en principio no es malo pero el ampli comercial "heredó" estas características con niveles de realimentación mucho mayores debido supongo a la mala selección de los dispositivos entrada y de salida (Tip142/147). Por cierto, estos últimos no están diseñados para audio sino para actuar sobre relés o solenoides. Volviendo al ampli, con una senoidal de 0 a 0,5mV rms@1Khz con una carga de 8 Ohm (en la salida de auris el "fabricante" añade una resistencia en serie de 560 Ohm a 1K) el ampli nos devuelve una senoidal perfecta... pero a partir de ahí, sufre un fuerte recorte en los extremos de la senoidal y comienzan las inestabilidades. Con auris sensibles y baja impedancia esto no es un problema, pero con auriculares duros... 
Repito que podríamos gastar algo de tiempo en buscar una mejor configuración pero esto podría modificar el sonido y aun con esas, no estoy tan seguro de conseguir una mejora muy importante.

La única forma fácil de retocar el ampli para que nuestra señal llegue intacta hasta nuestras cajas sin recortes es aumentar (aun más) la cantidad de NFB (y de paso aumentamos la ganancia).

8º) Un modulo con un relé que me servirá como soft-start; Esto mantendrá durante unos segundos las cajas/auris desconectados del ampli para que, en caso de que se produzcan ruidos por la carga o descarga de los condensadores al encender o apagar el ampli (el típico "BUM" al encender o el  "PIIIiiiiiiiiii" al apagarlo) estos no se vean afectados. Por otro lado este mismo módulo monitorizará el voltaje de CC y las señales subsónicas que salen del ampli. En caso de problemas que los servos no sean capaces de solucionar (los servos controlan directamente la sección de previo del ampli corrigiendo ahí los "fallos" que detectan en la salida), este circuito actuará sobre el relé cortando el trayecto de la señal manteniendo a salvo a los auriculares/cajas.

Y ya lo último del ladrillo ¿Cómo suena?

En primer lugar mi ampli es totalmente silencioso y el chisme a pesar de que solo tiene unas horas no lo hace mal. Tiene un buen equilibrio y musicalidad aunque siento que echo de menos la garra que tiene el CFA de Gilmore (tambien usa la tipología "Darlington" en la etapa de salida aunque el CFA usa tres transistores independientes y un diseño como Dios manda en lugar de dos integrados) por ejemplo.

MI "142/147 Extreme" tiene un sonido relajado y con una excelente separación de canales. Muy ideal para gente que le gustan las escenas amplias y esa separación extrema de los amplificadores "doble-mono". A otras personas les parecerá que tanta separación no es creíble.... Por otro lado, es normal que la gente no se fije mucho en este detalle ya que las cajas se pueden orientar "disimulando" este efecto. Con los auriculares este efecto puede llegar a ser un problema ya que aquí no podemos "solapar" el sonido de los canales y el "hueco" que se crea en medio puede ser difícil de ignorar. Se me ocurre que un cross-feed podría ser un buen elemento opcional para el ampli de auriculares. 

He puteado bastante al chisme con diferentes cargas y he estado usando algunos auris normales y la respuesta es bastante buena siempre. Con auris durillos todo irá bien siempre y cuando NO abusemos mucho del pote de volumen. Si le damos algo de rosca de más podremos escuchar recortes de señal (ver punto nº7) supongo que este es uno de los motivos por los que el "fabricante" recomienda cambiar la resistencia en serie a la salida según el auricular que usemos. Yo estoy usando una resistencia de 560r que me parece un valor bastante aceptable y también un trafo de 60VA que es el doble de lo que suele traer el modelo para auriculares, así me aseguro de un buen suministro energético en caso de usar auriculares jodidos.

Por cierto, siempre se piensa que los recortes de señal los producen los transductores cuando llegan a sus límites físicos (elongaciones) y no siempre es así. Para mi son más peligrosos los recortes de señal que producen las electrónicas (amplificadores) llegando a su límite. 


PD 1: Es una lástima que solo se pueda hablar de estas cosa en foros extranjeros. Pero por suerte la comunidad DIY es muy grande y la información disponible, así como la ayuda es inmensa. 

PD 2: Si alguien tiene uno de estos amplificadores y esta interesado en las modificaciones, puedo pasarle una guía de como hacerlas y ayudarlo en la medida de lo posible de forma totalmente gratuita PERO por privado. Toda la información que he colgado se puede encontrar en la web y en webs especializadas, solo hay que dedicarle horas. Dejar claro que NO me dedico a hacer amplis y/o modificarlos comercialmente ni tampoco de forma puntual. El DIY es mi hobby, no mi trabajo y todo lo que hago es sin ánimo de lucro y para mi propio uso y disfrute.




* Douglas Self  y su pagina web


Editado: ortografía

Editado II: añadir información.

Editado III: Añadir nota a referencia (biografía/web) de Douglas Self.

[Torpedo]

Gracias, Jose. Supongo que cuando hablas de "original" sin mencionarlo te refieres a un NVA ¿no?

[Jose]

Gracias, Jose. Supongo que cuando hablas de "original" sin mencionarlo te refieres a un NVA ¿no?

[Eferbel]

Muchas gracias Jose, por tu extensa y detallada resupesta. Tengo un NVA AP30 para cajas y coincido contigo sobre ese sonido relajado y su separación stereo. Tal vez debido a ese caracter relajado puedas echar en falta más garra, pero sinceramente esto me permite hacer largas audiciones sin fatiga auditiva, siempre a volumenes moderados.

Sobre el ruido, te puedo asegurar que mi NVA no tiene ningún ruido, aunque pongas el móvil encima. El secreto/truco, es que no usa la toma de tierra del enchufe, por donde se meten muchos ruidos provenientes de la red eléctrica y de otros equipos enganchados en dicha red. Pero que no tenga toma de tierra no supone ningún riesgo ya que el chasis del amplificador no es metálico y no hay peligro de una descarga en caso de derivavión.

Tengo pendiente hacerme un clon para auris, para cajas... pues todavia le estoy dando muchas vueltas y de momento lo tengo aparcado.

Me ha resultado muy gratificante todas las mejoras que has hecho al ampli, porque efectivamente no es un ampli seguro. Más de un usuario ha tenido problemas de inestabilidad y en el mejor de los casos ha terminado con un canal averiado o incluso peor con los conos de las cajas chamuscados. Sin ir más lejos mi amplificador lo compre al fabricante como unidad reformada., en su día lo abri y un canal era completamente nuevo y el otro se veia que ya tenía sus añitos, Incluso parte del interior del ampli tenía un tizne negro de cuando se quemo el canal sustituido y encontré el casquillo de un condensador que debio de reventar cuando se quemó el canal.

El fabricante da unas recomendaciones sobre el tipo de cables que hay que utilizar para conectar las cajas, debe ser de muy baja capacitancia, para evitar que el amplificador sea inestable, pero seamos sinceros, no es un amplificador seguro, ni apto para un usuario que apenas sepa conectar las cajas al ampli.

[Jose]

Dos de dos, me han pillado 

Si, digamos que es una "interpretación liberal" del NVA. Muy agudos Torpedo/Eferbel 

Nunca me suelo meter con el sonido de las cosas por que son temas muy subjetivos. Respeto a quien le pueda gustar o no, pero hay cosas que no se pueden discutir ni defender; las medidas, el diseño, la calidad y el aspecto general de estos amplis es malo. Punto.... y lo peor es que aun así, el Momia tiene un grupito de fan-boys que telita 

Volviendo al ampli y los ruidos, yo si uso toma de tierra y un GLB (es una manía que tengo). Hice algunas pruebas sin toma de tierra y el ampli era igual de silencioso pero reconozco que me siento más cómodo usándola por que mis cajas son metálicas y este trasto puede ser bastante impredecible... sobre todo con las putadas que le hago.

Este chisme como ampli de auriculares o pequeños monitores con las modificaciones adecuadas puede quedar chulo, pero más allá de eso yo no lo veo. Para cajas YO me haría un F5 o un F5 turbo. Si te gusta ese sonido relajado, espacioso pero con una buena potencia y pegada, los Pass te van a encantar.

Creo que tienes un M2HA funcionando ¿no?. Pues el F5 es muchísimo mejor sin el problema añadido de los puñeteros trafos entre la etapa de previo y la de potencia.   

[Eferbel]

Gracias José, tomo nota. Montaré una versión de VNA para auris y si me convence montaré otro para unas cajas pequeñas.

[Jose]

Bueno ya esta terminado. Una foto con su tapa de metacrilato (para los amantes del plástico  ).

[Jose]

Update: He comprobado que la placa controladora del relé funciona perfectamente. He estado provocando situaciones donde el ampli pierda el control (solo basta con subir el volumen hasta que el propio ampli empieza a recortar) y el relé en menos de un segundo corta el paso de la señal de audio.

Precio aproximado de los componentes del servo: +/-35€
Precio aproximado de los componentes de la placa del relé: +/-60€
Precio de la mejora de los componentes de la PSU: +/-28€

*El importe se basa en el precio de los productos nuevos y comprados en distribuidores oficiales. 

[Eferbel]

Parece que has consiguido un ampli estable y seguro. ¿Cuanto tienes que subir el pote para que empiece a recortar?

[Jose]

No recuerdo en que posición exacta tenía el potenciómetro. Calcula que a un poco más de la mitad con la resistencia de NFB de "serie" (18K), cuanto más nos acerquemos a 1Vrms en la entrada del ampli, peor. (Llegué a fijar un max de 600mVac).

Con un valor de 9K (esto es: metiendo NFB por un tubo) el volumen era utilizable en el 90 ó 95% de su recorrido antes del recorte pero a costa de reducir la potencia del ampli a la mitad.

Lo más llamativo son las frecuencias subsónicas; antes de empezar a recortar y hacer de las suyas, el ampli "avisa" emitiendo estas frecuencias. Desconozco desde que parte del circuito son emitidas (mis conocimientos no llegan a tanto ) pero ahí están: Me di cuenta ya que mientras media la respuesta del ampli,el modulo de protección con relé pasaba a modo "seguro" (corte de señal) justo antes de que se produjeran los recortes en la señal.

Desconozco si hay alguna manera de modificar el circuito para mejorarlo pero basándome en lo que he leído y en las pruebas que he hecho (tanto en simulación como con mi ampli) dudo mucho que exista una forma sin partir de cero. Quizás modificando la etapa de transimpedancia y dejándola como la del A40...  para una cosa "original" que tiene este chisme 

[marta5]

He visto tu trabajo y me parece un trabajo fantástico. Además, toda la información que das es muy interesante y bien explicada. Sigue así, un saludo!