Construyendo un amplificador de museo (Texas de 7 a 70 Watts)

[Juan Carlos Hernández Púa]

Doctor tu patrona los usa, la mía los tira `porque en esta casa hay muchos trastos`.....

 

[Dr. Zoidberg]

He estado revisando y midiendo todo el circuito (sin abrir el lazo de realimentación): todas las tensiones son muuuy similares a las del manual (excepto las que van conectadas mas o menos directamente a la alimentación [yo tengo ahora 59.2V y el manual mide sobre 55V], pero la diferencia con el manual se mantiene muuuy cercana a esos 4V). Las tensiones alternas a 1kHz las he comparado con la simulación y son casi casi idénticas excepto la salida del VAS que está sobre los 3.1V para una entrada de 320mV. El xVbe mantiene ~1.3V entre las bases de los drivers y eso está OK, así que voy a cambiar el VAS por un BC337 y veremos que sucede.

 

[Dr. Zoidberg]

Acá ya ocurren cosas muy raras....
Tal como dije antes, las tensiones y corrientes estáticas están muuuuy parecidas a lo que dice el manual. Cambié el 2A98 del VAS por un BC337...y mejoró muchísimo la estabilidad del bias..en menos de 10 minutos ya está en un valor completamente estable, pero la ganancia de tensión no aumentó (el BC337 tiene un hFE de 400 vs 170 del 2A98). Hay que recordar que estoy haciendo todas las pruebas a 1kHz....así que se me dió por barrer un poco en frecuencia a ver que sucedía, y resulta que si bajo la frecuencia (llegué hasta 400Hz) sigue disminuyendo la amplitud, mientras que si aumento la frecuencia (llegué hasta 22kHz) la amplitud de salida aumentó hasta 5.56Vpp versus los 3.20Vpp a 1kHz, lo que representa un aumento de la ganancia de 5dB . Evidentemente ese comportamiento en frecuencia es completamente estrafalario...

Me parece que voy a tener que revisar la plaqueta track por track a ver si hay alguna pista chueca o algo mal conectado o algun componente de los viejos que esté portándose mal, por que la verdad es que no tengo NPI que es lo que sucede...

Por supuesto que he simulado absolutamente todos los cambios que hice y este amplificador - en AC - está completamente alejado de la simulación, que resulta perfectamente operativa en base a la teoría.

Yo sabía que por algo odiaba a este bicho....

 

[indemornin]

Acá ya ocurren cosas muy raras....
Tal como dije antes, las tensiones y corrientes estáticas están muuuuy parecidas a lo que dice el manual. Cambié el 2A98 del VAS por un BC337...y mejoró muchísimo la estabilidad del bias..en menos de 10 minutos ya está en un valor completamente estable, pero la ganancia de tensión no aumentó (el BC337 tiene un hFE de 400 vs 170 del 2A98). Hay que recordar que estoy haciendo todas las pruebas a 1kHz....así que se me dió por barrer un poco en frecuencia a ver que sucedía, y resulta que si bajo la frecuencia (llegué hasta 400Hz) sigue disminuyendo la amplitud, mientras que si aumento la frecuencia (llegué hasta 22kHz) la amplitud de salida aumentó hasta 5.56Vpp versus los 3.20Vpp a 1kHz, lo que representa un aumento de la ganancia de 5dB . Evidentemente ese comportamiento en frecuencia es completamente estrafalario...

Me parece que voy a tener que revisar la plaqueta track por track a ver si hay alguna pista chueca o algo mal conectado o algun componente de los viejos que esté portándose mal, por que la verdad es que no tengo NPI que es lo que sucede...

Por supuesto que he simulado absolutamente todos los cambios que hice y este amplificador - en AC - está completamente alejado de la simulación, que resulta perfectamente operativa en base a la teoría.

Yo sabía que por algo odiaba a este bicho....

Vamos que Ud puede , el mundo en vilo !!!

 

[Dr. Zoidberg]

Dado que las simulaciones son 100% positivas en cuanto al funcionamiento, se me ocurre que el problema puede ser algun componente pinchado, y acá tengo dos de ellos potencialmente peligrosos:
1- El capacitor de salida (2500uF x 50V)
2- El que controla el ancho de banda del "restador" de entrada (C1 --> 100uF x 25v), y ese queda fuera del lazo de realimentación (en realidad es justo donde se resta la entrada y la realimentación) así que decidí simular el comportamiento de ese capacitor para bajos valores, aunque cuando lo medí me resultó de 98uF
Fíjense lo que resulta de la simulación:


La primer curva roja (la mas "interna") tiene un comportamiento bastante parecido a lo que ví cuando hice el barrido en frecuencia, aunque sugiere que la capacidad efectiva es aún menor que 1uF....estará taaaan jodid0??? Mañana o mas tarde lo voy a cambiar por uno de 100uF nuevo que creo que tengo guardado por ahí y voy a ver que ocurre....por que otra cosa no se me ocurre.

El capacitor de salida también lo simulé, y si bien hace la "campanita" del BW mucho mas angosta, no deforma la salida como con esta variación. De todas formas ese es mucho mas fácil cambiarlo, que aunque tengo uno de 2200uF x 35V, si lo pruebo sin carga no creo que se exceda la tensión máxima de aislación....o andará por ahí.

 

[Dr. Zoidberg]

Es al ped0...si uno aprende usar las herramientas y el sentido común...hay pocas cosas que se escapen
Cambié el capacitor C1 que desacopla la resistencia de emisor (ver gráfico de arriba) por que parecía palmado según las simulaciones:

y funcionó a la perfección según lo analizado vía simulación!!!!!

La tensión de entrada exacta son 336mV y la de salida...12V ==> 20 * log( 12/0.336) = 31.05 dB !!!!

Este módulo ya está OK. Ahora hay que reparar y ajustar el otro

PD: Por suerte estaba bien el capacitor de salida.
Moraleja: no usés electrolíticos que tengan 40 años de antigüedad de estar guardados.

 

[indemornin]

Es al ped0...si uno aprende usar las herramientas y el sentido común...hay pocas cosas que se escapen
Cambié el capacitor C1 que desacopla la resistencia de emisor (ver gráfico de arriba) por que parecía palmado según las simulaciones:
Ver el archivo adjunto 261061
y funcionó a la perfección según lo analizado vía simulación!!!!!
Ver el archivo adjunto 261062
La tensión de entrada exacta son 336mV y la de salida...12V ==> 20 * log( 12/0.336) = 31.05 dB !!!!

Este módulo ya está OK. Ahora hay que reparar y ajustar el otro

PD: Por suerte estaba bien el capacitor de salida.
Moraleja: no usés electrolíticos que tengan 40 años de antigüedad de estar guardados.

Que bueno!!!! Cuando en casa hacemos ese tipo de "operaciones" nos tomamos el trabajo de testear cada componente antes de armar algo, pero estás perdonado!!!!

Ah!! ya que estamos sería bueno indicar y medir al componente responsable de ese tipo de falla, osea :cuantos uf era el cap , cuantos uf tiene ahora , ESR, antiguedad , marca/modelo. ??

 

[Dr. Zoidberg]

Naaaa....ya lo había medido antes de colocarlo y me dió 98uF...pero mirá ahora:


En la foto no se vé un pomo, pero el capacitor es un Siemens axial de 100uF x 25V. La fecha de nacimiento es 04-1978 --> casi casi 43 añitos.
En el diagrama del manual Texas es el C3. La capacidad actual no puedo saberla por que la foto muestra 73uF pero bajó hasta 64uF y luego comenzó a subir y bajar oscilando entre 66 y 74uF....andá a saber que le pasa. Ahora descanza en paz en el basurero.

 

[indemornin]

Naaaa....ya lo había medido antes de colocarlo y me dió 98uF...pero mirá ahora:
Ver el archivo adjunto 261065

En la foto no se vé un pomo, pero el capacitor es un Siemens axial de 100uF x 25V. La fecha de nacimiento es 04-1978 --> casi casi 43 añitos.
En el diagrama del manual Texas es el C3. La capacidad actual no puedo saberla por que la foto muestra 73uF pero bajó hasta 64uF y luego comenzó a subir y bajar oscilando entre 66 y 74uF....andá a saber que le pasa. Ahora descanza en paz en el basurero.

Es un Siemens de los buenos...que macana, nos defraudo!!! Causa: "deterioro químico"

Esta bien, es un cap chico barato se tira y reemplaza y listo! Pero... algunos dicen que si es un cap de 40 años nuevo , Siemens que nunca se uso y despues de cuarenta y tantos años se usa , lo que conviene hacer es ponerlo durante varias horas en una fuente cc , carga y descarga , y dicen recuperarlos, valido para los grandes cap caros ! Eso hacian los viejos técnicos valvulosos , no se si sera un cuento pero lo hacian!

 

[Dr. Zoidberg]

Es un Siemens de los buenos...que macana, nos defraudo!!! Causa: "deterioro químico"

Cuando tenga un rato voy a medir el ripple de la fuente....a ver como se portan esos de 1000uF x 70V

 

[indemornin]

Cuando tenga un rato voy a medir el ripple de la fuente....a ver como se portan esos de 1000uF x 70V

Tengo aun Siemens de 5000 x 50 , y otros tantos de 2500 x 50 Siemens los Dorados, hasta con un agujero abajo y siguen andando en acoplo de salidas de audio y fuentes , los he medido y el valor lo tienen ... no se ve perdida de liquido ... y andan . Los compare con unos nuevos y no hay diferencia , supongo que si se usan periódicamente duran mas que estando en reposo, y de ahí otro cuento que dicen que hay que guardarlos cargados para que no haya deterioro químico de las placas , va eso lo tengo en cuenta con caps grandes , los chiquitos los tiro....

 

[Dr. Zoidberg]

Esta bien, es un cap chico barato se tira y reemplaza y listo! Pero... algunos dicen que si es un cap de 40 años nuevo , Siemens que nunca se uso y despues de cuarenta y tantos años se usa , lo que conviene hacer es ponerlo durante varias horas en una fuente cc , carga y descarga , y dicen recuperarlos, valido para los grandes cap caros ! Eso hacian los viejos técnicos valvulosos , no se si sera un cuento pero lo hacian!

Si, yo también he oído eso de "regenerar" los electrolíticos, pero no tengo idea como se hace y mucha menos idea si sirve para algo....aunque tal vez sea util para filtros pero me resulta muy dudoso para este caso de trabajo con CA...

Voy a repasar el artículo de Bateman a ver que dice al respecto...

Si, yo también he oído eso de "regenerar" los electrolíticos, pero no tengo idea como se hace y mucha menos idea si sirve para algo....aunque tal vez sea util para filtros pero me resulta muy dudoso para este caso de trabajo con CA...

Bue....acá hay algo, aunque lo tomaría con "pinzas":

Electrolytic Capacitor Repair

If you’ve ever worked on old gear, you probably know that electrolytic capacitors are prone to failure. [Dexter] undertook a repair of some four-decade-old capacitors in a power supply. He di…

hackaday.com

y acá algo "mas detallado"...

Reforming Electrolytic Capacitors

Here, you will find articles and information covering British, European and American vintage radios, with a bias to the 1930's and Art Deco. Valve and tube Radio Kits, Transmitters, Receivers and Hobby Kits for Radio enthusiasts.

www.6v6.co.uk

aunque por ahí dice:

The process of reforming an old aluminum electrolytic capacitor consists of the application of rated voltage, through a resistor, for a period equal to five minutes plus one minute per month of storage.

Psssss.....me voy a poner mas viejo de lo que soy si lo espero.... 5 + 43 x 12 = 521 minutos ==> 8h 45min

 

[indemornin]

Se los debía.
Los esquemas son gentileza de Siemens, RCA Victor y Fapesa, valvulares y transistorizados.

Nota del Moderador:
Archivos subidos al Foro.
Descargar todas las partes para poder descomprimir el contenido.

 

[ccolonna]

Se descargó 10 puntos. Muchas Gracias.

 

[Dr. Zoidberg]

Recién termino de "arreglar" el otro módulo y por supuesto que le hice los mismos cambios que al primero. Aún no lo pruebo con AC, pero las polarizaciones estáticas son casi idénticas al otro módulo. Le he ajustado la corriente de reposo (sobre las resistencias de emisor, no lo que pide Texas solo para el TIP36) en alrededor de 50mA. Digo "alrededor" por que hoy se complica un poco lograr un valor 100% estable ya que hay variación de la tensión de línea y eso influye en la alimentación y en bias....así es este diseño sin fuente de corriente en el VAS y solo con el bootstrap. De todas formas las variaciones son pequeñas... del orden de los 2mA máximo y así quedará.

Vuelvo a repetir que es impresionante como calienta el VAS, aún con el disipador 41862 + la artesanía que tuve que hacer para que ajustara bien al transistor. El disipador está MUY caliente...calculo que más de 50ºC en reposo por que solo puedo apoyar el dedo por menos de 5 segundos. En el otro amplificador también calentaba pero "creo" que no tanto como en este otro...aunque hoy tengo 60.5V de alimentación y en el otro trabajé con 57.5 o 58V por eso ahora este disipa casi 330mW.

Le pregunto a @ccolonna : vos notaste esa elevación de temperatura en el VAS cuando ajustaste tu amplificador??? Para mí es totalmente coherente con la potencia disipada por ese transistor pero nunca escuché que calentara

PD: Ahora tengo 58.7Vdc de alimentación y bajó muuuucho la temperatura del VAS...

Edito:
Este módulo funciona OK: no tiene oscilaciones parásitas y las respuesta en frecuencia es "normal" como se supone que debería.
Pero no puede faltar algo raro: al generador de funciones, en vacío, me dá una señal senoidal de 340mV, pero cuando la conecto al amplificador la senoide toma una forma "rara"....pero la salida del amplificador es completamente senoidal aunque la ganancia es un poco mas baja, de 30.7dB
Esta vez voy a revisar las soldaduras...

Edito de nuevo:
Ya está...era la soldadura de terminal de masa de la entrada. Ahora si está perfecto e igual al otro canal.
Amplificadores listos...vamos ahora con los pre

 

[ccolonna]

Siempre mantuve la corriente de reposo muy baja, el mínimo para que la distorsión no fuera audible y notable...
hice eso mismo con los 2 diodos que tiene ahora para el BIAS, se escucha bien y está estable...
Siempre en estas condiciones y habiendoló cambiado por un BC337 en forma temprana y disipador pequeño, la temperatura no fue nunca preocupante... en todos los diseños que espíe de los Audinac y otros...llevaba disipador. Las 2 hojitas que me trajo Plaquetodo lo pedía también...aunque con errores (q2 y q3 ? ) y sin especificar.

En mi caso, con pocos instrumentos y un conocimiento limitado...cualquier intento de llevar la corriente de reposo a los valores sugeridos terminaba quemando.

Estoy anotando los cambios mas notables y cuando termine quizás vaya por un paso mas de confiabilidad
Hasta ahora anoté C3 a 100uf , bajar los capacitores de Q4 y Q5 a 100pF (están en 470pF) y poner los resistores de 10 Ohms.
Ahora que tengo el osciloscopio puedo medir mejor muchas de estas cosas.

El haber dejado el voltaje en 54 volts contra los 62 volts que he medido para mi ayuda mucho...

Pero algo raro hay...como decís...por que nunca anduvo el sistema de protección ??? Hasta yo me di cuenta que calentaba la salida un montón...no puede ser que publiquen esa parte para que pasé eso....

No creo con esto poder ayudarte mucho, espero algo de esto te sirva.

 

[Dr. Zoidberg]

Acá voy a dejar el esquema final que yo armé para estabilizar el ampli. Hay cambios de algunos valores pero no están en este esquema para no hacer lío, así que les voy a dejar también las simulaciones de Simetrix (ahí está todo) por que me permitieron ajustar el amplificador a las especificaciones y me orientaron para ir derecho a las fallas que yo había cometido.
Espero que les sea de utilidad

PD: yo no lo probé, pero es casi seguro que el capacitor Miller del driver puede bajarse de 100pF, lo que es bueno para conservar la respuesta en alta frecuencia. Yo no lo pude estimar por que en el modelo simulado no aparecían las oscilaciones parásitas y automatizar un barrido con el generador de funciones era un despelote de sacar y poner capacitores al boleo...

Les dejo algunas recomendaciones:
1- Traten de no pasarlo de los 58Vcc de alimentación, por que si bien los transistores no corren riesgo el problema es el VAS que "se hirve!!!".
2- Asegurense de fijar bien el transistor del xVbe al disipador de los de potencia USANDO el disipador 41862 y no como yo hice, ya que ese disipador ayuda a que el xVbe no siga tan de cerca la evolución térmica de la etapa de salida (seeee....es una trampita inesperada). En mi caso hay algo de sobrecompensación de la corriente de reposo tal como podía esperarse, pero para zafar un poco ajusté mas alto la corriente estática....algo de 45mA en los transistores de potencia que son 50mA sobre las resistencias. En esas condiciones y con el disipador que yo usé a mas o menos 48ºC la corriente de reposo sobre las resistencias había bajado a 39mA....si lo mantienen mas frío mejora....
3- No hay problema de cablear los transistores de potencia, pero los cables deben ser CORTOS!!!!...no más de 4cm en lo posible.
4- El ajuste del preset del bias es un verdadero parto, así que sean muy calmos para moverlo y no lo giren a lo loco por que van a palmar la etapa de salida.

Pero algo raro hay...como decís...por que nunca anduvo el sistema de protección ??? Hasta yo me di cuenta que calentaba la salida un montón...no puede ser que publiquen esa parte para que pasé eso....

No sé por qué...yo directamente lo quité por que me interesan mas los parlantes que los transistores de potencia, y al estar acoplado por capacitor es casi imposible que este amplificador pueda dañar un parlante si falla un transistor.

 

[switchxxi]

No sé por qué...yo directamente lo quité por que me interesan mas los parlantes que los transistores de potencia, y al estar acoplado por capacitor es casi imposible que este amplificador pueda dañar un parlante si falla un transistor.

A menos que el capacitor tenga fugas, y se ponga en corto, y de paso corte la pista de tierra que va al parlante y lo conecte al riel negativo y haga conducir siempre al transistor del riel positivo.

Fuera de broma, la verdad que es admirable el trabajo que llevaban estos bichitos y como algunos estaban mejor construidos que algunos amplificadores integrados actuales.

Con esos equipos o aprendías o aprendías. Incluso yo he aprendido una o dos cosas y eso que ni siquiera he metido mano en este proyecto. La mas importante es que el Dr. ya se debe conocer el nombre de las madres de varios fabricantes de componentes electrónicos.

Como muchos otros, sigo expectante esta novela, por el mismo canal, a cualquier hora.

 

[Dr. Zoidberg]

Fuera de broma, la verdad que es admirable el trabajo que llevaban estos bichitos y como algunos estaban mejor construidos que algunos amplificadores integrados actuales.

No es taaaaan así. Los actuales, básicamente, son amplificadores operacionales de potencia y por eso son mucho mas controlables y modelables que estos otros "viejos" realimentados en corriente.
Si te fijas bien, la realimentación del VAS no solo contempla el efecto Miller sino que tambien se usa para ajustar la respuesta en alta frecuencia y eso complica el cumpla con las normas "actuales" de alta fidelidad.
Este esquema de Texas está lejos de ser lo mejor de la época, pero dado el avance en electrónica y parlantes de ese entonces, es algo de funcionamiento "aceptable".... que yo no hubiera armado de no ser una deuda pendiente de 40 años atrás.
Como comenté antes, estos dos engendros que he logrado que trabajen (a los 57 años) son muy inferiores a un PCB del ampli de 8 canales, y ocupan el cuádruple de espacio ...lo que no es algo bueno.
Para mí esto no es mas que una diversión auto-heredada, y si bien siempre se aprende algo, en este caso es mas lo que apliqué que lo que aprendí, pero al menos me quedó claro que era imposible que lo dejara operativo a mis 17 años de edad.....

 

[sebsjata]

Asegurense de fijar bien el transistor del xVbe al disipador de los de potencia

@Dr. Zoidberg , en la configuración sziklai el transistor xVbe debe de estar censando la temperatura de los drivers, de los finales no, ahora si tienes sobre compensación debes de reducir Tempco, D.self habla de eso y en la web también

el de la izquierda lo reduce y el de la derecha lo aumenta.