Quad Amplifier 4

O Sr.Keith Snook pelo menos nos últimos quarenta anos esteve se especializando em QUAD e nos brinda com uma serie de observações e modificações das quais transcrevemos alguns detalhes.

HT3 tensão negativa obtida por dois diodos retificadores a partir do transformador do QUAD II (veja em IIIC).

R14 = valor para conseguir entre 40 e 60 V de polarização negativa. Valor exato será experimental para conseguir o ponto do inicio de corte de V2 quando operando em máximo sinal..

Atenção! A polarização negativa das grades das KT88 devem ficar em -75V! – Sob risco de queima do transformador de saída original.

O Transformador de Saída do Quad II Keith Snook nos traz seu estudo sobre o transformador de saida utilizados nos primitivos Quad e Quad II: Muitas reclamações dos entusiastas do “faça você mesmo” são a respeito do desequilíbrio das resistências dos enrolamentos do transformador. — Dizem não ser balanceado. — Este fato ocorre porque os enrolamentos têm absolutamente o mesmo numero de voltas e bobinas externas possuem maior comprimento que as bobinas internas, daí a variação das resistências. Mostramos aqui resistências típicas medidas a 20°C. — A temperaturas mais altas a resistência será maior.
	O diagrama de enrolamento do transformador de saída do amplificador QUAD II foi determinado por desmonte realizado por mim mesmo tendo como base informações coletadas com pessoal experiente no assunto. Aceitamos ainda novas experiências. O primeiro enrolamento {mais próximo ao núcleo} L1 e todos as demais de seções de número impar constituem o primário e e são formadas por (6X) 477 voltas de fio de cobre esmaltado 34 SWG {0.2mm} em 3 camadas de 159 voltas — Entre cada camada são interpostas 2 capas de papel oleado de 0.05mm — O enrolamento terciário L7a e L7b é constituídos por uma única camada de 159 espiras de fio 34SWG que fornece 1/9 de realimentação negativa ao catodo. Os enrolamentos de numero par formam o secundário e cada camada tem 51 voltas de fio 22 SWG {0.65mm} separados dos enrolamentos adjacentes {impares} por 2 camadas de papel oleado de 0.16mm em cada lado — A última camada L14 é finalmente enrolada com algumas camadas de mesmo papel oleado de 0.16mm. E R? é um pequeno resistor de fio de ~0.36Ω que pode ser visto na figura ao lado. Sua função é prevenir a instabilidade através do amortecimento do Q de L2 que possui a mais baixa resistência — A estabilidade com realimentação é assegurada pelo fato de um terço da saída dos 8 Ω e metade dos 15 Ω estão fora do bobinado de acoplamento cerrado assim um curto circuito ou uma alta capacitância não poderão anular a realimentação. Diferentemente de muitos transformadores modernos, estes são enrolados de maneira limpa e justa com cada uma das camadas planas e isoladas de suas demais adjacentes.
Apesar das resistências dos enrolamentos serem diferentes, as relações de espiras são balanceadas — Isto pode ser testado em equipamentos apropriados — As resistências aproximadas e as relações do transformador de saída sem carga padronizados em 100V rms a 100Hz lidos em cada um dos terminais são: Primario V4 — 115Ω to 120Ω — X-Y = 100V Primario V3 — 170Ω to 180Ω — Y-Z = 100V Catodo V4— 16.8Ω to 16.9Ω — U-V = 11V Catodo V3 — 16.5Ω to 16.6Ω — V-W =11V Saída — 0.55Ω to 0.61Ω — P-Q = 7.15V Saída — 0.55Ω to 0.61Ω — Q-S = 3.58V Saída — 0.43Ω to 0.47Ω — R-T = 3.58V

Existem comentários na internet sobre QUAD possuir alguns transformadores "experimentais" em seus modelos iniciais do QUAD II — Estas variantes correspondem a produtos especiais para radio transmissões e instalações profissionais que perfazem especificações No 1010 ou melhores.

Versões primitivas dos QUAD II anteriores ao nº 3787 tinham transformadores marcados como ABCDEFGHIJ a impedância de saída era cambiada por um pino móvel que se conectava no terminal D para 15Ω ou C para 7Ω — Estes transformadores foram substituídos pelos novos da versão 1003A onde J=Z I=Y H=X G=W F=V E=U A=P B=Q e Saída =T — Note as mudanças no circuito: R2 e R3 foram para 680KΩ e R4 para 1kΩ veja schematic 11175 iss.1

Observamos a utilização de um transformador não padronizado pela presença de um fio adicional na base junto á saída Q esta é a realimentação que deve ser normalmente conectada em Q — As variantes "100V line Public address" ou "modulator drive" não possuem conexão entre P e Q possuindo maiores resistências no enrolamentos Q—S e R—T na região dos 20Ω a 30Ω. Por favor, NÂO ligue estes transformadores diretamente aos alto-falantes.

Para finalizar este segmento vamos apresentar um projeto da GEC (General Electric Company Ltd.) de Londres publicado em abril de 1957 e emendado em nova publicação de abril de 1958. É baseado na topologia do QUAD, mas com princípios bem diversos. Na verdade até de certa forma a antítese de seu irmão inglês.

O projeto da GEC partiu de um estudo anterior sobre o uso de transformadores de todas as épocas no amplificador Williamson, e partindo das perdas em indutância em cada um destes, medindo o desempenho, a resposta de freqüência e pontos de instabilidade no espectro de freqüências.

Transformadores de áudio não nasceram com núcleos laminados de ferro silício de grão orientado. Estes eram inicialmente de ferro níquel. As ligas de silício começaram a ser empregadas em 1919, mas só foram largamente comercializados a partir de 1947-48, sendo o grão orientado utilizado apenas a partir de 1951.

Nos primórdios do rádio os transformadores de saída eram produzidos em ferro níquel carbono doce para fácil laminação e para evitar as perdas de Foucault - e só. As perdas de indutância eram bem maiores que os atuais e conseqüentemente havia perda nas baixas e altas freqüências de aúdio. Este tipo de ferro, por problemas de custo, com muito menos níquel que antes, continua em uso hoje nos transformadores de força comuns que são otimizados para apenas uma só freqüência, a da rede elétrica.

Veio então a idéia de utilizar ferro comum para o emprego em transformadores de saída, para que obtivéssemos resultados que pudessem rivalizar com os transformadores complexos e alto custo.

A resposta veio na forma de conectá-lo. A saída em seguidor de catodo não proporciona ganho, na verdade dá até uma perda de 10% de sinal útil, mas além da baixa distorção inerente à configuração, outras vantagens estão presentes:

Primeira: Baixa impedância de saída. Neste caso, a impedância de casamento, corresponde ao inverso da transcondutância da válvula empregada.

Segunda: A semelhança ao triodo –Favorece a natural diminuição da distorção e as perdas de indutância naturais de um transformador.

Quarta: Facilita a isolação elétrica entre as camadas do enrolamento devido às baixas tensões entre primários e secundários.

Conseguimos assim tudo que procuramos num transformador de alta qualidade sem necessidade de recorrermos a complexos recursos ou custos elevados de produção.

O transformador de saída além de não requerer ferro especial, pode ser enrolado em ferros menores, economizando marginalmente o custo. Os enrolamentos também não requerem cuidados especiais de distribuição sendo simples camadas diretamente enroladas em seções únicas, pois também a perda por capacitâncias é desprezível em função das baixas impedâncias de fonte. Para este projeto, visando o melhor em resposta, sugerimos o uso de ferro silício que não precisa ser de grão orientado.

O circuito empregado apesar de ter uma topografia semelhante aos QUAD existem muitas peculiaridades que deste difere. O sistema de saída é evidente. Eis que o amplificador da GEC é alimentado por 500V, uma tensão de anodo que é além da do permitido pelo manual de válvulas para as KT66; as mesmas porém são auto polarizadas em -45V o que limita a corrente de anodo em apenas 70-80ma por par de válvulas. A perda de sinal na etapa de saída catódica é compensada por uma forma não ortodoxa, -O emprego de pentodos de potência como pré-amplificadores, com alta tensão de alimentação (425V) e grande queda de tensão nos resistores de carga. A configuração apresentada fornece 160V pico-a-pico nas grades das KT66 com apenas 1.0V de sinal de entrada.

Outra peculiaridade deste circuito é que podemos obter 30W de saída de áudio com total independência das válvulas de saída empregadas Assim um par de KT66 curiosamente fornecerá a mesma saída de um par de KT88. Este fenômeno se deve à topologia utilizada. Conforme vimos acima, a impedância sentida no catodo será igual ao inverso da transcondutância das válvulas (1/gm), portanto teremos Z=330 Ohms entre catodos (Rkk) para as KT66, mas a impedância ótima do transformador é a mesma que se fosse aplicada em anodo pois as características das válvulas não cambiam com a configuração, o mesmo acontecendo com as KT88.

Aqui uma especial atenção para Rk, o resistor de catodo (See text). O valor total para cada válvula deve ser de aproximadamente 1200 Ohms, Considerando-se válvulas em paralelo e a configuração da metade do primário servindo de carga para (Rk + ½ P) , assim Rk será de aproximadamente 580 Ohms para as duas KT66 pois cada metade do transformador P1 ou P2 terá aproximadamente Rt=120 Ohms segundo a sugestão proposta no artigo. Da mesma forma, será o valor da resistência Rk para as KT88. Observe que este resistor não deve ser posto em paralelo com um capacitor pois aí esta o equilíbrio dinâmico da etapa de saída.

A parte da voltagem elevada da fonte de alimentação nada há de extraordinário. Capacitores em série com respectivos resistores divisores são adotados para fazer frente à voltagem elevada. O transformador de força é projetado para 250ma com 425V na alta. Não há componentes especiais. A fonte apresentada é apta para alimentar dois dos amplificadores apresentados.

No amplificador apresentado temos um sistema de realimentação negativa equilibrada da ordem dos 12 a 14 dB que é injetada nos catodos das N709/EL84, aplicados diretamente a partir dos catodos das KT66, o que proporciona uma distorção muito baixa. A mesma configuração é encontrada nos “twin coupled amplifiers” e nos Mc Intosh. Veja: http://www.novacon.com.br/audionon4.htm. O amplificador descrito sem realimentação tem apenas 2% de distorção a plena potência. O que é totalmente aceitável. Se V. quiser um som “Vintage” pode eliminar por completo a realimentação negativa e em seu lugar colocar um simpls resistor de equilíbrio entre os catodos das N709/EL84. Isto aumenta a sensibilidade e simplifica a sua construção.

O transformador de saída é de construção simplíssima: usa-se o ferro EI-0127/127 medidas: 97x80mm: empilhamento de 50mm. Sem gap (especificação original Stalloy nº4)

Stalloy = Liga ferro silício desenvolvida em 1919 para uso em transformadores de telefonia.

E uma bobina dividida ao meio para garantirmos simetria absoluta nas duas metades do push pull. As especificações de enrolamento estão abaixo. Apenas quatro enrolamentos como demonstra a figura acima.

A outra peculiaridade é que S1 e P2 terão o enrolamento num sentido enquanto S2e P1 terão as espiras enroladas no sentido inverso. Esta peculiaridade facilita a colocação em fase dos enrolamentos P1/P2 e S1/S2 na hora de ligá-los em série.

Pequeno Estéreo com controle diferencial de timbre por realimentação negativa.