QUAD II Classic Integrated
II
O TRANSFORMADOR QUAD II ORIGINAL
Conjunto Acoustical
Amplificador QA12 com pré-amplificador QA12/P e sintonizador de rádio freqüência sintonizada e banda larga HR1.
O amplificador QA12 foi o primeiro equipamento a vir com transformador com realimentação de catodo no estágio de saída. (1946)
Nostalgia de um tempo:
Nesta época foi lançada a Concert Labirinth que perfazia o primeiro conjunto de alta qualidade da Acoustical.
Gabinete Concert Labyrinth e esquema de montagem.
Segundo Keith Snook, Menno Van der Veen, Claus Biryth, Morgan Jones, John Atkinson e Johan Potgieter, que estudaram o intrigante transformador do Quad II, venho aqui transferir um resumo do conhecimento que eles nos transmitiram em função de suas experiências. Eis que a base em todos eles é a mesma, porém cada um deles encontrou uma peculiaridade que venho a repassá-las.
Logo abaixo temos duas vistas do transformador tradicional.
Conexões do transformador
Na figura acima diagrama esquemático e ligações no fundo do transformdor.
Descrição Geral
Este é o famoso Quad II. Um projeto bem realizado e muitos continuam em uso com mais de trinta anos.
Ao observarmos o circuito pela primeira vez este parece um pouco confusa, mas a observação mais detalhada revela sua extrema simplicidade.
Temos uma EF86 no estágio de entrada enviando diretamente o sinal para uma das KT66 que complementam o estágio de saída. Um sistema simétrico excita a parte inferior do sistema PP. O sinal da EF86 inferior é obtido a partir de um divisor resistivo que se encontra na grade de sinal da KT66 superior. Este divisor é composto por dois resistores: um de 680 kW e um de 2.7 kW. Este procedimento proporciona a desejada inversão de fase, injetando nas grades das KT66 um sinal com cerca de 80 V pico a pico. Este estágio que combina amplificação com inversão de fase e excitação às válvulas de saída com realimentação global integrada proporciona melhor linearidade final que o inversor Schimidt empregado nos Mullard e LEAK, apesar de um ganho mais reduzido. A estabilidade do sistema é o ponto alto do circuito que na prática não oscila em qualquer nível de sinal.
O circuito utilizado neste estágio do QUAD chama-se de “inversor parafase”. Nele, sem realimentação entre as duas válvulas, as duas metades da onda musical não são exatamente as mesmas. Porém com a técnica de injeção da realimentação positiva e negativa em idênticas proporções equilibra exatamente os dois lados da onda inexistindo distorção comensurável.
Repetimos o diagrama original do Quad para melhor observação. A seguir daremos algumas observações conjuntas de Claus Biryth e Morgan Jones:
Ao observarmos o divisor de tensão composto pelos resistores de 680 kW e de 2.7 kW, pressupomos que o ganho da primeira EF86 será de 680:2,7 » ou seja: 250.
A verdade é que o ganho é bem inferior a este valor, mas continuemos a análise do circuito:
As duas EF86 estão em montagem absolutamente simétricas salvo pelo detalhe no sinal de excitação. Ambas possuem os catodos interligados e as grades auxiliares montadas em unipotencial. Ao serem excitadas por um sinal simétrico, as duas válvulas se interagem mutuamente auto equilibrando o sinal de saída que será o mais simétrico possível.
Observando com mais atenção veremos que nos catodos das EF86 é injetada a realimentação negativa global oriunda do secundário do transformador de saída. Aí ocorre algo inusitado: A EF86 superior recebe a realimentação negativa global, mas a EF86 inferior recebe realimentação positiva! Ajustando automaticamente o ganho do impulsor e a simetria dinâmica do sinal das duas EF86.
Neste mesmo ponto as válvulas KT66 também recebem realimentação através de suas grades de sinal. A KT66 superior recebe realimentação positiva enquanto a KT66 inferior recebe realimentação negativa.
Em si o sistema está equilibrado e não corre risco de oscilações, mas o fato do sinal superior passar por uma válvula a menos e um capacitor a menos que o sinal inferior causa um pequeno senão, o desvio de fase interno, o que limita a resposta do amplificador aos 43.000 ciclos. Nada mal para um HI-Fi.
Sem dúvida nenhuma a qualidade de um amplificador é regida pela qualidade do transformador de saída. Aqui temos um caso muito especial. Um transformador construído especialmente para este amplificador. Além de uma construção especialíssima em que até o ferro foi concebido para o equipamento com dimensões únicas, temos um sistema de realimentação direta as catodos da etapa de saída, Esta com realimentação é diretamente aplicada onde se forma a maior distorção num amplificador. Este é um transformador de carga dividida onde a carga é dividida entre o circuito de placa e catodo – Na verdade, um caso particular de Ultra Linear.
A aplicação desta forma descrita causa nas válvulas de saída duas formas de realimentações a de sinal (tensão) propriamente dita, e a de degeneração (corrente) devido a sua própria natureza, que ao acompanhar o sinal de entrada na grade da válvula de saída na mesma polaridade, reduz fortemente o ganho do estágio.
Apesar de aparentemente a realimentação negativa de corrente aumentar a resistência interna da etapa de saída, ocorre exatamente o contrário em função da forma do enrolamento do transformador e o acoplamento cerrado entre espiras. Desta forma se a voltagem de saída diminui devido à carga externa, a voltagem de realimentação nas bobinas do catodo também diminui, facilitando a restauração do sinal de saída.
Poderemos entender, ao aplicar um curto circuito na etapa de saída junto a carga do falante. Nestas condições a tensão na carga externa será zero, como também será zero a tensão aplicada nos catodos da KT66 e também teremos zero entre os terminais de placa.
O primário deste transformador é equivalente a 3K entre anodo a anodo. Isto causa uma redução do terceiro harmônico (o segundo é cancelado pelo PP)
Este esquema de realimentação local é uma idéia brilhante mas exige alta tensão de excitação no estágio final. A relação entre as espiras anodo–catodo é aproximadamente 10:1. (9.373:1) segundo Morgan Jones.
Neste circuito v. não pode mudar a relação 680:2,7 nem a relação de realimentação global sob pena de introduzir distorção generalizada.
Neste período, marcados pelos: Ultra Linear de Blumlein (1937) passando pelo o Ultra Linear de Keroes, (1951) e o Ultra Linear de Hafler (1954) surgiram grandes idéias em transformadores de saída tais como o Williamsom/Partridge Super convencional, mas com resposta até 200KHz e o Mc Intosh que é o caso extremo do QUAD - 100% de realimentação negativa nos catodos e 100% de realimentação positiva em grades auxiliares, o diferencial simétrico de Bereskin, o diferencial de duplo transformador de Crowhurst, o single ended push pull de Peterson e Sinclair exemplificado no amplificador Horizon e o Circlotron da EletroVoice.
Outros tantos tentaram os amplificadores sem transformador de saída Dikie-Makowsky, Futterman, Rodrigues de Miranda, etc...
A nosso ver o transformador de saída ainda é o melhor sistema empregado. Este isola o circuito amplificador do sistema de alto falantes e torna muito mais seguro e durável qualquer circuito que o utilize.
Pontos frágeis do projeto
A polarização das válvulas de saída é realizada pelo resistor de catodo comum às duas válvulas de saída. Este resistor é de 3 Watts, mas em funcionamento ele dissipa 3.8 Watts estando sujeito a alteração de valor, vindo a causar distorção. Outro problema encontrado é que o transformador de saída, contrariamente aos Williamsom é sub dimensionado o que dá certa perda de “corpo” na resposta de graves enquanto trabalha sobre aquecido e se em alto volume até um pouco saturado, provocando distorções na saída. Este detalhe já foi abordado em capitulo anterior quando não recomendamos a troca das válvulas de saída por outras de tipo diferente tais como as KT88 ou 6550 o que pode causar a queima imediata deste transformador.
A parte amplificadora de potência apesar de dar uma excelente qualidade sonora nos níveis convencionais de audição é um tanto “dura” necessitando de 1.4V de sinal para plena potência de saída. Na verdade isto não é mau, pois o pré-amplificador dedicado compensa esta situação devido ao maior ganho proposital. Esta “dureza”, no entanto é vantajosa uma vez que o mesmo produz menos ruído de fundo e é menos sensível à captação de zumbidos devido à instalações deficientes dos cabos de ligação.
A fonte de alimentação é convencional. Pressupondo-se que as KT66 sejam equilibradas, o que torna-se uma necessidade, há uma dispensa de filtragem esmerada na fonte de alimentação, o que não acontece com os estágios anteriores e a grade auxiliar das KT66 que exigem boa estabilidade para minimizar a distorção e melhorar o rendimento do estágio, que trabalhando em estrita classe “A” e voltagem reduzida, rendem apenas 12 a 15 W de áudio.
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O Transformador QUAD
Distribuição das bobinas segundo Johan Potgieter
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Dados sobre a construção do transformador QUAD usados nos modelos
QA12, QUAD I , QUAD II tradicional e QUAD II Monoblock
Por Keith Snook
Dimensões das ferragens
Montagem do transformador de saída na caixa.
Medidas do transformador (mm): altura 90 x largura 64 x empilhamento 25
( Modelos QA12, QUAD I)
Medidas da caixa (mm): altura 110 x largura 70 x profundidade 70
( Modelos QUAD II tradicional e QUAD II Monoblock)
Medidas do carretel original
O NOVO TRANSFORMADOR QUAD II Classic
Mudança para ferro convencional e potência aumentada para 25 W
Medidas da caixa (mm): comprimento 116 x largura 85 x profundidade 70
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QUAD
Características de respostas de freqüências
A resposta do amplificador é ligeiramente alta nos 20Hz e reduz progressivamente -1,5 dB nos 20 kHz. Estes dois pontos são valores típicos da base de projeto do transformador para alta fidelidade. O transformador de saída deve ter alta indutância, mas neste caso, a própria indutância associada com a capacitância distribuída, age como um filtro se encarregando de limitar as altas freqüências.
Desempenho da distorção em relação à potência de saída
A figura acima mostra que a distorção cresce mais rapidamente em equipamentos transistorizados do que em equipamentos à válvula. Aqui este fenômeno é minimizado pela realimentação direta nos catodos do estagio de saída. O resultado: a 0.2 Watts a distorção fica no entorno de 0.01% e sobe lentamente até o corte que começa aos 8.5 Watts para cargas de 4 Ohms e 12 Watts para cargas de 8 Ohms. Normalmente é ao contrario nos outros amplificadores, mas o QUAD não é um amplificador comum. Desta experiência concluímos na teoria e na prática que o desempenho dos QUAD melhora sensivelmente com falantes de 15/16 Ohms.
Espectro de harmônicos
Aqui outra peculiaridade incomum para um amplificador a válvulas. No espectro apenas o 2º e 3] harmônicos estão presentes com igual amplitude. ( o segundo harmônico só aparece quando há desequilíbrio entra as válvulas de saída) Todos os demais são dificilmente notados contra o ruído de fundo do equipamento. Esta característica preserva a correta transferência dos timbres dos instrumentos gravados sem qualquer coloração advinda do circuito.
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