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segunda-feira, 26 de agosto de 2013

USANDO VÁLVULAS COMPACTRON PARA AMPLIFICADORES


Há algum tempo eu consegui algumas válvulas do tipo Compactron, criadas pela GE. Elas foram as últimas desenvolvidas antes dos transistores dominarem os circuitos eletrônicos. Eu ganhei umas 12AL11 do Ricardo (Kem) e juntos compramos mais algumas 6AS11 e 6AF11 de um vendedor nos EUA. Essas válvulas Compactron tem 12 pinos e precisam de um soquete diferente dos normais usados nas válvulas mais comuns (com soquete noval e octal). Os soquetes foram adquiridos junto à Altana Tubes do Eduardo, loja especializada em válvulas e componentes acessórios.

Vou falar um pouco dessas Compactron. A 12AL11 é constituída por 2 pentodos dentro de um invólucro só e pode ser usada para fazer um amplificador de áudio de baixa potência (pela datasheet, até 4,2W de saída) e tem um projeto do engenheiro italiano Ciotto usando uma compactron 6AL11 que se diferencia somente pela tensão dos filamentos (6,3V contra 12,6V da minha).

Já as 6AS11 e 6AF11 são semelhantes e cada uma tem dois triodos e um pentodo de potência. Resolvi brincar com elas primeiro porque tenho delas em maior número. Para isso primeiro precisava construir uma infraestrutura mínima pra poder fazer uns experimentos. Então fiz uma placa de circuito impresso para soldar o soquete de 12 pinos. Vejam como ficou a plaquinha para o soquete e os bornes KRE para fazer as conexões. O desenho na placa foi traçado a mão mesmo (mais régua e gabarito de furos), com caneta de circuito impresso, apenas marcando os pontos das ilhas com punção.

A plaquinha tem 5x5 cm e o soquete coube junto com 4 bornes KRE de 3 posições, totalizando assim o acesso aos 12 pinos das válvulas.

Como não tinha idéia de um circuito completo do amplificador, não desenhei um layout para o circuito inteiro e resolvi montá-lo em placa de matriz de contatos (protoboard). Como não dá pra trabalhar com essas matrizes com uma tensão muito alta, resolvi adotar uma tensão razoavelmente baixa, menor do que 200Vdc e assim poder usar outro circuito que havia montado um tempo atrás: um comversor DC-DC elevador de tensão:
Esse conversor está sendo testado junto com mais alguns amigos do Handmades (Plautz, Eduardo e Kem) e inicialmente ele é voltado pra ser usado em unidade pré amplificadoras com válvulas, onde se precisa de alta tensão com baixa corrente. Futuramente o Plautz vai publicar um documento completo sobre esse conversor no site do Handmades. Bom, por hora informo que esse conversor consegue elevar uma tensão de 12Vdc de uma fonte comum ou chaveada para 190V @ 25mA de corrente fornecida (potência de quase 5W). O componente principal é um MC34063 que é bem conhecido, barato e facilmente encontrável. A plaquinha tem 5x5 cm e eu fiz com pinos para poder ser usada na protoboard. A tensão de saída é programável através de um resistor externo à placa do conversor.
A curiosidade nossa era saber se esse conversor poderia alimentar um pequeno amplificador de potência e se ele aguentaria a carga.  Pra não deixar o conversor no limite eu programei o conversor para 180Vdc e um pouco mais de 25mA de capacidade de corrente.  Isso não deveria causar problemas para uma montagem em matriz de contatos. Bastaria ter uma fonte de 12V para o conversor e outra de 6V para os filamentos.

Era hora de pensar no circuito do amplificador. O principal componente de um amplificador de potência valvulado é o transformador de saída. Como a potência não poderia ser exagerada e queria usar somente uma unidade compactron, a topologia de saída deveria ser single ended. Eu tinha enrolado um pequeno transformador de saída push-pull de 10k de impedância de primário e 8 ohms de secundário. Resolvi aproveitar esse mesmo e usar o center tap para ligar na grade de screen do pentodo e fazer um circuito ultra linear a 50%.  Só tive que desmontar o núcleo, que estava com as chapas E e I intercaladas e recolocá-las de volta, só que agrupadas de um lado somente as Es e de outro as Is.
Pegando um gráfico de curvas do pentodo da 6AS11, tracei a reta de carga para uma carga de 10k e tensão de alimentação de 180Vdc.
Com base nos cálculos, acho que poderia obter até 1 W de saída, considerando as perdas.
Para fazer o pentodo trabalhar nessa potência, o resistor de catodo (auto-polarização) deveria ser aproximadamente 180 ohms. Apesar de que as curvas para ultra linear são diferentes das curvas para pentodos, o gráfico ajuda a ter uma idéia dos valores a serem usados. Além disso, depois eu aumentei a tensão da grade de screen, de forma que a potência obtida deveria ser um pouco maior do que a calculada.

Para os triodos, resolvi usar apenas um, para não saturar o sinal e criar uma grande distorção do som. Como não tinha os gráficos das curvas dos triodos, foi meio que na base das informações de aplicações da datasheet e trocando os componentes pra obter um bom resultado. Usei a unidade de triodo 1 que tem maior mu. No fim o circuito montado ficou assim (modo gambiarra máximo):
A montagem com o conversor em pé na protoboard, um potenciômetro de volume com sinal vindo do Diskman, o transformadorzinho de saída ao fundo e a placa principal em primeiro plano. (obs. essa é uma versão com os componentes mais organizados na protoboard - a do vídeo que vem mais abaixo tava mais bagunçada)
A 6AS11 acesa e funcionando.

Liguei as fontes e medi as tensões de alimentação. Deu um pouco mais de 190V. Medi a tensão no resistor de catodo de 180 ohms e deu 4V e alguma coisa, o que significa que tem um consumo de 23mA (corrente de catodo = corrente de placa + corrente de screen) e assim o conversor estava aguentando o amplificadorzinho (no triodo a corrente é muito pouca).  Ligado com uma caixinha de PC da Soundblaster passiva de 8 ohms coloquei o diskman pra tocar. Vejam o vídeo, até que o som não ficou ruim.



Esse vídeo foi gravado antes de eu aumentar a tensão na grade de screen. Depois de aumentá-la eu consegui um volume mais alto. 
O esquema elétrico ficou assim:









Um comentário:

Anônimo disse...

Cara, parabéns pelo projeto.. Vou te dizer uma coisa... no início dos anos 80 ainda haviam TVs (quase sempre GE) que entravam pra serem consertadas e usavam estas válvulas... ERAM UM TERROR!!! kkkk essas válvulas compactron davam muito problema e a montagem ruim do chassis destes televisores acabavam por dificultar muuuuito a vida dos técnicos!! A maioria do pessoal recusava estas GE para encarar! Meu testador de válulas EICO tem o soquete para testá-las! Legal a lembrança...