Zapco serie Z e Studio: modifica guadagno/sensibilità

[max1974]

Considera che lavorerà sempre con la Pioneer P80, quindi penso 7 V anch'io come per lo Z150.

[Marsur]

Intervenire sull'amplificatore piuttosto che sulla sorgente per due motivi essenzialmente:
1) L'elettronica dell'amplificatore (parliamo di amplificatori vintage qui) è più semplice ed essenziale (rispetto ad una moderna sorgente) quindi è più semplice intervenire.
2) La questione è rendere compatibile il livello di sensibilità dell'amplificatore (nel caso di amplificatori vintage molto spesso molto alta e anche se regolata al minimo non in grado di accettare il livello di uscita di una sorgente "moderna"), agire dall'altro lato (ovvero abbassare il livello di uscita della sorgente) vorrebe dire perdere i benefici dovuti alla riduzione del guadagno del preamplificatore dell'amplificatore (l'aumento del rapporto s/n e riduzione della distorsione introdotti dallo stadio di preamplificazione).

In ogni caso frapporre un dispositivo di adattamento tra sorgente e amplificatore o tra dsp e amplificatore atto a ridurre il livello ci ricondurrebbe al punto 2.
Anche considerando che comunque un dsp può essere configurato con un livello di uscita a piacere, quindi anche molto basso, ricadremmo al punto 2 (niente clipping ok, ma niente miglioramenti sul fronte rapporto s/n e thd).

Agire sull'amplificatore quindi non solo per evitare la potenziale situazione di clipping ma per ottenere al contempo performance migliori dall'amplificatore stesso (che il costruttore non ha potuto raggiungere non perchè non era bravo ma perchè doveva per forza attuare un compromesso in un'epoca in cui le sorgenti fornivano livelli di uscita che erano anche 50 volte inferiori a quelli attuali...).

Chiaro.
Se posso vorrei inserire ulteriore variante: il cosiddetto "niubbo".
Il quale si pone il problema originario, cioè quello dell'adeguamento sensibilità ma non l'estensione al miglioramento di rapporto S/N e THD.
Questo perchè l'utente non ha la possibilità (per vari motivi suoi) nè di fare nè di far fare l'intervento lato ampli, e men che meno sulla sorgente (motivi di originalità, costi, garanzie, ecc.).

A questo punto, si prospetta una soluzione, quella dell'interfaccia separata.
Che, chiamarla interfaccia forse è anche eccessivo, perchè se non sbaglio basterebbe un semplice potenziometro stereo o un paio di trimmer cablati in aria.
Ma, dal momento che in abitacolo bisogna sempre fare i conti col compromesso migliore accessibile, il potenziometro doppio per chi non ha certe possibilità potrebbe voler dire comunque l'adeguamento del guadagno, sia pure non migliorando alcuni parametri di impostazione originaria.

Che però, non verrebbero nemmeno peggiorati.
E comunque mi sa che un leggero miglioramento in proporzione c'è, nel momento stesso che il voltaggio del segnale viene decrementato.
Certo non come nel caso della modifica.

[max1974]

Visto che avevo tempo, oggi ho smontato lo Z100 e mi sono studiato anche lo schema di questo.
La topologia è la stessa dello Z150. A differenza di questo non ci sono le reti resistive ma delle resistenze discrete da 1/4 W.
Questo lo schema.

In base alle considerazioni fatte per lo Z150, il guadagno dovrebbe calcolarsi secondo questa formula:

Guadagno=[1+2R71/(R57+VR2)]*(R109/R110)

Che con i valori minimo e massimo del trimmer del gain corrisponde a:

VR2 = 0 ==> G = 12,2
VR2 = 47k ==> G = 1,79


Ho anche misurato la sensibilità: con gain al massimo ottengo il clipping quando in ingresso supero i 363mV RMS. prova fatta con l'Alpine 9880.
Non posso fare la prova con gain al minimo perché l'Alpine mi va in clipping prima dell'ampli e se uso il generatore Philips, l'ampli mi va in protezione.

Però, facendo due conti, dovremmo avere:

Con guadagno al massimo (trimmer = 0) si ha Vout=0,363*12,2=4,428V

Riportando questo dato al guadagno minimo (trimmer = 47k) Vin = 4,428/1,79 = 2,47V

Etabeta, ci ho preso?

[max1974]

Altra cosa: gli operazionali doppi LM833 si trovano bene su RS, farnell, ecc.
Quelli quadrupli (LM837) sono obsoleti secondo questi distributori. Dove si possono trovare in alternativa? Ho visto su ebay degli LM837 dal regno unito a 3,53 euro:

https://www.ebay.it/itm/LM837N-Integrat ... :rk:3:pf:0


Ci sarà da fidarsi?

[Etabeta]

Visto che avevo tempo, oggi ho smontato lo Z100 e mi sono studiato anche lo schema di questo.
La topologia è la stessa dello Z150. A differenza di questo non ci sono le reti resistive ma delle resistenze discrete da 1/4 W.
Questo lo schema.

Z100.png

In base alle considerazioni fatte per lo Z150, il guadagno dovrebbe calcolarsi secondo questa formula:

Guadagno=[1+2R71/(R57+VR2)]*(R109/R110)

Che con i valori minimo e massimo del trimmer del gain corrisponde a:

VR2 = 0 ==> G = 12,2
VR2 = 47k ==> G = 1,79


Ho anche misurato la sensibilità: con gain al massimo ottengo il clipping quando in ingresso supero i 363mV RMS. prova fatta con l'Alpine 9880.
Non posso fare la prova con gain al minimo perché l'Alpine mi va in clipping prima dell'ampli e se uso il generatore Philips, l'ampli mi va in protezione.

Però, facendo due conti, dovremmo avere:

Con guadagno al massimo (trimmer = 0) si ha Vout=0,363*12,2=4,428V

Riportando questo dato al guadagno minimo (trimmer = 47k) Vin = 4,428/1,79 = 2,47V

Etabeta, ci ho preso?

Giusto riguardo il calcolo del guadagno minimo e massimo, e anche giusto riguardo il calcolo della sensibilità minima

[Etabeta]

Altra cosa: gli operazionali doppi LM833 si trovano bene su RS, farnell, ecc.
Quelli quadrupli (LM837) sono obsoleti secondo questi distributori. Dove si possono trovare in alternativa? Ho visto su ebay degli LM837 dal regno unito a 3,53 euro:

https://www.ebay.it/itm/LM837N-Integrat ... :rk:3:pf:0


Ci sarà da fidarsi?

Allora poi orientarti verso qualche altra scelta (ne avevamo discusso prima nel thread) tipo OPA4227, che però costa un pò di più,_
in ogni caso riguardo il venditore ebay littlediode vai sul sicuro, è presente da molti anni, l'ho già utilizzato per acquisti, nessun problema e prodotti originali,
non sapevo che LM837 fosse fuori produzione, in effetti gli opamp quadrupli sono quasi solo più esclusivamente prodotti in smd, è quello che chiede il mercato (c'è comunque la soluzione di utilizzare un adattatore da smd a dip).

[max1974]

E di come aggiustare la sensibilità sia dello Z50S2II sia dello Z100 che mi dici? Dove agiamo?

[Etabeta]

Intervenire sull'amplificatore piuttosto che sulla sorgente per due motivi essenzialmente:
1) L'elettronica dell'amplificatore (parliamo di amplificatori vintage qui) è più semplice ed essenziale (rispetto ad una moderna sorgente) quindi è più semplice intervenire.
2) La questione è rendere compatibile il livello di sensibilità dell'amplificatore (nel caso di amplificatori vintage molto spesso molto alta e anche se regolata al minimo non in grado di accettare il livello di uscita di una sorgente "moderna"), agire dall'altro lato (ovvero abbassare il livello di uscita della sorgente) vorrebe dire perdere i benefici dovuti alla riduzione del guadagno del preamplificatore dell'amplificatore (l'aumento del rapporto s/n e riduzione della distorsione introdotti dallo stadio di preamplificazione).

In ogni caso frapporre un dispositivo di adattamento tra sorgente e amplificatore o tra dsp e amplificatore atto a ridurre il livello ci ricondurrebbe al punto 2.
Anche considerando che comunque un dsp può essere configurato con un livello di uscita a piacere, quindi anche molto basso, ricadremmo al punto 2 (niente clipping ok, ma niente miglioramenti sul fronte rapporto s/n e thd).

Agire sull'amplificatore quindi non solo per evitare la potenziale situazione di clipping ma per ottenere al contempo performance migliori dall'amplificatore stesso (che il costruttore non ha potuto raggiungere non perchè non era bravo ma perchè doveva per forza attuare un compromesso in un'epoca in cui le sorgenti fornivano livelli di uscita che erano anche 50 volte inferiori a quelli attuali...).

Chiaro.
Se posso vorrei inserire ulteriore variante: il cosiddetto "niubbo".
Il quale si pone il problema originario, cioè quello dell'adeguamento sensibilità ma non l'estensione al miglioramento di rapporto S/N e THD.
Questo perchè l'utente non ha la possibilità (per vari motivi suoi) nè di fare nè di far fare l'intervento lato ampli, e men che meno sulla sorgente (motivi di originalità, costi, garanzie, ecc.).

A questo punto, si prospetta una soluzione, quella dell'interfaccia separata.
Che, chiamarla interfaccia forse è anche eccessivo, perchè se non sbaglio basterebbe un semplice potenziometro stereo o un paio di trimmer cablati in aria.
Ma, dal momento che in abitacolo bisogna sempre fare i conti col compromesso migliore accessibile, il potenziometro doppio per chi non ha certe possibilità potrebbe voler dire comunque l'adeguamento del guadagno, sia pure non migliorando alcuni parametri di impostazione originaria.

Che però, non verrebbero nemmeno peggiorati.
E comunque mi sa che un leggero miglioramento in proporzione c'è, nel momento stesso che il voltaggio del segnale viene decrementato.
Certo non come nel caso della modifica.

L'unica soluzione alternartiva, per limitare il livello del segnale in ingresso all'ampli, è quella appunto di un partitore resistivo, sia esso tramite un poteziometro o un partitore statico calcolando il valore delle resistenze (o ricavandole da una prova effettuata con un potenziometro o trimmer.

Personalmente però io non adotterei soluzioni di comprosesso di quel tipo, inevitabilmente ha come effetto un aumento dell'impedenza vista dall'ingresso dall'amplificatore rispetto all'uscita della sorgente e ciò non mi piace (lo so, ci sono estimatori dell'uso "preamplificatori" interamente passivi, ma non vorrei innescare discussioni qui in questo thread che invece è espressamente dedicato alla modifica del guadagno negli ampli Zapco).
Da questo punto di vista è tecnicamente più pulito semplicemente limitare il livello di volume sulla sorgente (nel senso proprio di non alzare il volume oltre un certo livello, quello del clipping appunto, tenendo anche presente che, purtroppo, alcune *sorgenti* vanno già per conto loro in clipping a volume alto).

[Etabeta]

E di come aggiustare la sensibilità sia dello Z50S2II sia dello Z100 che mi dici? Dove agiamo?

Un attimo che ho perso il filo, qui stiamo saltando un ampli all'altro... ci aggiorniamo dopo

[max1974]

Altra cosa: gli operazionali doppi LM833 si trovano bene su RS, farnell, ecc.
Quelli quadrupli (LM837) sono obsoleti secondo questi distributori. Dove si possono trovare in alternativa? Ho visto su ebay degli LM837 dal regno unito a 3,53 euro:

https://www.ebay.it/itm/LM837N-Integrat ... :rk:3:pf:0


Ci sarà da fidarsi?

Allora poi orientarti verso qualche altra scelta (ne avevamo discusso prima nel thread) tipo OPA4227, che però costa un pò di più,_
in ogni caso riguardo il venditore ebay littlediode vai sul sicuro, è presente da molti anni, l'ho già utilizzato per acquisti, nessun problema e prodotti originali,
non sapevo che LM837 fosse fuori produzione, in effetti gli opamp quadrupli sono quasi solo più esclusivamente prodotti in smd, è quello che chiede il mercato (c'è comunque la soluzione di utilizzare un adattatore da smd a dip).

In casa ho un po' di LM324 ed LM358. Può valere la pena provarli?
Premetto che non ho spulciato il datasheet.

[max1974]

E di come aggiustare la sensibilità sia dello Z50S2II sia dello Z100 che mi dici? Dove agiamo?

Un attimo che ho perso il filo, qui stiamo saltando un ampli all'altro... ci aggiorniamo dopo

Hai ragione, ho messo troppa carne al fuoco ma oggi con la giornata di pioggia ho avuto un sacco di tempo per studiarmi gli ampli.
E ora fremo per fare le modifiche

E voglio procedere quanto prima perché in macchina vivo nel silenzio!!!!

[Etabeta]

In casa ho un po' di LM324 ed LM358. Può valere la pena provarli?
Premetto che non ho spulciato il datasheet.

No, non sono opamp adatti per impiego audio (inteso come hifi) sia sotto il profilo s/n che thd, meglio sarebbe piuttosto lasciare gli originali.

[Etabeta]

Visto che avevo tempo, oggi ho smontato lo Z100 e mi sono studiato anche lo schema di questo.
La topologia è la stessa dello Z150. A differenza di questo non ci sono le reti resistive ma delle resistenze discrete da 1/4 W.

In base alle considerazioni fatte per lo Z150, il guadagno dovrebbe calcolarsi secondo questa formula:

Guadagno=[1+2R71/(R57+VR2)]*(R109/R110)

Che con i valori minimo e massimo del trimmer del gain corrisponde a:

VR2 = 0 ==> G = 12,2
VR2 = 47k ==> G = 1,79


Ho anche misurato la sensibilità: con gain al massimo ottengo il clipping quando in ingresso supero i 363mV RMS. prova fatta con l'Alpine 9880.
Non posso fare la prova con gain al minimo perché l'Alpine mi va in clipping prima dell'ampli e se uso il generatore Philips, l'ampli mi va in protezione.

Però, facendo due conti, dovremmo avere:

Con guadagno al massimo (trimmer = 0) si ha Vout=0,363*12,2=4,428V

Riportando questo dato al guadagno minimo (trimmer = 47k) Vin = 4,428/1,79 = 2,47V

Quindi per portare la sensibilità minima a 7V, rispetto a 2,47V dovremmo ridurre il guadagno di 2,83 volte ovvero da 1,79 a 0,632
Agendo sullo stadio differenziale U6A e U6B, ponendo R104=R110=R106=R111=12K
il nuovo guadagno G=0,644
per cui nuova sens. minima di 4,428/0,644=6,87V

[max1974]

Visto che avevo tempo, oggi ho smontato lo Z100 e mi sono studiato anche lo schema di questo.
La topologia è la stessa dello Z150. A differenza di questo non ci sono le reti resistive ma delle resistenze discrete da 1/4 W.

In base alle considerazioni fatte per lo Z150, il guadagno dovrebbe calcolarsi secondo questa formula:

Guadagno=[1+2R71/(R57+VR2)]*(R109/R110)

Che con i valori minimo e massimo del trimmer del gain corrisponde a:

VR2 = 0 ==> G = 12,2
VR2 = 47k ==> G = 1,79


Ho anche misurato la sensibilità: con gain al massimo ottengo il clipping quando in ingresso supero i 363mV RMS. prova fatta con l'Alpine 9880.
Non posso fare la prova con gain al minimo perché l'Alpine mi va in clipping prima dell'ampli e se uso il generatore Philips, l'ampli mi va in protezione.

Però, facendo due conti, dovremmo avere:

Con guadagno al massimo (trimmer = 0) si ha Vout=0,363*12,2=4,428V

Riportando questo dato al guadagno minimo (trimmer = 47k) Vin = 4,428/1,79 = 2,47V

Quindi per portare la sensibilità minima a 7V, rispetto a 2,47V dovremmo ridurre il guadagno di 2,83 volte ovvero da 1,79 a 0,632
Agendo sullo stadio differenziale U6A e U6B, ponendo R104=R110=R106=R111=12K
il nuovo guadagno G=0,644
per cui nuova sens. minima di 4,428/0,644=6,87V

Ottimo!

Grazie mille, oggi ci provo.

[Marsur]

L'unica soluzione alternartiva, per limitare il livello del segnale in ingresso all'ampli, è quella appunto di un partitore resistivo, sia esso tramite un poteziometro o un partitore statico calcolando il valore delle resistenze (o ricavandole da una prova effettuata con un potenziometro o trimmer.

Personalmente però io non adotterei soluzioni di comprosesso di quel tipo, inevitabilmente ha come effetto un aumento dell'impedenza vista dall'ingresso dall'amplificatore rispetto all'uscita della sorgente e ciò non mi piace (lo so, ci sono estimatori dell'uso "preamplificatori" interamente passivi, ma non vorrei innescare discussioni qui in questo thread che invece è espressamente dedicato alla modifica del guadagno negli ampli Zapco).
Da questo punto di vista è tecnicamente più pulito semplicemente limitare il livello di volume sulla sorgente (nel senso proprio di non alzare il volume oltre un certo livello, quello del clipping appunto, tenendo anche presente che, purtroppo, alcune *sorgenti* vanno già per conto loro in clipping a volume alto).

Si, il partitore esterno aumenterebbe l'impedenza vista in ingresso, ma rimarrebbe comunque da vedere di quanto, e ovviamente in merito alle sorgenti sarebbe soggettivo (e anche negli ampli).
Non mi sentirei di "scomodare" pre passivi, soprattutto nell'uso in auto, e mi sorge qualche dubbio anche nell'uso "intelligente" del controllo di volume, perchè all'utenza si sa che piace pestarci sopra.
Poi naturalmente dal punto di vista elettrico gli interventi qui spiegati sono mirati, e anche i più completi.

[max1974]

Torniamo allo Z50S2II.

Come scritto nei post precedenti, nelle due condizioni di trimmer al minimo e al massimo abbiamo i seguenti valori del guadagno:

trimmer = 0 ===> guadagno massimo: G_MAX = 29,01
trimmer = 50k ===> guadagno minimo: G_min = 2,86

Inoltre, dalle prove fatte, il valore di sensibilità massima è Sens_MAX = 198 mV.

Dal quale si ricava il valore di uscita dello stadio di ingresso: Vout = Sens_MAX * G_MAX = 0,198*29,01 = 5,74 V

Ipotizzando anche in questo caso di voler portare la sensibilità di ingresso a 7V per lavorare con sorgenti con uscita a 5V, otteniamo il nuovo valore del guadagno:

G = 5,74 / 7 = 0,82

Considerando che in ciascun canale c'è una configurazione non invertente, non abbiamo per entrambi la possibilità di abbassare il guadagno a valori minori di 1.
Per il canale L si potrebbe agire sul successivo stadio invertente operando su R27 e R36, portando ad esempio R36 a 18k, ma per il canale R come si fa?

L'unica cosa che mi viene in mente è introdurre un operazionale doppio sul canale R facendo due configurazioni invertenti in cascata di cui una con guadagno -1 e l'altra con guadagno 0,82.
Si potrebbe ad esempio montare una piccola millefori con un LM833 e 4 resistenze; per lo stadio a guadagno -1 copierei l'attuale schema del canale L, per quello con guadagno -0,82 copierei lo schema del canale L modificato.

Etabeta, altre idee?

[Etabeta]

Torniamo allo Z50S2II.

Come scritto nei post precedenti, nelle due condizioni di trimmer al minimo e al massimo abbiamo i seguenti valori del guadagno:

trimmer = 0 ===> guadagno massimo: G_MAX = 29,01
trimmer = 50k ===> guadagno minimo: G_min = 2,86

Inoltre, dalle prove fatte, il valore di sensibilità massima è Sens_MAX = 198 mV.

Dal quale si ricava il valore di uscita dello stadio di ingresso: Vout = Sens_MAX * G_MAX = 0,198*29,01 = 5,74 V

Ipotizzando anche in questo caso di voler portare la sensibilità di ingresso a 7V per lavorare con sorgenti con uscita a 5V, otteniamo il nuovo valore del guadagno:

G = 5,74 / 7 = 0,82

Considerando che in ciascun canale c'è una configurazione non invertente, non abbiamo per entrambi la possibilità di abbassare il guadagno a valori minori di 1.
Per il canale L si potrebbe agire sul successivo stadio invertente operando su R27 e R36, portando ad esempio R36 a 18k, ma per il canale R come si fa?

L'unica cosa che mi viene in mente è introdurre un operazionale doppio sul canale R facendo due configurazioni invertenti in cascata di cui una con guadagno -1 e l'altra con guadagno 0,82.
Si potrebbe ad esempio montare una piccola millefori con un LM833 e 4 resistenze; per lo stadio a guadagno -1 copierei l'attuale schema del canale L, per quello con guadagno -0,82 copierei lo schema del canale L modificato.

Etabeta, altre idee?

Infatti, giusta osservazione, in casi come questo non è possibile agire riducendo il guadagno, occorre per forza di cose attenuare (a valle o a monte del preamplificatore, quindi a monte a meno di voler analizzare e mettere mano a ciò che sta dopo U3),
escluderei di agire sull'amplificatore non invertente del canale L (bisogna consevare simmetria tra i canali, ovvero non agire con sistemi diversi tra i canali).
L'ipotesi di attenuare in ingresso si può mettere in pratica creando un partitore resistivo rispetto a N8 sugli ingressi non invertenti di U3A-B, ovvero applicando una resistenza in parallelo a C23 e C30.

Quindi: essendo la sens. min. attuale pari a 5,74/2,86=2V

Rx=N8*Vout/(Vin–Vout) dove Vout è la tensione attesa, pari alla sens. min originaria (2V) sull'ingresso non invertente di U3A-B ponendo Vin=7V come sensibilità minima desiderata a monte del partitore
Rx=100K*2/(7-2)=40K (40,2K serie E96 1%)

Confido di non aver preso sviste, a voler essere pignoli occorrerebbe ricalcolare il valore di C23 e C30 ma si tratta di un filtro fuori banda audio.

[max1974]

Ho rifatto anch'io gli stessi calcoli considerando la sensibilità attuale a 2,05 V.

Mi viene 41,4k.

In casa ho delle 39k. Per ora provo con queste poi vedo di reperire quelle corrette.

[max1974]

Modifica fatta.

Ho modificato anche lo Z100 sostituendo R104-R106-R110-R111 portandole a 12k.

Ora sono da provare.

Domani vedo se riesco a ordinare gli operazionali, così faccio tutto insieme senza doverli smontare di nuovo.
Però la smania di provarli in macchina con la sorgente Pioneer è tanta e finirà che li rimonterò senza cambiare gli operazionali, poi li smonterò di nuovo per la sostituzione.

[Etabeta]

Modifica fatta.

Ho modificato anche lo Z100 sostituendo R104-R106-R110-R111 portandole a 12k.

Ora sono da provare.

Domani vedo se riesco a ordinare gli operazionali, così faccio tutto insieme senza doverli smontare di nuovo.
Però la smania di provarli in macchina con la sorgente Pioneer è tanta e finirà che li rimonterò senza cambiare gli operazionali, poi li smonterò di nuovo per la sostituzione.

Bene.
Una prova che potresti fare prima al banco è verificare la nuova sensibilità massima che ora dovrebbe essere passata da 0,2 a 0,7V e, se il tuo generatore ci arriva, quella minima appunto da 2 a 7V
Se possibile poi, alla fine, per il montaggio definitivo utilizza resistenze a strato metallico e 1%.