dopo un periodo di pausa posto un nuovo thread relativamente alla modifica sensibilità, e una breve analisi circuitale, di un altro glorioso Zapco rigorosamente old school, lo Z300C2.
Non mi dilungo troppo nell'elencare le caratteristiche di questo ampli, la dote principale è la capacità di erogare elevate correnti su basse impedenze, è infatti dichiarato stabile su carichi fino ad 1Ω (potenza dichiarata 900Wrms configurato a ponte su 2Ω) il che lo rende particolarmente adatto all'impiego in configurazione a ponte, tipicamente per il canale subwoofer ma ha doti che lo rendono perfettamente in grado di erogare elevate potenze su tutto lo spettro audio, l'elevato fattore di smorzamento (ovvero la bassissima impedenza d'uscita) gli consentono di pilotare agilmente carichi "difficili".
Qui (viewtopic.php?f=9&t=14723#p244088) potete trovare il test pubblicato su ACS (grazie Dude)
Si tratta di un ampli in puro stile old school Zapco, ben progettato, costruito e dimensionato.
L'unico aspetto su cui si può "adeguare" questo oggetto, al fine di poterlo abbinare al meglio in un impianto attuale (nello specifico è da abbinare ad un dsp Helix) è la sensibilità di ingresso, infatti il margine di regolazione dello Z300C2 è differente, ovvero più limitato, rispetto ad altri modelli anche dello stesso periodo (Sudio 500, Studio 300x, Z600C2 SL, Z300C2-SLX) avendo anche un differente stadio di ingresso e di preamplificazione.
La regolazione della sensibilità è possibile tramite un selettore posizionabile su tre posizioni: 0.25 / 0.5 / 1.0 / 2.0 e agendo su due trimmer (quindi regolazione indipendente sui due canali).
I valori che ho misurato, sull'ampli di serie, relativamente alla potenza nominale di 150Wrsm su 4Ω sono:
0.25~0.5V
0.5~0.9V
0.9~1.7V
1.7~3.4V
Il limite di sensibilità minima risulta quindi essere 3.4V (che arriva a circa 4V se ci si spinge fino all'insorgere del clipping).
L'obiettivo di questa modifica è di raggiungere una sensibilità minima (alla potenza nominale) di 5V (esattamente come gli altri ampli Zapco come lo Z600C2 o lo Studio 500) e poter quindi allinearlo al meglio con i moderni DSP.
ANALISI CIRCUITALE (STADIO DI INGRESSO/PREAMPLIFICAZIONE)
Non riuscendo a reperire lo schema originale ho provveduto a tracciarlo manualmente, ecco in allegato la sezione ingressi e preamplificatore.
Zapco Z300C2.pdf- (57.65 KiB) Scaricato 156 volte
La prima cosa che salta all'occhio è che gli ingressi sono di tipo bilanciato, così come il successivo stadio di preamplificazione, fino all'uscita verso i drivers, ciò d'altronde è una caratteristica (un pregio) di gran parte della produzione Zapco.
Scendendo più in dettaglio si nota che la regolazione del guadagno (ovvero della sensibilità) è possibile agendo di due elementi: un selettore doppio (SW1 nello schema) che agisce sullo stadio di ingresso e una coppia di trimmer (VR1 e VR2) che agiscono sullo stadio successivo.
Partendo dallo stadio ingresso vediamo che il guadagno è dato da (guardando il canale Left):
Data R7=R8=Ra e R5=R5=Rb
G=1+[(2xRa)/(2xRb+Rx)]
dove Rx è determinata dalla posizione del selettore SW1 ovvero zero,180Ω,614Ω,1780Ω
Quindi il guadagno dello stadio di ingresso è:
G1 (SW1 su "0.25")=1+[(2x1960)/(2x100+0)]=20.6
G2 (SW1 su "0.5")=1+[(2x1960)/(2x100+180)]=11.31
G3 (SW1 su "1")=1+[(2x1960)/(2x100+614)]=4.81
G4 (SW1 su "2")=1+[(2x1960)/(2x100+1780)]=2.98
Passando allo stadio successivo per ora mi è sufficiente determinare quale è il guadagno minimo, che è sicuramente inferiore a 1,
infatti il guadagno massimo (vedendo il canale Left, ipotizzando di non considerare VR1 per semplificare) è dato da:
Data R14=R15=R12=R17=Rc e R16=R18=Rd
G=Rd/(2xRc)
ovvero
G=11k/(2x4750)=1,15
MODIFICA GUADAGNO / SENSIBILITÀ'
Quindi per abbassare la sensibilità si dovrà logicamente agire abbassando il guadagno dello stadio di ingresso, ciò per due motivi:
1)Evitare di agire in attenuazione sul secondo stadio rispetto ad abbassare il guadagno del primo.
2)Evitare di saturare il primo stadio.
In particolare focalizzo l'attenzione sul punto 2.
Facendo un rapido calcolo, ipotizzando di applicare in ingresso un segnale di ampiezza pari a 5Vrms e selezionare il guadagno al minimo (quindi minima sensibilità) questo sarebbe G=2.98 e quindi all'uscita dello stadio (ovvero all'uscita degli opamp doppi U1 e U2) sarebbe pari a 5x2.98=14.9Vrms=42.15Vpp oh nooo!
Ciò non è accettabile, anzi, non è proprio fisicamente realizzabile in quanto prima di tutto la tensione, duale, di alimentazione degli opamp qui è di +/-15V (regolati) e, comunque, tale valore va oltre quando ammesso per gli opamp impiegati (OPA2604).
Quindi la conseguenza logica è che, per poter ottenere un livello di sensibilità di basso e quindi applicare un più alto livello di segnale in ingresso (ovviamente senza che insorga distorsione) occorre appunto agire, per forza di cose, abbassando il guadagno nel primo stadio.
Prefiggendosi un nuovo valore di sensibilità minimo pari a 6Vrms e quindi abbassando il guadagno di un fattore pari a: 6/3.4=1.76
il nuovo guadagno minimo dovrebbe essere pari a 2.98/1.76=1.69
Quindi tornando alla formula originaria:
G=1+[(2xRa)/(2xRb+Rx)]
ponendo quindi il selettore sulla posizione di sensibilità minima Rx=1780Ω, Rb=100Ω, G=1.69 ecco che:
Ra=[(G-1)x(2xRb+Rx]/2=[(1.69-1)x1980]/2=683Ω (all'atto pratico il valore che ho utilizzato è 680Ω che corrisponde a G=1.68).
Ripetendo quindi il calcolo del livello di uscita degli opamp U1 e U2, applicando per di più un livello più alto, ovvero 6Vrms ecco che abbiamo 6x1.68=10.08Vrms=28.15Vpp piuttosto alto ma entro il limite.
D'altronde il valore dato nel circuito originario, alla potenza nominale, che si raggiunge a 3.4Vrms in ingresso, è 3.4x2.98=10.13Vrms quindi perfino un pò più alto (il progettista Zapco quindi ha appunto tenuto conto di questo limite, come ovvio che sia).
Bene, proseguendo l'analisi per perseguire l'obiettivo di ottimizzare ulteriormente il risultato consulto il datasheet dell'opamp utilizzato: OPA2604.
- OPA2604 datasheet.pdf
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Premesso che utilizzando tale opamp montato "di serie", l'OPA2604, nella nuova configurazione di guadagno tutto funziona regolarmente (ma d'altronde come visto prima sono rimasto entro i margini previsti, perfino un pò sotto rispetto alla configurazione originaria) questo è però un aspetto che si può migliorare.
Qui il grafico preso dal datasheet dell'OPA2604
- OPA2604 max out graph.png (23.13 KiB) Visto 1193 volte
Tra gli opamp di generazione più recente che la stessa azienda produttrice (Texas Instruments) raccomanda come sostituzione diretta c'è l'OPA1642, anch'esso con ingressi JFET, molto simile, anzi, superiore, nelle caratteristiche (rumore e distorsione) alle già ottime del predecessore OPA2604 e che, nello specifico, consente maggiore escursione dei transienti, in assenza di distorsione, del segnale in uscita a parità di tensione di alimentazione, ecco il datasheet e il grafico:
- OPA1642 datasheet.pdf
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- OPA1642 max out graph.png (42.71 KiB) Visto 1193 volte
REALIZZAZIONE PRATICA
I componenti su cui "operare" la sostituzione sono ubicati sulla scheda ingressi, che è subito a ridosso del pannello degli ingressi appunto.
U1 e U2 originariamente OPA2604 da sostituire con OPA1642
R7,8,107,108 originariamente 1960Ω da sostituire con 680Ω
Qui in foto il dettaglio di U1,2 e R7,8,107,108 sostituiti (le resistenze da 680Ω rigorosamente a film sottile e 1% tolleranza)
MISURE SENSIBILITA'
Ecco infine le misure dei nuovi valori di sensibilità effettuare per i 4 intervalli di regolazione possibili agendo sul selettore e sui trimmer di regolazione fine agli estremi minimo e massimo.
Condizioni: valori sensibilità misurata per livello uscita 24.49Vrms (150Wrms@4Ω), alimentazione 12.6V.
Ho poi voluto verificare il livello corrispondente in ingresso, con la sensibilità regolata al minimo, per il quale si arriva al clipping (appena sotto il livello per il quale si attivano i led "clip")
LEFT
0.635~1.17
1.05~1.97
1.82~3.42
2.84~5.40
sens. min. al clipping (28.30Vrms=200Wrms@4Ω) 6.24
RIGHT
0.630~1.20
1.04~2.03
1.82~3.52
2.81~5.50
sens. min. al clipping (28.60Vrms=204Wrms@4Ω) 6.42
NOTE RELATIVE ALLE MISURE
Come si può vedere tutti gli intervalli di regolazione (che sono 4, in base alla posizione del selettore nelle posizioni "0.25"/"0.5"/"1"/"2") sono regolabili (tramite i trimmer di regolazione fine, uno per canale) sempre in modo che il valore minimo dell'intervallo precedente si raccordi con il valore massimo del successivo, senza "buchi".
Ricordo che lo Z300C2 ha alimentatore (per i finali) non regolato per cui il valore del clipping sale al salire della tensione di alimentazione, a titolo prudenziale comunque le misure sono state effettuate (tranne quelle "al clipping") avendo come riferimento la potenza nominale (150Wrms@4Ω=24.49Vrms) con alimentazione di 12.6V.
Come sempre le misure relative al livello di sensibilità minima denotano un leggero discostamento tra i due canali dovuta alla tolleranza dei trimmer di regolazione (cosa del tutto normale e comunque ininfluente in quanto i due canali hanno regolazione indipendente).
I tracciati relativi al canale Right sono invertiti in fase in quanto il canale è appunto amplificato in controfase rispetto all'ingresso (onde rendere possibile la configurazione a ponte), nell'uso reale però la fase viene riportata al valore assoluto corretta in quanto l'uscita amplificata del canale Right è connessa con polarità invertita (cosa non possibile nel caso di misura all'oscilloscopio che ha massa in comune su tutti i canali).
Bene, l'obiettivo è stato raggiunto!
IL RECAP
Da ultimo, per completezza di "cronaca" riporto alcune foto del lavoro di recap.
In effetti era tempo per questo ampli fosse sottoposto alla sostituzione dei condensatori elettrolitici, l'età di quelli originariamente montati (mai sostituiti finora) è documentata dalla serigrafia stampata su alcuni dei componenti:
Data di fabbricazione 12a settimana del 1993, sono passati quindi quasi 30 anni, si, è ora di un recap.
Sulla dx la coppia di Nichicon UFG che sono nel punto cruciale di accoppiamento tra la sesione di preamplificazione e i driver
Come già descritto in altri thread, consiglio di evitare, all'atto del rimontaggio, di riutilizzare la striscia termoconduttiva originaria in quanto tende a bucarsi con mota facilità (e ciò creerebbe un corto a massa) quando viene smontata e inoltre lo strato applicato in superficie (una sorta di adesivo che diventa plastico superata una certa temperatura) si distacca non garantendo più la perfetta planarità. In sostituzione di ciò utilizzo la pellicola Kapton (vedi qui: viewtopic.php?p=218849#p218849)
Alcuni mi hanno chiesto che tipo di stagno utilizzo per le saldature, la mia raccomandazione è utilizzare prodotti di marchi noti e diffidare di offerte a prezzi "impossibili", la differenza sta nella purezza della lega,
più è pura e più il risultato della saldatura appare lucido e pulito (fermo restando anche il consiglio di pulire i residui di flussante alla fine del lavoro).
Nello specifico utilizzo prodotti Multicore (Henkel) con lega 60/40. Un aspetto da tenere in considerazione è che la lega 60/40 (rispetto a quelle lead free o altre anche più "esoteriche") ha un punto di funzione più basso (190°C) rispetto alle leghe lead free anche con argento e rame (230-250°C) il che comporta uno stress termico per i componenti, e il pcb, notevole, specialmente per i componenti di dimensione maggiore.
Una saldatura bella a vedersi e anche più robusta nel tempo in quanto meno soggetta a fratture interne, ciò è importante sopratutto riguardo i connettori soggetti a stress meccanico.
Nel tempo infatti l'usura a cui sono soggetti boccole e alberino causano un aumento del rumore e riduzione dell'efficienza.
Questa la ventola montata in origine, Panaflo (Panasonic) FBA08TH, non più in produzione.
ho qui utilizzato una Qualtek (marchio USA attivo da molti anni nel settore), specificamente il modello FAD1-08015CBMW12 (cod. Digikey Q1005-ND) che i è rivelata perfino superiore nelle aspettative, silenziosissima con rotolamento su doppio cuscinetto a sfera, per cui di lunga durata e adatta a funzionare in ogni posizione.
NOTA: L'aspetto essenziale quando si sceglie una ventola in sostituzione in questo caso, oltre alla velocità di rotazione e alla tenzione nominale, è la tensione minima di avviamento in quanto negli Z300C2 (e in tutti gli altri Zapco simili) la ventola è alimentata su cue livelli: il primo, permanente non appena dato il remote, di circa 8V e l'altro a pieno regime (tensione batteria) in base al livello del segnale amplificato ovvero al carico di lavoro dei finali. Quindi la ventola scelta dovrà avere tensione di avviamento <8V, nel caso specifico la Qualtek scelta si avvia già a partire da 5V per cui è perfettamente adatta all'impiego.
Ecco la nuova ventola montata, ho anche intestato il cavo con un connettore più robusto rispetto a quello utilizzato in origine (sostituendo quindi anche la rispettiva presa sul pcb)
Misura rumore di fondo stanza: 37dBA
Ventola originale Panasonic Panaflo FBA08T12H
Vel. min.: 50dBA
Vel. max.: 54dBA
Nuova ventola Qualtek FAD1-08015CBMW12
Vel. min.: 41dBA
Vel. max.: 43dBA
Per chi avesse necessità di sostituire la griglia metallica originale se danneggiata, sempre a catalogo Qualtek è disponibile una direi esteticamente identica a quella originariamente montata, in acciaio inox verniciata di nero, codice 06325-SS codice Digikey CR374-ND
AAAH! QUI MANCANO DELLE VITI!
E ancora a proposito di sostituzione di pezzi/minuterie, in questo Z300C2 erano mancanti alcune viti sia del coperchio che di fissaggio della morsettiera delle uscite.
Le viti impiegate sono tutte di tipo "americano" ovvero con diametri/passi/lunghezze espresse non in misura metrica ma appunto in frazioni di pollice.
Armato di calibro e dopo un pò di ricerche ecco le misure esatte e i codici Digikey e Mouser:
Viti coperchio inferiore: filetto 6-32, lunghezza (sotto testa) 0.375"=3/8"=9.53mm (codice Mouser 534-9308 [testa a taglio], Digikey H356-ND [testa Phillips])
Dadi coperchio inferiore: filetto 6-32, larghezza 0.245"=6.22mm, spessore 0.095"=2.41mm (Mouser 534-4701, Digikey H725-ND)
Viti coperchi laterali (le 4+4 viti che fissano i coperchi ai 4 angoli): filetto 8-32, lunghezza (sotto testa) 0,5"=1/2"=12,7mm (Digikey H384-ND [Phillips])
Viti fissaggio morsettiera e staffe laterali: filetto 6-32, lunghezza (sotto testa) 0,625"=5/8"=15,88mm (Mouser 534-9310 [testa a taglio], Digikey H384-ND [Phillips])
PROVA D'ASCOLTO
Come sempre (dopo aver effettuato anche il recap) ho dedicato qualche ora all'ascolto.
In questo caso mi sono concentrato nel percepire la risposta ai transienti, per verificare cioè il comportamento dei nuovi opamp OPA1642 rispetto ai precedenti OPA2604.
Una traccia di test che penso sia adatta a questo scopo è l'Ouverture 1812 di Tchaikovsky e specificamente l'edizione in CD della Telarc, il finale della prima traccia, le famose "cannonate digitali" che spingono fino al limite dello 0dB con transienti rapidissimi:
- Notare il bollino giallo di avviso delle "cannonate digitali"!
- front.jpg (126.85 KiB) Visto 1193 volte
Bene, devo dire che la differenza l'ho sentita, pur avendo effettuato l'ascolto a distanza di qualche ora (tra il prima e il dopo) ora la sensazione è di maggiore dettaglio e realismo (proprio nelle cannonate!).
Per il resto, specie ascoltando questo cd (prima edizione del 1983, ma già, come tutta la produzione Telarc, DDD) la "pulizia" (assenza di soffio percepibile anche nei passaggi a livello più basso) e l'assenza di distorsione (anche nei passaggi a "fondo scala") stimola l'ascolto ad alto volume senza alcuna fatica d'ascolto (nemmeno in cuffia).
Alla prossima!
