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Amplificador 5W com 6V6 / 5W 6V6 tube amplifier

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DESCRIÇÃO DE UM AMPLIFICADOR MONO, 5 WATTS, TENDO NA SAÍDA UMA 6V6 EM CLASSE A
 

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ATENÇÃO: Válvulas são componentes que trabalham com alta tensão, onde qualquer descuido pode ser fatal. Não experimente estes circuitos a menos que esteja habituado com esta tecnologia.

 

 

 

 

 

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Este é um pequeno projeto para os que querem um amplificador simples, sem componentes especiais porem eficiente e com som agradável. Tem sensibilidade para uso com captadores e, com seus 5 Watts de saída, pode incomodar seu vizinho se você não toca bem.

 

O pessoal que toca rock gosta de som distorcido. Não sei bem o que leva a este gosto. Provavelmente as harmônicas geradas pelo amplificador quando usado no limite, embora não façam parte do som original do instrumento, acabam compondo algo agradável e com um viés agressivo, bem apropriado ao estilo rock.

Fazer isso com amplificadores de alta potência complica um pouco porque levá-los ao limite da distorção gera um nível de som infernal. Com um cabeçote de potência baixa esta prática é bem mais sensata.

 

O PROJETO

 

O aparelho conta com duas válvulas e as escolhidas foram a veterana 6V6 na saída, carregada com um trafo de saída comercial e, no estágio de entrada, uma 6N7. Esta última raramente é utilizada nos estágios de entrada e é exatamente este o motivo que me levou a usá-la aqui. Quebrar paradigmas é sempre interessante!

 

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As aletas na placa indicam tratar-se de válvula de potência

A 6N7 é um duplo triodo de potência, de alto mu, desenhada para ser utilizada em estágios de saída que fornecem até 10W de potência. É fácil perceber esta concepção vendo que suas placas possuem aletas radiadoras de calor para aumentar a dissipação. Seu uso em estágios pré amplificadores, embora possível, é ineficiente considerando a potência de filamento exigida (6,3V x 0,8A = 5,04W). Mas ela traz alguns benefícios:

 

* Por ter alto µ pode fazer um bom trabalho num pré.

* Por ter uma resistência de placa relativamente baixa permite construir dois estágios de baixa impedância, o que é ótimo para garantir uma excitação uniforme.

 

Com a fonte utilizada, que fornece aproximadamente 230 a 240V dc para o pré, uma carga de placa de 75K se mostrou apropriada em função das impedâncias bem mais elevadas apresentadas pelo controle de tonalidade e pela carga vista na grade da 6V6.

 

O cálculo do resistor de catodo da 6N7 deve ser feito de forma gráfica, descrito a seguir. Mais uma característica desta válvula é que ela foi feita para trabalhar com polarização zero nas grades quando usada nas saídas push pull. Em estágios de baixo nível, como neste nosso caso, é necessário uma pequena polarização negativa.

 

A figura abaixo mostra o ponto de trabalho escolhido: 1mA de placa (por seção) e 140V de placa, ou seja, 60% da tensão disponível fica na placa e 40% no resistor de carga. É uma condição de boa linearidade.

Uma interpolação visual mostra que a tensão de grade nesta situação deve ser de aprox. -3,3V

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Dados do fabricante da 6N7

 

Sabendo que o catodo é comum para ambas as seções, a corrente total que passará em Rk (figura abaixo) é ik = 2mA. Isso dá o valor do resistor:

 

Rk = 3,3V / 2mA = 1K6. O valor comercial mais próximo é 1K5.

 

 

O detalhamento do cálculo do estágio de saída fica para outra oportunidade. Aqui vamos ficar só no pré, por ser ele um tanto atípico.

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A fonte de alimentação é do tipo dobrador de onda completa. O transformador, que foi enrolado em casa, fornece 120V @ 100mA ac para o dobrador e 6,3V @ 2A para os filamentos.

Para os que querem a receita para enrolar seu próprio trafo, lá vai: utilizei um núcleo de ferro com seção de 6cm2 o que da uma relação de 8 espiras por volt. Com isso temos:

 

Primário de 127V = 127 x 8 = 1016 espiras

Secundário de 120V = 120 x 8 = 960 espiras

Secundário de 6,3V = 6,3 x 8 = 51 espiras

 

O número do fio deve ser condizente com a corrente em cada enrolamento.

Nos secundários, utilizar cerca de 10% mais de espiras para compensar as bem conhecidas perdas. Digo “cerca de 10%” porque este trabalho é basicamente experimental. Fazer um ensaio para levantar estas características é bem mais trabalhoso que experimentar em torno destes 10%. Bom senso e um pouco de faro ajudam muito.

 

Alias o cálculo de transformadores de força e, sobretudo os de saída, é algo bem interessante e que dá muito assunto. Quem sabe merecerá um papo específico.

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Outro detalhe do aparelho: A saída trabalha com uma potência de entrada de 12 Watts, que é o limite de dissipação de placa da 6V6. Nesta condição a potência útil na carga (falante) está em torno de 5 Watts.  No meu caso, como nem sempre utilizo o aparelho à máxima potência - a maior parte do tempo é para musica ambiente em baixo volume - incluí uma chave (CH2) que reduz a potência de entrada do estágio final, o que poupa a fonte e a válvula.

Na condição de potência reduzida (2/3 da máxima) a corrente de catodo da 6V6 passa de 47 mA para 30 mA. Claro que isso provoca descasamento com o transformador de saída e conseqüente perda de eficiência. Mas quando se trabalha em baixo volume a eficiência de um estágio classe A é medíocre de qualquer forma.

 
 

DETALHES CONSTRUTIVOS:

 

O chassi, feito em alumínio, foi a parte mais trabalhosa, pois não é fácil encontrar chapas de alumínio nestas dimensões. Encontrei no mercado chapas de 2m2 ou maiores, que é um tamanho absurdo para quem quer brincar com estas montagens.

Quando não se tem o que se quer, improvisa-se. O jeito que restou foi cortar o fundo de uma forma retangular (isso mesmo, estas pra assar bolo), fazer as furações e dobrá-la.

 

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Depois de cortada a chapa no tamanho que eu queria, colei sobre ela uma folha de papel quadriculado. Isto facilitou bastante a elaboração do lay-out dos componentes e as marcações para fazer as furações. O resto do trabalho foi na base da pequena retífica, furadeira e alicate.

 

Quem quer ver mais fotos da saga, abra o link abaixo:

 

Mais fotos

 

ESQUEMATICO

 

Para os que preferem receita pronta aí vai o desenho do circuito. A montagem não é muito crítica. Eu disse “não é muito”. A primeira vez que liguei, a caixa reproduziu aqueles BUMPs ritmados... uma oscilação em baixa freqüência. Foi eliminada com a isolação da alimentação do estágio de entrada via R9 e C1. Se você for construir este amplificador pode ser que tenha que experimentar com estes valores.

 

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Obs: No desenho acima a 6N7 aparece com dois catodos separados e um deles em aberto. É apemas uma representação pois os catodos de ambas as seções são interligados dentro da válvula.
 
Lista dos componentes:
 
C1 = 22 mF / 450V
C2 = 1000 mF / 16V
C3 = 0,22 mF / 250V
C4 = 470 pF / 250V
C5 = 8K pF / 250V
C6 = 0,22 mF / 250V
C7 = 100 mF / 250V
C8 = 100 mF / 250V
C9 = 22 mF / 250V
C10 = 22 mF / 250V
 
R1 = potênciometro 500K log (Controle de volume)
R2 = 22K 1/4W
R3 = 1K5 1/4W
R4 = 75K 1/4W
R5 = 75K 1/4W
R6 = 150K / 14W
R7 = potênciômetro 500K (controle de tonalidade)
R8 = 500K 1/4W
R9 = 10K 1/4W
R10 = 1M 1/4W
R11 = 270R 1W
R12 = 2K2 1/4W
R13 = 4K7 1/2W
R14 = 47K 1/2W
 
D1 = 1N4007
D2 = 1N4007
 
T1 = Transformador de alimentação (ver texto)
T2 = transformador de saída: Prim = 5K Sec = 8 Ohms (hi-fi)
 
CH1 = Chave liga-desliga
CH2 = Chave de controle de potência
 
 
 
Tensões
 
Tensões medidas em alguns pontos, para referência (valores em relação ao chassi = terra).
Medições feitas com voltímetro de alta impedância e controle de volume na posição mínimo.
 
1. Na junção D2/C7 = 280V
2. Na placa da 6V6 = 265V
3. No catodo da 6V6 = 12V (CH2 em alta potência) e 7,5V (CH2 em baixa potência)
4. Na junção C1/R4 = 230V
5. Nas placas da 6N7 = 145V
6. No catodo da 6N7 = 3,4V
 
 
DIAGRAMA DE BASE DAS VÁLVULAS

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CONCLUSÃO

 

O amplificador está funcionando bem, porem terei que rever a fiação do primeiro estágio. Como não usei blindagens aparece lá no fundo um pequeno 60Hz. É bem baixo, não chega a incomodar, mas qualquer hora vou tirá-lo. Já está claro que é falta de blindagem.

 

No mais não há muito a acrescentar. Aí vão algumas ilustrações para inspirar os artesãos de plantão. Digo que vale a pena ter um bichinho destes pra quem toca instrumentos ou pra fazer um som ambiente. E é aquele som de timbre inconfundível, aveludado e macio que só as válvulas sabem fazer.

 

Boa sorte.

 

 

00089.jpg
Interior

Montagem feita pelo sistema ponto-a-ponto. Não é bonita mas é a que melhor resultado dá, pela baixa capacidade distribuida.

 

 

 

 

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Parte traseira: aí estão os conectores para a caixa acústica e entrada do cabo de rede

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Em ação, sendo "empurrado" por um pequeno MP3 player.
 
 
 
 

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Escrito por Antonio R. Rabitti
 
Agosto 2007
 
 

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