Riparazione amplificatore audio Steelphon a transistor

[Gigi78]

Buongiorno e buona Domenica a tutti,

con questo mio primo post volevo chiedere consiglio e aiuto a chi è più esperto di me, nella riparazione di un amplificatore audio a transistor;

si tratta della scheda di amplificazione inserita all'interno di una cassa acustica per PA della storica Steelphon, modello Dakota, chi ha qualche capello bianco in più di me si ricorderà di questo marchio.

Devo dire che, "per fortuna", le schede da riparare sono 2, poiché in rete non sono stato in grado di trovare lo schema elettrico relativo a questo modello, e dato che entrambe le schede avevano delle resistenze carbonizzate, la fortuna è stata che le resistenze carbonizzate di una scheda non fossero le stesse dell'altra, quindi facendo un confronto a mo' di "trova le differenze" sono potuto risalire al valore di tutte.

Ho in seguito proceduto a ricavarmi lo schema per capirci qualcosa in più, lo posto di seguito:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Il problema, a parte le resistenze carbonizzate, erano ovviamente i finali bruciati in entrambe le schede più uno dei pre-finali bruciato su una scheda. Premetto che poi le schede non sono propriamente uguali, le casse hanno infatti un timbro di collaudo che risale al 1982 per una e 1983 per l'altra;

la scheda dell'82 montava:

- finali: coppia NPN, BDW51C
- prefinali: una coppia NPN-PNP, 2N5320 - 2N5322
- transistor "mediano" (passatemi il termine perché non so come si chiama in gergo), MPSL01
- stadio di ingresso differenziale: coppia PNP BC212
- polarizzazione dei finali con 3 diodi in serie 1N4004 montati sul dissipatore del finale "positivo"

la scheda dell'83 montava:

- finali: coppia NPN, 2N3442
- prefinali: una coppia NPN-PNP, BD241C - BD242C
- transistor "intermedio" (passatemi il termine perché non so come si chiama in gergo), BFR86
- stadio di ingresso differenziale: coppia PNP BC212
- polarizzazione dei finali con 2 diodi in serie 1N4004 montati sul dissipatore del finale "positivo"

Ho ripristinato le resistenze carbonizzate e verificato il resto dei componenti, resistenze, diodi e condensatori elettrolitici con ponte LCR Agilent e multimetro Fluke che ho a disposizione dove lavoro, risultati OK;
ho voluto eguagliare le due schede per comodità di reperimento dei transistor, quindi le ho uniformate alla versione del 1983 con i finali 2N3442, prefinali BD241C-242C, eliminando un diodo di polarizzazione dal dissipatore e sostituendo anche il transitor "intermedio" con degli MPSA42 che avevo in casa.

Ho proceduto ad una prima prova a banco usando un carico resisitivo da 30 Ohm - 21W (3 resistenze da 10 Ohm - 7W) poiché al lavoro non disponevo di un carico adeguato da 4 Ohm, alimentatore duale da 30 V dc per ramo limitato in corrente, e generatore BF in ingresso (1kHz - 100mVpp);
il tutto ha funzionato alla perfezione e ai capi del carico avevo una bella sinusoide senza distorsioni da pochi Hertz a 20kHz e oltre, ho poi spinto l'ingresso a circa 1-1,5 Vpp e ho mandato in clip l'usicta, superanro i 60 Vpp come mi sarei aspettato, poi mi sono fermato poiché il carico iniziava a scottare.

Soddisfatto, ho rimontato il tutto nelle due casse presso il proprietario, provate entrambe hanno funzionato al primo colpo, senonché volendo fare una prova su una cassa con una sorgente diversa, l'ho spenta per disinserire i jack e poi riaccesa dopo qualche istante, e alla riaccensione si è guastata subito, praticamente lo stesso guasto che ho ripristinato su quella scheda, 2 resistenze fumate, finali in corto e prefinale del ramo negativo in corto.

Purtroppo non avendo lo schema originale della STEELPHON non posso essere sicuro al 100% che i valori dei componenti siano giusti o magari modificati da qualche tecnico che ha riparato le schede in precedenza.

Mi pare però che finché io non abbia spento e riacceso la cassa, il tutto ha funzionato egregiamente anche a volume sostenuto, per 5 minuti circa e i dissipatori non erano neanche caldi.

Può essere che il famigerato "BUMP" all'accensione danneggi i finali? Magari riaccensione con condensatori ancora carichi?

Ho sempre odiato questo "difetto" o chiamiamola "caratteristica" degli amplificatori PA specie di quell'epoca e temevo che succedesse qualcosa.

Nello schema ho trovato alcune cose inusuali per la mia modesta esperienza: vale a dire i grossi condensatori di uscita in antiserie con annessi diodi, nonostante la tensione di alimentazione duale, (che però credo abbiano salvato gli altoparlanti) e il collegamento del differenziale di ingresso che in genere in schemi analoghi vedo collegato direttamente al ramo negativo, mentre in questo caso è, passatemi il termine, "sollevato" da quelle due resistenze da 100 ohm con condensatore verso massa in centro.

Prima di spendere altri soldi in transistor vi chiedo se potreste darmi una mano a capire quale potrebbe essere il problema, perché onestamente ho visto in alcuni altri prodotti, degli schemi molto più spartani che però non soffrono di bruciatura all'accensione, anche se il famoso bump è fastidioso e di sicuro non salutare per gli altoparlanti.

Concludo facendo i complimenti per lo staff del sito, per come è organizzato e per gli esperti presenti di cui ho avuto modo di apprezzare vari articoli e post. Contento di far parte ora anche io di EY.

Grazie mille e a presto!

Gigi

[Piercarlo]

Un suggerimento potrebbe essere quello di aggiungere in serie all'emettitore del finale di potenza inferiore una resistenza di potenza identica a quella in serie all'emettitore del finale superiore. Questo aiuterebbe almeno a contenere il picco di corrente assorbito all'accensione.

[stefanopc]

Si potrebbe anche aggiungere un antibump ritardato a Relè.
Se lo spazio lo consente.
Da realizzare è piuttosto semplice.
Ciao

[claudiocedrone]

Eh ma che io sappia il bump non danneggia i finali, ci sarà qualcosa altro che non va

[Gigi78]

Ciao,
Intanto grazie per le risposte!

Avevo pensato di introdurre un circuito antibump e lo sto già costruendo, di spazio ce n'è abbondantemente per inserirlo e lo farò sicuramente;

non mi costa nulla anche provare a inserire la resistenza sull'emettitore del finale negativo, una 0,22 Ohm 5 Watt per provare ce l'ho, tuttavia temo che anche l'altra cassa faccia il patatrac.

A banco ho acceso e spento diverse volte anche brutalmente e non è successo mai niente ma le condizioni non erano quelle reali: 30 volt per ramo anziché 42, carico resistivo da 30 Ohm anziché impedenza da 4 Ohm e ho scavalcato i condensatori da 4000 uF dell'alimentatore, avendo già la tensione stabilizzata.

Ho fatto poi un calcolo molto approssimativo: se all'accensione ci fosse un picco negativo o positivo che si riversa sull'altoparlante, avrei 42 volt / 4 Ohm = 10,5 A; il 2N3442 ne sopporta 10... non siamo un po' al limite?
Ok è solo un picco, ed infatti altre casse o amplificatori molto spartani lo fanno e non succede nulla...
Inoltre ho sempre il dubbio di quei condensatori di uscita...

[EcoTan]

se all'accensione ci fosse un picco negativo o positivo che si riversa sull'altoparlante, avrei 42 volt / 4 Ohm = 10,5 A; il 2N3442 ne sopporta 10... non siamo un po' al limite?

Cosa succede se il finale, di un darlington pilotato per saturare nel supposto transitorio di accensione, "non sopporta" la corrente? La tensione ai suoi capi aumenta, la corrente si riversa dal finale al prefinale, quest'ultimo brucia e fa bruciare anche gli altri..
Intendo che il prefinale costretto a dissaturare aumenta il proprio guadagno quindi si prende la corrente.

[SediciAmpere]

Invece dell'antibump cercherei di inserire una protezione simile a questa:

[Piercarlo]

Riflettendo un po' intorno allo schema mi son reso conto che, partendo con una riaccensione del circuito poco dopo averlo spento, si configura una situazione di pericolo allorché l'alimentazione degli emettitori del differenziale parte da una situazione già precaricata causata dal fatto che il diodo 1N4004 in serie a detta alimentazione impedisce al condensatore da 47 uF di scaricarsi.
In tale situazione infatti il differenziale di ingresso si trova ad essere pienamente operante prima dell'applicazione della controreazione inducendo il ramo negativo dello stadio di uscita a comportarsi come un corto circuito secco tra l'uscita altoparlante e il ramo negativo dell'alimentazione.

Al momento non sono sicuro che sia solo questo il meccanismo di guasto ma, per metterlo alla prova, suggerisco di cortocircuitare il diodo 1N4004 prevedendo già la sua possibile soppressione.

[Gigi78]

Invece dell'antibump cercherei di inserire una protezione simile a questa:

Screenshot_20251124_073345.jpg

Ciao,
grazie mille, sì, sarebbe una buona idea inserire questa protezione, ma non saprei dimensionare il circuito, inoltre vedo che questo schema è molto simmetrico rispetto al mio;

non ho abbastanza conoscenza per capire la scelta di due NPN come finali rispetto a un NPN - PNP, andare a tentoni magari rischio solo di peggiorare le cose e bruciare transistor all'infinito

[Gigi78]

Invece, rispondedo a Piercarlo ed Ecotan, che ringrazio, se avete pazienza domani vi dico con esatezza in che modo si sono distrutti i transistor, se ciò può essere utile a capire meglio cosa potrebbe aver causato il guasto;

avrei anche modo di rismontare la scheda gemella che al momento non si è ancora bruciata, e magari farvi qualche misura di tensioni.

GG