Musical Fidelity A1, ¿otra vez?

Las mejoras en la escucha fueron más que evidentes: el sonido ganó en dinámica y transparencia. Posteriormente también cambié las resistencias de 0,47 ohm de la fuente de alimentación —que casi habían quemado la placa de circuito impreso— por otras de 5W, y sustituí los diodos rectificadores por un puente de 20 A.

Cabe destacar que, a pesar de la baja calidad general de los componentes, el Musical Fidelity A1 utiliza resistencias de excelente calidad de película metálica con una tolerancia del uno por ciento.

Los primeros en ser sustituidos son los condensadores de suavizado, que se encontraban en muy mal estado. Fueron reemplazados por condensadores Cornell Dubilier del mismo valor, pero de 35V/105º. Como la mayoría de los electrolíticos fabricados hoy en día están pensados para montaje vertical, yo los instalé en posición horizontal, sujetos con una brida, para mantenerlos lo más alejados posible del calor del disipador.

Posteriormente se sustituyen también todos los demás condensadores electrolíticos del amplificador por componentes de mejor calidad. El selector de entradas, que ya en aquella época daba falsos contactos, es el siguiente en acabar en la basura. En esta foto se ve claramente cómo los contactos internos están completamente ennegrecidos, lo que nos indica que cualquier intento de recuperarlo resulta prácticamente inútil.

Sin embargo, encontrar un reemplazo con las mismas características es realmente muy difícil, así que he optado por usar un conmutador rotativo clásico y montarlo en un soporte de aluminio cortado a medida.

El siguiente en ser reemplazado es el puente de diodos que ya había cambiado años antes, mecánicamente estaba bastante mal y después de haberlo quitado para comprobar bien su estado me doy cuenta de que la parte superior se había desprendido completamente. Esta vez el nuevo puente lo he fijado en el panel posterior. 

Sustituyo también los dos interruptores, el del selector de fono mm/mc y el del tape monitor, este último no hacía buen contacto y, tras haber encontrado exactamente el mismo interruptor en Farnell, opto por cambiar  ambos. Para los interesados les dejo el enlace a continuación:
https://es.farnell.com/alps-alpine/spun191600/switch-push-2-pole-snap-in-on/dp/2056796

Se cambian R30-31 (0,22 ohm) con resistencias de igual valor de 3 watts de película metálica de Panasonic; R15-16 (330 ohm) con resistencias de igual valor de 1 watt de película metálica de Panasonic y las dos resistencias de 0,47 ohm en serie a la fuente de alimentación con resistencias de igual valor de 3W, 1%, 275º.

El potenciómetro de volumen

El potenciómetro en cuestión, de baja calidad, se inserta en la retroalimentación de un amplificador inversor (TL084) lo que hace que sea muy difícil ajustar con precisión el nivel de salida.

De hecho, únicamente a un cuarto de su potencia, el volumen está casi a la máxima potencia, además detecto una sensibilidad en la entrada del CD de solo 120mv frente a los 200mv declarados.

La consecuencia de todo esto es que el ajuste a volúmenes de escucha bajos es bastante complicado y, debido a la tolerancia entre las dos secciones del potenciómetro, cuando éste se gira casi al mínimo, también existe un desequilibrio evidente entre los dos canales. La única solución fue entonces equipar el A1 con un nuevo preamplificador.

La idea es usar un amplificador operacional de muy buena calidad en una configuración no inversora con una ganancia de 12-15 db y un buen potenciómetro como un Alps RK.

Así que empiezo a indagar en la red buscando alguna solución que pueda ser útil para mi propósito, y al final, cuando menos lo esperaba, encuentro la solución en Aliexpress. Un preamplificador con circuito de doble cara, potenciómetro Alps, opamp NE5532 y fuente de alimentación dual con lm317 / 337.

Sólo será necesario hacer algunas modificaciones bastante sencillas y considerando que las medidas del circuito impreso parecen ir bien para encajar dentro del amplificador, lo pido y después de casi un mes lo recibo. A continuación he reproducido el diagrama de cableado original.

El nuevo preamplificador parece perfecto para el propósito, la ganancia, 12.6db, es correcta y por lo tanto no es necesario intervenir en las dos resistencias de retroalimentación, el puente de diodos debe ser quitado, los condensadores electrolíticos de 3300µF son demasiado grandes y obstaculizan el montaje de la placa en el amplificador, deben cambiarse por dos condensadores más pequeños, 470/1000µF son perfectos para este cometido.

Las resistencias son todas SMD y las dos de salida de 22 ohm deben retirarse. El integrado NE5532 está montado en zócalo y puede sustituirse fácilmente por otro de mayor calidad.

Llegados a este punto es necesario quitar IC1 (TL084), el potenciómetro de volumen y los dos puentes que llevan la señal del selector de monitor de cinta a IC1. En la siguiente foto se puede ver cómo he hecho las conexiones: los cables verde y azul a la entrada del pre, amarillo y violeta la salida, y blanco y rojo es la fuente de alimentación.

Empiezo la prueba de sonido midiendo también la temperatura del dispositivo. El control de volumen ahora funciona a la perfección y el ajuste del nivel de sonido es perfecto.

El Musical Fidelity A1 ahora está reproduciendo música a 96 khz a través de un dac Dragonfly Red, y suena divinamente, me quedo escuchando música durante un largo rato, olvidando que el amplificador todavía está en prueba, el multímetro que mide la temperatura en la aleta de enfriamiento llega a marcar 72º!

En este punto mido también la temperatura interna. La versión del A1 que poseo es la que tiene los paneles laterales sin orificios. Introduzco el sensor de temperatura a través del botón del tape monitor. Cabe señalar que, aunque no se trate de un termómetro profesional, en las distintas pruebas que he realizado resulta bastante preciso.

La temperatura ambiente durante estas pruebas era de 24 ºC. La temperatura en el interior del amplificador, medida tras varias horas de uso, alcanzó los 66 ºC.

A continuación se muestra el diagrama de cableado final con los cambios realizados, el diagrama no incluye la sección phono y el selector de entrada.

Musical Fidelity A1 y la clase A

Hemos visto que el Musical Fidelity A1 se calienta muchísimo. Obviamente, tanto calor se debe a la gran cantidad de corriente que consume en reposo, necesaria para poder funcionar en clase A. Pero, ¿de cuánta potencia en clase A disponemos realmente?

La corriente en reposo en cada estadio final se establece exactamente a la mitad de la corriente máxima, como debería ser en un push-pull de clase A, y es de 0,72 A para cada uno de los dos transistores finales. Hay aproximadamente 160 mv en cada una de las dos resistencias de salida (R30 y R31), por lo que 160/0.22 = 727mA.

Entonces, ¿cuánta potencia teórica tenemos en clase A en 8 ohm con 0.72A? Veamos:
Vp (voltaje pico) = Ax2R por lo tanto 0.72×16 = 11.5 o sea 8.1Vrms (Vrms = 11.5 / 1.41) equivalente a 8.2Wrms en clase A a 8 ohm.

Por lo que se refiere al funcionamiento en clase A, los números nos dicen que estamos frente a un amplificador capaz de trabajar en clase A hasta 8Wrms.

Nuevos cambios en el Musical Fidelity A1

¡Ya estamos otra vez! Mi Musical Fidelity A1 me está avisando de que ya no puede más, es verdad que está funcionando constantemente, pero si se cree que quemando el transformador de alimentación me voy a rendir, es que no ha entendido nada….

Como no queda otra alternativa y tendré que abrirlo, aprovecharé también para hacer algunos cambios e instalar el nuevo preamplificador que he diseñado especialmente para este estupendo e “infernal” amplificador.

Los 72 grados que había medido en su momento son demasiados y probablemente sean la causa de la muerte del transformador. Inesperadamente el amplificador se apaga y el fusible principal se funde evitando daños más graves. Debido al calor, en algunos puntos del devanado el aislamiento del transformador se ha deteriorado creando un cortocircuito.

Tanto en términos de dimensiones como de voltajes de salida el nuevo transformador toroidal es perfecto, aunque habrá que aplicar algunas modificaciones. El secundario al igual que el transformador viejo es, o mejor seria 18-0-18VAC, en realidad son 20-0-20VAC, esto significa un voltaje rectificado más alto.

De hecho, bajo carga, después de la resistencia de 0,47 ohmios, encontramos +/-22,5 V en lugar de los +/-20 V anteriores, esto significa que tendríamos más potencia de salida pero también una corriente de reposo más alta y, por lo tanto, ¡incluso más calor!

Mientras tanto, aprovecho que el amplificador está abierto para hacer otros cambios. Reemplazo los 4 condensadores de alimentación por otros de mayor valor y cuyas dimensiones me permiten montarlos sin problemas. Son de Epcos, cada uno tiene una capacidad de 15000µF, voltaje y temperatura 35V y 105º. Los cables del transformador los conecto al circuito impreso con conexiones faston para poder desconectarlo fácilmente ya que observo que tendré que desmontar el circuito impreso otras 100 veces…

He detectado que el puente de diodos (es el segundo que cambio) si bien es muy potente en cuanto a la corriente suministrada, sufre mucho el calor si se fija en el panel por lo que lo sustituyo por 4 diodos en el circuito impreso como estaba originalmente.

Ahora ha llegado el momento del nuevo preamplificador. Inicialmente, para solucionar los problemas de baja sensibilidad y ruido del potenciómetro inducido por el circuito preamplificador original, había adaptado uno que había dado buenos resultados; seguidamente, ante la creciente demanda que tenía para modificar el A1, diseñé un nuevo preamplificador ad hoc y mandé imprimir los circuitos impresos a una empresa especializada.

El circuito de alimentación está hecho con reguladores LM317-337. En la entrada hay un filtro anti ripple compuesto de una resistencia y dos condensadores. Los transistores Q1 con C5 y R12 para el lado positivo y Q2 con C10 y R16 para el lado negativo, retrasan unos segundos la llegada de la tensión de alimentación, que es de +/-11,5 voltios, para evitar el molesto transitorio que, aunque raro en el MFA1, a veces es audible.

El doble circuito integrado que se encarga de amplificar la señal de entrada es de nuevo el NE5532. Tras probar varios tipos de circuitos integrados, incluso más modernos y de mayor rendimiento, finalmente el 5532 es el que más me convenció. La sensibilidad de las entradas con el nuevo previo es ahora de 190mV para las de alto nivel y de 3,2mV para la entrada phono.

Después de hacer estas modificaciones y cambiar el transformador, enciendo el dispositivo y como había adelantado, se confirma que el circuito está alimentado con +/- 22.5V. Mido el voltaje a través de las resistencias de salida de 0.22 ohmios con un resultado de 200mV. ¡Esto significa que la corriente de reposo ahora es de 900 mA!

Por consiguiente es necesario buscar una solución para disminuir el calor generado ya que con los valores actuales la aleta de refrigeración pasará de los 72º que medí en su momento a por lo menos 80º.

En algunas ocasiones me había planteado instalar un ventilador. Hice algunas pruebas e instalé uno de 40mm que me pareció perfecto para fijarlo directamente sobre el soporte de aluminio de los transistors de potencia. Obviamente, también habría tenido que insertar ranuras en los paneles laterales para permitir la circulación de aire. Luego abandoné la idea porque el ruido del ventilador era demasiado fuerte para mi gusto y descarté esta solución.

Entonces, llegados a este punto, decido que solo queda una cosa por hacer: reducir la corriente de reposo. Incluso en los últimos ejemplares, Musical Fidelity ya la había disminuido; el mismo David II, mencionado en este mismo artículo, tiene una corriente de reposo de aproximadamente 560 mA, mientras que en mi A1 era de 720 mA.

Existen dos métodos para ajustar la corriente de reposo del Musical Fidelity A1: Aumentar el valor de R6 y R11 – en los modelos con R30 y R31 de 0,22 Ω, estas resistencias son de 3,7 MΩ, mientras que en los modelos con R30 y R31 de 0,47 Ω, son de 1,8 MΩ. O, alternativamente, incrementar el valor de R30 y R31.

Usando la misma fórmula mencionada anteriormente, podemos calcular que la potencia teórica disponible ahora en clase A sobre 8 ohmios es de aproximadamente 6 Wrms, obviamente menor que los 8,2 Wrms que teníamos antes de las modificaciones.

Durante las pruebas y tras varias horas de uso, la temperatura del disipador esta vez nunca superó los 60 ºC. La potencia de salida aumentó, pasando de los 19 Wrms originales a 23 Wrms sobre 8 ohmios.

En lo que a calidad de sonido se refiere, debo decir que este amplificador me sigue sorprendiendo positivamente. No solo no le afecta la pequeña disminución de potencia disponible en clase A sino que me parece que suena aún mejor. La reproducción de los instrumentos de cuerda por ejemplo sorprenden cada vez más por su dulzura y realismo, y además la música en general parece haber adquirido una mayor dinámica.

Musical Fidelity A1: otras versiones

En las versiones posteriores del Musical Fidelity A1 podemos observar que se introdujeron varias mejoras.

Los paneles laterales presentan perforaciones para garantizar una ventilación más eficaz. El conmutador de entradas ha sido reemplazado por un modelo Lorlin de buena calidad. Los condensadores de filtrado siguen siendo de 10.000 µF / 25 V, pero ahora están montados en vertical. El disipador de calor ya no está dividido en dos secciones, sino que se ha fabricado en un bloque único. El potenciómetro de volumen ha sido reemplazado por un Alps RK.

Sin embargo, el exceso de calor sigue siendo constante. En la siguiente foto podemos ver que, a pesar de los paneles perforados, el separador de plástico que protege las pistas del circuito impreso de un posible contacto con la base del aparato, se ha derretido literalmente.

En este modelo he registrado una tensión de aproximadamente 170 mV en R30/R31, equivalente a una corriente de reposo de unos 770 mA. Por lo tanto, sustituí R30 y R31 por resistencias de 0,27 Ω, logrando reducir la corriente de reposo a aproximadamente 630 mA.

El Musical Fidelity A1 de la siguiente foto parece ser, en cambio, una versión preliminar.

El circuito impreso carece de serigrafías y algunos componentes están montados de manera aproximada, como por ejemplo los diodos conectados entre las bases de TR1/TR2 y TR3/TR4, o la resistencia de caída del LED de encendido. Además, las resistencias son de capa de carbón en lugar de película metálica.

A pesar de ello, ya están presentes elementos que se utilizarán en las versiones posteriores, como el selector de entradas Lorlin y el potenciómetro Alps RK.

La perilla del potenciómetro de volumen y la del selector de entradas están fijadas mediante un tornillo allen. Lástima que el mismo sistema no se haya adoptado también en las otras versiones del Musical Fidelity A1.

Musical Fidelity A1 David II

Una de las últimas versiones del Musical Fidelity A1 se denomina David II. El circuito impreso ha sido rediseñado y, en la entrada del circuito del preamplificador, se han incorporado 4 transistores que supuestamente deberían evitar el problema de un posible “bump” al encender. Personalmente, no les encuentro ninguna utilidad más que la de “ensuciar” la señal, por lo que serán eliminados.

En el circuito del preamplificador, todavía se usa el TL084 en configuración inversora con el potenciómetro insertado en el anillo de reacción y, aunque ahora es un excelente Alps RK, tenemos los mismos problemas que la versión anterior (ruidos, dificultades de ajuste fino). La sección de la fuente de alimentación también se ha modificado, ahora las resistencias de 0,47 ohmios y los condensadores de suavizado están separados para los dos canales.

Los condensadores de la fuente de alimentación son siempre 4 de 10.000µF 25V. En esta versión del Musical Fidelity A1, la tensión de alimentación es mayor, +/- 24V, mientras que en la primera versión había medido +/- 20V. En consecuencia, el rendimiento en términos de potencia también es diferente. De los 19W rms a 8 ohms de la primera versión pasamos a los 26W rms que medí en este amplificador.

Hay espacio en el circuito impreso también para un tercer condensador de suavizado que, por supuesto, usaremos. En total serán 6 condensadores de 10.000µF. El espacio disponible no nos permite utilizar condensadores cuyas dimensiones sean diferentes a los originales, es decir, 30mm de diámetro y 30mm de altura. Los originales son solo de 25V, es decir al límite dado los +/- 24V de la fuente de alimentación. Los nuevos que utilicé son de Vishay, las dimensiones son perfectas mientras que el voltaje de trabajo en este caso es de 35V, 105º de temperatura.

También se reemplazan los viejos condensadores electrolíticos en serie con la señal con condensadores de Wima. Como en la otra versión del A1, aquí también se reemplaza el circuito del preamplificador.

En la siguiente imagen vemos las conexiones de la nueva placa: los cables marrón y violeta son la entrada del pre y toman la señal en la salida del selector del tape monitor utilizando los orificios de las dos resistencias R19 y R119 que se han quitado, los cables amarillo y blanco son la salida del pre y se conectan en los orificios del antiguo potenciómetro que se ha eliminado, y por último, blanco, negro y rojo son las conexiones de la alimentación.

Musical Fidelity A1-David II: las medidas

La sensibilidad de las entradas con la resistencia de 680 ohmios es ahora de 250 mV para la entrada CD y 4 mV para la entrada phono. Como ya se mencionó debido al voltaje de suministro más alto, la potencia en 8 ohmios con los dos canales operando a 1 kHz es de 26 Wrms (14,5 V) mientras que se midieron 8,5 Vrms (18 Wrms) en 4 ohmios.

Las resistencias de salida de la etapa de potencia son ahora de 0,47 ohmios en lugar de 0,22 como la primera versión. También cambia el valor de R11 anteriormente era de 3.7 Mohm y en esta versión es de 1.8 Mohm, el valor de la corriente de reposo también cambia y en consecuencia también la potencia entregable en clase A. De hecho en cada una de las resistencias de salida he medido 252mV, equivalente a una corriente de reposo de 536 mA (252 / 0.47), y esto nos indica que el amplificador trabaja en clase A hasta: 0.536 × 16 = 8.57 Vp = 4,6 Wrms.

¿Y la temperatura? Obviamente, es mucho más baja. Después de varias horas, la temperatura de la aleta de enfriamiento nunca supera los 60º (frente a los 72º medidos en el otro amplificador), además hay que considerar que en esta versión los paneles laterales están perforados.

Aquí podemos ver la imagen de los dos modelos, en la parte inferior el A1X y en la parte superior de la foto el A1 David II, hay que señalar que hay algunas diferencias por lo que respecta a la serigrafía.

El nuevo Musical Fidelity A1

El nuevo Musical Fidelity A1 llega al laboratorio generando mucha expectación. Inmediatamente lo instalamos en la sala de escucha y las primeras impresiones son realmente muy positivas. Las dimensiones son un poco más grandes que el original. El disipador de calor está dividido en dos partes, como la primera versión del A1.

Por dentro está todo muy ordenado. Esta vez, a diferencia de otras versiones como el A2 cuyo artículo publicamos hace poco, hace referencia casi exactamente a la versión original desarrollada por Tim de Parravicini.

Se puede ver claramente el intento de mejorar el A1 original. La sección de suministro de energía ahora está dividida comenzando desde el transformador de potencia.

Los electrolíticos de nivelación, cada uno de 10000 µF, son 4 por canal. Las resistencias del filtro ahora son de 0,22 ohmios en lugar de 0,47 ohmios. En el interior hay muchos condensadores Wima de excelente calidad.

El selector de entrada y los conectores de los altavoces también son de mejor calidad. El potenciómetro de volumen motorizado es un Alps de excelente calidad y esta vez se utiliza de forma clásica y no se inserta en el circuito de retroalimentación del preamplificador que tantos problemas causaba en la versión original.

Modificaciones al nuevo Musical Fidelity A1

Los 8 electrolíticos del circuito de alimentación son verticales y son demasiado altos, 35mm. Como se puede ver en la foto casi tocan el disipador de calor, esto significa que tendrán una vida corta.

Los reemplazaremos con excelentes condensadores electrolíticos de Vishay, nuevamente de 10000 µF 105º pero con una altura de solo 30 mm.

También cambiaremos los condensadores que están en serie con la señal. Son, a pesar del uso de excelentes condensadores de Wima en varias partes del circuito, electrolíticos bipolarizados de baja calidad de Jamicon.

En su lugar utilizaremos condensadores bipolarizados Nichicon Muse, de una calidad decididamente superior.

El voltaje detectado en cada resistencia de salida de 0,47 ohmios es de aproximadamente 300 mV, por lo tanto, la corriente de reposo del nuevo Musical Fidelity A1 es de 640 mA, menor que la detectada en el Musical Fidelity A1 original y equivalente a aproximadamente 6,6 Wrms en clase A en 8 ohmios.

Las medidas

La sensibilidad para la potencia máxima es de 250 mV para las entradas de alto nivel y de 3,8 mV para la entrada de phono mm. El voltaje de alimentación del nuevo Musical Fidelity A1 es de +/-24V, un poco más alto que el del A1 original. De hecho la potencia de salida también es mayor: 23Wrms con ambos canales en función a 8 ohmios.

Sin embargo, en 4 ohmios, el aumento repentino de la distorsión no permite una potencia superior a 11 Wrms. En cualquier caso, sabemos muy bien que las mediciones instrumentales en un amplificador como el A1 toman su tiempo, y no reflejan en lo más mínimo la calidad de sonido que es capaz de ofrecer.

La respuesta de frecuencia oscila entre 7 y 60 kHz-1 dB. La distorsión armónica total a 10 Wrms en 8 ohmios es del 0,13%. Sin embargo, en cuanto a la temperatura en el disipador, nunca superó los 62º.

Para concluir, diría que el nuevo Musical Fidelity A1 no ha hecho más que confirmar la excelencia del diseño original. Una calidad sonora realmente de alto nivel y, ahora, con una relación calidad-precio verdaderamente competitiva.