Musical Fidelity

Musical Fidelity A1, ¿otra vez?

Con este artículo sobre el Musical Fidelity A1 empiezo una serie de artículos sobre cómo reparar, mejorar y volver a disfrutar de los fantásticos y añorados amplificadores de los años 70 y 80. Sobre Musical Fidelity A1 se ha dicho todo y más, un amplificador a veces elogiado y a veces ridiculizado por sus grandes aletas y el gran calor que desprende. Pero en una cosa, sin lugar a dudas, pone a todos de acuerdo: sus grandes cualidades de sonido. Otros amplificadores históricos como el Nad 3020, Creek CAS4040, Luxman L-230, Sansui AU-3900 etc. pronto pasarán también por este blog.

El Musical Fidelity A1, objeto de esta primera publicación es un amplificador de mi propiedad que conservo desde 1988. Los cambios que hice entonces consistieron en el reemplazo de los transistores finales con Motorola MJ15024 / 25 y la sustitución de los condensadores electrolíticos en serie con la señal con condensadores no polarizados en poliéster Wima.

Musical Fidelity A1

Los MJ15024/25

Las mejoras en la calidad del sonido fueron más que evidentes, ya que adquirió más dinámica y transparencia. Posteriormente también cambié las resistencias de 0.47 ohm de la fuente de alimentación, que casi habían quemado el circuito impreso, por otras de 5W, y reemplacé los diodos rectificadores por un puente de 20 A. Hay que tener en cuenta que, a pesar de la baja calidad general de los componentes, que en el A1 se utilizan resistencias de capa metálica con una tolerancia del uno por ciento.

Después de utilizarlo y disfrutarlo durante algunos años, el A1 acabó empaquetado en su embalaje original, en un almacén, y allí permaneció hasta el día de hoy. Recuperado junto a otro material, sacado de su embalaje y llevado al laboratorio, está listo para la que será la modificación definitiva.

Musical Fidelity A-1

Los condensadores de suavizado originales

Los condensadores de suavizado originales están en mal estado y son los primeros en ser reemplazados. Se sustituyen por condensadores Cornell Dubilier del mismo valor pero de 35V / 105º. Como la mayoría de los electrolíticos fabricados en la actualidad son para montaje vertical, en cualquier caso he preferido montarlos en horizontal, fijados con una abrazadera, para mantenerlos lo más alejados posible del calor de la aleta de refrigeración superior.

Los nuevos condensadores de suavizado de Cornell Dubilier

Seguidamente, también se reemplazan todos los demás condensadores electrolíticos del amplificador, con componentes de calidad, Panasonic y Rubycon. El selector de las entradas que ya no funcionaba correctamente es el siguiente elemento en ser eliminado, en esta foto se puede ver claramente como los contactos internos están completamente ennegrecidos y eso nos indica que cualquier intento de recuperarlo es prácticamente inútil.

El selector de las entradas original

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.

Musical Fidelity A1

El nuevo selector de entradas

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

Las nuevas resistencias de película metálica de 0,22 y 330 ohm

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 problema del potenciómetro merece un capítulo aparte. 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.

Musical Fidelity A1

Uno de los potenciómetros de volumen utilizados durante las pruebas.

En cualquier caso, al principio intento ver si es posible solucionar el problema probando varios potenciómetros y tratando de trabajar en la ganancia del amplificador inversor, pero sin poder obtener grandes mejoras. Al final decido que la única solución es 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. Pero hacer un circuito impreso utilizando transferencias, ácido, etc. no me gusta en ningún caso y, por otro lado, tampoco me gusta usar un circuito impreso pretaladrado.

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. Todo ello por menos de 20 euros incluido el envío. Este es el enlace:
https://es.aliexpress.com/item/1000004630083.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.18d163c0Wk21XF

El nuevo preamplificador

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 salidas de 22 ohm deben eliminarse. Es un producto que viene de China y con mucha probabilidad el control de calidad deja un poco que desear, sin embargo la calidad de los componentes parece buena, el NE5532 va montado en un zócalo para que se pueda reemplazar fácilmente por otro de mayor calidad. Antes de montar la placa hago todas las comprobaciones y pruebas necesarias y, de hecho, algo está mal, un canal sale con un nivel más bajo. La causa es una de las resistencias que en lugar de ser de 10Kohm es de 1Kohm.

La resistencia de 10K es en realidad de 1K

Las dos resistencias de 15k soldadas directamente en los terminales del potenciómetro

Probando el nuevo preamplificador

Al no tener resistencias para el montaje smd, quito ambas y las sustituyo por dos resistencias de 15kohm soldadas directamente en los terminales del potenciómetro. Ahora funciona realmente bien y solo queda instalarlo en el amplificador. 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.

 

Musical Fidelity A1

Las conexiones entre la PCB principal y la nueva placa de preamplificador

Aquí se pueden ver los cambios definitivos en la placa del preamplificador, los condensadores más pequeños, y la modifica donde estaba el puente de diodos

Musical Fidelity A1

La placa finalmente instalada y el amplificador listo para ser probado.

Musical Fidelity A1: las medidas

El último cambio consiste en reemplazar los conectores de salida de los altavoces por otros de mayor calidad, y en este punto empiezo a probar el “nuevo” Musical Fidelity A1. Comienzo con las pruebas de laboratorio y luego paso a las pruebas auditivas para verificar que todo es correcto. El amplificador funciona correctamente; proporciona en los primeros signos de clipping, 12,4 Vrms, con ambos canales funcionando, con una carga de 8 ohm, es decir algo más de 19 wrms. A 4 ohm, proporciona 9 Vrms equivalentes a unos 20 Wrms. La sensibilidad en la entrada de cd para máxima potencia es de 190 mv. La respuesta de frecuencia a -1dB varía de 7 a 40 Khz. El voltaje de la fuente de alimentación del circuito debido al fuerte consumo de corriente es solo de +/- 20V y no de +/- 24V como debería ser teniendo en cuenta los secundarios del transformador de 18 V.

Musical Fidelity A1

Midiendo el Musical Fidelity A1

Musical Fidelity A1

Grafico de la distorsion a 1Khz, 10Wrms 8 ohm

Respuesta en frecuencia

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!

Temperatura de la aleta de enfriamiento después de varias horas de uso

En este momento mido también la temperatura interna, la versión del A1 que tengo es la que tiene los paneles laterales sin agujeros. Introduzco el sensor de temperatura a través del botón del tape monitor. Hay que tener en cuenta que aunque no es un termómetro profesional, a raíz de las diversas pruebas que he realizado verifico que es suficientemente preciso, la temperatura ambiente durante estas pruebas es de 24 grados. La temperatura dentro del amplificador, medida tras varias horas de uso es de 66º.

El sensor introducido a través del botón del tape monitor

Y la temperatura detectada dentro del amplificador: 66º

¿Qué cambiaría en la temperatura interna si los paneles estuvieran perforados? Hago una prueba empírica, quito los paneles laterales y los dejo descansando verticalmente en la parte superior, ahora hay una gran ranura de aproximadamente 1 cm. de alto a lo largo de ambos lados del amplificador, la temperatura baja dos grados, de 66º a 64º.

La temperatura interna desciende de 66º a 64º con los paneles laterales retirados y colocados, dejando 1 cm. para la entrada de aire.

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

Diagrama de cableado con las modificaciones relativas a un solo canal

Musical Fidelity A1 y la clase A

Hemos visto que el Musical Fidelity A1 se calienta mucho. Evidentemente, mucho calor depende de la gran cantidad de corriente que absorbe en reposo y que es necesaria para poder trabajar en la clase A. Pero, ¿cuánta potencia en clase A tenemos realmente?

La corriente de 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.
En cualquier caso, también sabemos que un amplificador completamente en clase A absorbe la misma cantidad de corriente de la fuente de alimentación, tanto en reposo como a máxima potencia. Así que nada más fácil que ir a ver cuánto absorbe.

Musical Fidelity A1

Foto A

Foto A. La corriente total absorbida en ausencia de una señal medida en la rama positiva de la fuente de alimentación es de 1.7A, más o menos el mismo valor se encuentra en la rama negativa, en la resistencia de 0.47 ohmios en serie con la fuente de alimentación de hecho hay 0,802 mV (0,802 / 0,47 = 1,7).

Musical Fidelity A1

Foto B

Foto B. Ahora el amplificador está proporcionando 10V + 10Vrms en una carga resistiva de 8 ohm igual a 12.5 + 12.5Wrms a 1000hz, y no hay cambios en la absorción de corriente

Musical Fidelity A1

Foto C

Foto C. El A1 ahora proporciona 12 + 12Vrms a 8 ohm (18 + 18Wrms) y la absorción de corriente prácticamente no cambia (1.72A).

Foto D

Foto D. A 4 ohm ya no podemos hablar de clase A, de hecho a máxima potencia, 9Vrms igual a 20,2Wrms la absorción aumenta y supera los 2A. Por tanto puedo concluir este extenso artículo afirmando que estamos ante un amplificador capaz de conquistar por sus grandes cualidades sonoras, pero tambièn sorprendernos en cuanto a algunas soluciones estéticas y sobre todo por la considerable cantidad de calor emana.

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, aunque, como hemos visto, la absorción de corriente del Musical Fidelity A1 se mantiene constante tanto en reposo como a la potencia máxima asì como debería estar en un amplificador que funcione totalmente en clase A.

Musical Fidelity A1

Foto de grupo

Musical Fidelity A1 David II (actualización)

Me llega al laboratorio la que debería ser la última versión del Musical Fidelity A1, se llama David II. Se ha rediseñado el circuito impreso y se han insertado 4 transistores en la entrada del circuito del preamplificador, lo que debería evitar el problema de un posible “bump” al encender, personalmente no les veo ninguna utilidad e incluso pueden interferir negativamente en la calidad de la señal, así que opto por eliminarlos.

El interior del Musical Fidelity A1 David II que acaba de llegar al laboratorio

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.

Diagrama de cableado de la fuente de alimentación

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.

En el circuito impreso también hay espacio 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 no polarizados de Wima. Como en la otra versión del A1, aquí también se reemplaza el circuito del preamplificador, se quita el TL084 y las dos resistencias de 18 Kohm que desde la salida del selector de tape monitor envían la señal al circuito antiguo, luego se inserta el nuevo preamplificador, del mismo tipo que el anterior A1. La ganancia en este caso se modifica cambiando el valor de las dos resistencias de retroalimentación del 5532, de 1 Kohm a 680 ohmios.

Las dos resistencias de 680 ohmios

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

Las conexiones de la nueva placa de preamplificador

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 5 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.

Musical Fidelity A1

El interior del Musical Fidelity A1 David II después de las modificaciones

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 = 6 Wrms.

Distorsión a 1 Khz 10w

 

Musical Fidelity A1

Respuesta de frecuencia a 10w rms

¿Y la temperatura? Obviamente, es mucho más baja. Después de varias horas, la temperatura de la aleta de enfriamiento nunca supera los 62º (frente a los 72º medidos en el otro amplificador), además hay que considerar que en esta versión los paneles laterales están perforados.

En la primera versión del Musical Fidelity A1 habíamos visto que la absorción de corriente en reposo (1,7 A por rama) no variaba con el aumento de la potencia entregada hasta al menos 18 Wrms en 8 ohmios, en esta versión en cambio la absorción de la corriente total en reposo es menor (1.1A por rama) y, por consiguiente, permanece constante solo hasta 6Vrms (4.5Wrms), ya que para poder entregar 20Wrms se necesitarán al menos 1,6A.

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.

Musical Fidelity A1

Los dos Musical Fidelity A1

 

About the author

Fabrizio Rodilossi

Apasionado de la música y la electrónica, en la década de los 80 desarrollé mi carrera profesional como director técnico en la compañía Bose, en Italia, posteriormente abrí un laboratorio propio para llevar a cabo proyectos y reparaciones de equipos de audio, y me hice cargo de una renombrada tienda HIFI en Roma. En la actualidad, afincado en Barcelona, ​​continuo combinando trabajo y pasión restaurando y reparando amplificadores, preferiblemente "vintage".

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