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Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

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Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da Tucos » 07/01/2018, 15:41

Ciao Ragazzi, è da anni che non scrivo più in questo forum. Purtroppo da quando ho iniziato l'università ho avuto poco tempo e possibilità di dedicarmi alla musica e ancor meno dal DIY.
Queste vacanze di Natale, in preda alla nostalgia ho rimesso mano alla vecchia attrezzatura (appena finisco i primi testing vi condivido un progettino interessante che ho iniziato).

In cima alla To Do list c'è un problema con il mio amplificatore autocostruito http://www.diyitalia.eu/viewtopic.php?f ... ostruzione.
Il trasformazione di alimentazione emette troppe radiazioni elettromagnetiche.
È normale che avvicinando la chitarra all'amplificatore i pick-up captino i 50Hz, ma nel mio caso l'irradiazione è rilevante anche a 3-4 metri di distanza, soprattutto se utilizzo il canale lead.
Qui un video per comprendere la gravità del problema https://www.youtube.com/watch?v=0DI6N_ULI90.
Purtroppo il gain del telefono è automatico quindi il livello non è fedele, ma ben capire come l'irradiazione sia nettamente superiore a quella di altri amplificatori.

Alcune informazioni utili:'
  • Facendo un po'di prove con un pickup volante collegato all'oscilloscopio ho verificato che la sorgente è proprio il trasformatore di alimentazione
  • Il trasformatore di alimentazione è un toroidale da 250VA
  • La chitarra nel video è una Epiphone Les Paul con Humbucker, con i Single coil la situazione è chiaramente peggiore
  • La radiazione viene captata anche da una chitarra collegata ad un altro amplificatore
  • L'intensità della irradiazione è proporzionale alla corrente nel trasformatore (come è giusto che sia), se riduco la tensione anodica con il Power Scaling, la radiazione emessa si riduce (verificato con la chitarra collegata su un secondo amplificatore)

Ciò che mi lascia più perplesso è il fatto che il mio trasformatore sia un toroidale, che teoricamente dovrebbe generare radiazioni nettamente inferiori a quelle di un classico trasformatore EI. Tuttavia non sono molto sicuro della qualità costruttiva del trasformatore, considerati i problemi che ho avuto con il produttore. È possibile che un toroidale mal costruito possa causare irradiazioni superiori ad un trasformatore EI?

Detto questo, vorrei un po' di consigli su come muovermi:
  • Ha senso spendere una 30ina di euro per comprare dei fogli di Mu-metal per provare a schermarlo?
  • Oppure conviene farmi realizzare da una azienda fidata un trasformatore EI e rimpiazzarlo?

alexradium
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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da alexradium » 07/01/2018, 18:34

più che normale se non hai nessuna schermatura,addirittura la radiazione rientra direttamente nell'OT e va diretta nell'altoparlante.
Ho visto che hai tutta un'illuminazione,quindi esteticamente la cosa migliore sarebbe acquistare una schermatura apposita per toroidale.
Altrimenti rivestire internamente il cabinet,con lamierino ferromagnetico,e fare un divisorio tra PT e OT e valvole.

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da Tucos » 07/01/2018, 18:43

Non credo ci siano fenomeni di induzione rilevanti direttamente nell'OT e nelle valvole. Se cortocircuito l'ingresso l'amplificatore è silenziosissimo.
Per la schermatura che materiali suggerisci di utilizare?
Da quello che ho letto, più è bassa la frequenza che voglio filtrare è maggiroe deve essere la permeabilità magnetica del metallo che utilizzo per schermare. I metalli più indicati dovrebbero quindi essere l'acciaio e meglio ancora il mu-metal.
Ho provato infatti con fogli di alluminio, ma non ho notato alcuna differenza.
Tuttavia ho provato anche a mettere un pentolone di acciaio inox davanti ai pick-up ma stranamente neanche questo ha avuto effetto.

Che materiali mi consiglieresti per provare a schermarlo?

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da kagliostro » 08/01/2018, 11:54

In una prova che ho visto tempo fa il miglior materiale è risultato l'alluminio (un paio di mm se non ricordo male)
Senza scomodare il Mumetal prova con del ferraccio, non acciaio inox, naturalmente il tutto collegato a massa sullo chassis (con collegamento meccanico, non con un cavetto), occhio che NON deve esserci effetto spira chiusa sul TA altrimenti in poco tempo lo fondi

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POST ACCORPATO:

In rete ho trovato questo

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Quindi si conferma la tua ipotesi che si tratti di un trasfo avvolto un po' alla carlona

Tempo fa avevo raccolto qualche foto su come andava arrangiato uno schermo (calotta completa) per toroidali ma non riesco più a trovarle

Comunque da questo schemino si dovrebbe capire



Nota che l'opzione b si potrebbe anche fare, ma bisogna usare un bullone in plastica

Prima di ricorrere ad una calotta schermo, prova a procurarti una striscia di lamierino sottile di ferro (zincato o no) alta quanto il trasfo ed avvolgila un paio di volte attorno al toroidale fermandola con un po' di nastro, potrebbe funzionare, gli schermi di fabbrica son fatti così (e ci sono anche degli add-on, ma eviterei di spendere quando da un ferramenta puoi trovare quel che ti serve)

http://www.nuvotem.com/en/products/gossband_large.shtml

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da Tucos » 08/01/2018, 18:46

Da quello che vedo però la fascia di schermatura non ha collegamenti

La schermatura con materiale ferro-magnetico per le basse frequenze, da quello che mi sembra di capire, è diversa da una gabbia di Faraday. Qui l'obiettivo dovrebbe essere quello di sfruttare il ciclo di isteresi del materiale pre assorbire il campo magnetico variabile e quindi non dovrebbe essere necessario un collegamento a massa.
Mi date conferma oppure ho sparato una grossa stronzata?

In ongi caso vedo di procurarmi qualche lamiera di ferro per fare qualche prova nel weekend (collegato a massa o meno).

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da kagliostro » 08/01/2018, 19:27

Nei trasformatori con lamierini ci sono (no, possono esserci) schermi per "trattenere" l'emissione di disturbi (passami il termine che non ho memoria per la terminologia tecnica del caso) e poi le calotte che invece bloccano i campi magnetici

La fascia metallica attorno ai toroidali non mi risulta sia collegata a massa, ma trattiene al suo interno il campo magnetico disperso, prova con quella prima di altro, è molto semplice da realizzare, poi collegarla a massa o no, ci metti un attimo a vedere se c'è differenza, in questo caso sarebbe, comunque, un collegamento elettrico che non dovrebbe influire sulla propagazione del campo magnetico ma sull'altro tipo di disturbo disperso (che mannaggia non ricordo come si chiama)

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da Tucos » 13/01/2018, 21:32

Un po' di aggiornamenti:
Ho provato a schermare il trasformatore con un paio di giri di un lamierino di acciaio (5mm)
https://www.youtube.com/watch?v=ImQjZNCtFIQ
Il trasformatore riduce significativamente la radiazione, (nel video non si può apprezzare al 100% perchè l'audio viene compresso quando toglo la schermatura).
Nella prova la chitarra era collegata al fender twin (a riprova del fatto che si tratta solo di irradiazione elettromagnetica)

Ispirato dalla foto che Kagliostro ha trovato, ho voluto verificare se effettivamente l'irradiazione decadesse lungo l'asse da cui escono i fili
https://www.youtube.com/watch?v=tVZ-j1PtKgI
Il risultato è stupefacente. Soprattutto, se mi posiziono al lato ed aggiungo anche la schermatura, L'irradiazione scompare quasi del tutto.
Non avevo idea che l'orientamento dei trasformatori toroidali fosse cruciale. Il problema è che adesso ruotare di 90 gradi il trasformatore sarà alquanto complicato, i fili sono troppo corti per passare per i fori originali, e non vorrei fare altri fori sullo chassis.

Vi cito le possibilità che mi prospetto, ditemi cosa ne pensate:
  • ruoto il toroidale facendo delle prolunghe ai fili del primario e dei secondari e compro del mu-metal per migliorare la schermatura (spesa attorno ai 30-40 euro)
  • Mi faccio realizzare un nuovo toroidale da qualche azienda seria, a bassa emissione e magari già schermato (spesa sui 100-140 euro), e faccio attenzione a montarlo anche con l'orientamento giusto
  • Lo sostituisco con un trasformatore EI (spesa sui 90 euro) visto che tutti gli altri costruttori non ne hanno mai avuti di questi problemi con trasformatori convenzionali

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da kagliostro » 13/01/2018, 21:42

Ruoto il toroidale facendo delle prolunghe ai fili del primario e dei secondari e ci metto uno schermo ed un anello di ferraccio

NON acciaio inox

Proverei con un lamierino più sottile e basso, stretto bene attorno al toroide

Solo se in questo modo non risolvi penserei ad altre soluzioni

---

Se fai bene le giunte, le copri con del termorestringente e poi per tutta la lunghezza copri il tutto con tubetto sterling, neanche si vede

Non ho capito come lo vorresti ruotare, intendi così ?



nel qual caso se vuoi potresti anche metterci dei morsetti ed evitare le prolunghe



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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da Tucos » 13/01/2018, 22:16

No, voglio ruotarlo lungo il piano orizzontale.
Dall'immagine che mi hai condiviso si nota come il campo di irradiazione di un toroidale non è omnidirezionale ma bidirezionale.
L'ho verificato nel secondo video che ho linkato. Voglio ruotare quindi il trasformatore di 90 gradi in modo che irradi lateralmente, e non antero-posteriormente, dove sono disposto io quando suono

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da kagliostro » 14/01/2018, 0:19

Sì, dal video che hai linkato si evince qualcosa del genere

--

Se non ho visto male non hai la classica rondellona metallica sopra il toroidale



quando lo schermi, fanne una di lamierino che sia larga quasi quanto il trasformatore (ma non tanto da andare a toccare la fascia/cintura ad uso schermo che aggiungi), qualcosa dovrebbe anche quella contribuire a schermare

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da nike_spike » 14/01/2018, 21:56

Ciao, io non riesco ad accedere allo schema elettrico, ma così buttata lì per non saper nè leggere nè scrivere, credo che il problema più che nel trasformatore toroidale sia da ricercare nel circuito di riduzione della "potenza"??, "e con una tensione anodica regolabile tramite il sistema del power scaling." riporto dalle prime righe del link menzionato.
Se togli il circuito di variazione potenza/tensione a mio avviso il problema sparisce.
Ripeto non funziona il link allo schema e quindi non sono in grado di valutare il sistema di "riduzione di potenza" (switching??) ma di solito sono i circuiti "non convenzionali" di rettifica della tensione che creano problemi.
Un poco come alcuni circuiti contenuti nei variatori di tensione delle lampade, classico variatore di luminosiutà collegato alle luci di casa, sono fonte di rumore incredibile.

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da kagliostro » 14/01/2018, 22:26

Se è un VVR classico, è un circuito lineare e non switching

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da nike_spike » 14/01/2018, 23:01

Ciao K, ripeto, non ho possibilità di vedere lo schema elettrico. se lo vedrò potrò esprimermi ma un toroidale , di solito viene impiegato proprio per il basso campo elettromagnetico generato.

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da Tucos » 14/01/2018, 23:09

nike_spike ha scritto:
14/01/2018, 21:56
Ciao, io non riesco ad accedere allo schema elettrico, ma così buttata lì per non saper nè leggere nè scrivere, credo che il problema più che nel trasformatore toroidale sia da ricercare nel circuito di riduzione della "potenza"??, "e con una tensione anodica regolabile tramite il sistema del power scaling." riporto dalle prime righe del link menzionato.
Se togli il circuito di variazione potenza/tensione a mio avviso il problema sparisce.
Ripeto non funziona il link allo schema e quindi non sono in grado di valutare il sistema di "riduzione di potenza" (switching??) ma di solito sono i circuiti "non convenzionali" di rettifica della tensione che creano problemi.
Un poco come alcuni circuiti contenuti nei variatori di tensione delle lampade, classico variatore di luminosiutà collegato alle luci di casa, sono fonte di rumore incredibile.
Ho allegato lo schema nel caso possa servire a qualcuno. Il power scaling è basato su un semplice mosfet in serie. Non c'è nessuno switching. Inoltre il rumore non proviene "dall'interno dell'amplificatore". Quando la chitarra è con il volume a zero, il rumore scompare. Il problema è quelo che captano i pickup, anche se la chitarra è collegata ad un altro amplificatore.
Allegati
SCHEMA OD3 CON VALORI.pdf
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Ultima modifica di Tucos il 14/01/2018, 23:43, modificato 1 volta in totale.

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Re: Trasformatore di alimentazione toroidale ed eccessiva irradiazione elettromagnetica

Messaggio da Tucos » 14/01/2018, 23:41

Oggi ho fatto un po'di prove con i lamierini di acciaio.
Ho usato il multimetro (posizionato a circa 1 metro dall'amplificatore) per oggettivare il livello di rumore con e senza schermatura:
  • Senza schermatura: 80dB di rumore
  • Un avvolgimento di lamierino da 0,5mm: 74dB
  • Doppio avvolgimento di lamierino (totale 1mm) 72,5dB
  • Triplo avvolgimento di lamierino (totale 1,5mm) 71,8dB
La schermatura riduce significativamente il rumore, ma non risolve il problema quindi non può essere la soluzione definitiva.

Per quanto riguada invece l'idea di ruotare 90 gradi il trasformatore, non è una vera soluzione:
Ho fatto ulteriori prove, nella prova precedente, il dato era falsato dal fatto che muovessi la chitarra in modo radile, arrivando a dispormi dal lato dei filamenti con la chitarra ruotata di 90gradi rispetto alla posizione frontale. Se mantengo invece lo stesso allineamento, l'intensità del rumore è sempre la stessa.
Vi allego una immagine per spiegarvi le varie prove.
irradiazione trasformatore.png
A questo punto l'unica vera soluzione mi sembra quella di rimpiazzare il trasformatore:
  • Lo rimpiazzo con un toroidale migliore? E se il problema fossero proprio i toroidali, che magari emettono una radiazione con un orientamento sconveniente per una applicazione chitarristica?
  • Lo rimpiazzo con trasformatore EI perchè nessun'altro ha di questi problemi e l'unica variabile rimasta è proprio il trasformatore.
    In questo caso però sarà un bel casino fare i fori di montaggio perchè dovrà spostare tutta la pcb

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