Rör-datorförstärkare

[Spisblinkaren]

Hej!

Jag hade för nåt år sedan lovat att inte dra igång fler projekt men nu gör jag det ändå

På grund av mina problem i samband med min transistortestare (KTT) så tvingades jag lära mig lite saker och speciellt gällde detta hur slutsteg jobbar.

För att ett slutsteg skall funka bra krävs nämligen att det kan sinka lika bra som det kan sourcea men eftersom sourcening (ström ut) är så mycket enklare att förstå än ström in (sink) så hade jag problem ett tag.

Vad jag dock trodde mig förstå var att om inte source-impedansen är lika som sink-impedansen så drivs till exempel inte en kondensator till den kurvform man önskar.

Så det gäller alltså att slutsteget kan sourcea lika bra som det kan sinka och jag lyckades lära mig hur man kunde bygga en förstärkare för detta.

Det roliga är att jag lyckades bygga en förstärkare som kunde driva en last modell högtalare trots att förstärkaren hade enkel matningsspänning.

Jag kallar min lösning Single-End Push-Pull.

Detta för att den bara nyttjar enkel matningsspänning SAMTIDIGT som det är ett komplementärt steg.

Jag får till denna något speciella variant genom att nyttja Zener-diod på utgången (i original nyttjade jag batteri!)

Zenern har dels till uppgift att normalisera utspänningen jämfört med noll dels ska den sinka ström från lasten och det gör den via sin inbyggda diod.

Mha Zenern så kan man alltså både sourcea och sinka med enkel matningsspänning.

Jag har alltså missat denna tingest i min rörförstärkarportfolio, förstärkaren avser dels möjliggöra hörlurslystning (pA) från dator dels driva småhögtalare (PA) bredvid datorn, omkoppling mellan pA och PA sker automatiskt när 6,3mm telepropp förs in i telepropphonan.

MVH/Roger
PS
Jag tycker det är för lite kombinationer av ny och gammal teknik, varför måste allt vara så renodlat jämt?

[HUGGBÄVERN]

Spontant:
Har du funderat på ett rör som fixar låg anodspänning bättre - ECC88 eller 6N1P? Och det känns som om trissan därefter är lite overkill.

Och varför en diod i signalvägen? Dioden är ju olinjär. Ska du "trolla bort" den biasspänning på ca 6V som ligger på utgången funkar det mycket bättre med en konding. Ta till en på 1000uF och parallellt med den en plats på 100nF-1µF så vinner du ljudmässigt.

Jag har, numera nedpackat, ett enkelt slutsteg (under konstruktion) som påminner om ditt men jag använder en FET, och istället för en aktiv last, bara ett saftigt motstånd. För att få lite mer klipp driver jag FETen direkt med ett rör. Kondensator på utgången.

[Spisblinkaren]

Tack för din input men du har inte riktigt förstått min koppling.

BC517 driver hörlur (50mAp innan sink-dist) och det komplementära steget (KCB) driver högtalare.

Eftersom jag måste försörja KCB med relativt mycket basström trots Darlington så är biaseringsmotstånden på bara 1k.

Dessa 1k måste sedan kunna drivas av ett försteg med tillräcklig power och det har min ordinarie hörlursförstärkare (KHA eller BC517) så därför behövs ett extra drivsteg samtidigt som jag vill skona folks hörsel mha den.

Jag är bara i planeringsstadiet av denna tingest men jag har idag kommit på lite förenklingar som jag bifogar.

Zenern hittade jag förresten på när jag var tvungen att testa symmetrisk source/sink-drivimpedans fast med strikt positiv utspänning i samband med problem med min transistortestare (KTT).

Idag kom jag på att detta inte behövs för utsignalen till högtalare pendlar ju runt noll (dvs AC) så allt jag istället behöver göra är att nyttja konding, blir nog 1500uF/6,3V som jag råkat köpa i en blandpåse från Kjell

Jag har precis testat min KCB med angivna komponenter och jag får Iab(bias)=500mA utan dioder, 250mA med två Schottky och 100mA med Schottky+std, lite mycket men jag vill nog ha det symmetriskt samtidigt som 250mA*6V=1,5W vilket en naken TO220 klarar.

Jag kan få ner Iab(bias) ytterligare men då ökar utimpedansen och jag har redan ett tapp på minst 2dB jämfört med 4 Ohm last då utimpedansen per ben är större än 1 Ohm.

När det gäller så lite som 12V drivning så gäller det ju att inte tappa mer än nödvändigt för att man skall få nån effekt ut, teoretiskt kan jag få ut runt 6V^2/2/4=4,5W men trissorna svänger inte ända ut till rail och motstånd+diod sväljer också lite så 3W i 4 Ohm är väl mer att hoppas på (1,5W i 8 Ohm).

Jag har förresten kikat lite på tantaler för att hålla nere storleken på kondingen, 680uF/6,3V a' D5H10 finns men 680uF är aningen för lite fast 2 i parallell skulle funka (bara som referens, 1mF i 8 Ohm innebär 20Hz).

Tror ändå jag skall köra med 680uF för det ger trots allt 30Hz som nedre gränsfrekvens samtidigt som normala högtalare (speciellt små) inte ens är i närheten av att ha kommit igång då samtidigt som vid 90Hz så är filtret klart inom 0,5dB.

MVH/Roger

[HUGGBÄVERN]

Glöm tantaler! De må vara små men är kitsliga som tusan. Du borde kunna hitta en elektrolyt på 680uF/12-16V i lagom storlek.

Jag missade hörlursutgången.

[Spisblinkaren]

Jag trodde tantaler var kalas!

Jag har fått för mig att dom har bättre högfrekvensegenskaper än i alla fall lytar men nästan också keramiska kondingar.

Jag är säkert helt ute och snurrar men jag tror tantaler tom är bättre än plast!

Tantaler har ett problem, dom tål inte så hög spänning.

Sen kan dom ha ett "problem" till, jag tror att dom inte tål nån felpolarisering alls (men det är det ju ändå inte snack om här så det är akademiskt).

Dock har dom en fantastisk och oslagbar kapacitans/volym-koefficient, om man får säga så.

Nej, jag tror att tantaler är bland dom bästa kondensatorer som finns.

Du får gärna motbevisa mig.

MVH/Roger

[HUGGBÄVERN]

Jag tänker inte motbevisa dig - går det egentligen?! . Tantaler är väl kanske som asbest - djäkligt bra i alla lägen, men samtidigt djäkligt luriga, de skjuter för minsta lilla. Jag citerar:

One of the disadvantages of having a very thin oxide layer as the dielectric is that it is not particularly robust. As a result, care has to be taken when using tantalum capacitors.
Tantalum capacitors are reliable provided they are operated within their specification limits. Many reliability standards recommend operating them at a maximum of 50% or 60% of their rated working voltage to give a good margin. If this is done then they operate reliably and provide good service.
Tantalum capacitors are not tolerant of abuse. If they are reverse biased or their working voltage is exceeded ten they can fail in a dramatic way. At best they can emit a little smoke, but they can also fail explosively as well.
Care must be taken to ensure this does not happen as it can lead to equipment failure or even fires in some instances.

Du väljer . Men betänk att du hanterar en komponent som i vissa lägen är oerhört känslig, och notera att ingen använder den som du har tänkt dig och jag tror det blir oerhört svårt att hitta en tantal med rimlig spänningsklassning och som har hög kapacitans (Reichelt har SMD 680uF/6V vilket är helt oaccepteablet). .

Jag gräver fram de häringa kondingarna. De blanka, axiella är faktiskt (fin)tantaler medan de andra är standardelektrolyter; från vänster 1000u/25V, 2200u/16V, 2200/16V och de gröna 1000u/25V. Jämför med tändsticksasken.

IMG_6795.JPG

Och jag kan fortfarande lassa iväg några stycken till Billdal idag.

[Spisblinkaren]

Tack för ditt trevliga foto och dito ansträngning!

Fast jag undrar om man inte lite kan säga som citatet när det gäller alla polariserade kondensatorer

Ingen av dom gillar felpolarisering och ingen av dom gillar för hög spänning.

Så vad är nytt?

Jag tänker införskaffa 680uF/6,3V tantaler till mitt bygge för även om jag gissar lite så tror jag tantaler har bättre HF-prestanda än lytar, har för mig jag hört det nånstans

Min prototyp kommer dock köras med ett par lytar på 1500uF/6,3V från Kjell av alla ställen

Värdet är svårt att upprepa men är ganska optimalt ner till 4 Ohm (27Hz).

2200uF skulle jag vilja ha som standard (det betyder tre tantaler i parallell )

Idag har jag annars tänkt mer på mitt senaste schema.

Blev lite bekymrad över den formella overload som sourcening av hörlur kan innebära.

Jag tänkte då ut nåt komplext som involverar ett relä som bypassar en kollektorresistans (Rc) vid effektförstärkare (PA) och kopplar in Rc vid förförstärkare (pA) men sen kom jag plötsligt på att sourcenings-spänningen kan hållas nere av en tillräckligt stor basbiasresistans för, om vi antar att jag tappar 1V i biasnätet (in på basen alltså) vid plus 6Vp som insignal dvs full sourcening och ingen last, då innebär det i mitt fall att det genereras +50mA extra.

Om man sedan säger att trissan bör ha 3V över sig som minst (trissan behöver nån volt att leka med samtidigt som 50mAp*32 Ohm~1,6Vp~2Vp), då kan max 150mA levereras (ty trissan är biaserad på ungefär mitten av 12V).

Och det visar sig på ett lite turligt sätt att min biasering av BC517 är just sådan, utan last men med 50mA i bias och +50mA extra så kan den svinga typiskt rail-1V och med +150mA extra så kan den bara svinga med ungefär rail-3V.

Så även om sinkning max kan vara biasströmmen (dvs -50mA och dito -1,6V i 32 Ohm) så har jag lyckats begränsa sourceningen till ungefär max 150mA vilket i 8 Ohms lur är ungefär 90mW.

Jag gissar således att 90mW inte blåser varken hörlurar eller hörsel av folk även om 32 Ohm-lurar faktiskt innebär runt 0,36W som mest och detta för att det är strömmen som begränsar och inte spänningen.

I sink-fallet och 32 Ohms lurar får man 0,05^2/2*32=40mW innan det sink-klipper men source-klipper gör det ungefär vid 0,15^2/2*32=360mW fast här är alltså signalen asymmetrisk.

Nåväl, 0,36W är i alla fall under nollan

MVH/Roger
PS
Situationen med den här förstärkaren blir lite annorlunda för jag skulle kunna gå in med ett par anti-seriella Zener-dioder på utgången av BC517 för att skona folks hörsel MEN då kan jag inte driva effektförstärkaren (PA) utan ett tillägg modell försteg med lite gain men då dämpar man först gain för att sedan förstärka upp det igen som jag inte gillar mest för att jag vill kunna säga till folk att denna förstärkare nyttjar rör för spänningsförstärkningen och trissor för strömförstärkningen.

[HUGGBÄVERN]

Så vad är nytt?

Jag ska inte argumentera med dig, du får en liten påse kondingar om någon dag och jag tycker du ska tetsa och jämföra. Du brukar ju ha som motto "good enough" , så om en traditionell elektrolyt bryter lite för tidigt i frekvens kanske det inte gör så mycket. Trixet är ju också att parallellkoppla elektrolyten med en plastfoliekonding för att just få HF-egenskapen . Sedan finns det de som inte gillar att skicka signaler genom parallellkopplade kondingar men jag tillhör inte den skaran.

Var hittar du tantaler som är så stora (men med för låg spänningstålighet, förresten.

[HUGGBÄVERN]

En sista fundering: om du betraktar ena polen på utgångskondingen som liggande mot 0V och den andra i "normalläge" ligga på halva matningsspänningen = 12/6 = 6V, så kommer den ände som ligger mot dina transistorer att att svänga mellan 0V och 12V, då transistorerna ömsom stryper och ömson leder. Det betyder att 12V är absolut minium för spänningståligheten för den kondingen.

[farskost]

Jag blir alltid rädd när jag ser tantaler då de är den enda typ av komponenter jag fått att bokstavligen brinn upp. Satt och labbade med en motordrivare för många år sedan och poff kom röken, från en tantal som brann med en låga stor som från ett värmeljus.

När det gäller polariseringen av elyter minns jag att jag läst eller fått rådet att de dels klarar en viss spänning i fel polaritet, någon eller några volt. Men vill man vara på den säkra sidan monteras det antiseriellt, minus mot minus på kondensatorerna, i signalvägen.

[Spisblinkaren]

En sista fundering: om du betraktar ena polen på utgångskondingen som liggande mot 0V och den andra i "normalläge" ligga på halva matningsspänningen = 12/6 = 6V, så kommer den ände som ligger mot dina transistorer att att svänga mellan 0V och 12V, då transistorerna ömsom stryper och ömson leder. Det betyder att 12V är absolut minium för spänningståligheten för den kondingen.

Nej, om jag kan få tro att jag vet nåt så tror jag att du har fel för man kan inte räkna så.

Om du tittar på ett datablad för till exempel en lyt så står det max DC, det står inte max AC (oftast inte, i alla fall).

Så min tantal på 6,3V klarar 6VDC, sen är det trots allt lite osäkert vad den klarar AC men det är inte det den är märkt med.

680uF/6,3V har jag förresten hittat i ELFA-katalogen.

Apropå det kommer jag snarast roa mig med att jämföra förlustvinkeln för 680uF/lyt med 680uF/tan men jag kan nästan svära på att tantalen vinner!

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Jag har gjort om mitt halvledande buffersteg.

Efter mätningar på prototyp fick jag bara ut 0,6W i 10 Ohm.

Jag tyckte då att detta var för lite och insåg att mina Darlingtons plus dioder snodde för mycket av effekten.

Så jag har nu designat om steget, nyttjandes CFP (Complementary Feedback Pair) istället för Darlington OCH superröd LED (1,5V), tappar mindre då och ut kommer 1,4W nånstans istället, tror jag i alla fall

MVH/Roger
PS
Bara för att vara säker kommer jag bygga en ny prototyp och testa.

[Spisblinkaren]

Jag har nu caddat den mekaniska layouten för min KCA.

Jag har samtidigt limmat ihop hela fem pA-chassin (där p står för pre).

Jag håller på att utreda hur jag vill behandla mina chassin, kan bli Japansk brännarkonst.

Än så länge så har jag dock misslyckats med brännandet.

Får jag inte ordning på det blir det båtfernissa

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Jag har inget separat projekt angående förstegschassin vilket jag kanske borde ha.

Men forumet är nog trötta på mig och alla mina projekt

I vilket fall skriver jag istället här lite, detta mitt senaste pA-projekt summerar ändå lite upp hur pA-chassina skall byggas.

Fast märk att jag än inte vet om jag skall köra Japansk brännarkonst eller om jag bara skall fernissa, tycker inte jag får bra koll på brännarkonsten som ju samtidigt verkar vara just en konst

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Jag har provat japansk brännarkonst men misslyckats ganska rejält, dock inte fullständigt för när jag nu har lackat chassit tre lager med båtfernissa så ser det faktiskt riktigt bra ut.

Slog mig dock att jag missat försänka DC-jacket inifrån ty mitt jack klarar bara 4mm panel och plyfan är 4mm...

Dock har jag några stycken andra jack som faktiskt klarar 4mm paneltjocklek men de är inte mina standard (om dom inte haft brytfunktion hade dom blivit mina nya standard, jag ska bara ha in 12VAC i systemet och det är trist att råka koppla fel).

MVH/Roger