GEL90PP - mini Gitarrförstärkare med rör

ELTompa
Inlägg: 375
Blev medlem: 27 februari 2017, 22:13:28
Kontakt:

GEL90PP - mini Gitarrförstärkare med rör

Inlägg av ELTompa »

GEL90PP - mini Gitarrförstärkare med rör
Jag har en Fender Lead III som saknar förstärkare. Det gör ju att den står ospelad. Kanske skulle göra ett försök att bygga den en liten förstärkare som man kan spela med hemma i lägenheten?
Jag har några EL90 och en utgångstraf jag skaffat lite på spekulation men med en ide om en minirörförstärkare till Gitarr. Kanske ska göra ett ryck och se om dessa kan passa ihop.
Jag gillar dom här små 7poliga rören med B7G sockel. Dom är charmiga på nått sätt. Jag gillar att man kan bygga "mini" varianter av saker med dessa.

EL90 förväntas köras på max 250V enl databladet. Det låter som en rimlig spänning. EL90 Datablad http://www.r-type.org/exhib/aad0125.htm
Utgångstrafen jag har är en Push-Pull 8k Anod-Anod || 4-8 ohm och som ska tåla runt 15W om jag minns rätt. Låt se hur dessa gifter sig med varandra

Jag tänker mig en förstärkare typ såhär, som även har en mic ingång och ingång för synt/trummaskin/aux.

Bild

Jag skissar på ett schema som detta med Cathodyne fasdelare. Även drivrör och drivförstärkarrör blir små med B7G sockel, EBC91, samma som jag använde i min tidigare miniförstärkareEL95SEUL

Bild

Bild

Med uTracer'ns plott kan man lägga ut klass A och klass B linjer. Jag tänker att man väljer en punkt runt 70% Klass A och sedan provar sig fram en lämplig arbetspunkt som gärna inte är för varm utan överlåter högeffektuttaget till klass B läget. Det finns flera sätt att lösa/välja arbetspunkt för Push-Pull steg men jag brukar se det som ett singelsteg och tänker för enkelhetens skull att andra sidan bara är en spegel av den första. Kanske är det fel att tänka så men jag vill ändå prova olika arbetspunkter och mäta lite THD hur dom presterar över effekt.

Bild

Fasdelaren ska man tänka till lite på. Den ska ju ge ett avsevärt spänningssving både i med och motfas och dessa ska orka driva slutrören utan att begränsas av slewrate. Vid katodbiasering av effektpentoderna så kan man ha ganska högt ingångsgallermotstånd, i detta fall 470k men med fast biasering är oftast kraven 100k eller lägre och det ställer krav på den fasdelaren drivförmåga. Det är därför bra att alltid kolla vilken toppström som kan komma att behövas för att driva ut slutrören. Skulle vi till äventyrs vilja koppla om utgångssteget att vara triodkopplat så kommer vi få en avsevärd Miller effekt med in ingångskapacitans runt 50-60pF så räknar vi med värsta scenariot så kan vi få upp till 256uA att bedöva driva slutrören med. Det gäller då att viloströmen i fasdelaren överträffa det vilket i vanliga fall inte är särskilt mycket. Men i detta fall har vi en ganska "klen" triod att driva med, EBC91. Lägger vi ut en lämplig arbetspunkt som har plats för 2x34V sving så ser vi att en viloström på 1mA skulle fungera och det ger lite marginal både i form av sving och slewrate så det borde fungera.

Bild

Till fasdelaren behöver vi lite förstärkning. Jag sätter en till EBC91 triod före fasdelaren och hoppas på att det kommer ge den förstärknings som krävs.

Bild

Allt uppkopplat

Bild

Labba med arbetspunkt för slutsteget
Nu vill jag labba lite med arbetspunkten för slutsteget. Biaseringen är gemensam för båda rören. Jag vill inte säga att rören är matchade men dom mäter ganska lika i uTracer'n.
Med olika viloström kan man flytta arbetspunkten. Ju varmare man kör rören ju större del av effektuttaget sker i klass A.
Så här ser distorsionen ut för olika arbetspunkter över uppmätt uteffekt i ett 8ohms motstånd.

En av kurvorna sträcker sig ut till 8.5W. Det beror på att matningsspänningen under mätningen uppgick till 270V. Det säger att skulle man välja en högre matningsspänning så kan man få ut mer effekt ur denna koppling men rören ska inte köras så hårt. Istället kanske en annan utgångstransformator skulle vara att föredra men nu har jag dom grejorna jag har och en effekt runt 7W tycker jag är helt OK.

Den "heta" kurvan får typiskt utseende, den kör i princip i Klass A hela tiden.
Den kalla kurvan spårar ur direkt, den kör i princip i klassB hela tiden. THD går inte i taket som man kanske kan tror utan landar på 3-4%
Varm och avslappnad är intressanta dom är är typisk AB1

Bild

Tube CAD Journal har några intressanta artiklar om Konstantströmsänkare som biasing. https://tubecad.com/2011/08/blog0210.htm
Jag få lust att prova och se hur de beter sig.
Men det funkar sådär... mesta av skräpet orsakas faktiskt av de motriktade dioderna för kortsluter jag dom så blir det mycket bättre. Varför dioderna är där går att läsa i den länkade artikeln.

Bild

Genom att koppla av CCSen med en kondensator så fungerar steget ganska OK.

Bild

Den varma kurvan är ju relativt stabil med ökad effekt. Den borde gå bra att motkoppla för lägre THD

Bild

Men även den relaxade kurvan med bara ett motstånd och kondensator som bias ger ju också en ganska rak THD kurva och ger man den feedback med en faktor på 4 så ser kurvorna väldigt lika ut för CCSen och för motståndet.

Bild

Fortsatt design som bas
Schemat skulle då se ut såhär. Med x4 feedback så kräver den en insignal på runt +4dBu för att styra ut fullt så förstärkaren kommer behöva mer gain men det får bli en senare utmaning :)

Bild

Frekvensresponsen är mycket god. Den här designen får ligga till grund för fortsatta försök.

Bild
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 32567
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: GEL90PP - mini Gitarrförstärkare med rör

Inlägg av HUGGBÄVERN »

Intressant! Synd du hade trafo för jag har en Hammond-trafo för instrumentförstärkare liggande någonstans.
ELTompa
Inlägg: 375
Blev medlem: 27 februari 2017, 22:13:28
Kontakt:

Re: GEL90PP - mini Gitarrförstärkare med rör

Inlägg av ELTompa »

ACDC från Kina, kan det vara nått
Eftersom jag redan tidigare gått i tankarna att gör en gitarrförstärkare så köpte jag redan för något år sedan hem två stycken 230VAC -> 250VDC+6V3 switchad nätdel specad 60W. Borde passa bra till min miniförstärkare.
Den första jag packar upp fungerar inte alls. Inte så konstigt, flera kondensatorer har inte lödningen bitit på :cry:

Bild

Nr två går igång. funkar bra... nja, med bara högspänningslast går den mycket ostabilt. När den får last på glödspänningen så går den genast bättre.

Bild

Men den har problem att starta och ju mer jag labbar med olika laster så ger jag upp. Den här kan jag inte lita på. :cry: Äkta "Kina kvalitet" 100% rakt igenom.
Den kan inte användas som dörrstopp för den väger ju ingenting.

Då får det bli mer klassiskt nätdel med trafo
Jag har en 190V-0-190V trafo på 75VA som passar ganska bra. Jag får inte riktigt 250V men nog 235VDC till högspänningen. Det får duga. Glöden 6V3 klarar driva 3A så det kommer funka fiint.

Preamp med småsignalpentod
Jag vill ju han en linjeutgång på förstärkaren. För att driva en sån krävs lite mer punk än vad EBC91 trioden kan ge. Eftersom jag bestämt mig för att bygga enbart med små rör med B7G sockel och jag inte har några andra trioder så faller valet på använda en pentod. Jag har flera EF93 och EF94. Förförstärkaren skall alltså ge typisk +4dBu för att kunna styra ut slutsteget fullt ut och ha en känslighet på -10dBV för att hantera AUX ingången så det är inte någon jätteförstärkning som krävs så pentoden kan med fördel motkopplas. Det gör den också till en bra mixer.

Bild

Pentodsteget fungerar mycket bra. Inte nämnvärt brusig för denna applikation. Instrumentingången och mic ingången gör jag lika. Jag provar med en elektretmic och det funkar bra.
AUX ingången mäter bra

Bild

Instrumentingångarna mäter också bra. Här är en kurva på hur THD varierar över olika gain i ingångsstegen

Bild

Spektralt ser det ut såhär vid 1W. Det finns lite 50Hz brum med det är förklarligt för koppling är inte på något sätt bra skärmad

Bild

Men hur låter det då?
Låter bra. Funkar fiint. Har bara lyssnat i lurar än så länge men nu kan man bli rocker :badgrin: 8)

Bild
ziw
Inlägg: 92
Blev medlem: 15 mars 2014, 19:58:07
Ort: Sundsvall

Re: GEL90PP - mini Gitarrförstärkare med rör

Inlägg av ziw »

Intressant att följa med hur du resonerar och resultatet är ju riktigt bra.
CCS i katoderna till slutrören var tydligen ingen given succe.
Det enda jag skulle kunna föreslå är att koppla jorden GND-PWR till GND-SP
så jorden i motkopplingen inte tar onödiga omvägar.
ELTompa
Inlägg: 375
Blev medlem: 27 februari 2017, 22:13:28
Kontakt:

Re: GEL90PP - mini Gitarrförstärkare med rör

Inlägg av ELTompa »

Hej ziw, bra förslag att flytta jorden. Tack för det!
ziw
Inlägg: 92
Blev medlem: 15 mars 2014, 19:58:07
Ort: Sundsvall

Re: GEL90PP - mini Gitarrförstärkare med rör

Inlägg av ziw »

Här har du mer förslag på motkopplingen.
4,7K motståndet bör ha en liten kondensator 100-200pF kopplad parallellt så ringningar i utgångstransformatorn
kan trimmas bort. Det går att se ringningarna i ett oscilloscop om du matar förstärkaren med en fyrkantvåg 5-10 Khz.
Har du en vridkondensator kan man ställa in ett värde för snyggaste fyrkantsvaret och mäta resultatet.
Kondensatorn 10µF kan du ta bort. Den riskerar att lägga till en extra pol i motkopplingen. Jag tittade i min samling av
rörschemor och jag hittade ingen med en liknande kondensator.
ELTompa
Inlägg: 375
Blev medlem: 27 februari 2017, 22:13:28
Kontakt:

Re: GEL90PP - mini Gitarrförstärkare med rör

Inlägg av ELTompa »

Hej ziw, bra med påminnelse att mäta med fyrkantvåg :tumupp: Det har jag funderat på men helt glömt.
10u Kopplingskondensatorn sitter där för att jag ska kunna trimma feedbacken utan att påverka DC punkten för trioden. Den är ju mycket känslig och bara man flyttar lite så blir THD annorlunda. Slutar det med en fast koppling så är det ett bra förslag att ta bort den.

Skissartad utformning
Jag har ritat lite på tänkt utformning. Jag har en 6,5" bashögtalare liggande som kan få göra jobb här. Jag har också en hel del 7mm strips-sågad plyfa som jag kan bygga lådan utav.
Jag tänkte dela på nätdel och förstärkeriet. En anledning är att jag gärna vill ha tyngden i botten så den står stadigare. Att sätta utgångstrafon där kanske är vanskligare så får se hur det blir med den saken.

Bild

Förstärkaren tänkte jag göra i Alu plåt och får AUX och linjejacken på baksidan. Den monteras bakifrån på lutande sliders på sidoväggarna.

Bild

Bild
ELTompa
Inlägg: 375
Blev medlem: 27 februari 2017, 22:13:28
Kontakt:

Re: GEL90PP - mini Gitarrförstärkare med rör

Inlägg av ELTompa »

Feedback stegsvarkompensering
Nu har jag labbat lite med tipset från ziw, att modulera med fyrkantvåg och kompensera för overshots från trafon genom att välja ett lagomt värde på C

Bild

Med en fyrkantvåg på 5kHz ser högtalarutgången med en resistiv last på 8ohm ut som bilderna nedan.
Ett värde runt 500p så ser det ut att göra susen

Bild

Hindra spänningsspikar att komma ut vid power-on
Som vanligt sover jag dåligt när en design inte känns riktigt bra... :humm: Jag vill inte det ska komma ut en fet spänningspuls via de olika audiojacken när man slår på förstärkare.
Till samtliga audiojack finns en kondensator som kopplar mot högspänning som designen är gjord just nu. Förvisso alltid via en del resistans men det hindrar inte spänningen som kommer ut från att bli hög om lasten är högohmig. Kanske kan man sätta in lite dioder som klipper till när detta händer.

De känsliga ingångarna är kopplade till jord om ingenting är inkopplat men om man har något inkopplat och slår på förstärkaren så kommer där ut en puls som är 50-60V.
Om man sätter två motriktade dioder på ingången så hindras pulsen effektivt

Bild

Men som syns på sista kurvan så kan instrument till äventyrs faktiskt styra ut nära nivån där dioderna öppnar. Det som syns här att ett ackord anslaget med allt vad min Fender kan leverera.
Men om man sätter två dioder i serie så borde det bli tillräcklig marginal

Bild

Situationen är tuffare för AUX ingången då där är det två kondensatorer med relativt låg serieresistans + en kondensator med högre serieresistans så det blir ganska bra skjut i denna pulsen.
Med två 2V4 zenerdidoer så klipps signalen men lite väl lågt. Jag provar istället 3V9 zenrar och det ser ut att ge lite headroom för signalen som nominellt ska vara -10dBV (0.9V p-p)

Bild

För Line-Out är sitationen lite bättre trotts bara en kondensator, relativt låg serieresistans men där sitter poten och spänningsdelar och på så sätt håller ner toppspänningen. Men poten skulle ju kunna glappa och så jag sätter likasamma 3V9 zenrar även där vilket ser ut att funka.

Bild

Uppdaterat schema ser nu ut såhär

Bild
ELTompa
Inlägg: 375
Blev medlem: 27 februari 2017, 22:13:28
Kontakt:

Re: GEL90PP - mini Gitarrförstärkare med rör

Inlägg av ELTompa »

Tillverkning plåtsvep
Fick tid över idag så jag gjorde ett ryck. Klippte till och bockade 0,8mm Alu plåt jag hade hemma till förstärkardelen.

Bild

Svepet får två sidor

Bild

Jag popnitar ihop delarna. Resultatet blev skapligt.

Bild
Skriv svar