Cijevno pojačalo s izuzetno niskom snagom, visokim pojačanjem: 13 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Za rokere u spavaćim sobama poput mene nema ništa gore od pritužbi na buku. S druge strane, šteta je imati pojačalo od 50 W priključeno na opterećenje koje rasipa gotovo sve topline. Stoga sam pokušao izgraditi pretpojačalo s visokim pojačanjem, zasnovano na poznatom pojačalu mesa koristeći neke subminiaturne cijevi za ultra nizak izlaz.

Korak 1: Pregled, alati i materijali

Ove instrukcije će biti strukture kao što su:

1. Pregled kola: Pojačalo
2. Pregled kola: SMPS
3. Lista delova
4. Termički transfer
5. Maskiranje
6. Graviranje
7. Završna obrada
8. Dodavanje utičnica
9. Sastavljanje ploča
10. Podešavanje trimpotova
11. Montiranje svega unutar kućišta
12. Konačni rezultat i Soundcheck

Za izradu ovog pojačala potrebni su neki alati:

• Ručna bušilica, s različitim svrdlima (u slučaju da želite bušiti PCB ručnom bušilicom, potrebna vam je burgija od 0,8-1 mm, koja se obično ne nalazi u kompletima).
• Lemilica
• Pegla za odeću
• Multimetar
• Brušenje datoteka
• Pristup toner štampaču
• Plastična kutija za jetkanje

I neki materijali

• Brusni papir (200, 400, 600, 1200)
• Boja u spreju (crna, bistra)
• PCB premaz u spreju
• Otopina za nagrizanje željeznog klorida
• Solder

Korak 2: Pregled kola: pojačalo

Subminiaturne cijevi za baterije

Za ovaj projekt koristio sam cijevi 5678 i 5672. Koristili su se u prijenosnim radio -stanicama na baterijama, gdje je struja filamenta predstavljala problem. Ove cijevi zahtijevaju samo 50 mA za svoje niti, što ih čini učinkovitijim od 12AX7. Ovo održava nisku potrošnju struje, zahtijevajući manje napajanje. U ovom slučaju htio sam ih napajati napajanjem od 9v 1A, kao što se obično koristi s gitarskim pedalama.

Cijev 5678 ima mu od otprilike 23, što ju čini cijevi s niskim pojačanjem u usporedbi s 12AX7, ali možda bi i uz neke izmjene čak i ovo moglo biti dovoljno. Poznato je da pojačala s visokim pojačanjem imaju puno filtriranja između faza, gdje je gotovo većina signala kratko spojena na masu. Možda ima zraka za igru.

5672, s druge strane, ima mu 10, ali se uglavnom koristio kao cijev za napajanje u uređajima za slušne aparate, a već se koristio u nekim drugim subminiaturnim pojačalima (Murder one i Vibratone, s Frequencycentrala). Može proizvesti do 65mW čistih … Nemojte se plašiti niske snage, i dalje je prilično glasno kad je izobličeno! Tehnički list navodi 20k izlazni transformator za ovu cijev.

Kao i u prethodnim verzijama, koristit će se 22921 reverbni transformator.

Pristrasnost

Jedna od poteškoća je pristranost ovih cijevi bez upotrebe različitih baterija, budući da imaju direktno grijane katode. Nisam želio ovo komplicirati, pa sam morao koristiti konfiguraciju s fiksnom pristranosti. To je, s druge strane, omogućilo serijsku upotrebu niti, smanjujući ukupnu potrošnju filamenata. Sa 6 cijevi, od kojih je svaka pala po 1,25 V, približio sam se 9V napajanja, samo je trebao mali otpornik, što je također poboljšalo pristranost prve faze. To znači da je ukupna struja žarne niti samo 50 mA!

Prilično dobro za napajanje pedala.

Da bi to funkcioniralo, neke faze imaju trimpot za podešavanje željene pristranosti. Pristranost se izračunava kao razlika napona na negativnoj strani niti (f-) i rešetke cijevi. Trimpot prilagođava istosmjerni napon na mreži cijevi, dopuštajući različite konfiguracije pristranosti, a zaobilazi ga veliki kondenzator, radeći kao kratki spoj na masu za signal.

Treća faza, na primjer, je pristrasna blizu granične točke cijevi na -1,8 V, postignuta kao razlika između f- (pin 3) pri približno 3,75 V i mreže, na 1,95 V. Ova faza oponaša stupanj hladnog izrezivanja koji se nalazi u pojačalima s visokim pojačanjem, poput soldana ili dvostrukog ispravljača. 12AX7 u dvostrukom ispravljaču koristi otpornik od 39 k da bi to postigao. Ostale faze su gotovo središnje pristrasne, na približno 1,25 V.

Korak 3: Pregled kola: SMPS

Visokonaponsko napajanje

Što se tiče napona ploče, ove cijevi idealno rade s naponima na pločama na 67,5 V, ali su također radile i s baterijama od 90 V ili 45 V. Baterije su bile ogromne! Do njih je takođe teško doći i skupi su. Zato sam se umjesto toga odlučio za napajanje sa komutiranim načinom rada (SMPS). Pomoću SMPS -a mogu pojačati 9V na 70V i dodati masivno filtriranje prije izlaznog transformatora.

Kolo korišteno u ovim uputama temelji se na čipu 555, koji se uspješno koristi u prethodnim verzijama.

Korak 4: Lista dijelova

Ovdje imate sažetak potrebnih dijelova:

Matična ploča

C1 22nF / 100V _ R1 1M_V1 5678C2 2.2nF / 50V _ R2 33k_V2 5678C3 10uF / 100V _ R3 220k_V3 5678 C4 47nF / 100V _ R4 2.2M _ V4 5678 C5 22pF / 50V _ R5 520k_V5 5678C6 1nF / 100V _ R6 470k_V6 5672C7 10uF / 100V _ R7 22k_TREBBLE 250k Linear 9 mmC8 22nF / 100V _ R8 100k_MID 50k Linear 9 mm C9 10uF / 100V _ R9 220k_BASS 250k Linear 9 mmC10 100nF / 100V _ R10 470k_GAIN 250k trupac / audio 9 mmC11 22nF / 100V _ R11 80k_ PRISUTNOSTI 100k Linear 9 mm C12 470pF / 50V _ R12 100k_VOLUME 1M trupac / audio 9 mmC13 10nF / 50V _ R13 15k_B1 10k trimpotC14 22nF / 50V _ R14 330k_B2 50k trimpot C15 680pF/50V _ R15 220k_B4 50k trimpotC16 2.2nF/50V _ R16 100k_SW1 mikro DPDTC17 30pF/50V _ R17 80k_J1 6,35 mm Mono utičnicaC18 220u F / 16V _ R18 50k_J2 DC JackC19 220uF / 16V _ R19 470k_J3 6,35 mm mono-uključen jackC20 220uF / 16V _ R20 50k_SW2 SPDTC21 220uF / 16V _ R21 100k_LED 3 mmC22 100uF / 16V _ R22 22k_3 mm LED holderC23 100uF / 16V _ R23 15R / 25R C24 220uF / 16V _ R24 15K C25 10uF / 100V _ R25 100R C26 10uF/100V _ R26 1.8k C27 220uF/16V _ R27 1k C28 100uF/16V _ R28 10k C29 47nF/100V _ R29 2.7k (LED otpornik, podesite svjetlinu) C30 22nF/100V _ R30 1.5k

Posebnu pažnju obratite na naziv napona kondenzatora. Visokonaponski krug zahtijeva 100V kondenzatore, signalni put nakon kondenzatora za spajanje može koristiti niže vrijednosti, u ovom slučaju sam koristio 50V ili 100V budući da kondenzatori filma imaju isti razmak između pinova. Žice se moraju odvojiti, ali budući da je najveći napon na nitima 9V, elektrolitički kondenzator od 16 V je na sigurnoj strani i znatno manji od 100V. Otpornici mogu biti tipa 1/4W.

555 SMPS

C1 330uF/16V _ R1 56k_IC1 LM555NC2 2.2nF/50V _ R2 10k_L1 100uH/3A C3 100pF/50V _ R3 1k_Q1 IRF644 C4 4.7uF/250V _ R4 470R_4 VR1

Pažnja na sklopnu diodu! Mora biti ultra brzi tip, inače neće raditi. Za SMPS su također potrebni niski ESR kondenzatori. U slučaju da se koristi normalni kondenzator od 4.7uF/250V, dodatni keramički kondenzator od 100nF paralelno pomaže u zaobilaženju visokofrekventnog prekidača.

Ovo je lakše pronaći dijelove i mogu se nabaviti u bilo kojoj trgovini električnih dijelova. Sada su lukavi dijelovi:

OT 3.5W, 22k: 8ohm transformator (022921 ili 125A25B) Banzai, Tubesandmore

L1 100uH/3A induktor Ebay, samo ne kupujte toroidni oblik. Takođe ga možete pronaći na Mouser/Digikey/Farnell.

Ne zaboravite da kupite:

• Za obje daske dovoljna je ploča obložena bakrom, 10x10 mm
• 2x 40 -polne utičnice za cijevi
• Kućište 1590B
• Neki vijci i matice od 3 mm
• Gumene noge
• Gumene žice od 5 mm
• Šest dugmeta od 10 mm

Korak 5: Toplinski prijenos

Za pripremu PCB -a i kućišta koristim postupak zasnovan na prijenosu tonera. Toner štiti površinu od nagrizanja, a kao rezultat nakon kupke za jetkanje imamo PCB s bakrenim tragovima ili prekrasnim kućištem. Proces prenošenja tonera i priprema za nagrizanje sastoji se od:

• Odštampajte izgled/sliku štampačem tonera pomoću sjajnog papira.
• Površinu kućišta i bakrene ploče izbrusite brusnim papirom granulacije 200 do 400.
• Odštampanu sliku pričvrstite na PCB/kućište pomoću trake.
• Peglom za odeću primenite toplotu i pritisak oko 10 minuta. Napravite dodatni pokret vrhom pegle po rubovima, to su lukava mjesta na kojima se toner neće zalijepiti.
• Kad papir izgleda žućkasto, ubacite ga u plastičnu posudu napunjenu vodom da se ohladi i pustite da se voda upije u papir.
• Pažljivo uklonite papir. Bolje je kad se skida slojevito, umjesto da sve uklonite u jednom pokušaju.

Predložak bušilice pomaže u identificiranju pozicioniranja komponenti, samo trebate dodati vlastitu umjetnost i spremni ste.

Korak 6: Maskiranje

Za kućište maskirajte veće površine lakom za nokte. Budući da je reakcija s aluminijem mnogo jača nego s bakrom, moglo bi doći do pojave rupa na većim površinama.

Davanje dodatne zaštite jamči da neće biti tragova koji bi uništili kućište.

Korak 7: Nagrizanje

Za proces jetkanja volim koristiti plastičnu posudu s graviranjem i jednu s vodom za ispiranje između koraka.

Prvo, nekoliko sigurnosnih savjeta:

• Za zaštitu ruku koristite gumene rukavice
• rad na nemetalnoj površini
• Koristite dobro provjetrenu prostoriju i izbjegavajte udisanje nastalih para
• Upotrijebite malo papira da zaštitite svoj radni stol od mogućeg izlijevanja

Ovdje samo prikazujem jetkanje kućišta, no PCB je ugraviran u isto rješenje. Jedina razlika je u tome što sam na PCB -u samo čekao oko sat vremena dok sav nezaštićeni bakar nije nestao. Kod aluminija mora postojati dodatna briga, jer želimo samo nagrizati vanjsku stranu kutije.

Za kućište mućkam kutiju u smjesi za jetkanje oko 30 sekundi, dok se ne zagrije zbog reakcije i isperem je u vodi. Ponavljam ovaj korak još 20 puta, ili dok bakropis ne bude dubok oko 0,5 mm.

Kad je bakropis dovoljno dubok, operite kućište vodom i sapunom kako biste isprali preostalo natapano sredstvo. Sa očišćenom kutijom izbrusite toner i lak za nokte. Za lak za nokte možete uštedjeti malo brusnog papira pomoću acetona, ali ne zaboravite da prostorija bude dobro prozračena!

Korak 8: Završavanje

U ovom koraku sam upotrijebio brusni papir granulacije 400 da postignem čistu površinu, kao na trećoj slici. Ovo je dovoljno čisto za korak bušenja. Izbušio sam sve rupe različitih veličina i pomoću turpija napravio rupe za utičnice cijevi. PCB se također mora izbušiti, svrdlo od 0,8 mm za komponente i 1-1,4 mm za rupe za žice. U ovoj konstrukciji sam također koristio bušilicu od 1,3 mm za utičnice za cijevi.

Nakon završenog bušenja i turpijanja, kutiji dajem crni sloj boje u spreju i ostavim da se osuši 24 sata. To će dati bolju granicu između bakropisa i kućišta. Očigledno, sljedeći korak je da ga ošmirglate. Ovaj put idem od 400 do najboljeg zrna. Mijenjam brusni papir kad je jedna zrna uklonila linije prethodnog. Brušenje u različitim smjerovima olakšava identifikaciju kada sve prethodne oznake nestanu. Sa sjajnim kućištem nanosim 3 sloja prozirnog premaza i čekam da se osuši još 24 sata. PCB se može zaštititi od korozije upotrebom zaštitnog premaza. Kao što možete vidjeti na posljednje dvije figure, volim da imam tamnozeleni premaz. Ovom premazu je potrebno duže vrijeme da se osuši. Čekao sam 5 dana da izbjegnem otiske prstiju na ploči dok lemim komponente.

Korak 9: Dodavanje utičnica

Lemljenje utičnica

Prema rasporedu, cijevi su montirane na bakrenoj strani ploče. Na ovaj način ploča se može približiti kućištu i profitirati od dodatne zaštite od gadnih visokofrekventnih EMI koje dolaze od SMPS -a. No, upotreba bakrene strane ploče za lemljenje komponenti ima neke nedostatke, poput otapanja bakra s ploče. Da bih to izbjegao, umjesto lemljenja utičnica za cijevi, napravio sam veće rupe u koje se utičnice mogu utisnuti. Pritisak neznatno manje rupe i malo lema s obje strane trebao bi riješiti problem. Za to sam upotrijebio obrađene utičnice za utikače, bez plastične konstrukcije, utisnuo metalni zatik u rupu i zalemio ga s obje strane (sa strane komponenti izgleda kao mrlja lemljenja, ali pomaže u držanju zatikača), kao što je prikazano na prve 3 slike. Četvrta i peta slika prikazuju sve instalirane utičnice i kratkospojnike.

Lemljenjem drugog kompleta utičnica, ovaj put s plastičnom strukturom, na cijevi poboljšava se veza s pločom i čini je stabilnijom. Originalni zatiči cijevi su vrlo tanki, što može dovesti do lošeg kontakta ili čak pada s utičnica. Spajanjem u utičnice rješavamo ovaj problem jer sada dobro prianjaju. Mislim da su na prvom mjestu trebali doći s odgovarajućim iglama, poput većih cijevi!

Korak 10: Sastavljanje odbora

Za lemljenje komponenti počeo sam s otpornicima i prešao na veće dijelove. Elektrolitika je lemljena na kraju, jer su to najviše komponente na ploči.

Sa spremnom pločom vrijeme je za dodavanje žica. Ovdje postoji mnogo vanjskih veza, od zvučnog sklopa do visokonaponskih i nitnih kabela. Za signalne žice koristio sam oklopljeni kabel koji štiti uzemljenu mrežu sa strane ploče, bliže ulazu.

Kritične žice su oko prve faze, dolaze iz ulazne utičnice i idu do potenciometra pojačanja. Prije nego što možemo izgraditi sve unutar kutije, moramo je testirati, tako da i dalje imamo pristup bakrenoj strani ploče za neke otklanjanje grešaka, ako je potrebno.

Za visokonaponsko filtriranje dodao sam još jedan RC filter u manju ploču, montiranu okomito na glavnu ploču, kao što se vidi na slici. Na ovaj način lakše je pristupiti uzemljenju, visokonaponskim i transformatorskim vezama s pločom montiranom na kućište, a nakon toga se mogu zalemiti.

Izgradnja tonskog niza

Iako sam namjeravao testirati ploču izvan kućišta, već sam ugradio ton u kutiju. Na ovaj način su svi potenciometri fiksirani i pravilno uzemljeni. Testiranje kruga s neozemljenim potenciometrima (barem vanjskim štitnikom) može rezultirati užasnim zvukovima. Opet, za duže veze koristio sam oklopljeni kabel, uzemljen blizu ulazne utičnice.

Nažalost, u ovoj konstrukciji potenciometri su zaista blizu, što otežava upotrebu ploče sa komponentama. U ovom slučaju koristio sam pristup točka-tačka za ovaj dio kola. Drugi problem je bio u tome što sam imao samo 9 mm 50K potenciometar na PCB -u, pa sam ga morao pričvrstiti za susjedne potenciometre (stil montiranja na ploču).

Sada je i dobar trenutak za ugradnju prekidača za uključivanje/isključivanje i LED diode s otpornikom od 2,7 k.

Kao rezultat dva reda potenciometara morao sam turpijati unutrašnju stijenku poklopca, kao što je prikazano na slici, tako da se kutija zatvori.

Korak 11: Podešavanje trimpotova

Podešavanje 555 SMPS

Ako SMPS ne radi, nema visokog napona i krug neće raditi ispravno. Da biste testirali SMPS, samo ga spojite na utičnicu od 9 V i provjerite očitanje napona na izlazu. Trebao bi biti oko 70V, inače ga je potrebno prilagoditi trimpotom. Ako je izlazni napon 9V, postoji problem sa pločom. Provjerite je li loš MOSFET ili 555. Ako trimpot ne radi, provjerite povratni krug oko manjeg tranzistora. Prednost ovog SMPS -a je mali broj dijelova, pa je malo lakše identificirati greške ili neispravne komponente.

Podešavanje trimpotova matične ploče

Tokom faze testiranja dobro je vrijeme za prilagođavanje pristrasnosti trimpotovima. To se može učiniti kasnije, ali ako je ton taman ili svijetao, sada je lakše izvršiti promjene.

Prvi trimpot kontrolira pristranost druge, treće i izlazne faze i stoga je najvažniji. Ovaj trimpot sam prilagodio mjerenjem pristranosti treće faze, hladne škare. Ako je pristranost previsoka, pozornica će biti potpuno odsječena, dajući sirovu, hladnu, spužvastu distorziju. Ako je vruće pristrano, izlazni stupanj će biti prevruć, dodajući izobličenja u stupnju snage i približavajući cijev maks. disipacija ploče. U tom slučaju donja strana glavnog volumena treba biti povezana s negativnom stranom prve faze, tako da je prednapon i dalje oko 5,9 V. U mom slučaju bolje je zvučalo kada je izlazna faza radila na 5.7V umjesto na 6.4V.

Samo izmjerite pristranost u trećoj fazi (srednja cijev u zadnjem redu) i provjerite da li je oko 1,95 V. Drugi trimpot samo treba prilagoditi prema ukusu ili skoro pristran u sredini na 1,2 V (mjereno između pinova 3 i 4). Slično, treći trimpot je takođe podešen na pribl. 1V.

Očitanja napona na pinovima cijevi 1 (ploča) do 5 (filament) su:

V1:

V2:

V3:

V4:

V5:

V6:

Imajte na umu da su filamenti u 5672 obrnuti nego u 5678, tako da se cijevi ne mogu zamijeniti. Drugi važan aspekt koji treba uzeti u obzir je proizvođač cijevi. Otkrio sam da tung-sol cijevi zvuče bolje na prvim pozicijama, nego zračne cijevi. Provjerivši to osciloskopom bilo je vidljivo da tung-sol cijevi imaju veći dobitak nego zračne cijevi koje sam imao.

Sada je i vrijeme da isprobate krug i vidite kako zvuči, ako je bas previše jak, predlažem promjenu 47nF kondenzatora između druge i treće faze na 10nF, što će filtrirati neke basove iz početnih faza i poboljšati zvuk. Ako je postao previše tanak, samo povećajte ovaj kondenzator na 22nF i tako dalje.

Korak 12: Montirajte sve unutar kućišta

Počeo sam dodavati vijke za matičnu ploču. Na unutrašnjoj strani sam dodao gumene žice, kako bih dao određeni razmak između ploče i kućišta, a također i umanjio neke vibracije. Pokretanjem prve faze u pentode modu ovo bi moglo pomoći ako cijev postane mikrofonična. Zatim sam dodao ploču i zašrafio je maticama, spojio tonset, umetnuo ulaznu utičnicu i lemio preostale žice.

Dok je matična ploča u položaju, dodao sam izlazni transformator, podesio dužinu žica i umetnuo izlaznu utičnicu i utičnicu.

U ovom trenutku sam vidio da se moja SMPS ploča ne može uklopiti u željeni položaj (na bočni zid, s komponentama okomitim na ovaj zid) jer sam dodao utičnicu za napajanje na pogrešnoj strani izlazne utičnice … Da bih to popravio, vidio sam SMPS ploča na ulaznoj strani, uklanjajući induktor i kondenzator i lemljeni komad natrag na ploču okrenutu za 90 stepeni, kao što je prikazano na slici. Ponovno sam testirao SMPS da vidim da li još uvijek radi, i završio spajanjem visokog napona na glavnu ploču, putem ploče RC filtera.

Korak 13: Provjera zvuka

Sada samo priključite pojačalo u svoj omiljeni ormar od 8 ohma (u mom slučaju 1x10 sa celestion greencom) i upotrijebite napajanje pedale za sviranje na ne zaglušujućim razinama!

Usput, ako vam se sviđa zvuk povratnog signala vašeg pojačala kada prestanete puštati na kraju zvuka, pričekajte srednji dio videa, on se vrlo lako vraća kad sjedite ispred kabine.

Druga nagrada na džepnom takmičenju