Erittäin pienitehoinen, vahvan putken vahvistin: 13 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Minun kaltaisille makuuhuoneen rokkareille ei ole mitään pahempaa kuin meluvalitukset. Toisaalta on sääli, että 50 W: n vahvistin on kytketty kuormaan, joka haihduttaa melkein kaiken lämmössä. Siksi yritin rakentaa suuren vahvistuksen esivahvistimen, joka perustuu kuuluisaan mesa -vahvistimeen, joka käyttää joitain pienikokoisia putkia erittäin alhaiseen lähtöön.

Vaihe 1: Yleiskatsaus, työkalut ja materiaalit

Nämä ohjeet ovat rakenteita, jotka ovat:

1. Piirien yleiskuvaus: Vahvistin
2. Piirien yleiskatsaus: SMPS
3. Osaluettelo
4. Lämmönsiirto
5. Naamiointi
6. Etsaus
7. Viimeistely
8. Pistorasioiden lisääminen
9. Lautojen kokoaminen
10. Trimppien säätäminen
11. Asenna kaikki kotelon sisälle
12. Lopputulos ja Soundcheck

Tämän vahvistimen rakentamiseen tarvitaan joitain työkaluja:

• Käsipora, erilaisilla poranterillä (jos haluat porata piirilevyn käsiporalla, tarvitset 0,8-1 mm: n poranterän, jota ei yleensä löydy sarjoista).
• Juotin
• Silitysrauta
• Yleismittari
• Viillot
• Pääsy väritulostimeen
• Muovilaatikko etsaukseen

Ja joitakin materiaaleja

• Hiomapaperi (200, 400, 600, 1200)
• Ruiskumaali (musta, kirkas)
• PCB -pinnoitesuihke
• Ferrikloridin etsausliuos
• Juottaa

Vaihe 2: Piirin yleiskatsaus: vahvistin

Pienikokoiset putket akuille

Tässä projektissa käytin 5678 ja 5672 putkea. Niitä käytettiin kannettavissa akkuradioissa, joissa filamenttivirta oli ongelma. Nämä putket tarvitsevat vain 50 mA: n filamentteja, mikä tekee niistä paljon tehokkaampia kuin 12AX7. Tämä pitää virrankulutuksen alhaisena ja vaatii pienemmän virtalähteen. Tässä tapauksessa halusin käyttää niitä 9v 1A virtalähteellä, jota käytetään yleisesti kitarapedaaleilla.

5678 -putken mu on noin 23, mikä tekee siitä pienen vahvistuksen putken verrattuna 12AX7: een, mutta ehkä joillakin parannuksilla tämäkin voi riittää. Suurivahvistimilla tiedetään olevan paljon suodatusta vaiheiden välillä, jolloin lähes suurin osa signaalista on oikosulussa maahan. Siellä voi olla ilmaa leikkimiseen.

Toisaalta 5672: n mu on 10, mutta sitä käytettiin enimmäkseen virtaputkena kuulolaitteissa, ja sitä käytettiin jo joissakin muissa pienikokoisissa vahvistimissa (Murder one ja Vibratone, Frequencycentral). Se voi tuottaa jopa 65 mW puhdasta… ish. Älä pelkää pientä tehoa, se on edelleen melko kova, kun se on vääristynyt! Tekniset tiedot määrittävät 20 k: n lähtömuuntajan tälle putkelle.

Kuten aiemmissa koontiversioissa, käytetään 22921 -kaiku -muuntajaa.

Puolueellinen

Yksi vaikeuksista on näiden putkien esijännitys ilman eri paristoja, koska niissä on suoraan lämmitetyt katodit. En halunnut tehdä tästä monimutkaisempaa, joten minun piti käyttää kiinteää bias -kokoonpanoa. Tämä toisaalta mahdollisti filamenttien käytön sarjassa, mikä pienensi hehkulangan kokonaiskulutusta. Kuusi putkea, joista kukin pudotti 1,25 V, pääsin melko lähelle virtalähteen 9 V: ta, se tarvitsi vain pienen vastuksen, mikä myös paransi ensimmäisen vaiheen harhaa. Tämä tarkoittaa, että hehkulangan kokonaisvirta on vain 50 mA!

Aika hyvä poljinvirtalähteeksi.

Jotta se toimisi, joissakin vaiheissa on trimpot halutun esijännityksen säätämiseksi. Esijännitys lasketaan hehkulangan (f-) negatiivisen puolen jännitteen ja putken ristikon välisenä erotuksena. Trimpotti säätää tasavirtajännitettä putken ruudukossa, mikä mahdollistaa erilaiset esijännityskokoonpanot, ja se ohittaa suuren kondensaattorin, joka toimii signaalin maadoitusoireena.

Esimerkiksi kolmas vaihe on esijännitetty lähellä putken katkaisupistettä -1,8 V: ssa, mikä saavutetaan erotuksena f- (nasta 3) noin 3,75 V: n ja verkon 1,95 V: n välillä. Tämä vaihe jäljittelee kylmäleikkausvaihetta, joka löytyy suurivahvistimista, kuten soldanosta tai kaksoissuuntaajasta. Kaksoissuuntaajan 12AX7 käyttää 39k vastusta tämän saavuttamiseksi. Muut vaiheet ovat lähes keskipisteessä, noin 1,25 V: n jännitteellä.

Vaihe 3: Piirin yleiskatsaus: SMPS

Korkeajännitelähde

Levyjännitteen osalta nämä putket toimivat ihanteellisesti levyjännitteellä 67,5 V, mutta toimivat myös 90 V: n tai 45 V: n paristoilla. Nuo paristot olivat valtavia! Niitä on myös vaikea saada ja ne ovat kalliita. Siksi valitsin sen sijaan kytketyn virtalähteen (SMPS). SMPS: n avulla voin lisätä 9V: sta 70V: iin ja lisätä massiivista suodatusta ennen lähtömuuntajaa.

Tässä ohjeessa käytetty piiri perustuu 555 -siruun, jota on käytetty menestyksekkäästi aiemmissa koontiversioissa.

Vaihe 4: Osaluettelo

Tässä on yhteenveto tarvittavista osista:

Emolevy

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 22 pF / 50V _ R5 520k_V5 5678C6 1nF / 100V _ R6 470k_V6 5672C7 10uF / 100V _ R7 22k_TREBBLE 250k Lineaarinen 9 mmC8 22nF / 100V _ R8 100k_MID 50k Linear 9 mm C9 10uF / 100V _ R9 220k_BASS 250k Lineaarinen 9 mmC10 100nF / 100V _ R10 470k_GAIN 250k Log / Audio 9 mmC11 22nF / 100V _ R11 80k_ PRESENCE- 100k Lineaarinen 9 mm C12 470pF / 50V _ R12 100k_VOLUME 1M Log / Audio 9 mmC13 10nF / 50V _ R13 15k_B1 10k trimpotC14 22nF / 50V _ R14 330k_B2 50k trimpotti C15 680pF/50V _ R15 220k_B4 50k trimpot F / 16V _ R18 50k_J2 DC JackC19 220uF / 16V _ R19 470k_J3 6,35 mm Mono-kytketty 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 -vastus, kirkkauden säätö) C30 22nF/100V _ R30 1.5k

Erityistä huomiota kondensaattorin jänniteluokkaan. Suurjännitepiiri vaatii 100 V: n kondensaattoreita, kytkentäkondensaattoreiden jälkeinen signaalireitti voi käyttää pienempiä arvoja, tässä tapauksessa käytin 50 V: n tai 100 V: n, koska kalvokondensaattoreilla on sama tappiväli. Filamentit on irrotettava toisistaan, mutta koska hehkulankojen korkein jännite on 9 V, 16 V: n eletrolyyttikondensaattori on turvallisella puolella ja pienempi kuin 100 V. Vastukset voivat olla tyyppiä 1/4 W.

555 SMPS

C1 330uF/16V _ R1 56 k_

Huomio kytkentädiodiin! Sen on oltava erittäin nopeaa tyyppiä, muuten se ei toimi. SMPS: lle halutaan myös matalat ESR -kondensaattorit. Jos käytetään normaalia 4.7uF/250V kondensaattoria, 100nF lisäkeraaminen kondensaattori rinnakkain auttaa ohittamaan suurtaajuuskytkennän.

Nämä osat ovat helpoimmin löydettävissä ja niitä voi ostaa mistä tahansa elektroniikkaosien kaupasta. Nyt hankalia osia ovat:

OT 3,5 W, 22 k: 8 ohmin muuntaja (022921 tai 125A25B) Banzai, Tubesandmore

L1 100uH/3A induktori Ebay, älä osta toroidimaista. Löydät sen myös osoitteesta Mouser/Digikey/Farnell.

Älä unohda ostaa:

• Kuparipäällystetty levy, 10x10 mm, sopii molemmille levyille
• 2x 40 -nastaiset sip -liittimet putkille
• Kotelo 1590B
• Noin 3 mm ruuvit ja mutterit
• Kumiset jalat
• 5 mm kumivaijeri
• Kuusi 10 mm nuppia

Vaihe 5: Lämmönsiirto

Piirilevyn ja kotelon valmistuksessa käytän väriaineen siirtoon perustuvaa prosessia. Väriaine suojaa pintaa syövytykseltä, ja tuloksena on syövytyshaudan jälkeen PCB kuparikiskoineen tai kaunis kotelo. Väriaineen siirtäminen ja etsauksen valmistelu koostuu seuraavista:

• Tulosta asettelu/kuva väritulostimella kiiltävää paperia käyttäen.
• Hio kotelon ja kuparilevyn pinta hiomapaperilla, jonka karkeus on 200-400.
• Kiinnitä tulostettu kuva piirilevyyn/koteloon teipillä.
• Käytä lämpöä ja painetta vaatteiden silitysraudalla noin 10 minuutin ajan. Tee ylimääräisiä liikkeitä silitysraudan kärjellä reunoilla, ne ovat hankalia paikkoja, joissa väriaine ei tartu.
• Kun paperi näyttää kellertävältä, kaada se veteen täytettyyn muoviastiaan jäähtymään ja anna veden imeytyä paperiin.
• Poista paperi varovasti. On parempi, kun se irtoaa kerroksittain sen sijaan, että poistaisi kaiken yhdellä yrityksellä.

Porausmalli auttaa tunnistamaan komponenttien sijainnin, sinun tarvitsee vain lisätä oma taide ja olet valmis lähtemään.

Vaihe 6: Peittäminen

Suojaa kotelo suuremmille alueille kynsilakalla. Koska reaktio alumiinin kanssa on paljon voimakkaampi kuin kuparin kanssa, suuremmilla alueilla saattaa esiintyä kuoppia.

Ylimääräisen suojan antaminen takaa, että koteloa ei pilata.

Vaihe 7: Etsaus

Etsausprosessissa haluan käyttää huuhtelua vaiheiden välillä muoviastiassa, jossa on syövyttäjä ja toinen vedellä.

Ensinnäkin muutamia turvallisuusvinkkejä:

• käytä käsineitä käsiesi suojaamiseksi
• työskennellä ei-metallisella pinnalla
• Käytä hyvin tuuletettua tilaa ja vältä syntyneiden höyryjen hengittämistä
• Käytä paperia työpöydän suojaamiseen mahdollisilta roiskeilta

Tässä näytän vain kotelon etsausta, mutta piirilevy syövytettiin samaan ratkaisuun. Ainoa ero on, että PCB: tä varten odotin vain noin tunnin, kunnes kaikki suojaamaton kupari oli poissa. Alumiinin kanssa on oltava erityisen varovainen, koska haluamme syövyttää vain laatikon ulkopinnan.

Koteloa ravistelen laatikkoa etsausseoksessa noin 30 sekuntia, kunnes se lämpenee reaktion vuoksi ja huuhtele se vedellä. Toistan tämän vaiheen vielä 20 kertaa tai kunnes syövytys on noin 0,5 mm syvä.

Kun syövytys on tarpeeksi syvä, pese kotelo vedellä ja saippualla, jotta kaikki jäljellä oleva syövytys huuhdellaan pois. Kun laatikko on puhdistettu, hio väriaine ja kynsilakka pois. Kynsilakkaa varten voit säästää hiomapaperia asetonilla, mutta muista pitää huone hyvä tuuletus!

Vaihe 8: Viimeistely

Tässä vaiheessa käytin 400 karkeuden hiomapaperia puhtaan pinnan saavuttamiseksi, kuten kolmannessa kuvassa. Tämä on riittävän puhdasta porausvaihetta varten. Porasin kaikki erikokoiset reiät ja tein viilojen avulla reiät putkipistorasioille. Piirilevy on myös porattava, minulla on 0,8 mm poranterä komponenteille ja 1-1,4 mm lankareikille. Tässä rakenteessa käytin myös 1,3 mm poraa putkipistorasioihin.

Kun poraus ja viilaus on tehty, annan laatikolle mustan ruiskumaalikerroksen ja annan sen kuivua 24 tuntia. Se antaa paremman kontrastin etsauksen ja kotelon välillä. On selvää, että seuraava askel on hioa se pois. Tällä kertaa menen 400: sta hienoimpaan hiekkaan. Vaihdan hiekkapaperin, kun yksi rake poisti edellisen viivat. Hionta eri suunnissa helpottaa tunnistamista, kun kaikki aiemmat merkit ovat poissa. Kun kotelo loistaa, levitän kolme kerrosta kirkasta kerrosta ja odotan, kunnes se kuivuu vielä 24 tuntia. Piirilevy voidaan suojata korroosiolta suojapinnoitteella. Kuten näette kahdesta viimeisestä kuvasta, pidän tummanvihreästä pinnoitteesta. Tämä pinnoite kuivuu kauemmin. Odotin 5 päivää välttääkseni sormenjälkien levylle komponenttien juottamisen aikana.

Vaihe 9: Pistorasioiden lisääminen

Pistorasioiden juottaminen

Asettelun mukaan putket on asennettu levyn kuparipuolelle. Tällä tavalla levy voi tulla lähemmäksi koteloa ja hyötyä lisäsuojauksesta SMPS: n tulevaa ilkeää korkeataajuista EMI: tä vastaan. Levyn kuparipuolen käyttämisellä komponenttien juottamiseen on kuitenkin joitain haittoja, kuten kuparin irtoaminen levyltä. Tämän välttämiseksi tein putkien pistorasioiden juottamisen sijaan suurempia reikiä, joihin pistorasiat voidaan painaa sisään. Hieman pienemmän reiän ja jonkin verran juotteen molemmilla puolilla olevan paineen pitäisi ratkaista ongelma. Tätä varten käytin koneistettuja tyylipistokkeita ilman muovirakennetta, pakotin metallitapin reikään ja juotin molemmin puolin (komponenttien puolella se näyttää juotoskärjeltä, mutta auttaa pitämään tapin kiinni), kuten 3 ensimmäisessä kuvassa. Neljäs ja viides kuva näyttävät kaikki asennetut pistorasiat ja puserot.

Toisen pistorasiasarjan, tällä kertaa muovisen rakenteen, juottaminen putkiin parantaa liitäntää levyyn ja tekee siitä vakaamman. Putkien alkuperäiset tapit ovat erittäin ohuita, mikä voi johtaa huonoon kosketukseen tai jopa putoamiseen pistorasioista. Juottamalla ne pistorasioihin ratkaisemme tämän ongelman, koska nyt ne ovat tiukasti kiinni. Mielestäni niiden olisi pitänyt tulla asianmukaisilla nastoilla, kuten suuremmilla putkilla!

Vaihe 10: Levyjen kokoaminen

Komponenttien juottamiseksi aloitin vastuksilla ja siirryin suurempiin osiin. Elektrolyytit on juotettu lopussa, koska ne ovat levyn korkeimmat komponentit.

Kun levy on valmis, on aika lisätä johdot. Täällä on paljon ulkoisia yhteyksiä, tonestackista suurjännite- ja filamenttikaapeleihin. Signaalijohdoissa käytin suojattua kaapelia, joka suojaa maadoitettua verkkoa paneelin puolella, lähempänä tuloa.

Kriittiset johdot ovat ensimmäisen vaiheen ympärillä ja tulevat tuloliittimestä ja menevät vahvistuspotentiometriin. Ennen kuin voimme rakentaa kaiken laatikon sisälle, meidän on testattava se, jotta meillä on edelleen pääsy levyn kuparipuolelle jonkin verran virheenkorjausta varten, jos se on tarpeen.

Suurjännitesuodatusta varten lisäsin toisen RC -suodattimen pienempään levyyn, joka oli asennettu kohtisuoraan emolevyyn, kuten kuvassa. Näin maa-, suurjännite- ja muuntajaliitännät on helpompi liittää koteloon asennetulla levyllä ja ne voidaan juottaa jälkikäteen.

Tonestackin rakentaminen

Vaikka aioin testata levyä kotelon ulkopuolella, rakensin jo tonestackin laatikkoon. Näin kaikki potentiometrit on kiinnitetty ja maadoitettu kunnolla. Piirin testaaminen maadoittamattomilla potentiometreillä (ainakin ulkosuojus) voi aiheuttaa kauheita ääniä. Jälleen pidemmissä yhteyksissä käytin suojattua kaapelia, joka oli maadoitettu lähellä tuloliitäntää.

Valitettavasti tässä rakenteessa potentiometrit ovat todella lähellä toisiaan, mikä vaikeuttaa levyn käyttöä osien kanssa. Tässä tapauksessa käytin point-to-point-lähestymistapaa tähän piirin osaan. Toinen ongelma oli, että minulla oli vain PCB -tyyppinen 9 mm: n 50K -potentiometri, joten minun piti ankkuroida se viereisiin potentiometreihin (paneeliasennustyyli).

Nyt on myös hyvä aika asentaa virtakytkin ja LED 2,7 k vastuksen kanssa.

Kahden potentiometririvin seurauksena minun piti viilata kannen sisäseinä, kuten kuvassa, jotta laatikko sulkeutuu.

Vaihe 11: Trimpottien säätäminen

555 SMPS: n säätäminen

Jos SMPS ei toimi, ei ole korkeajännitettä eikä piiri toimi oikein. Jos haluat testata SMPS: n, kytke se vain 9 V: n virtaliitäntään ja tarkista lähtöjännitteen lukema. Sen pitäisi olla noin 70 V, muuten sitä on säädettävä trimpotilla. Jos lähtöjännite on 9 V, levyssä on ongelma. Tarkista, onko mosfet viallinen tai 555. Jos trimpotti ei toimi, tarkista palautuspiiri pienemmän transistorin ympärillä. Tämän SMPS: n etuna on osien vähäinen määrä, joten virheiden tai viallisten osien tunnistaminen on hieman helpompaa.

Emolevyn trimpojen säätäminen

Testausvaiheessa on hyvä aika säätää harhaa trimpoteilla. Se voidaan tehdä myöhemmin, mutta jos sävy on tumma tai kirkas, muutoksia on helpompi tehdä nyt.

Ensimmäinen trimpot ohjaa toisen, kolmannen ja lähtövaiheen harhaa ja on siksi tärkein. Säädin tätä trimpota mittaamalla kolmannen vaiheen, kylmäleikkurin, bias. Jos esijännitys on liian korkea, lava on täysin katkaistu, mikä antaa raa'an, kylmän, sienimäisen vääristymän. Jos se on esijännitetty kuumemmaksi, lähtöportaat ovat liian kuumia, lisäävät jonkin verran tehovaiheen vääristymiä ja johtavat putkea lähemmäksi maksimirajaa. levyn hajoaminen. Tässä tapauksessa master -äänenvoimakkuuden alempi puoli on kytkettävä ensimmäisen vaiheen negatiiviseen puoleen niin, että esijännite on edelleen noin 5,9 V. Minun tapauksessani se kuulosti paremmalta, kun lähtövaihe toimi 5,7 V: n sijasta 6,4 V: n sijasta.

Mittaa vain esijännitys kolmannessa vaiheessa (takarivin keskiputki) ja varmista, että se on noin 1,95 V.. Samoin myös kolmas trimpot säädetään n. 1V.

Jännitteen lukemat putken nastoissa 1 (levy) - 5 (filamentti) ovat:

V1:

V2:

V3:

V4:

V5:

V6:

Huomaa, että 5672: n filamentit ovat taaksepäin kuin 5678: ssa, joten putkia ei voi vaihtaa. Toinen tärkeä näkökohta on putkien valmistaja. Huomasin, että tung-sol-putket kuulostivat paremmilta ensimmäisissä asennoissa kuin raytheon-putket. Tarkastettaessa sitä oskilloskoopilla näkyi, että tung-sol-putkilla oli enemmän hyötyä kuin minulla olevilla raytheon-putkilla.

Nyt on myös aika testata piiri ja katsoa miltä se kuulostaa. Jos se on liian bassoa, ehdotan 47nF: n kondensaattorin vaihtamista toisen ja kolmannen vaiheen välillä 10nF: ksi, mikä suodattaa osan bassoista alkuvaiheista ja parantaa ääntä. Jos se on liian ohut, lisää vain kondensaattoria 22 nF: iin ja niin edelleen.

Vaihe 12: Asenna kaikki kotelon sisälle

Aloin lisätä emolevyn ruuveja. Sisäpuolelle lisäsin kumivaijerin läpiviennit, jotta levyn ja kotelon väliin jää tilaa ja vaimennettiin myös tärinää. Suorittamalla ensimmäinen vaihe pentooditilassa tämä voi auttaa, jos putki saa mikrofonin. Sitten lisäsin levyn ja ruuvasin sen alas muttereilla, liitin säiliön, asetin tuloliitännän ja juotin loput johdot.

Kun emolevy oli asennossa, lisäsin lähtömuuntajan, säädin johtimien pituutta ja asetin lähtö- ja virtaliittimen.

Tässä vaiheessa huomasin, että SMPS -korttini ei sovi haluttuun asentoon (sivuseinässä, komponentit kohtisuorassa tähän seinään nähden), koska lisäsin virtaliitännän lähtöliitännän väärälle puolelle … Korjatakseni tämän SMPS -kortti tulopuolella, irrottamalla induktori ja kondensaattori, ja juotettu pala takaisin levylle 90 astetta käännettynä, kuten kuvassa. Testasin SMPS: n uudelleen nähdäkseni toimiiko se edelleen, ja lopuksi liitin korkeajännite emolevyyn RC -suodatinlevyn kautta.

Vaihe 13: Soundcheck

Liitä nyt vahvistin suosikki 8 ohmin koteloosi (minun tapauksessani 1x10 ja taivaanvihreä) ja käytä poljinvirtalähdettäsi pelaamaan ei-kuulostelevalla tasolla!

Muuten, jos pidät vahvistimesi takaisinkytkennän äänestä, kun lopetat toiston äänen lopussa, odota videon keskiosaa, se palauttaa melko helposti ohjaamon edessä istuessa.

Toinen palkinto taskukokoisessa kilpailussa