Un amplificator de tub ultra-redus, cu câștig ridicat: 13 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Pentru rockerii dormitorului ca mine, nu este nimic mai rău decât plângerile legate de zgomot. Pe de altă parte, este păcat să ai un amplificator de 50W conectat la o sarcină care disipă aproape totul în căldură. Prin urmare, am încercat să construiesc un preamplificator cu câștig ridicat, bazat pe un faimos amplificator mesa care utilizează niște tuburi subminiaturale pentru ieșire ultra scăzută.

Pasul 1: Prezentare generală, instrumente și materiale

Acestea instructabile vor fi structuri ca:

1. Prezentare generală a circuitului: Amplificatorul
2. Prezentare generală a circuitului: SMPS
3. Lista de componente
4. Transfer termic
5. Mascare
6. Gravura
7. Finisare
8. Adăugarea prize
9. Asamblarea scândurilor
10. Reglarea trimpoturilor
11. Montarea totul în interiorul incintei
12. Rezultatul final și Soundcheck

Există câteva instrumente necesare pentru a construi acest amplificator:

• Burghiu manual, cu burghie diferite (în cazul în care doriți să găuriți PCB cu un burghiu manual aveți nevoie de un burghiu de 0,8-1 mm, care nu se găsește în mod normal în truse).
• Ciocan de lipit
• Fier de calcat
• Multimetru
• Șlefuirea fișierelor
• Acces la o imprimantă de toner
• Cutie de plastic pentru gravare

Și câteva materiale

• Hârtie de șlefuit (200, 400, 600, 1200)
• Vopsea spray (neagră, limpede)
• Spray de acoperire PCB
• Soluție de gravare cu clorură ferică
• Solder

Pasul 2: Prezentare generală a circuitului: amplificatorul

Tuburi subminiaturale pentru baterii

Pentru acest proiect am folosit 5678 și 5672 tuburi. Au fost folosite în aparatele de radio portabile cu baterii, unde curentul cu filament era o problemă. Aceste tuburi necesită doar 50mA pentru filamentele lor, făcându-le mult mai eficiente decât 12AX7. Acest lucru menține consumul curent scăzut, necesitând o sursă de alimentare mai mică. În acest caz, am vrut să le alimentez cu o sursă de alimentare de 9v 1A, așa cum se utilizează în mod obișnuit cu pedalele de chitară.

Tubul 5678 are un mu de aproximativ 23, ceea ce îl face un tub cu câștig redus în comparație cu 12AX7, dar poate cu unele modificări, chiar și acest lucru ar putea fi suficient. Se știe că amplificatoarele cu câștig ridicat au o mulțime de filtrare între etape, unde aproape majoritatea semnalului este scurtcircuitat la masă. Ar putea fi ceva aer cu care să te joci.

5672, pe de altă parte, are un mu de 10, dar a fost folosit în cea mai mare parte ca un tub de alimentare în dispozitivele pentru aparate auditive și a fost deja utilizat în alte amplificatoare subminiaturale (Murder one și Vibratone, de la Frequencycentral). Poate produce până la 65mW curat … ish. Nu vă speriați cu puterea redusă, este încă destul de tare când este distorsionat! Fișa tehnică specifică un transformator de ieșire de 20 k pentru acest tub.

Ca și în versiunile anterioare, va fi utilizat transformatorul de reverb 22921.

Biasing

Una dintre dificultăți este de a influența aceste tuburi fără a utiliza baterii diferite, deoarece acestea au catoduri încălzite direct. Nu am vrut să fac acest lucru mai complicat, așa că a trebuit să folosesc o configurație de părtinire fixă. Acest lucru, pe de altă parte, a permis utilizarea filamentelor în serie, reducând consumul total de filamente. Cu 6 tuburi, fiecare scăzând 1.25V, m-am apropiat destul de mult de 9V de la sursa de alimentare, a necesitat doar un rezistor mic, care a îmbunătățit și polarizarea din prima etapă. Aceasta înseamnă că curentul total de filament este de numai 50mA!

Destul de bun pentru o sursă de alimentare cu pedală.

Pentru ca acesta să funcționeze, unele etape au un trimpot pentru a regla părtinirea dorită. Biasul este calculat ca diferența dintre tensiunea de pe partea negativă a filamentului (f-) și grila tubului. Trimpot reglează tensiunea continuă la rețeaua tubului, permițând diferite configurații de polarizare și este ocolită de un condensator mare, funcționând ca un scurtcircuit la masă pentru semnal.

A treia etapă, de exemplu, este părtinitoare aproape de punctul de întrerupere al tubului la -1,8V, realizată ca diferență între f- (pinul 3) la aproximativ 3,75V și grila, la 1,95V. Această etapă emulează etapa de tăiere la rece găsită în amplificatoarele cu câștig ridicat, cum ar fi soldano sau redresorul dual. 12AX7 într-un redresor dual folosește un rezistor de 39k pentru a realiza acest lucru. Celelalte etape sunt aproape părtinitoare la centru, la aproximativ 1,25V.

Pasul 3: Prezentare generală a circuitului: SMPS

Alimentare de înaltă tensiune

În ceea ce privește tensiunea plăcii, aceste tuburi funcționează ideal cu tensiuni ale plăcii la 67,5V, dar au funcționat și cu baterii de 90V sau 45V. Acele baterii erau uriașe! De asemenea, sunt greu de găsit și costisitoare. De aceea am optat în schimb pentru o sursă de alimentare cu comutare (SMPS). Cu SMPS pot crește 9V la 70V și pot adăuga o filtrare masivă înainte de transformatorul de ieșire.

Circuitul folosit în aceste instructabile se bazează pe cipul 555, utilizat cu succes în versiunile anterioare.

Pasul 4: Lista pieselor

Aici aveți un rezumat al părților necesare:

Placă de bază

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 Linear 9 mmC8 22nF / 100V _ R8 100k_MID 50k liniar 9 mm C9 10uF / 100V _ R9 220k_BASS 250k Linear 9 mmC10 100nF / 100V _ R10 470k_GAIN 250k Log / Audio 9 mmC11 22nF / 100V _ R11 80k_ PREZENTE 100k liniar 9 mm C12 470pF / 50V _ R12 100k_VOLUME 1M Jurnal / Audio 9 mmC13 10nF / 50V _ R13 15k_B1 10k trimpotC14 22nF / 50V _ R14 330k_B2 50k trimpot C15 680pF / 50V _ R15 220k_B4 50k trimpot C16 2.2nF / 50V _ R16 100k_SW1 micro DPDTC17 30pF / 50V _ R17 80k_J1 6,35 mm Mono jack C18 220u F / 16V _ R18 50k_J2 DC JackC19 220uF / 16V _ R19 470k_J3 6,35 mm Mono-comutată 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 (rezistor LED, reglați luminozitatea) C30 22nF / 100V _ R30 1,5k

O atenție specială la tensiunea nominală a condensatorului. Circuitul de înaltă tensiune necesită condensatori de 100V, calea semnalului după condensatorii de cuplare poate folosi valori mai mici, în acest caz am folosit 50V sau 100V, deoarece condensatorii de film au aceeași distanță de pini. Filamentele trebuie decuplate, dar din moment ce cea mai mare tensiune pe filamente este de 9V, un condensator eletrolitic de 16V este sigur și este mult mai mic decât unul de 100V. Rezistoarele pot fi de tip 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_1 14 _

Atenție la dioda de comutare! Trebuie să fie de tip ultra rapid, altfel nu va funcționa. Pentru SMPS sunt de asemenea dorite condensatoare ESR reduse. În cazul în care se folosește un condensator normal de 4,7 uF / 250V, un condensator ceramic suplimentar de 100 nF în paralel ajută la ocolirea comutării de înaltă frecvență.

Acestea sunt piesele mai ușor de găsit și pot fi obținute de la orice magazin de piese electronice. Acum, părțile dificile sunt:

OT 3,5W, 22k: transformator 8ohm (022921 sau 125A25B) Banzai, Tubesandmore

L1 100uH / 3A inductor Ebay, pur și simplu nu cumpărați forma toroidală. O găsiți și la Mouser / Digikey / Farnell.

Nu uitați să cumpărați:

• O placă placată cu cupru, de 10x10 mm, va fi utilă pentru ambele plăci
• 2 prize de 40 pini pentru tuburi
• O incintă 1590B
• Unele șuruburi și piulițe de 3 mm
• Picioare din cauciuc
• Garnituri din sârmă de cauciuc de 5 mm
• Șase butoane de 10 mm

Pasul 5: Transfer termic

Pentru a pregăti PCB-ul și carcasa folosesc un proces bazat pe transferul de toner. Tonerul protejează suprafața de substanță și, ca urmare, după baia de gravare avem PCB-ul cu urmele de cupru sau o incintă frumoasă. Procesul de transfer al tonerului și pregătirea pentru gravare constă din:

• Imprimați aspectul / imaginea cu o imprimantă de toner utilizând hârtie lucioasă.
• Șlefuiți suprafața incintei și a plăcii de cupru folosind hârtie de șlefuit cu granulație 200 până la 400.
• Fixați imaginea imprimată pe PCB / carcasă folosind bandă.
• Aplicați căldură și presiune cu fierul de călcat haine timp de aproximativ 10 minute. Faceți o mișcare suplimentară cu vârful fierului de călcat pe margini, acestea sunt locurile dificile în care tonerul nu se va lipi.
• Când hârtia pare galbenă, trageți-o într-un recipient de plastic umplut cu apă pentru a o răci și lăsați apa să se înmoaie în hârtie.
• Îndepărtați cu atenție hârtia. Este mai bine atunci când se desprinde în straturi, în loc să eliminați totul într-o singură încercare.

Șablonul de foraj vă ajută să identificați poziționarea componentelor, trebuie doar să adăugați propria artă și sunteți bine să mergeți.

Pasul 6: Mascare

Pentru incintă, mascați zone mai mari cu ojă. Deoarece reacția cu aluminiu este mult mai puternică decât cu cuprul, ar putea exista unele gropi în zone mai mari.

Oferirea unei protecții suplimentare garantează că nu vor exista urme care să distrugă incinta.

Pasul 7: Gravarea

Pentru procesul de gravare, îmi place să folosesc un recipient din plastic cu substanțe și altul cu apă pentru a clăti între pași.

În primul rând, câteva sfaturi de siguranță:

• folosiți mănuși de cauciuc pentru a vă proteja mâinile
• lucrează pe o suprafață nemetalică
• Utilizați o cameră bine ventilată și evitați să respirați fumul rezultat
• Folosiți niște hârtie pentru a vă proteja bancul de lucru de eventualele deversări

Aici arată doar gravarea incintei, dar PCB-ul a fost gravat în aceeași soluție. Singura diferență este că pentru PCB am așteptat aproximativ o oră până când a dispărut tot cuprul neprotejat. Cu aluminiu trebuie să existe o îngrijire suplimentară, deoarece vrem să gravăm doar exteriorul cutiei.

Pentru incintă, scutur cutia din amestecul de gravare timp de aproximativ 30 de secunde, până când se încălzește din cauza reacției și clătiți-o în apă. Repet acest pas de încă 20 de ori, sau până când gravura are o adâncime de aproximativ 0,5 mm.

Când gravura este suficient de adâncă, spălați incinta cu apă și săpun pentru a clăti tot restul de substanță. Cu cutia curățată șlefuiește tonerul și oja. Pentru oja puteți economisi niște hârtie de șlefuit folosind acetonă, dar nu uitați să păstrați camera bine ventilată!

Pasul 8: Finalizare

În acest pas, am folosit hârtia de șlefuit cu 400 de granule pentru a obține o suprafață curată, ca în a treia imagine. Acest lucru este suficient de curat pentru etapa de găurire. Am forat toate găurile de diferite dimensiuni și am folosit fișierele pentru a face găurile pentru prizele tuburilor. Și PCB trebuie să fie găurit, eu un burghiu de 0,8 mm pentru componente și 1-1,4 mm pentru găurile de sârmă. În această construcție am folosit și un burghiu de 1,3 mm pentru prizele tubului.

Odată cu găurirea și lustruirea, dau cutiei un strat negru de vopsea spray și o las să se usuce 24 de ore. Acesta va oferi un contrast mai bun între etch și incintă. Evident, următorul pas este șlefuirea acestuia. De data aceasta trec de la 400 la cea mai fină grâu. Schimb hârtia de șlefuit atunci când un granulat a îndepărtat liniile celei anterioare. Șlefuirea în direcții diferite face mai ușor de identificat când toate marcajele anterioare au dispărut. Cu carcasa strălucitoare, aplic 3 straturi de strat transparent și aștept până se usucă încă 24 de ore. PCB-ul poate fi protejat de coroziune folosind un strat protector. După cum puteți vedea în ultimele două figuri, îmi place să am un strat verde închis. Această acoperire necesită perioade mai lungi de uscare. Am așteptat 5 zile pentru a evita amprentele digitale pe tablă în timp ce lipeau componentele.

Pasul 9: Adăugarea soclurilor

Lipirea prizelor

Conform aspectului, tuburile sunt montate pe partea de cupru a plăcii. În acest fel, placa se poate apropia de incintă și poate profita de o protecție suplimentară împotriva EMI urât de înaltă frecvență provenită de la SMPS. Dar folosirea laturii de cupru a plăcii pentru lipirea componentelor are unele dezavantaje, cum ar fi cuprul care se desprinde de pe placă. Pentru a evita acest lucru, în loc să lipiți prizele tubului, am făcut găuri mai mari în care prizele puteau fi presate. Presiunea unei găuri ușor mai mici și o lipire pe ambele părți ar trebui să rezolve problema. Pentru aceasta am folosit mufele stilizate mecanic, fără structura din plastic, am forțat știftul metalic în gaură și au lipit pe ambele părți (pe partea componentelor arată ca o blobă de lipit, dar ajută la menținerea știftului blocat), așa cum se arată în primele 3 imagini. Imaginile 4 și 5 arată toate prizele și jumperii instalate.

Lipirea unui alt set de prize, de data aceasta cu structura din plastic, la tuburi îmbunătățește conexiunea la placă și o face mai stabilă. Știfturile originale ale tuburilor sunt foarte subțiri, ceea ce poate duce la un contact prost sau chiar să cadă de pe prize. Prin lipirea acestora la prize, rezolvăm această problemă, deoarece acum se potrivesc bine. Cred că ar fi trebuit să vină cu pini corespunzători, ca tuburile mai mari!

Pasul 10: Asamblarea panourilor

Pentru a lipi componentele, am început cu rezistențele și m-am mutat în părțile mai mari. Electroliticele sunt lipite la sfârșit, deoarece acestea sunt cele mai înalte componente de pe placă.

Cu placa gata este timpul să adăugați firele. Există o mulțime de conexiuni externe aici, de la tonestack la cablurile de înaltă tensiune și filament. Pentru firele de semnal am folosit un cablu ecranat, protejând rețeaua de masă de pe partea panoului, mai aproape de intrare.

Sârmele critice se află în jurul primei etape, provenind de la mufa de intrare și mergând la potențiometrul de câștig. Înainte de a putea construi totul în interiorul cutiei, trebuie să-l testăm, astfel încât să avem în continuare acces la partea de cupru a plăcii pentru o depanare, dacă este necesar.

Pentru filtrarea de înaltă tensiune am adăugat un alt filtru RC într-o placă mai mică, montată perpendicular pe placa principală, așa cum se vede în imagine. În acest fel, conexiunile la sol, tensiune înaltă și transformator sunt mai ușor de accesat cu placa montată pe carcasă și pot fi lipite ulterior.

Construirea tonestack

Deși urma să testez placa în afara incintei, am construit deja tonestack-ul în cutie. În acest fel, toate potențiometrele sunt fixate și împământate corespunzător. Testarea circuitului cu potențiometre nefondate (cel puțin scutul exterior) poate duce la zgomote oribile. Din nou, pentru conexiuni mai lungi am folosit un cablu ecranat, legat la pământ aproape de mufa de intrare.

Din păcate, în această construcție potențiometrele sunt foarte apropiate, ceea ce face dificilă utilizarea unei plăci cu componentele. În acest caz, am folosit o abordare punct-la-punct pentru această parte a circuitului. O altă problemă a fost că am avut doar un potențiometru în stil PCB de 9 mm 50K, așa că a trebuit să-l ancorez pe potențiometrele învecinate (stil montare pe panou).

Acum este, de asemenea, un moment bun pentru a instala comutatorul de pornire / oprire și LED-ul cu rezistorul de 2,7k.

Ca urmare a două rânduri de potențiometre, a trebuit să depun peretele interior al capacului, așa cum se arată în imagine, astfel încât cutia să se închidă.

Pasul 11: Reglarea trimpoturilor

Reglarea 555 SMPS

Dacă SMPS nu funcționează, nu există tensiune ridicată și circuitul nu va funcționa corect. Pentru a testa SMPS-ul, conectați-l la mufa de alimentare de 9V și verificați citirea tensiunii la ieșire. Ar trebui să fie în jur de 70V, altfel trebuie reglat cu trimpotul. Dacă tensiunea de ieșire este de 9V, există o problemă cu placa. Verificați dacă există un mosfet rău sau 555. Dacă trimpotul nu funcționează, verificați circuitul de feedback din jurul tranzistorului mai mic. Un avantaj al acestui SMPS este numărul scăzut de piese, astfel încât este puțin mai ușor să identificați orice greșeli sau componente defecte.

Reglarea trimpoturilor plăcii principale

În timpul etapei de testare este un moment bun pentru a regla părtinirea cu trimpoturile. Se poate face mai târziu, dar dacă tonul este până la întuneric sau la luminos, este mai ușor să faceți modificări acum.

Primul trimpot controlează părtinirea etapelor a doua, a treia și a ieșirii și, prin urmare, este cel mai important. Am ajustat acest trimpot măsurând părtinirea celei de-a treia etape, tăietorul rece. Dacă părtinirea este prea mare, scena va fi complet întreruptă, oferind o distorsiune brută, rece, spongioasă. Dacă este influențat mai fierbinte, etapa de ieșire va fi prea fierbinte, adăugând o distorsiune a puterii și rularea tubului mai aproape de max. disiparea plăcii. În acest caz, partea inferioară a volumului master ar trebui să fie conectată la partea negativă a primei etape, astfel încât polarizarea să fie încă în jurul valorii de 5,9V. În cazul meu, a sunat mai bine când etapa de ieșire rulează la 5.7V în loc de 6.4V.

Doar măsurați polarizarea la a treia etapă (tubul central din rândul din spate) și verificați dacă este în jur de 1,95V.. În mod similar, al treilea trimpot este, de asemenea, ajustat la aprox. 1V.

Citirile de tensiune la pinii tubului 1 (placă) la 5 (filament) sunt:

V1:

V2:

V3:

V4:

V5:

V6:

Rețineți că filamentele din 5672 sunt înapoi decât în 5678, astfel încât tuburile nu pot fi schimbate. Un alt aspect important de luat în considerare este producătorul de tuburi. Am aflat că tuburile tung-sol sună mai bine în primele poziții, decât tuburile raytheon. Verificându-l cu un osciloscop a fost vizibil faptul că tuburile tung-sol au avut mai mult câștig decât tuburile raytheon pe care le aveam.

Acum este, de asemenea, momentul să testați circuitul și să vedeți cum sună, dacă este prea greu, vă sugerez să schimbați condensatorul 47nF între a doua și a treia etapă la 10nF, care va filtra niște bas din etapele inițiale și va îmbunătăți sunetul. Dacă a devenit prea subțire, creșteți acest condensator la 22nF și așa mai departe.

Pasul 12: Montarea totul în interiorul incintei

Am început să adaug șuruburile pentru placa principală. În interior am adăugat garnituri de sârmă de cauciuc, pentru a da o oarecare distanță între placă și incintă și, de asemenea, pentru a atenua unele vibrații. Rularea primei etape în modul pentodă ar putea ajuta dacă tubul devine microfonic. Apoi am adăugat placa și am înșurubat-o cu piulițele, am conectat teancul, am introdus mufa de intrare și am lipit firele rămase.

Cu placa principală în poziție, am adăugat transformatorul de ieșire, am reglat lungimea firelor și am introdus mufa de ieșire și mufa de alimentare.

În acest moment am văzut că placa SMPS nu se va potrivi în poziția dorită (la peretele lateral, cu componentele perpendiculare pe acest perete) deoarece am adăugat mufa de alimentare pe partea greșită a mufei de ieșire … Pentru a remedia acest lucru, am tăiat placa SMPS din partea de intrare, îndepărtând inductorul și condensatorul și lipit piesa înapoi pe placa rotită cu 90 de grade, așa cum se arată în imagine. Am testat din nou SMPS-ul pentru a vedea dacă încă funcționează și am terminat conectând tensiunea înaltă la placa principală, prin placa de filtrare RC.

Pasul 13: Verificați sunetul

Acum, doar conectați amplificatorul la dulapul preferat de 8 ohmi (în cazul meu un 1x10 cu un celestion greenback) și utilizați alimentarea cu pedală pentru a juca la niveluri non-asurzitoare!

Apropo, dacă vă place sunetul feedback-ului amplificatorului dvs. atunci când încetați să redați la sfârșitul unui sunet, așteptați partea din mijloc a videoclipului, acesta reacționează destul de ușor atunci când stați în fața cabinei.

Premiul II la Concursul de buzunar