Свръх ниска мощност, лампов усилвател с висока печалба: 13 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

За рокери на спални като мен няма нищо по -лошо от оплакванията от шум. От друга страна, жалко е 50W усилвател да е закачен към товар, разсейващ почти всичко в топлина. Затова се опитах да изградя предусилвател с висока печалба, базиран на известен меса усилвател, използващ някои миниатюрни лампи за ултра ниска мощност.

Стъпка 1: Общ преглед, инструменти и материали

Тези инструкции ще бъдат структури като:

1. Преглед на веригата: Усилвателят
2. Преглед на веригата: SMPS
3. Списък с части
4. Термичен трансфер
5. Маскиране
6. Офорт
7. Довършителни работи
8. Добавяне на гнезда
9. Сглобяване на дъските
10. Регулиране на тримпотите
11. Монтиране на всичко вътре в кутията
12. Краен резултат и Soundcheck

За изграждането на този усилвател са необходими някои инструменти:

• Ръчна бормашина, с различни свредла (в случай, че искате да пробиете печатната платка с ръчна бормашина, имате нужда от свредло 0,8-1 мм, което обикновено не се среща в комплектите).
• Поялник
• Детски ютии
• Мултиметър
• Шлайфане на файлове
• Достъп до тонер принтер
• Пластмасова кутия за ецване

И някои материали

• Шлифовъчна хартия (200, 400, 600, 1200)
• Спрей боя (черна, прозрачна)
• PCB покритие спрей
• Разтвор за офорт на железен хлорид
• Припой

Стъпка 2: Преглед на веригата: Усилвателят

Субминиатюрни тръби за батерии

За този проект използвах тръби 5678 и 5672. Те са били използвани в преносими радиостанции на батерии, където токът с нажежаема жичка е проблем. Тези тръби изискват само 50 mA за техните нишки, което ги прави по -ефективни от 12AX7. Това поддържа ниската консумация на ток, което изисква по -малко захранване. В този случай исках да ги захранвам с 9v 1A захранване, както обикновено се използва с педали за китара.

Тръбата 5678 има mu от около 23, което я прави тръба с ниска печалба в сравнение с 12AX7, но може би с някои ощипвания дори това може да е достатъчно. Известно е, че усилвателите с висока печалба имат много филтриране между етапите, където почти по -голямата част от сигнала е късо заземен. Може да има малко въздух за игра.

5672, от друга страна, има mu 10, но най -вече се използва като захранваща тръба в апаратите за слухови апарати и вече се използва в някои други миниатюрни усилватели (Murder one и Vibratone, от Frequencycentral). Той може да произвежда до 65mW чист … иш. Не се страхувайте от ниската мощност, тя все още е доста силна, когато е изкривена! Информационният лист определя 20k изходен трансформатор за тази тръба.

Както и в предишните версии, ще се използва 22921 реверберационен трансформатор.

Отклонение

Една от трудностите е да се отклонят тези тръби, без да се използват различни батерии, тъй като те имат директно нагрявани катоди. Не исках да усложнявам това, затова трябваше да използвам конфигурация с фиксирано отклонение. Това, от друга страна, позволи използването на нишките последователно, намалявайки общия разход на нишки. С 6 тръби, всяка от които пада по 1,25 V, се доближих до 9V на захранването, просто се нуждаеше от малък резистор, което също подобри отклонението на първия етап. Това означава, че общият ток на нажежаема жичка е само 50 mA!

Доста добре за захранване с педали.

За да работи, някои етапи имат тримпот за регулиране на желаното отклонение. Отклонението се изчислява като разликата между напрежението от отрицателната страна на нишката (f-) и решетката на тръбата. Тримпотът регулира постояннотоковото напрежение в мрежата на тръбата, позволявайки различните конфигурации на отклонение и се заобикаля от голям кондензатор, работещ като късо съединение към земята за сигнала.

Третият етап, например, е отклонен близо до граничната точка на тръбата при -1,8 V, постигната като разликата между f- (щифт 3) при приблизително 3,75 V и решетката, при 1,95 V. Този етап подражава на студения изрязващ етап, който се намира в усилватели с висока печалба, като солдано или двоен токоизправител. 12AX7 в двоен токоизправител използва 39k резистор, за да постигне това. Другите етапи са почти централно отклонени, при приблизително 1.25V.

Стъпка 3: Преглед на веригата: SMPS

Захранване с високо напрежение

Що се отнася до напрежението на плочите, тези тръби работят идеално с напрежение на плочите при 67,5 V, но също така работят с батерии 90V или 45V. Тези батерии бяха огромни! Те също са трудни за намиране и са скъпи. Ето защо вместо това избрах захранване с комутиран режим (SMPS). С SMPS мога да увелича 9V до 70V и да добавя масивно филтриране преди изходния трансформатор.

Схемата, използвана в тази инструкция, се основава на чип 555, успешно използван в предишни компилации.

Стъпка 4: Списък на частите

Тук имате обобщение на необходимите части:

Дънна платка

С1 22nF / 100V _ R1 1M_V1 5678C2 2.2nF / 50V _ R2 33k_V2 5678C3 10uF / 100V _ R3 220k_V3 5678 С4 47nF / 100V _ R4 2.2М _ V4 5678 С5 22pF / 50V _ R5 520k_V5 5678C6 1NF / 100V _ R6 470k_V6 5672C7 10uF / 100V _ R7 22k_TREBBLE 250k Линеен 9 mmC8 22nF / 100V _ R8 100k_MID 50k Линеен 9 mm С9 10uF / 100V _ R9 220k_BASS 250k Линеен 9 mmC10 100nF / 100V _ R10 470k_GAIN 250k Вход / аудио 9 mmC11 22nF / 100V _ R11 80k_ ПРИСЪСТВИЕ 100k Линеен 9 mm С12 470pF / 50V _ R12 100k_VOLUME 1М Вход / аудио 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 микро DPDTC17 30pF/50V _ R17 80k_J1 6.35 mm Моно жакC18 220u F / 16V _ R18 50k_J2 DC JackC19 220uF / 16V _ R19 470k_J3 6.35 mm Mono комутация 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 С24 220uF / 16V _ R24 15k С25 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 резистор, регулирайте яркостта) C30 22nF/100V _ R30 1.5k

Специално внимание на номиналното напрежение на кондензатора. Веригата за високо напрежение изисква 100V кондензатори, пътят на сигнала след свързващите кондензатори може да използва по -ниски стойности, в този случай използвах 50V или 100V, тъй като филмовите кондензатори имат еднакво разстояние между щифтовете. Нишките трябва да бъдат отделени, но тъй като най -високото напрежение на нишките е 9V, 16V електролитен кондензатор е от безопасната страна и по -малък от 100V. Резисторите могат да бъдат от тип 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_4kR4

Внимание към превключващия диод! Трябва да е от ултра бърз тип, в противен случай няма да работи. За SMPS са необходими и ниски ESR кондензатори. В случай, че се използва нормален кондензатор 4.7uF/250V, допълнителен керамичен кондензатор от 100nF успоредно помага да се заобиколи високочестотното превключване.

Това са по -лесните части за намиране и могат да бъдат закупени от всеки магазин за електронни части. Сега, сложните части са:

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

L1 100uH/3A индуктор Ebay, просто не купувайте тороидална форма. Можете също да го намерите в Mouser/Digikey/Farnell.

Не забравяйте да купите:

• Дъска, облечена с мед, 10x10 мм, е подходяща и за двете дъски
• 2x гнезда за гнезда с 40 пина за тръбите
• Корпус 1590B
• Някои 3 мм винтове и гайки
• Гумени крака
• 5 мм гумени телени уплътнения
• Шест копчета по 10 мм

Стъпка 5: Термичен трансфер

За да подготвя печатната платка и корпуса, използвам процес, базиран на прехвърляне на тонер. Тонерът защитава повърхността от ецване и в резултат на това след гравиращата вана имаме PCB с медни следи или красив корпус. Процесът на прехвърляне на тонера и подготовката за ецване се състои от:

• Отпечатайте оформлението/изображението с тонер принтер, използвайки лъскава хартия.
• Шлайфайте повърхността на корпуса и на медната дъска с помощта на шкурка с гранулация от 200 до 400.
• Прикрепете отпечатаното изображение към печатната платка/кутията с помощта на лента.
• Нанесете топлина и натиснете с ютията за дрехи за около 10 минути. Направете допълнително движение с върха на ютията по краищата, това са сложните места, където тонерът няма да залепне.
• Когато хартията изглежда жълтеникава, я изсипете в пластмасов съд, напълнен с вода, за да се охлади, и оставете водата да попие в хартията.
• Извадете внимателно хартията. По -добре е, когато се отделя на слоеве, вместо да премахвате всичко с един опит.

Шаблонът за тренировка помага да се идентифицира позиционирането на компонентите, просто трябва да добавите свое собствено изкуство и сте готови.

Стъпка 6: Маскиране

За заграждението маскирайте по -големи площи с лак за нокти. Тъй като реакцията с алуминий е много по -силна, отколкото с мед, може да има известни вдлъбнатини в по -големи площи.

Осигуряването на допълнителна защита гарантира, че няма да има белези, които да разрушат заграждението.

Стъпка 7: Офорт

За процеса на ецване обичам да използвам пластмасов контейнер с ецвант и един с вода за изплакване между стъпките.

Първо, някои съвети за безопасност:

• използвайте гумени ръкавици, за да защитите ръцете си
• работа върху неметална повърхност
• Използвайте добре проветриво помещение и избягвайте вдишването на получените изпарения
• Използвайте малко хартия, за да защитите работната си маса от възможни разливи

Тук показвам само офорта на корпуса, но печатната платка е гравирана в същия разтвор. Единствената разлика е, че за платката просто изчаках около час, докато цялата незащитена мед изчезне. С алуминия трябва да има допълнителна грижа, тъй като искаме само да гравираме външната страна на кутията.

За корпуса разклащам кутията в ецващата смес за около 30 секунди, докато се затопли поради реакцията и я изплаквам във водата. Повтарям тази стъпка още 20 пъти, или докато гравирането е дълбоко около 0,5 mm.

Когато гравирането е достатъчно дълбоко, измийте корпуса с вода и сапун, за да изплакнете всички останали офорти. С почистената кутия избършете тонера и лака за нокти. За лак за нокти можете да спестите малко шкурка с ацетон, но не забравяйте да поддържате стаята добре проветрена!

Стъпка 8: Завършване

В тази стъпка използвах шлифовъчната хартия от 400 зърна, за да постигна чиста повърхност, както на третата снимка. Това е достатъчно чисто за стъпката на пробиване. Пробих всички отвори с различни размери и използвах файловете, за да направя отворите за гнездата на тръбите. Печатната платка също трябва да бъде пробита, аз свредло 0,8 мм за компонентите и 1-1,4 мм за отворите за тел. В тази конструкция използвах и свредло 1,3 мм за гнездата за тръби.

С пробиването и изпиляването давам на кутията черен слой спрей боя и я оставям да изсъхне за 24 часа. Това ще даде по -добро ограничение между офорта и заграждението. Очевидно следващата стъпка е да я отпесъчите. Този път преминавам от 400 до най -финото зърно. Сменям пясъчната хартия, когато една песъчинка премахна линиите на предишната. Шлифоването в различни посоки улеснява идентифицирането, когато всички предишни маркировки са изчезнали. При блестящ корпус нанасям 3 слоя прозрачно покритие и изчаквам да изсъхне още 24 часа. ПХБ може да бъде защитена от корозия с помощта на защитно покритие. Както можете да видите в последните две фигури, обичам да имам тъмнозелено покритие. Това покритие изисква по -дълго време за изсъхване. Изчаках 5 дни, за да избегна отпечатъци от пръсти на дъската, докато запоявам компонентите.

Стъпка 9: Добавяне на гнезда

Запояване на гнездата

Според оформлението тръбите са монтирани от медната страна на дъската. По този начин платката може да се доближи до корпуса и да спечели от допълнителна защита срещу гадни високочестотни EMI, идващи от SMPS. Но използването на медната страна на дъската за запояване на компоненти има някои недостатъци, като например, че медта се разхлабва от дъската. За да избегна това, вместо да запоявам гнездата на тръбите, направих по -големи дупки, където гнездата могат да бъдат натиснати. Налягането на малко по -малък отвор и малко спойка от двете страни трябва да реши проблема. За това използвах обработените гнезда за щифтове, без пластмасова конструкция, принудих металния щифт в отвора и запоен от двете страни (от страната на компонентите изглежда като петна от спойка, но помага да се задържи щифта), както е показано на първите 3 снимки. Четвъртата и петата снимка показват всички инсталирани гнезда и джъмпери.

Запояването на друг комплект гнезда, този път с пластмасова конструкция, към тръбите подобрява връзката към платката и я прави по -стабилна. Оригиналните щифтове на тръбите са много тънки, което може да доведе до лош контакт или дори да падне от гнездата. Запоявайки ги към гнездата, решаваме този проблем, тъй като сега те са плътно прилепнали. Мисля, че те трябваше да дойдат с подходящи щифтове на първо място, като по -големите тръби!

Стъпка 10: Сглобяване на дъските

За запояване на компонентите започнах с резисторите и преминах към по -големите части. Електролитите са запоени в края, тъй като те са най -високите компоненти на платката.

С готовата платка е време да добавите проводниците. Тук има много външни връзки, от тонален кабел до кабели за високо напрежение и нишки. За сигналните проводници използвах екраниран кабел, екраниращ заземителната мрежа от страната на панела, по -близо до входа.

Критичните проводници са около първия етап, идващи от входния жак и отиват към потенциометъра за усилване. Преди да можем да изградим всичко вътре в кутията, трябва да я тестваме, така че все още да имаме достъп до медната страна на дъската за известно отстраняване на грешки, ако е необходимо.

За филтриране на високо напрежение добавих друг RC филтър в по -малка платка, монтирана перпендикулярно на основната платка, както се вижда на снимката. По този начин заземяването, високоволтовите и трансформаторните връзки са по -лесни за достъп с платката, монтирана към корпуса и могат да бъдат запоени след това.

Изграждане на стена от тонове

Въпреки че щях да тествам платката извън кутията, вече вградих стена в кутията. По този начин всички потенциометри са фиксирани и правилно заземени. Тестването на веригата с незаземени потенциометри (поне външния щит) може да доведе до ужасни шумове. Отново, за по -дълги връзки използвах екраниран кабел, заземен близо до входния жак.

За съжаление в тази конструкция потенциометрите са наистина близо един до друг, което затруднява използването на платка с компонентите. В този случай използвах подход от точка до точка за тази част от веригата. Друг проблем беше, че имах само 9 мм 50K потенциометър с печатна платка, така че трябваше да го закотвя към съседните потенциометри (стил на монтиране на панел).

Сега също е подходящ момент да инсталирате превключвателя за включване/изключване и светодиода с 2.7k резистор.

В резултат на два реда потенциометри трябваше да напиля вътрешната стена на капака, както е показано на снимката, така че кутията да се затвори.

Стъпка 11: Регулиране на Trimpots

Регулиране на 555 SMPS

Ако SMPS не работи, няма високо напрежение и веригата няма да работи правилно. За да тествате SMPS, просто го свържете към 9V захранващия жак и проверете показанията на напрежението на изхода. Тя трябва да бъде около 70V, в противен случай трябва да се регулира с тримпота. Ако изходното напрежение е 9V, има проблем с платката. Проверете за лош MOSFET или 555. Ако тримпотът не работи, проверете веригата за обратна връзка около по -малкия транзистор. Предимство на този SMPS е ниският брой на частите, така че е малко по -лесно да се идентифицират грешки или дефектни компоненти.

Регулиране на тримпота на дънната платка

По време на етапа на тестване е подходящ момент за коригиране на пристрастията с тримпотите. Това може да се направи по -късно, но ако тонът е тъмен или ярък, е по -лесно да направите промени сега.

Първият тримпот контролира отклонението на втория, третия и изходния етап и затова е най -важният. Регулирах този тримпот, като измервах пристрастието на третия етап, студената машинка за подстригване. Ако отклонението е твърде високо, сцената ще бъде напълно прекъсната, което ще даде сурово, студено, гъбесто изкривяване. Ако е отклонено по -горещо, изходният етап ще бъде прекалено горещ, добавяйки известно изкривяване на степента на захранване и пускайки тръбата по -близо до макс. разсейване на плочите. В този случай долната страна на главния обем трябва да бъде свързана с отрицателната страна на първия етап, така че отклонението да е все още около 5.9V. В моя случай звучеше по -добре, когато изходният етап работеше при 5.7V вместо 6.4V.

Просто измерете отклонението на третия етап (средна тръба в задния ред) и се уверете, че е около 1.95V. Вторият тримпот просто трябва да се регулира според вкуса или почти в центъра с отклонение при 1.2V (измерено между щифтове 3 и 4). По същия начин третият тримпот също се регулира на прибл. 1V.

Показанията на напрежението на щифтовете на тръбата 1 (плоча) до 5 (нажежаема жичка) са:

V1:

V2:

V3:

V4:

V5:

V6:

Обърнете внимание, че нишките в 5672 са назад, отколкото в 5678, така че тръбите не могат да се сменят. Друг важен аспект, който трябва да имате предвид, е производителят на тръби. Открих, че тръбите от волф-зол звучат по-добре на първите позиции, отколкото лъчите от лъчи. Проверявайки го с осцилоскоп, беше видимо, че тръбите от волф-зол имат по-голяма печалба от лъчите на Raytheon, които имах.

Сега е и моментът да тествате веригата и да видите как звучи, ако е твърде басов, предлагам да смените 47nF кондензатора между втори и трети етап на 10nF, което ще филтрира някои баси от началните етапи и ще подобри звука. Ако стана твърде тънък, просто увеличете този кондензатор до 22nF и така нататък.

Стъпка 12: Монтиране на всичко вътре в кутията

Започнах да добавям винтовете за дънната платка. От вътрешната страна добавих гумените уплътнения, за да се осигури известно разстояние между дъската и корпуса, а също и да се намали вибрацията. При стартиране на първия етап в режим на пентод това може да помогне, ако тръбата стане микрофонична. След това добавих платката и я завинтих с гайките, свързах стена, вмъкнах входния жак и запоявам останалите проводници.

С позицията на дънната платка добавих изходния трансформатор, коригирах дължината на проводниците и вмъкнах изходния жак и захранващия жак.

В този момент видях, че моята SMPS платка няма да се побере в желаното положение (в страничната стена, с компонентите, перпендикулярни на тази стена), защото добавих захранващия жак от грешната страна на изходния жак … За да поправя това, видях платката SMPS от входната страна, премахвайки индуктора и кондензатора и запоявайки парчето обратно към платката, завъртяна на 90 градуса, както е показано на снимката. Отново тествах SMPS, за да видя дали все още работи, и завърших, като свързах високото напрежение към основната платка, през RC филтърната платка.

Стъпка 13: Проверка на звука

Сега просто включете усилвателя към любимия си 8-омов шкаф (в моя случай 1x10 със зелено зелено) и използвайте захранването на педала си, за да свирите на неглушителни нива!

Между другото, ако харесвате звука на вашия усилвател, когато спрете да свирите в края на звука, изчакайте средната част на видеото, той доставя обратна връзка доста лесно, когато седите пред кабината.

Втора награда в конкурса за джобни размери