Надстройка на изолационен трансформатор за стари китарни усилватели: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:56

Спасете кожата си! Надстройте този страшен стар усилвател с изолационен трансформатор.

Доста стари усилватели (и радиостанции) през деня черпиха енергия, като директно коригираха битовите "мрежови" проводници. Това по своята същност е опасна практика. Повечето китари свързват моста и струните към заземяващия (щитов) проводник на китарния кабел, като по същество използват плейъра като „шумозащитен екран“. В усилвателите без трансформатор неутралният проводник на електрическата мрежа често се използва като "земя". С двужилен кабел, неутрално и горещо могат да се превключват (което може да постави земята на усилвателя върху горещия проводник!) С други думи, свиренето на усилвател за китара без изолиращ трансформатор може да бъде като забиване на вилица в контакта в стената. трансформаторите ограничават количеството ток, което може да бъде подадено към усилвателя (и съответно към китариста), ако възникнат опасности от удар, и елиминират евентуални проблеми с "горещата" земя. Освен това ще инсталираме трижилен кабел, така че усилвателят да има подходящо заземяване. И предпазител също. Заземяването и предпазителят спомагат за поддържане на нормална еталонна маса и защита от къси панталони. И ние ще включим промените в малък "модул", така че да променим оригинала възможно най -малко. Ако някой е достатъчно луд, за да се върне към първоначалната настройка … може да направи това. Този мод работи и с радиостанции. Всъщност много от тези усилватели се наричат „усилватели с радиолампи“или „AC/DC усилватели“-подобно на техните радио колеги, усилвател без трансформатор може да бъде включен директно в захранване с постоянен ток или батерия без промяна. Изискваше се батерия с приличен размер (над 100 V), но това някога беше нещо обичайно.

Стъпка 1: ZZZAAAPPPP! Това е отказ от отговорност за безопасност

Копирам това от моите собствени инструкции за възстановяване на лампови усилватели: ИЗБРАНЕТЕ ТЕЗИ КОНДЕНСАТОРИ ЗА ФИЛТЪР НА МОЩНОСТ !!!!! Сериозно. Правете това ВСЕКИ път, когато работите с усилвателя. Ако не го направите, НЕ се оплаквайте, ако загубите използването на ръката си. НЕ се връщай и не ме преследвай, ако умреш … Капачките на филтъра за захранване могат да съхраняват фатални количества електрически ток и понякога се наричат капачки „резервоар“. Капачките са свързани близо до токоизправителя и са част от захранването и подпомагат преобразуването на AC в DC. Всъщност те са стандартен компонент във всяко захранване. Ако сте напълно изгубени и не разбирате това, НЕ ИЗМЕНЯВАЙТЕ УСИЛИЕТО СИ. Нямате достатъчно знания, за да работите безопасно по вериги с високо напрежение/ток … Има няколко начина за разреждане на капачките, но ето най -лесният: ПЪРВО, ИЗКЛЮЧВАЙТЕ УСИЛИТЕЛЯ! (Но това не го прави безопасно …) ТОГАВА, - Прекъснете положителния (+) отвод на всяка голяма капачка към GND за няколко секунди. Един джъмпер с вграден резистор (10K или повече) ще помогне за предотвратяване на искри тук … Ако вашият джъмпер има резистор, оставете го свързан поне 30 секунди, преди да докоснете нещо. - ИЛИ скъсете капачките с отвертка. Поставете вала върху шасито, след това мост към положителния (+) проводник на капачката. Уверете се, че дръжката на отвертката е изолирана (ако е боядисана, може и да не е.) Това може да доведе до искра … Очевидно плътта ви може да действа и като джъмпер (това НЕ е предизвикателство.)

Стъпка 2: И така, има ли нужда моят усилвател от такъв?

Първо, мрежово коригираните усилватели обикновено са с малка мощност, 1-5 вата. Производителите обикновено не спестяват по -големите усилватели. Ако вашият усилвател има само един трансформатор (изходният трансформатор), отговорът е ДА, имате нужда от такъв. Ако вашият усилвател има два трансформатора, има вероятност да не се нуждаете от изолационен трансформатор. Мощните трансформатори, типът, който липсва в тези нещастни усилватели, са най -големите трансформатори. Те също са склонни да се затоплят, така че 19 от 20 пъти те ще бъдат монтирани от външната страна на шасито. Липсата на такъв ще бъде очевидна. Изходните трансформатори (и нито един ретро лампов усилвател не може да бъде без такъв) обаче са по -малки и могат да бъдат монтирани по различни начини, някои от които са трудно забележими. Те могат да бъдат от външната страна на шасито, да-но също така и под шасито, или върху самия високоговорител. Но бъдете сигурни-някъде ще има изходен трансформатор. Но изчакайте-не е толкова просто. Някои усилватели изолират пътя на сигнала от мрежата, но не и напрежението на нажежаемата жичка. Ако са оборудвани с трижилен кабел, тези усилватели са малко по-безопасни, тъй като предлагат изолация в повечето случаи. Американските тръби са с напрежение с нажежаема жичка (12ax7 има 12V нажежаема жичка, 6V6 има 6V нажежаема жичка и т.н.) AC/DC схемите са проектирани да работят всички нишки последователно на 110V захранване. Следователно те имат високи префикси: Един общ набор: 50C5, 35W4, 12AU6 … който заедно се равнява на 97V, така че малък резистор също беше добавен последователно, за да намали напрежението 110V допълнително 12 до 15V. Веднага трябва да стане очевидно, че това е по -евтин начин за изграждане на усилвател. И много от тях са построени, така че от безопасна гледна точка-вашият усилвател се нуждае от изолация? ДА.

Стъпка 3: Усилвателят

Взех този фънки малък усилвател на Грегъри Марк I от Craigslist за ~ 25 долара. Грегъри постави печати за дата върху шкафовете си, а този датира от 25 март 1955 г. Значи това малко момче е на повече от 50 години! Пол Мароси има страхотен уебсайт, посветен на усилвателите на Грегъри (всъщност снимките на примера на Mark I на неговия сайт са мои.) Това е типичен тренировъчен усилвател с ниска мощност за онова време. Няма контрол на тона, само сила на звука. Вероятно 1-2 вата изходна мощност. Това е страхотен "хол" или усилвател за запис. Сред модовете, които вече направих, бях добавяне на 1/4 "жак за изхода на високоговорителя. Просто изключвам малкия високоговорител и пускам усилвателя в един от моите 4 ома шкафове. Усилвателят лесно е два пъти по-силен през кабина 2 X 12 … (с много баси също.) Но също така е типичен неизолиран усилвател и този проблем с безопасността трябва да бъде решен …

Стъпка 4: Части и инструменти …

Инструменти Поялник и спойка Свредло и накрайници Стъпкова бормашина (за големи отвори-държач за предпазители) Отвертки и др. Части-Изолационен трансформатор-Стойка за предпазители и предпазител-Скрап от дърво-Термосвиваеми тръби-Тризъбен кабел (изтрит от стар компютър)-Линейна жица, различни проводници, винтове за дърво и др.-Метална пластина за монтаж на държач на предпазител

Стъпка 5: Илюстриране на проблемите чрез схеми

Ето схема на усилвателя (допълва уебсайта на Пол Мароси.) Това е много типично за този тип усилвател. Обърнете внимание на следното:- липсата на силов трансформатор.- няма предпазител във веригата.- 35w4 диодът е директно свързан към електрическата мрежа.- GND са директно свързани към електрическата мрежа (това дори не имат защитата на "капачка на смъртта!")- тръбните нишки са свързани последователно, директно към електрическата мрежа. Как да го поправим?- добавете изолационен трансформатор- добавете предпазител- пренасочете ВКЛ./ Превключвател OFF-добавете трижилен кабел и подходящо заземяване Един проблем ще бъде разгледан по-късно: използване на изо трансформатор с полувълнова коригираща верига.

Стъпка 6: Избор на изолационен трансформатор

За разлика от много силови трансформатори, изолационните трансформатори имат съотношение на напрежение 1: 1. Изходното напрежение е (за практически цели) идентично с входното напрежение. Те служат само за „изолиране“на устройството от силния токов потенциал на мрежата. НЕ използвайте автотрансформатор-те не изолират.

Трансформаторите също имат Volt-Ampere или VA рейтинг. VA е приблизително аналогичен на мощността (помнете, мощността = напрежение * ампераж или мощност = V * A.) за резистивни вериги, но не и за индуктивни натоварвания. За индуктивен товар можете да "предположите" мощността на вата = VA * 0,7 или мощността на индуктивен товар е ~ 70% от VA. Уики страница на Волт-Ампер. И така, първият въпрос е: Каква е общата консумация на енергия на усилвателя? Т.е., НЕ изходната мощност, това е само част от общата мощност, необходима за работа на малки усилватели. Повечето усилватели имат рейтинг на консумация на енергия на гърба. Моят Грегъри не го прави, но е безопасно да го сравним с други тритръбни усилватели. Моят малък усилвател Kay консумира 28 вата. Моят Danelectro DM-10 (4 тръби) е по-близо до 40 вата. Това е сигурно предположение, че повечето тритръбни усилватели не консумират почти 40 вата мощност и вероятно не 30 вата. Тъй като повече от половината натоварване на малък усилвател е резистивен (тръбните нишки) и 70% от 50VA е 35 вата, тогава трансформаторът с номинална мощност 50 VA трябва да е наред. И така, отиваме с изолационен трансформатор Triad N68-X, с рейтинг 50 VA. Добри неща. N-68X е евтин и може да бъде закупен в различни онлайн магазини за електроника. Един пример: Allied Electronics (за $ 11.41 USD.) Mouser го има, а Digikey вероятно също. Ако вашият усилвател изисква повече от 50 VA, Triad прави и по -големи трансформатори. Разбира се, изолационните трансформатори от други производители ще работят също толкова добре …

Стъпка 7: Планът

Тук решаваме как да приложим промените. Окабеляване на N-68X изо трансформатор първичен-N-68X може да се използва както със 120V, така и с 240V AC системи. US 120V За 120V, поставете двете първични бобини паралелно. Свържете тези цветове заедно и се свържете към електрическата мрежа (чрез превключвателя и т.н.):-Черно и Червено/Черно-Жълто/Черно и Зелено/ЧерноEuro 240V За 220-240V, свържете последователно първичните бобини N-68X: 220V / 240V захранване- черно и черно / зелено. Свържете жълто/черно и червено/черно заедно. Вторичен- Използвайте само двата червени вторични проводника. Бялата жица е щитът. Свържете го към шасито (или заземяване), ако е монтирано там, или ако почувствате някакъв шум. Пренасочване на превключвателя Оригиналният ключ за включване/изключване е монтиран на панела на шасито. За да поддържаме превключването наистина функционално, ще трябва да го насочим по различен начин. Можем да оставим превключвателя такъв, какъвто е, но тогава първичното съединение на изолационния трансформатор ще бъде в постоянно включено състояние. Само изключването на кабела щеше да прекъсне захранването на транс. Превключвателят все още ще работи с усилвателя, но все пак ще има някакво текущо равенство. Това е разточителна и „лоша форма“. За да използвате оригиналния превключвател, може да се прикачи обикновен двупроводников проводник и да се спусне, за да се направи/прекъсне входящата променливотокова връзка към изолационния трансформатор.. Прикрепете проводник от централния зъб (трябва да е зелен, но проверете) на щепсела и го свържете към шасито. По желание корпусът на трансформатора също може да бъде заземен. Захранване - свързване на изолирания AC OK, тук нещата стават малко „несигурни“. Простият начин: Вторичният трансформатор може да бъде свързан директно към старите захранващи връзки. В този случай проводник 1) към токоизправителната плоча и серийните нишки проводник 2) към масата на шасито Редът на вторичните проводници няма значение-променливотоковият ток от трансформатора е изолиран, така че няма гореща или неутрална страна. И двамата са червени по някаква причина … Правилният начин: Прочетете следващата стъпка-тя се занимава в дълбочина с полувълново коригиране …

Стъпка 8: Решаване на проблема с полувълновия токоизправител

Но изчакайте-тръбата 35W4 е само един диод, така че коригирането е полувълново, а не пълно вълново. Това лошо ли е? Е да. Както подсказва името, полувълновото коригиране използва само едната половина от AC вълната и блокира другата половина. Силовите трансформатори наистина са проектирани да бъдат симетрично натоварени. Полето на потока се срутва при падане на един пик и трансформаторът очаква еднакво натоварване-и еднакво количество магнитна сила от комплементарния пик. Без натоварване на половината цикъл, срутването на полето причинява насищане на ядрото на трансформатора много по -бързо от нормалното. Това поставя "стоящо" DC напрежение върху трансформатора. N-68X, като малък трансформатор, не е проектиран да се справи с това. Поправянето на половин вълна не е чак толкова голяма работа за "електрическата мрежа" на вашето домакинство. Текущото теглене е малко в сравнение с наличния ток. Получената асиметрия променя само частично общата форма на вълната. Но дори и това може да е достатъчно, за да създаде шум в други устройства … Когато го инсталирах за първи път, се опитах да използвам N-68X с веригата, както е. Но веднага стана очевидно, че трансформаторът стана прекалено горещ, като се има предвид, че токът е по -малък от 30 вата. Решаване на проблема По -големият изолационен трансформатор може да отмени проблема, но когато използвате N68X, най -доброто решение е да отстраните два пъти - веднъж с твърд мостов токоизправител за преместване на отрицателното напрежение върху положително; след това отново коригирайте с тръбата 35W4. Това ще премахне нашата асиметрия, тъй като вече няма да има отрицателни напрежения, които лаптопният токоизправител да блокира. Вижте петата илюстрация за тази техника на "комбиниране" … Обърнете внимание, че изходът на комбинацията е пълно вълнов, въпреки преминаването през един диоден токоизправител след моста. Така че има повече токов потенциал за схемата на усилвателя от преди. Плюс това вероятно е и по -тихо. И имайте предвид, че пиковите напрежения на тръбния токоизправител (диод) са по-ниски от твърдотелния мост. Обърнете внимание също, че половин вълновото коригиране не е необходимо да се прави с тръбен диод-твърдотелният диод функционира също толкова "добре" за това приложение. Къде да поставите SS моста Има две добри опции: Вариант А) между изолацията трансформатор и цялата схема на усилвателя. Тъй като коригираният AC (импулсен DC) притежава същия потенциал като обикновения RMS AC, общото напрежение не се променя. Ако нишките се подават в твърдо състояние, коригирани и филтрирани DC, напрежението ще бъде твърде високо, тъй като общото напрежение ще се доближи до пиковото напрежение, а не като средно. И нишките ще се провалят. Филтриращите капачки обаче идват след тръбния токоизправител, така че това не е проблем. В допълнение, SS токоизправителят може да бъде монтиран обратно към модула iso. Тъй като първоначално не го направих, поставих го на шасито. Вариант Б) след нишките и захранвах само ламповия токоизправител (само постоянните части на усилвателя причиняват асиметрия.) Това ще работи добре. Но също така изисква малко повече преокабеляване. Избрах първия вариант … Защо изобщо да включвам тръбния токоизправител? Мостът произвежда целия коригиран ток, от който се нуждае усилвателят … защо да запазите 35W4? - Оставянето на 35W4 ще поддържа пиковите DC напрежения на по-ниско ниво от по-ефективния SS мост сам по себе си. Захранващата тръба 50C5 не е проектирана за напрежение на плочите много по -високо 120V. Тъй като пиковото напрежение на променливотоковото напрежение е по -високо от неговата RMS стойност, токоизправителните схеми са склонни да извеждат по -високо DC напрежение (теоретично 1.414 пъти по -високо от RMS.) Но както беше посочено по -горе, лампите с диоди са по -малко ефективни. -Всички тръбни нишки все още са свързани последователно, така че премахването на 35W4 би създало нов проблем-как да намалите напрежението върху последователния низ от нишки (останалите две тръби) с допълнителни 35V. Оставянето на тръбата 35W4 на място решава и двата проблема. Необходимост Всичко това е абсолютно необходимо? Е, с достатъчно голям изолационен трансформатор, може би не. Трансформатор с мощност 100 или 150VA може безопасно да се справи с проблеми с полувълната за усилвател <50 вата, бих казал.

Стъпка 9: Вариант В (разбиване на Hum)

Добре, това е година по -късно, а след това малко …

Изглежда, че тези промени въвеждат бръмчене в някои вериги AC/DC тръби. По няколко причини: SS токоизправителите са по -ефективни, филтрацията малко липсва и пълно вълновото коригиране измества пиковете на PS вълните от 60Hz на 120Hz. Така че в търсенето на усилвател без шум, промених схемата донякъде. Това направи малкия усилвател на Грегъри почти напълно освободен от гадно бръмчене. Пробегът ви може да варира-всеки усилвател е малко по-различен. ЗАБЕЛЕЖКА за този раздел: Има разходи за преобразуване към DC нишки с по-високо напрежение-повишена консумация на енергия. Потреблението на мощност за 120V AC нишки е 18 вата; 25,2 вата за 168V DC нишки. Имайте това предвид. Обърнете внимание също, че този режим може да повиши напрежението на плочата за изходния пентод 50C5 малко по -високо от препоръчителното напрежение … това ми свърши работа добре, но YMMV. Опция C Тази опция Вмъква друга капачка на филтъра след токоизправителя SS. Малко е странно, тъй като допълнителната капачка на филтъра е поставена между двата токоизправителя. Тук няма нищо технически грешно, просто необичайно … (както и два токоизправителя, но знаем, че работи.) Ние просто захранваме втория токоизправител с източник на ток, който е по -малко… вълнообразен. Опция С обаче въвежда усложнение: дори с умерена капачка на филтъра, напрежението на нажежаемата жичка е много по -близо до DC от оригиналния AC. Това е добре, нали? DC е по -тих. Да, но постояннотоковото напрежение в резултат на коригиращия и филтриращ променлив ток е по-близо до пиковото променливо напрежение и не може да се третира като „средно“… Така че новото постояннотоково напрежение е по-високо-всъщност твърде много. Старата формула AC-to-DC е в действие … DC напрежението е приблизително 1,4 пъти AC RMS, приблизително 168V. Това със сигурност ще изгори нишките. Укротяване на по-високото напрежение на нажежаемата жичка Но вече има вграден резистор с трите нишки за понижаване на напрежението-за линия AC (115-120V). Просто трябва да увеличим това съпротивление, за да може да се справи с по -високото напрежение. И така, как да определим новата стойност на съпротивление за Rv? Няколко факта … - трите тръби (12AU6, 35W4, 50C5) спадат общо 97 волта (12 + 35 + 50 = 97). - всяка тръба извлича 150 mA (0,150 ампера). Това е важно. - стойността на запаса Rv е 160 ома (за 120V). - захранващото напрежение на новата нажежаема жичка е 168V. Хм, всяка тръба извлича 150 mA. АааХа! Токът е равен за всички компоненти в последователна верига. Така че текущото теглене на Rv трябва да съвпада. Време за добър Олов закон (R = E / I, или съпротивление = напрежение / ток). Нека проверим първоначалната стойност: 120 - 97 = 23 допълнителни волта, за да падне. За да се постигне същия токов ток за Rv: 23 /.150 = 153 ома. Добре! Това е почти точно до специфицираната стойност от 160 ома. Новата стойност на Rv Очаквано DC напрежение за нишките: 120 * 1,4 = 168V 168 - 97 = 71 волта, за да падне. 71 /.150 = 473 ома. Това е толкова близо до стандартна стойност … 470 ома е новата стойност на Rv резистора. Rv разсейва 10,5 вата, необходими са 15 вата. Това е тествано и работи перфектно-за първи път (да!) Да, това увеличава текущото равенство (обща мощност) на усилвателя, без да увеличава изходната мощност. Добре, не е съвсем вярно-изходният пентод вече има по-високо напрежение на плочата, така че изходът е леко увеличен. По -високото напрежение на нажежаемата жица извлича около 7 допълнителни вата. Изо трансформаторът става малко по -горещ. Новата капачка на филтъра изберете разумна стойност тук. Използвах 22uF / 250V, но го повиших до 100uF / 250V. Работи отлично и очевидно капачката от 100 uF е малко по-тиха. Други Anti-Hum модове Преместих първоначалната маса на SS токоизправителя директно към болта, който държи токоизправителя към шасито. Вероятно помага малко. Първата капачка на филтъра (с нажежаема жичка) също е заземена тук. Също така преместете изолационния трансформатор малко по -далеч от гласовата бобина на високоговорителя. Лесно е да експериментирате с това … просто затегнете "модула" на трансформатора на различни места и тествайте. Нямаше голям ефект, но не може да навреди. Не забравяйте да почистите и поставите отново входните жакове, особено ако са заземени директно към шасито. Това е често срещан източник на бръмчене.

Стъпка 10: Изграждане на „Изолационен модул“

Изградих го като малък самостоятелен модул, монтиран върху дървен блок. Има и други начини, разбира се. Всички компоненти могат да се монтират директно върху самия шкаф. Шперплатът на кабината е доста тънък за този усилвател, затова най -добре използвайте дървения блок за основа. Направете основата на модула Използвано е парче от топола 1x2, отрязано на дължина, която лесно побира всички компоненти. Добавете държач на предпазител Стойката на предпазителя е доста стандартен тип. Той е монтиран в малко парче поцинкована метална плоча (първоначално ферма.) Металната плоча определено е най -добрият избор за закрепване на този вид държач за предпазители. Тънкият шперплат не би бил сигурен. Използва се стъпаловидно свредло за пробиване на отвора за държача на предпазителя. За закрепване на плочата към основата бяха използвани винтове за дърво. Монтирайте трансформатора Това е право напред. Трансформаторът N68-X е прикрепен с двойка винтове за дърво. Направете вътрешни връзки Свържете модула, като използвате схематичната / електрическата схема на Стъпка 7. Можете да го намерите по-долу. Някои указатели:-Превключвателят и предпазителят трябва да са на горещо мрежов проводник.- Когато прокарвате проводника на превключвателя, избягвайте пътя на сигнала, когато е възможно.- Свържете първичните проводници на трансформатора, както е отбелязано. Това е американско, 120V окабеляване. Евро окабеляването ще бъде различно (и е обяснено на Стъпка 7.)- Използвах „тел гайки“за свързване на проводниците, но запояването е по-сигурно. След като съм доволен от настройката, ще заменя гайките с спойка и ще ги покрия с термосвиваеми тръби. Добавям малко облекчение за кабела Използвах пластмасови телени канали, за да фиксирам кабела на място. Електрическите кабели трябва да имат някакво облекчаване на напрежението, или огъването бързо ще доведе до прекъсвания или къси пасиви.

Стъпка 11: Инсталиране

Добре, сега за свързване на всичко … Поправете модула на място Да. Това означава да прикрепите модула някъде вътре в шкафа. Използвах винтове за дърво; всичко, което е адекватно, ще работи. Монтирането му на известно разстояние от шасито е добре и може да бъде изгодно при някои обстоятелства. Закрепване на заземяващия проводник (от тризъбецния щепсел и кабел) Важна характеристика за безопасност във всеки усилвател е валидно външно заземяване. Това помага да се защити усилвателя (и плейъра) по много прост начин: Ако някои части се повредят или връзките се разхлабят и причинят късо съединение, заземяващият проводник осигурява "безопасен" токов път, като същевременно гарантира, че токът тече от късият също ще изгори предпазителя. Ако предпазителят изгори, знаете, че има проблем за отстраняване. И няма да използвате потенциално опасно оборудване. Централният проводник от трижилния кабел е земята. В САЩ това трябва да е зеленият проводник. Все пак тествайте, за да сте сигурни. Свържете го директно към шасито. Той не преминава през изолационния трансформатор. Свържете превключвателя на захранването Прокарайте двужилен проводник от превключвателя на предния панел до входящата променлива линия. Линейният кабел, подобно на типа, използван в лампите или удължителите, работи добре. Купете го на крака в магазините за хардуер и подобряване на дома (Home Depot, Lowes и т.н.) Пробийте дупка през шасито, ако е необходимо (направих го.) Инсталирайте гумена втулка в отвора, за да предотвратите триенето на проводника по шасито, създаване на късо съединение. Ако е възможно, насочете проводника от пътя на сигнала. Свържете вторичния трансформатор към усилвателите, обсъдени в стъпката "полувълна", има няколко начина да направите това. Но във всеки случай, двойно -проводящият проводник трябва да бъде свързан към червените вторични проводници на изолационния трансформатор. След това проводникът може да се подаде през шасито с помощта на оригиналния входен отвор за захранващия кабел. Проверете снимката по-долу за пример за окабеляване. Използван е токоизправител с болтове. В шасито беше пробита нова дупка, за да се прикрепи монтажният болт. След като се запои на място, се добавят термосвиваеми тръби.