środa, 16 września 2015

16.11.2015 KONIEC- Nowa lampa sterująca 4P1L - porażka

Nie odważyłem się ruszać dotychczasowego układu z lampą EML20B przez wiele lat, ale jednak czułość wejściowa wzmacniacza jest nieco za niska.

Przeszkadza to szczególnie przy źródłach o niskim/ standardowym wyjściu, także gramofonowym (bo mój DAC ma wyjście ok 4-5V). Wymaga bardzo poważnego otwierania regulacji głośności w przedwzmacniaczu i czuje, że potęguje to zniekształcenia. Brakuje mi także zakresu przy głośniejszym graniu.

Przyszedł więc moment na próbę z nowym driverem o wzmocnieniu ok 10-12x przed EML20B, która zostaje.

Oto tajemnicza lampa....prawdopodobnie ostatnia produkowana pentoda DHT (!), która będzie pracowała w układzie triodowym - 4P1L.




Grzanie na kicie Roda Colemana:

Więcej o krzywych 4P1L:

Ciekawy projekt na tej lampie:

Planuje punkt pracy: 140V/35mA/-6.5V, Mu=12, Rp=1.45k

Musiałem tak dobrać punkt pracy, żeby wykorzystać dobre kondensatory w katodach BG-Nx które mam na 6.3V.

Zwykle dobiera się 150V/30mA/-9V. 


B+ na poziomie 490V.
Obciążenie rezystorowe 9.4k, 12W, czyli dwa równoległe Millsy 12W

Przy takich warunkach, gain/wzmocnienie będzie ok 10.4x

Cały tor lamp sterujących, będzie miał wzmocnienie 10.4x20=208x, czyli czułość wejściowa na poziomie 0.3-0.5V

21.09.2015

Chyba jednak pójdę w bardziej ambitny projekt.
Na tapecie jest mu-follower jako obciążenie 4P1L



To co robił od lat Triodedick i DHT Rob.
Trochę skomplikowane, dodatkowy kondensator w torze. Trzeba zrobić do tego płytkę drukowaną itp.

Przyszły regulatory Colemana!
Są wyjątkowo małe!


Po wielu nerwach i dwóch błędach moduły Roda Colemana złożone!


Trzeba być bardzo precyzyjnym. Nie jestem przyzwyczajony do lutowania tak drobnych elementów.
Rod odpowiada na e-maile w ciągu minuty (!). Niezwykła obsługa klienta!

28.09.2015

Dochodzą kolejne elementy układanki....D3A do obciążenia 4P1L mu-stage/follower i podstawka pasująca do moich otworów LOCTAL



29.09.2015

Pan Marian sporo testował układów MU STAGE A. Kimmela:


Mój układ zostanie przez Niego i kolegę Andrzeja także zestrojony pod kątem minimalnych zniekształceń.

Kolejny ciekawy polski artykuł:


i oczywiście źródłowy artykuł Alana Kimmela:


05.10.2015

Kolejny klocek do układanki: Wiertło stożkowe do otworów 22-24mm pod lampę D3A:


HSM, Castorama, ok 150zł:-(
Tak, wiem są tańsze, ale to ma szanse przetrwać dłużej.

07.10.2015

Dlaczego w ogóle porzucać dotychczasowy układ z jednym driverem o niskim wzmocnieniu?
Liczyłem, że przedwzmacniacz ma zapas napięcia i da radę wysterować końcówkę mocy. Właściwie tak jest, ale jakim kosztem?
Okazuje się, że lampy wraz ze wzrostem napięcia sterującego dokładają od siebie coraz więcej harmonicznych.
Niech za przykład służy wykres THD ze Sterephile dla podobnego do mojego transformatorowego przedwzmacniacza Audio Note M2 balanced.

Dla 0.5V na wyjściu mamy ok 0.1% THD+N. Przy 4V mamy już 10x więcej!

Może więc warto dołożyć jeden stopień do wzmacniacza i operować w zakresie napięciowym do 0.5V a nie do 5V jak teraz?


08.10.2015

Ściągnąłem program ARTA. Wykorzystałem wbudowaną kartę dźwiękową w komputer, odbiornik na innej karcie po USB. Tak dobierałem urządzenia, żeby można było dać możliwie najszerszy zakres pomiarowy i najniższe zniekształcenia.
Udało mi się dojść do poziomu THD+N 0.02% na tanich kartach muzycznych, poziom napięcia wyjściowego układu 1V RMS i wyjścia na przedwzmacniaczu 1600mV RMS. 
0.02% THD+N to i tak poniżej tego co może przedwzmacnicz:-)

Przy okazji wyszło na jaw, że mój pudełkowy generator stosowany ze względu na wysoki poziom wyjściowy przekraczający 6V RMS ma THD na poziomie 0.6%, więc się nie nadaje do pomiarów zniekształceń.


Powyżej, spektrum zniekształceń dla ok 500mV na wyjściu przedwzmacnicza liniowego

Mierzyłem THD+N dla napięcia wyjściowego przedwzmacniacza Audio Note M3/8 w zakresie 100mV do 1600mV.

100mV - 0.16%
220mV - 0.065%
300mV - 0.050%
430mV - 0.044%
500mV-700mV - bez zmian
860mV - 0.051%
1000mV - 0.058%
1120mV - 0.068%
1380mV - 0.082%
1600mV - 0.1%

Jak dobitnie widać, idealnym zakresem pracy jest 200mV-1200mV, czyli ustawienie czułości wejściowej wzmacniacza do pełnego wysterowania na poziomie 0.5-0.7V RMS jest dobrym pomysłem.

Wolę nie myśleć co jest powyżej 2V RMS. Jeżeli uda mi się zejść z nowym driverem do poziomu poniżej 0.05% THD+N, na pewno wyjdzie to na dobre brzmieniu całego układu przedwzmacniacz-końcówka mocy.

Porównajmy teraz moje pomiary z tym co pomierzyło Stereophile dla innego transformatorowego Audio Note:

M2 100mV - 0.3%
Mój 100mV - 0.16%

M2 300mV - 0.14%
Mój 300mV - 0.050%

M2 500mV - 0.09%
Mój 500mV - 0.044%

M2 1000mV - 0.16%
Mój 1000mV - 0.058%

Krzywa jest podobna, ale mój ma zniekształcenia o połowę niższe:-)

28.10.2015

Minęło 20 dni i właściwie niewiele się zmieniło.
Testy Mu-stage dla 4P1L wypadły dość słabo, bo THD było na poziomie 0.3%. Wlecze się to niemiłosiernie a promocja w Partsconnexion na kondensatory kończy się za kilka dni:-(

Jak podsumujmy potrzebne wydatki na mu stage, czyli nowa podstawka, droga lampa d3A, drogie kondensatory 2.2uF/400V, drogie kondensatory od 0.1-0.33uF, trochę drogich rezystorów i problemy jak wiercenie dodatkowego otworu na lampę D3A (pod 4P1L już mam, jest tam teraz wskaźnik prądu GM70) i gimnastyka z dodatkowym zasilaniem lampy D3A i podniesiem jej napięcia referencyjnego, to nagle okazuje się, że może lepiej dać po prostu dławiki anodowe, np. Lundahl LL1668/25mA/100H

Fajnie by było nie dawać w katodę 4P1L kondensatów, ale wtedy zaczynają się problemy.

Zaletą takiego rozwiązania są niższe zniekształcenia, mamy lokalne sprzężenie zwrotne na katodzie, spada nam realne wzmocnienie do ok 7-7.5x i wzrasta kilkukrotnie Rp lampy 4P1L.
Jeżeli mamy niemal nieskończone obciążenie w postaci mu-stage nie ma problemu, ale przy obciążeniu rezystorowym czy nawet indukcyjnym już są problemy. Wzrasta nam impedancja wyjściowa całego stopnia.

Przy kondensatorze w katodzie mamy realne wzmocnienie ok 10x i Rp=1.5k (jakieś 150V na anodzie, 25mA, -9V, Rk=360ohm)

Nowe Rp  4P1L przy braku kondensatora katodowego wynosi:

StareRp+ Rk(mu+1)=1500+360(12+1)=6180ohm

Żeby nie było problemów z basem musimy więc dać dławik o duuużo większej indukcyjności niż dla Rp=1500ohm.

Podstawmy to do wzoru:



Jak widać dla dławika LL1668/25mA/100H i braku kondensatora katodowego, mamy osłabienie niskich częstotliwości na poziomie -1dB@38Hz i -3dB@10Hz.

Nie jest źle!

Jako, że mam akurat jeden taki dławik w domu, nie pozostaje nic innego jak to przetestować na żywo:-)

29:10.2015

Wersja dławika LL1667/25mA ma już 168H a nie 100H, kosztem większego RDC na uzwojeniach, czyli 2x1200ohm=2.4kohm, więc nawet lepiej, bo mniej trzeba zbijać z B+ na rezystorze.

Wtedy dół pasma wygląda już całkiem dobrze:



Mamy więc tym razem: 
-1dB@ 23Hz i -3dB@ 6Hz!

Może przy całym procesie dodawania lampy do driverów pomysleć o pozbyciu się z katody EML20B także kondensatora? Chyba nie tak łatwo....

StareRp+ Rk(mu+1)=4000+680(20+1)=18280ohm!!!! koszmar.....
Tyle by wynosiło nowe Rp lampy EML20B.

30.10.2015

LL1667/25mA/168H zamówione!
Trochę to karkołomne, ale jednak zdecydowałem się zamówić. Wygląda to obiecująco teoretycznie, proste w implementacji, niezawodne i trwałe rozwiązanie.

Będzie to wyglądało mniej więcej tak: (update 3.11.2015)

02.11.2015

Trochę złych emocji się pojawiło, bo za nic układ Colemana nie chciał działać. Okazało się, że kręcenie trymerem nic nie daje, zmiana napięcia RAW DC tez nic nie daje. Wtedy po wszystkim doczytałem, że układ wymaga min 3.5V napięcia zasilającego ponad napięcie grzania lampy i 7V DC RAW przekłada się na 2.1V grzania a nie 4.2V jak sądziłem, bo można lampę grzać dwojako, szeregowo lub równolegle dwie grzałki. 
Układ Colemana był ustawiony na prąd w zakresu ok 450-800mA a przy ustawieniu grzania na 4.2V potrzeba jedynie ok 350mA, stąd szło na 4P1L za dużo prądu, co powodowało za duże napięcie, ok 5.5V.
Trzeba się jeszcze raz nad tym pochylić...

03.11.2015

2 godziny zabawy ze wzmacniaczami, wyciąganie nowych kabli 6.3V, których dotychczas nie używałem, mocowanie elementów i testowanie i....płytki Roda Colemana dobrze działają!
Regulacja prądu wieloobrotowym trymerem jest bardzo precyzyjna, ale wymaga cierpliwości, bo rozgrzewająca się lampa zmienia swoją rezystancję stąd zmienia się napięcie i trzeba doregulowywać. Podobno po podaniu napięcia na anodę też trzeba doregulować, ale to kolejny etap jeszcze przede mną. Miałem pastę przewodzącą ciepło do procesorów CPU, więc się przydała do przymocowania tranzystorów do tylnej ścianki wzmacniacza.

09.11.2015

Przyszły dławiki anodowe Lundahla!


16.11.2015

Co to był za tydzień.....
Spędziłem ponad 40 godzin na montowaniu, lutowaniu, mierzeniu, słuchaniu, zmienianiu i od nowa....

4P1L prawie się nie nadaje na lampę WEJŚCIOWĄ!

Mimo wielu zachwytów w internecie :-(

Ale od początku....
Z dławikiem Lundahla ustawionym na uzwojenia równoległe, czyli 42H/50mA, pasmo było idealne, czyli płasko w zakresie 20Hz -50kHz i ten prostokąt!!!!

10kHz:

 1kHz

1kHz jest po prostu IDEALNY.

Miałem problemy z układem Roda Colemana. 
Przy podłączeniu w katodzie 4P1L samego rezystora bez bocznikującego kondensatora jak planowałem, pojawiło się potworne bzyczenie elektryczne w głośnikach. Coś się indukowało i nie mogłem tego wyeliminować. Uziemienie katody lampy przez kondensator wyeliminowało bzyczenie i poszerzyło pasmo i poprzez radykalne obniżenie Rp pozwoliło użyć innego ustawienia dławika Lundahla na 42H zamiast na 168H.

Po bardzo udanych pomiarach przystąpiłem do osłuchów.
Tutaj zaczął się problem.
Dźwięk był szklisty!
Dlaczego?
Lampa zbiera najmniejsze drgania z obudowy. Dotknięcie złączy głośnikowych i lekkie potarcie palcem powodowało powstawanie narastającego dzwonienia w głośnikach. To to dzwonienie dodaje do dźwięku ożywienia, wysokich tonów i szorstkości/szklistości.

Zamocowałem w kolejnym ruchu podstawkę na przepustach gumowych do kabli, czyli gumowych, miękkich pierścionkach, pod dwa na mocowanie, tak, że odizolowałem podstawkę od obudowy. Zdjęło to może z 15% problemu.
Kolejnym ruchem była zmiana punktu pracy i przestawienie się ze 135V/25mA/-11V na 70V/13mA/-5.5V. Zmiana przyniosła kolejną poprawę brzmienia, ale nadal poza jakąkolwiek granica akceptacji.

Musze dodać, że w katodzie był rezystor Shinkoh i kondensatory Black Gate, jako grid stopery tantale Shinkoh i jako kondensator międzystopniowy miedziany Duelund CU-PIO, więc trudno wyobrazić sobie bardzo organicznie brzmiący zestaw. Na V-CAP wyrywałoby zęby z pewnością.

Rozczarowanie jest gigantyczne, bo idą do mnie zamówione starsze lampy 4P1L (12 sztuk).
Pono lepsze...

Wiem, że wielu pracuje nad wzmacniaczami opartymi o te lampę i wielu jest zadowolonych, więc może to EML20B jest tak miękka brzmieniowo, że ustawiłem pod nią "na ostro" inne komponenty toru i to teraz wyszło jak dołożyłem 4P1L?

Niektórzy mówią, ze nie nadaje się ona na lampę wejściową ale dobrze pracuje w kolejnych stopniach.

Kosztowna zabawa.....

Nie poddaje się do końca, bo w kolejce są lampy 71A, 45 i 26, więc jeszcze wrócę do zabawy w 3 stopnie DHT....i układ fixed bias, ale to juz kolejny wpis niedługo...i ciekawe doświadczenie i pouczanie fabryki, która trochę dała ciała...

3 komentarze:

  1. Szkoda że nie wyszło z 4P1Ł.
    Na mikrofonowanie tej lampy dobrym patentem jest obniżenie prądu żarzenia. Mniej się wtedy rozciąga katoda i efekt mikrofonowania znacząco spada. Zmniejsza to także zniekształcenia.

    T.

    OdpowiedzUsuń
  2. obnizalem i efekt ten sam..."szklane" brzmienie, ale wiem ,ze niektorzy usilnie pracuja nad nia i chyba z dobrymi efektami.

    OdpowiedzUsuń
  3. Witam.
    Jako lampa wejściowa w standardowym układzie triody gra słabo. Warto zmienić układ na taki gdzie siatka druga jest anodą a siatka trzecia i anoda spięte razem z masą. Mam wzmacniacz na 4P1L jako lampy mocy i powiem bije na głowę EL84 w każdym aspekcie.

    OdpowiedzUsuń