Wednesday, November 25, 2015

12.01.2016 Nowa lampa sterująca: 45 i 10Y/801A do współpracy z EML20B

Wracam trochę do początkowej koncepcji AV8-AV8-GM70 lub AV8-300B-GM70.
Po porażce drivera 4P1L, tym razem idę sprawdzona drogą, czyli użycia lampy DHT 45 jako drivera GM70.

Zastanawiałem się czy najpierw dać EML20B czy 45. W sumie wzmocnienie takie samo, ok. 3x20=60x min, ale jednak chyba lepiej kiedy wymagająca co do prądu GM70 ma driver o niższym Rp, czyli 45 a nie EML20B (1.6kohm vs. 4k).

Powoduje to dość dziwny układ, że ostatnia lampa sterująca mi niższe napięcie anodowe niż pierwsza:-)
Będę się starał sterować 45kę w fixed bias i zobaczymy czy będzie uderzenie w głośniki przy wyłączaniu. Może nie, bo 45ka ma niskie wzmocnienie (3.5x)

Co do wysterowania GM70 (voltage swing), to przy biasie -75V, potrzeba do pełnego wysterowania w klasie A1 (ujemne napięcie na siatce), Vpp=2x75V, czyli 150Vpp, czyli 150x0.3535=53V RMS. Tyle musi dać 45ka.

45ka jest biasowana na -50V na siatce, czyli maksymalny voltage swing=2x50V=100Vpp, czyli 35V RMS. Trzeba to pomnożyć przez wzmocnienie lampy, czyli ok 3x, więc mamy 300Vpp=106V RMS. Mamy więc duży zapas i 45ka się nadaje do tej roli.

EML20B ma polaryzację -15V, więc przyjmie maksymalnie 30Vpp czyli 10V RMS.
10V RMS x wzmocnienie 20x daje nam 200V RMS - czyli ogromny zapas przekraczający możliwości następnej w szeregu 45ki (maks 35V RMS).

Zamówiłem juz grzanie do 45ki (2.5V/1.5A). Tym razem znowu Tentlabs. Sprawdził się w przypadku EML20B i do tego daje prostą regulację napięcia pod ew. inne lampy.

Obciążenie indukcyjne. Wykorzystam posiadany do projektu 4P1L dławik Lundahl LL1667/25mA w ustawieniu równoległym na 42H/50mA.


-1dB@23Hz - wystarczająca indukcyjność.

Schemat wygląda mniej więcej tak (DRAFT):




28.11.2015

Miałem ostatnio rozmowę na temat moich wyliczeń, czy rzeczywiście maksymalny "voltage swing" na siatce lampy w klasie A1 jest równy (Vpp) dwukrotnemu napięciu biasu?

Oto doskonale obrazujący wyliczenia obrazek:



Ja widać, przy polaryzacji siatki -50V, sygnał AC sinusoidalny jest zawarty pomiędzy -100V a 0V, więc nie wychodzi poza zero na plus, bo wtedy wchodzilibyśmy w klasę A2, czyli siatka zaczęła by znacząco pobierać prąd siatką z poprzedniego stopnia.

Vpp (peak-peak, szczyt-szczyt sinusoidy) jest podwojeniem napięcia ujemnego biasujacego siatkę.
V RMS tak łatwe do zmierzenia miernikiem jest równe Vpp*0.3535.

30.11.2015

Postanowiłem połączyć dwa projekty i wrócić do posłuchania 10Y tym razem z porządną indukcyjnością 168H w anodzie. Mamy więc dwie lampy i uniwersalny dławik 42H/168H.
Jako, że napięcia anodowe są podobne, nie trzeba dawać dodatkowego rezystora i można uwspólnić kondensator w B+

04.12.2015

Przyszły rezystory!


Na pierwszy ogień pójdzie 10Y a dokładnie 801A, bo takie mam.
Na horyzoncie jest także stara dobra 3C24, która by współpracowała z 45 lub 801A, czyli zamiast EML20B, która jest obecnie bardzo drogą opcja....po wejściu do EU i dodaniu VAT do ceny i obecnej cenie euro.
Dość powiedzieć, że za 3 lampy AVVT AV8B u Jaca płaciłem 10 lat temu 1350zł. Obecnie trzeba zapłacić 4000zł!

11.12.2015

Tak więc mam już działający układ z lampą 10Y.
Zanim jednak zaczął działać wyrywałem włosy z głowy jak poradzić sobie z nagłym uderzeniem w głośniki przy wyłączaniu wzmacniacza, jaki pojawił się po wymianie autobiasu na fix bias GM70. Sądziłem, że to tylko problem biasowania, ale po chwilowym powrocie do autobias problem pozostał.
Miałem to już wcześniej i tym razem po wielu godzinach diagnozowania okazało się, że tkwi w driverze.
Na EML20B, za nią, na siatce kolejnego stopnia przy wyłączaniu pojawia się nagle napięcie AC. Jeżeli przed nią jeszcze damy 10y/VT25/801A/VT62 pojawia się KATASTROFALNE ok 50-60V RMS AC na siatce GM70!
Robiłem wszystko co się da. Zmieniałem grzanie, konstrukcję filtrowania B+ i nic. Coś się indukuje.
Kiedy jednak w końcu wpadłem na pomysł wrzucenia EML20B na pierwszy stopień a na drugi 10Y, która ma niże wzmocnienie niż EML20B, problem spadł do akceptowalnego poziomu, poniżej 1V AC na wyjściu trafa głośnikowego.

Mamy więc wzmocnienie 20*8=160x, czyli 8x więcej niż przy samej EML20B.
układ: EML20B->10y->GM70.

Zastosowałem grzanie tentlabsa dla EML i 10y i fixed bias dla 10Y i GM70 i autobias dla wejściowej EML20B.

Trochę wzmocnienie jest za duże i wychodzi wrażliwość układu na indukowanie przydźwięku, jakość sieci, czasem pojawia się szum wysokoczęstotliwościowy czy słychać mikrofonowanie przedwzmacniacza, ale jest to w granicach akceptacji. DHT przy takich wzmocnieniach jest bardzo delikatne.

Jak to gra?
DYNAMICZNIE!
W końcu 10y ma właściwe obciążenie (168H, 440V/-37V/18mA).
Poza dynamiką i to znaczenie podkręconą, słychać przesunięcie dźwięku do przodu, jeszcze odrobinę nieczystości, ale mam na razie 80% jakości tonu samej EML20B i 200% jej swobody i dynamiki.

10Y gra dość ciepło, z dźwięczną górą pasma, płytszym ale szybszym i pełnym basem i ładnym środkiem pasma. Wszystko jest w porządku!


11.12.2015

Kolejny dzień grania i znaczne zmiany w brzmieniu.

Przez kilka dni grało tak samo, czyli dość cieplo, pełne brzmienie. 
Dzisiaj coś się zmieniło.rano keszcze gralo tak samo ale po kilku godzinach przypomniał sie stary charakter 10y.....przenikliwość i natarczywość.
Przenikliwość i artykulacja jest tak dobitna,że pojawia się ból głowy.
Najpierw zmieniłem GM 70 na bardziej spokojna wersję miedziana. Potem dwa rezystory siatkowe z rhopointa na shinkoh. Nieco się uspokoiło, ale charakter pozostał. Dalsze kroki to ta sana zmiana na wejściowym rezystorze 100k i ew. zmiana punktu pracy vt25/vt62/10y.Coś szczęście mnie opuściło w audio....:(

17.12.2015

Nie ustaję w poszukiwaniu przyczyny uderzenia w głośniki przy wyłączaniu. Przebudowałem niemal wszystko. Poszukuje informacji w necie. Zastosowałem nawet na dławikach diody flyback, żeby wytłumiać impulsy na dławikach przy wyłączaniu i...nic.

To jedna z trudniejszych dla mnie chwil w zabawach DIY i trwa już kilka tygodni. Próbuje odwrócić proces przebudowy po którym doszło do powstania problemu, ale to nic nie daje.
Ekranowałem wszystkie kable AC, sądząc, ze coś się indukuje z nich. Zamieniałem dławiki na rezystory, nawet zmieniałem kondensatory sygnałowe w poszukiwaniu przebić DC....i setki innych modyfikacji.

Na pocieszenie zostaje udana przebudowa mojego trzeciego wzmacniacza AVVT AV8B PP na 300B PP. Dobiega końca i efekt jest dobry. Czyste 17W mocy. Można więcej trochę, ale trzeba by przebudować porządnie całą sekcję lampy sterującej.

18.12.2015

Jest światło w tunelu poszukiwań problemu z uderzeniem w głośniki przy wyłączaniu...i dosyć banalne!

Dołożenie pojemności do B+ drivera obniżyło boom z 2V ac do 0.9v ac na głośnikach i

co ciekawe aranżacja pojemności nie ma znaczenia, tylko całkowita pojemność.

Zmiana jest juz przy dołożeniu 11uF/500v do istniejących 22+47+47uF, więc jest 120uF w tej chwili,

chce zrobić 22+100+100, czyli 222uF.

Odłączyłem od masy ekrany elektrostatyczne traf zasilających i tło wzrosło ze średnich 4mV do 7mV, czyli działa i są potrzebne.

Sądzę ze boom wynika z zachwiania B+ i indukowania z powodu zachwiania impulsu na dławikach. Usztywnienie zasilania zmniejsza to. Często słyszałem podwójne uderzenie od każdego drivera osobno. Dziwne to wszystko, bo daje się często dużo mniejsze pojemności kondensatorów przy tylu dławikach ale ważne jest, aby przy osobnych układach zasilających do sekcji sterującej i lampy mocy, energia zgromadzona w nich była podobna, tzn, podtrzymywała podobnie długo zasilanie.

Najciekawiej się zrobiło jak zmniejszyłem pierwszy kondensator z 22uF na 11uF. Tło wzrosło aż do 15mV z 4mV.

Niezwykle czule są drivery DHT na czystość B+.

Czekam więc na kondensatory 100uF/500V.

Źródło prądowe CCS w anodzie daje takie same tło jak obciążanie dławikami. Sama GM70 daje jedynie 0.5mV tła dla na zaciskach głośnikowych....ale CCS to inna historia....na przyszłość....

21.12.2015

Niestety światło okazało się liche i poprawa raz była raz nie po dołożeniu pojemności C do B+.

Nie pozostało mi nic innego jak dorobić osobny włącznik do zasilania GM70 i sekcji sterującej.


Mamy więc, parafrazując słynne FIFO, FILO (First IN, Last OUT) dla sekcji drivera.
Najpierw włączamy sterowanie, potem GM70. Wyłączamy GM70, potem sterowanie.

Przebudowałem całe okablowanie.
Zamiast prowadzić z każdego transformatora długie kable do włącznika, poprowadziłem dwoma ekranowanymi kablami zasilanie traf 230V oraz jednym kablem (do przyczep, 7 żyłowy), grzania do sekcji drivera (3.20V-0-3.20V, 0-9.5V, 0-7.5V). Nie wszystkie wykorzystuję ale mogłem poprowadzić kabel bez ograniczeń długości i optymalną trasą z dala od sygnału.

Efekt jest zauważalny, bo udało się obniżyć tło o KILKA mV do ok. 2mV na wyjściu głośnikowym (sama GM70 daje ok 0.5mV). To dobry wynik dla 3 lamp DHT!
Zero sprzężeń, pisków, szumu itp, które pojawiały się po włożeniu 10Y do sekcji drivera wcześniej, więc wzrostu wzmocnienia z samej EML20B (20x) do 160x (10y 8x, EML20B 20x).

Przy okazji użyłem kupiony wcześniej dławik Lundahla LL2742 24H/175mA zamieniając istniejący 10H/200mA. Nowy ma wyższe RDC (160ohm vs 60ohm), ale gromadzi prawie 2.5x więcej energii, poza lepszym czyszczeniem oczywiście i wyższymi dopuszczalnymi tętnieniami. Nie ma to tutaj znaczenia (max tętnienia), bo pierwszy w szeregu jest kondensator, co sprawia, że mamy ok. 60V tętnień vs.  kilkaset przy układzie LCLC, dla którego został kupiony. Tym nie mniej, odczuwalne jest lepsze, bardziej energetyczne brzmienie.

Kolejna zmianą jest zamiana dławika anodowego dla EML20B TRIBUTE 85H/30mA na Lundahla LL1667/10mA w ustawieniu na 20mA przy 100H.

Zastosowanie go daje mi łatwą możliwość zamiany EML20B na 3C24 o podobnym wzmocnieniu ale wymagającej 400H, które daje ten dławik w ustawieniu szeregowym uzwojeń na 10mA, czyli tyle ile potrzebuje 3C24 w punkcie pracy 10mA.

Chwilowo wyrzuciłem też grid choke i fixed bias. Uprościłem wszystko inaczej prowadząc masy, co też przyczyniło się do obniżenia tła wzmacniacza.

Tak to mniej więcej wygląda elektrycznie:



Mam więc układ EML20B-->10y/VT25/801A-VT62-->GM70.



Rozgrywa się....

Dwa zdania o brzmieniu 10Y (już bez listy odpowiedników:-)

Próbowałem jej od dawna z różnym skutkiem.
Na pewno jest bardzo wymagająca w stosunku do zasilania. Spore wzmocnienie 8x (ponad 2x więcej niż 300B) i 7.5V grzanie (1.5x 300B), powoduje że grzanie musi być bardzo czyste!

Druga sprawa to wysokie Rp lampy, wymagające albo źródła prądowego w anodzie albo bardzo dużego dławika. Wielu stosuje je jako lampy wyjściowe i przy dużym prądzie 5k obciążenie podobno wystarcza, jednak jako driver, w punkcie pracy ok 20mA, gdzie Rp=5-6k, trzeba dać min 170H, żeby mieć pełne brzmienie. Przy obciążeniu rezystorowym, mówimy min. o 15k obciążenia co sprawia, że trzeba by zasilać ją z B+ GM70 (!).

Do tego większość wersji ma grzanie z torowanego wolframu, podobnie jak GM70. Pięknie to wygląda ale ma bardzo charakterystyczne brzmienie.

To nie to co EML20B, która brzmi ciepło, harmonijnie, przyjemnie.

10Y brzmi dosyć sucho, bardzo przezroczyście i akcentuje dźwięki. Jest bardzo wymagająca co do jakości toru.
Do tego, braki w obciążeniu mogą ją wpędzić w krzykliwość. Początkowo było ciepło, ale jak się rozegrała pokazała na co ją stać.
Dwie 10y w torze, typu 10y^2 (wzmocnienie 8x8), może wybić zęby brzmieniem. Trzeba uważać.

Jest wersja ze "standardowym" heaterem, świecąca słabym pomarańczowym światłem a nie jasnym białym jak większość. Te zwykle mają większe anody i brzmią cieplej.

Cena ok 80-100USD/szt. czyni ją świetną alternatywą dla współcześnie produkowanych lamp typu EML.

Przy okazji ciekawa tabela pokazująca max. voltage swing dla dławików Lundahla w relacji do prądu DC przez nie płynącego. Tolerancja jest naprawdę spora...

http://jacmusic.com/lundahl/applications/How-to-bias-the-LL1667-LL1668.pdf


23.12.2015

VT25 i duża czułość wzmacniacza ujawniła kolejne cechy potrzeby zmiany.
Od czasu do czasu indukuje się wysokie bzyczenie. Pojawia się i znika, więc sugeruje indukowanie się czegoś z powietrza, sieci lub oscylacje.

Założyłem więc na wejście sieciowe filtr równoległy R-C 220nF-10ohm.
Do tego na każdej siatce lampy założyłem 1k tantalowy grid stopper.

Wszystko się uspokoiło, choć czasem pojawia się inny problem VT25 - mikrofonowanie.
Lekkie dzwonienie od czasu do czasu i wrażliwość na dotykanie wzmacniacza, szuranie palcem po obudowie obok lamp.
Wzmocnienie 160x w sekcji drivera na lampach DHT to cała masa wyzwań....
Oczywiście grid stoppery spowodowały znaczne zmiany brzmienia. Tantale pogrubiły je, wypełniły, zniknęła suchość i agresja....gramy dalej...

06-08.01.2016

Minęło kilka tygodni mozolnego wygrzewania i voicingu wzmacniacza.
Jak zwykle to morderczy czas. Ciągłe zmiany brzmienia, zmiany także w słuchaczu, czasem zmęczenie, czasem euforia, co wpływa na ocenę brzmienia.

Pierwsze wrażenia z VT25 to ładny dynamiczny dźwięk, potem nałożenie cech VT25 na wygrzewanie się traf obciążających Lundahla (LL1667). Niepokój w brzmieniu, przenikliwość, bzyczenie itp. Założenie 6 (po 3 na kanał) tantalowych (wersja AN) rezystorów 1k w siatki lamp. Potem walka z brzmieniem środka pasma, suchością i brakiem barwy.
Tutaj na moment się zatrzymam.

Na początku postanowiłem wykorzystac to co miałem, czyli kondensatory 0.33uF międzystopniowe V-CAP TFTF i CuTF. Pierwszy w szeregu TFTF, drugi, zwykle bardziej słyszalny, CuTF.
Niestety, TFTF się nie nadaje do tego zestawienia. Ma genialna dynamikę, czarne tło, dociążone brzmienie i cykającą górę pasma. Niestety środek pasma jest niezwykle wymagający co do toru i często chłodny, kliniczny i pozbawiony barwy. TFTF jest wspaniały do JAZZU, rocka, dynamicznego grania. Kompletnie się nie nadaje do klasyki, muzyki dawnej, głosów.

Na jego miejsce poszedł miedziany Duelund PIO. Po wygrzaniu barwa była dobra, dźwięczna góra pasma, lampowe brzmienie. Niestety BAS to zupełna porażka. Rozlazły, pogrubiony, powolny.

Wziąłem więc drugi sprawdzony V-CAP CuTF, ustawiając dwa w torze. Obawiałem się tego, że powieli się charakter kondensatora. Zupełnie niepotrzebnie. V-CAP CuTF jest mniej dynamiczny niż wersja TFTF, ale ma doskonały środek pasma, czystą górę, szybki i krótki bas i niezliczoną ilość alikwot i niuansów. Brzmienie jest nieco bardziej płaskie niż Duelund, ale w moim układzie sprawdza się najlepiej. Duelund Ag-Cu jest na wyjściu DACa więc daje już swoją sygnaturę.

Drugie dwa V-CAP CuTF "pozyskałem" z sekcji RIAA przedwzmacnicza i ich miejsce wstawiłem zalegające w magazynku kondensatory Audio Note PIO copper foil. Tutaj tez przeżyłem niemałe zdziwienie, gdyż zagrały one LEPIEJ niż V-CAP CuTF. Nie czuć typowego syropowego spowolnienia tego kondensatora. Dał głębsze brzmienie niż CuTF z dźwięczną góra pasma.

Kolejny raz okazuje się, że nie ma jednoznacznych rekomendacji. Wszystko zależy od miejsca i toru sygnałowego jako całości.

Wracając do VT25....
Mamy więc już dobrane kondensatory sygnałowe.
Nadal jednak brzmienie mnie nie satysfakcjonowało.
Postanowiłem stopniowo wyrzuca z toru grid stoppery na tantalowych audionote'owskich rezystorach 1k.
Postanowiłem usunąć 4 z 6 rezystorów, zostawiając jedynie te na siatce VT25.
Zawsze sądziłem, że tantale w tym miejscu są najlepsze. Żadne inne, w tym polecane w tym miejscu węglowe, się nie sprawdziły wielokrotne. Niestety, usunięcie tantali AN (magnetyczne) ujawniło ich wpływ na brzmienie.
1. Przerysowanie. Brzmienie z rezystorami jest przerysowane, nienaturalne, zbyt twarde, mimo miękkiej i zaokrąglonej natury tantala.
2. Spłaszczenie dynamiki i sceny dźwiękowej.
3. Maskowanie mikrodetali, niuansów.

Fantastyczny upgrade, ich usuniecie....:-)
Żadnych negatywnych konsekwencji, typu oscylacje itp....lub ich nie zauważyłem.

Kolejna zabawa to rezystory siatkowe i katodowe.
Bawiąc się z w ciągłe przelutowywyanie, zabiłem kilka rezystorów w tym dwa squaristory, które bardzo nie lubią wyginania cienkich wyprowadzeń przy samej obudowie i kilka tantali Shikoh w wersji z cienkimi wyprowadzeniami. Doszło nawet do tego, że nie było ciągłości na jednym rezystorze siatkowym i siatka lampy nie była uziemiona (!). Skutkowało to tym, że autobias katodowy, próbował to kompensować, bardzo głęboko polaryzując katodę i zamiast 30-33V na VT25 było  nawet 80V, co zagrażało 50V kondensatorom katodowym i mocno przegrzało rezystory w katodzie. Udało się to jednak zauważyć w porę.
Wszystko to zmusiło mnie  w czasie oczekiwania na nowe rezystory do spróbowanie innych rodzajów, czyli takmanów REX węglowych i węglowych AMTRANS AMRG w siatki do masy i MILLS MRA-5 w katodę VT25.
Wszystko grało nieźle. W końcu przyszły Shinkoh. Podmiana jednego pozostałego jako grid stopper tantala AN 1k na Shinkoh 1.2k przyniosła poprawę - przezroczystość, relaks i piękno brzemienia (wersja AN jest twarda i mniej finezyjna) i Takmana REX 100k na Shinkoh 91k (takie były najbliżej 100k) dodała środku pasma mięsa i górze pasma dźwięczności. Został jeszcze AMTRANS AMRG i w kartodzie MILLS MRA-5, które na razie nie przeszkadzają.

MILLSy wymagają rozegrania i przez pierwsze dwa dni grały sucho i zbyt konturowo. Może kiedyś je wymienię na coś bardziej finezyjnego jak np. nowe niemagnetyczne tantale AUDIO NOTE ze srebrnymi końcówkami (cena z kosmosu w HIFI COLLECTIVE). Nota bene kolejna kopia KONDO, który od lat oskrobuje tantale z oryginalnych "czapek" na końcach (CAP END) i zakłada swoje srebrne i zlewa to żywicą. MILLSY i AMTRANSY AMRG mają stanowić przeciwwagę dla zbyt słodkich Shikoh.

Z AMTRANSEM AMRG jest oczywiście własna historia.
Na początku gra dosyć dźwięcznie i ostro. Góra jest zupełnie nie jak w węglowcach. Brakuje też słodyczy węglowego Rikena. Po kilku dniach zaczyna jednak grać ciemno, ponuro, bez detali.  Jest ogromna pokusa, żeby go wyrzucić. Potem jednak znowu się otwiera!
Pokazuje to jaka niebezpieczna jest pokusa szybkich komentarzy i nie czekania na porządne wygrzanie elementu.

Czy to już koniec?
Czy warto bawić się w 3xDHT? Czy VT25 zostaje????

TAK. 

  1. Dynamika zdecydowanie większa niż przy samej lampie EML20B.
  2. Tonalnie nie gorzej. Góra pasma bardziej otwarta.
MINUSY VT25:
  1. Dodatkowy koszt lampy, układu grzania, dławika, kondensatorów i rezystorów
  2. Podatność na wzbudzanie, świsty, hum, anomalie brzmienia
  3. Zaskakująca podatność na mikrofonowanie, nawet w roli drivera a nie lampy wejściowej. Wykazuje podobną wrażliwość jak 4P1L tylko w mniejszym wymiarze. Siedzenie w tym samym otworze co 4P1L ma swoje konsekwencje:-)
  4. Konieczność ponownego voicingu, mozolnego i długotrwałego.

Jak wyszły pomiary?
Nie mam jeszcze możliwości pomierzenia THD+N itp. Trochę się tym bawiłem, ale czekam na analizator QA401. Ma być za chwilę dostępny.

Na tym co mam pomierzyłem zupełnie płaskie pasmo w zakresie 13Hz-17kHz i 12Hz-20kHz @-1dB.
Prostokąt bardzo dobry @1kHz a to co złe przy 10kHz pochodzi od trafa wyjściowego.
24W mocy przy 500mV RMS na wejściu (do pierwszego minimalnego zaokrąglania sinusa).
1W mocy przy 100mV RMS na wejściu.
HUM, ok 2mV na głośnikach.
Pasmo pełne niezależnie od mocy.

VT25 obciążone dławikiem LL1667/25mA 168H, 19mA
EML20B - LL1667/10mA 400H (uzwojenia ustawione równolegle na 20mA, prąd płynący 22mA -100H) 



Kolejny krok to próby obciążania anody źródłem prądowym Gary Pimma.....

12.01.2016

Zaskakująco dobrze wszystko gra od pewnego czasu. Jakby udało się znaleźć Świętego Grala:-)

Bardzo rozróżnia płyty. Jak jest ostro nagrana to gra ostro, jak mdło to mdło. Nie ma taryfy ulgowej i equalizacji. Dobrze gra też z gramofonu. Jakaś udana kombinacja elementów wyszła.


Monday, November 16, 2015

26.11.2015 Fixed bias - kolejne podejście

Po niepowodzeniu projektu na 4P1L, czy może raczej w jego trakcie, wpadłem na pomysł schłodzenia nieco wzmacniacza i uproszczenia go, wyrzucając z katody lamp autobias, czyli automatyczną regulację punktu pracy lampy i ujemnego najpięcia na ich siatce przez rezystor katodowy.

Dla GM70 mówimy o 600ohm (równolegle 2x 1200ohm), przy 120mA i 65V daje nam 7.8W!
To bardzo dużo ciepła w środku wzmacniacza.

Przy driverze EML20B nie ma to juz znaczenia, bo mamy 15V na rezystorze 680ohm, czyli 0.33W.

Pozbywamy się jednak drogich kondensatorów z katody i mamy możliwość regulacji punktu pracy, a każdy brzmi inaczej.

Na samym początku  zabawy z GM70 miałem fixed bias, czyli ujemne napięcie podawane z zewnętrznego układu na siatkę lampy. Był to prosty układ z filtrowaniem RC i ręczną regulacją napięcia. Jako, że na końcu układu był kondensator do masy, to praktycznie sygnał AC nie powodował zmiany biasu, bo zwierał się przez niego do masy.

Chciałem mieć nowoczesny układ, który miałby możliwość regulacji napięcia oraz sam je zmieniał utrzymując stały prąd. Do tego nie miałem napięcia na transformatorze, więc powinien mieć własne zasilanie.

Wybór padł na niestety drogie, ale eleganckie rozwiązanie TENTLABS:

http://www.tentlabs.com/Components/Tubeamp/page24/page24.html

Miałem już wcześniej do czynienia z Guido, kiedy mi zrobił grzanie do EML20B, nie mówiąc o spotkaniu go na TRIODE FESTIVAL, chyba w 2006 roku.

Potrzebowałem 2 podwójne moduły, po parze do każdego monoblocku.


Układ nadaje się do sterowania jednoczesnego 4 lamp i polega na regulowaniu napięcia ujemnego za pomocą pomiaru napięcia wyzwalanego prądem płynącym z katody lampy do ziemi przez płytkę i odpowiedni na niej rezystor, typowo 10ohm. 100mA prądu odkłada U=R*I=10*0.1=1V

Oczywiście można rezystor zmienić, ale 10ohm jest najłatwiejsze bez kalkulatora do obliczenia prądu.
Trymerem reguluje się prąd płynący przez lampę, a układ automatycznie dostosowuje do tego ujemne napięcie podawane na siatkę lampy przez rezystor siatkowy lub uzwojenie wtórne transformatora międzystopniowego.

Jeżeli teraz mamy więcej lamp to musimy tak dobrać stosunek wielkości rezystorów, aby na każdym z nich odkładało się identyczne napięcie, ale oczywiście każda lampa będzie dawała iny prąd w takiej samej proporcji jak rezystory pomiarowe na płytce.

Aby rezystory były jak najmniejsze, dobieramy największy rezystor na lampy o najmniejszym prądzie.

W moim układzie, jeszcze z lampa 4P1L, miałem:

8.2ohm dla 4P1L, 14mA
4.7ohm dla EML20B, 26mA
1.1ohm (dwa oporniki równolegle 2.2ohm) dla GM70, 112mA.

Ważne aby trzymać się poniżej 10 ohm, bo to rezystor nie bocznikowany kondensatorem i jego wzrost powoduje wzrost Rp lampy!

Musimy tez oczywiście trzymać się standardowych dostępnych wartości rezystorów.

Teoretycznie wszystko działało znakomicie.




Mocno przebudowałem cały sygnałowy układ, podłączyłem płytki, wyregulowałem prądy itp.

Pierwszy problem pojawił się (jak zwykle) z 4P1L. Okazało się, że podłączenie generatora powodowało natychmiastowy wzrost napięcia ujemnego.
Oczywiście, napięcie na lampę wejściową było podawane przez 100k rezystor wejściowy, ale podłączenie czegoś na wejście, zwiera siatkę lampy wejściowej do masy przez impedancję wyjściową źródła, czyli uzwojenie wtórne transformatora przedwzmacniacza, lub rezystor (zwykle ok 220k-1M).

Trzeba więc było wrzucić na siatkę lampy wejściowej w szeregu KONDENSATOR!
Miałem świetny mały Black Gate 0.47uF/50V BG-N HIQ.

Trzeba pamiętać, ze tak jak dla separowania stopni lampowych kondensatorem tak i tutaj mamy za nim rezystor siatkowy lampy do masy i tworzy nam się filtr górnoprzepustowy RC, stąd przy 100k rezystorze siatkowym dałem sprawdzone 0.47uF. Przy 500k rezystorze wystarczyłoby 0.1uF, ale niestety nie wszystkie lampy pozwalają na duży rezystor. Na przykład EML20B pozwala na maksymalnie 480k, co i tak jest wiele jak na taką lampę DHT. Np 300B zwykle nie pozwala na więcej niż 100k.

Kiedy już wszystko zostało pomierzone i grało dobrze (po wyrzuceniu 4P1L w końcu), pojawił się zupełnie nieoczekiwany poważny problem: WYŁĄCZANIE WZMACNIACZA....

17.11.2015

Układ podaje minus na siatkę, która kontroluje prąd lampy. Czym bardziej minusowy potencjał, tym mniejszy prąd. Po włączeniu zasilania, płytka zapala czerwona diodę i czeka na B+ (200-500V). Od razu podaje swoje minimalne napięcie -85V lub -160V (konfigurowalne złączką). Kiedy pojawia się B+, po około minucie stopniowo napięcie ujemne maleje osiągając prąd zdefiniowany trymerem. W przypadku GM70 jest to -75V dla 110mA przy napięciu anodowym 925V.

Kiedy wyłączamy wzmacniacz pojawia się problem, bo lampy są rozgrzane, potencjał zgromadzony w kondensatorach i prąd w GM70 spada do zera w około 2s. Niestety płytka wyłącza ujemny bias dużo szybciej i widać na wskaźniku prądu skok ok 30mA po wyłączeniu, czyli prąd spada ze 110mA do 60mA, potem gwałtownie skacze do 90mA kiedy zanika ujemny bias i potem bardzo szybko spada do zera, czyli brak biasu ujemnego powoduje gwałtowny wzrost prądu lampy, szybkie rozładowanie energii w kondensatorach i potem szybkie opadnięcie prądu do zera.

25.11.2015

Wiele konsultacji z Guido Tentem o przyczynach takiego reagowania układu.

To skomplikowane urządzenie z logiką. Dokładnie sprawdzałem jak się zachowują napięcia przy wyłączaniu i okazuje się, że w momencie wyłączenia następuje nagły skok ujemnego napięcia na siatce GM70 z -75V na -50V, co powoduje nagły skok prądu lampy co ma odzwierciedlenie w ruchu membran głośnika niskotonowego. Przy takim biasowaniu tylko lampy GM70, jest to zjawisko niewielkie. Kiedy jednak podłączyłem 3 lampy do płytki, uderzenie w głośniki była podwójne i bardzo groźne, nie do zaakceptowania. Prawdopodobna przyczyną jest pojawiający się prąd siatki GM70 zbyt duży, żeby płytka mu podołała. Teoretycznie może ona akceptować tylko 1.5mA.
Napięcie ujemne nie zanika całkowicie, tylko spada powoli, więc pomysł układu jest właściwy, ale nie uwzględnia chyba cech GM70.

Próbowałem także aby "HV sensing" na płytce, podłączony do B+ układu wyłączał szybciej płytkę co sprawi, że będzie podawane maksymalne ujemne napięcie, , czyli -85V, lub -160V. Zrobiłem dzielnik napięciowy 1:4 i podałem na płytkę 225V, gdzie graniczną wartością jest 200V (zakres 200V-500V). Wszystko po to, aby spadające napięcie B+ po wyłączeniu zasilania, szybko odłączało HV sensing. Do tego podpiąłem HV sensing to małego kondensatora 10uF+1.5uF, żeby rozładowanie było szybsze. Niestety, spadek napięcia do -50V jest natychmiastowy i znaczenie szybszy niż spadek B+.

Jak gra fixed bias? Czy wyrzucenie dwóch millsów MRA12 i Back Gate "N" poprawia brzmienie?

Na początku nieco mechanicznie, po chwili już dobrze. Głębokie brzmienie, nieco cieplejsze, ale jak pojawia się "góra" to bardzo czysta i dźwięczna.

Zmiana w driverze EML20B pokazała, że kombinacja 2W Shinkoh i BG-N daje brzmienie nieco zaokrąglone i słodsze niż nieco beznamiętny fixed bias. Ucho to nie oscyloskop, i czasem więcej zniekształceń brzmi po prostu przyjemniej.
Nie chce wracać do autobias w GM70. Tutaj to jest lepsze rozwiazanie. Mniej się grzeje, modyfikacja brzmienia przez zmianę prądu itp.

Brzmienie jest dobre, ale skłoniło mnie do chwilowego powrotu do GM70 z miedzianą anodą i zabawy z biasem. Zmiany wersji GM70 słychać natychmiast. Lepszy bas wersji grafitowej, brzmienie nieco bardziej matowe i wycofane, ale solidne i dynamiczne. Miedziana GM70 czaruje środkiem, relaksuje, podnosi temperaturę, ale bas jest słabszy i dynamika siada. Zawsze coś za coś.

Czy warto za tyle pieniędzy co zapłaciłem za Tentlabsa? Chyba nie przy problemach jakie się pojawiły i bardzo dużej cenie. Warto jednak pomysleć o prostszym układzie z potencjometrem i wskaźnikiem prądu. Dodatkowa zabawa w ustawienia i  solidniejsze brzmienie i brak drogich elementów w katodzie

26.11.2015

Post scriptum.
Zmierzyłem napięcie, a co za tym idzie prąd, na grid choke z równoległym 100k rezystorem w czasie wyłączania. Ustawiłem miernik na wyłapanie najwyższego chwilowego napięcia.
Wyszło 4.65V na 3560ohm, czyli 1.3mA DC.
Nie jest to może wiele, ale wydajność/ sztywność układu Tentlabs jest na poziomie 1.5mA, więc widać skąd problem.

Nieco udało się go zredukować, ustawiając zworkami zakres napięcia biasu na -160V i regulując trymerem na -95V, które jest bezpieczne tzn, w czasie startu wzmacniacza i opóźnienia minutowego startu ujemnego napięcia, powinien płynąc taki prąd przez lampę, żeby na pierwszym kondensatorze elektrolitycznym nie było dla najsłabszej lampy GM70 więcej niż 1000V (dwa kondensatory na 500V z dzielnikiem napięcia szeregowo). Część roboty robią rezystory do masy w B+ (bleedery), ale to stabilizuje B+ na 1030V), wiec nieco poza zakresem bezpiecznej pracy.
Ustawienie na -95V nieco wygładziło proces wyłączania wzmacniacza. Na ile finalnie dowiemy się przy instalacji dodatkowego drivera 45 w fixed bias.