Amplifier Tabung Ultra Rendah Watt, Penguatan Tinggi: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Untuk rocker kamar tidur seperti saya, tidak ada yang lebih buruk dari keluhan kebisingan. Di sisi lain, sayang sekali memiliki amplifier 50W yang terhubung ke beban yang menghilangkan hampir semua panas. Oleh karena itu saya mencoba membangun preamp gain tinggi, berdasarkan amplifier mesa yang terkenal menggunakan beberapa tabung subminiatur untuk output ultra rendah.

Langkah 1: Gambaran Umum, Alat dan Bahan

Instruksi ini akan menjadi struktur sebagai:

1. Ikhtisar sirkuit: Penguat
2. Ikhtisar sirkuit: SMPS
3. Daftar bagian
4. Transfer termal
5. penyamaran
6. Etsa
7. Menyelesaikan
8. Menambahkan soket
9. Merakit papan
10. Menyesuaikan trimpot
11. Memasang semua yang ada di dalam enklosur
12. Hasil akhir dan Soundcheck

Ada beberapa alat yang diperlukan untuk membangun amplifier ini:

• Bor tangan, dengan mata bor yang berbeda (jika Anda ingin mengebor PCB dengan bor tangan, Anda memerlukan mata bor 0,8-1 mm, yang biasanya tidak ditemukan dalam kit).
• Besi solder
• Setrika pakaian
• Multimeter
• Pengamplasan file
• Akses ke printer toner
• Kotak plastik untuk etsa

Dan beberapa bahan

• Kertas amplas (200, 400, 600, 1200)
• Cat semprot (hitam, bening)
• Semprotan Lapisan PCB
• Solusi Etsa Ferric Chloride
• Pateri

Langkah 2: Ikhtisar Sirkuit: Amplifier

Tabung subminiatur untuk baterai

Untuk proyek ini saya menggunakan 5678 dan 5672 tabung. Mereka digunakan dalam radio baterai portabel, di mana arus filamen menjadi masalah. Tabung ini hanya membutuhkan 50mA untuk filamennya, membuatnya jauh lebih efisien daripada 12AX7. Ini membuat konsumsi arus tetap rendah, membutuhkan catu daya yang lebih kecil. Dalam hal ini saya ingin memberi mereka daya dengan catu daya 9v 1A, seperti yang biasa digunakan dengan pedal gitar.

Tabung 5678 memiliki mu sekitar 23, yang membuatnya menjadi tabung gain rendah dibandingkan dengan 12AX7, tapi mungkin dengan beberapa penyesuaian bahkan ini bisa cukup. Amplifier gain tinggi diketahui memiliki banyak penyaringan antar tahap, di mana hampir sebagian besar sinyal dikorsletingkan ke ground. Mungkin ada sedikit udara untuk dimainkan.

5672, di sisi lain, memiliki mu 10, tetapi sebagian besar digunakan sebagai tabung listrik di perangkat alat bantu dengar, dan sudah digunakan di beberapa amplifier subminiatur lainnya (Murder one dan Vibratone, dari Frequencycentral). Hal ini dapat menghasilkan hingga 65mW bersih…ish. Jangan takut dengan watt rendah, masih cukup keras ketika terdistorsi! Lembar data menentukan transformator keluaran 20k untuk tabung ini.

Seperti pada build sebelumnya, transformator reverb 22921 akan digunakan.

bias

Salah satu kesulitannya adalah membiaskan tabung-tabung ini tanpa menggunakan baterai yang berbeda, karena mereka memiliki katoda yang dipanaskan langsung. Saya tidak ingin membuatnya lebih rumit, jadi saya harus menggunakan konfigurasi bias tetap. Ini, di sisi lain, memungkinkan penggunaan filamen secara seri, mengurangi konsumsi filamen total. Dengan 6 tabung, masing-masing menjatuhkan 1,25V, saya cukup dekat dengan 9V catu daya, itu hanya membutuhkan resistor kecil, yang juga meningkatkan bias tahap pertama. Ini berarti arus filamen total hanya 50mA!

Cukup bagus untuk catu daya pedal.

Agar berfungsi, beberapa tahapan memiliki trimpot untuk menyesuaikan bias yang diinginkan. Bias dihitung sebagai perbedaan antara tegangan pada sisi negatif filamen (f-) dan kisi-kisi tabung. Trimpot menyesuaikan tegangan DC pada kisi-kisi tabung, memungkinkan konfigurasi bias yang berbeda dan dilewati oleh kapasitor besar, yang berfungsi sebagai hubung singkat ke ground untuk sinyal.

Tahap ketiga, misalnya, dibiaskan dekat dengan titik potong tabung pada -1,8V, dicapai sebagai perbedaan antara f- (pin 3) pada kira-kira 3,75V dan grid, pada 1,95V. Tahap ini mengemulasi tahap kliping dingin yang ditemukan di amplifier gain tinggi, seperti soldano atau penyearah ganda. 12AX7 dalam penyearah ganda menggunakan resistor 39k untuk mencapai ini. Tahap lainnya hampir bias pusat, sekitar 1,25V.

Langkah 3: Ikhtisar Sirkuit: SMPS

Pasokan tegangan tinggi

Mengenai tegangan pelat, tabung ini berjalan ideal dengan tegangan pelat pada 67,5V, tetapi juga bekerja dengan baterai 90V atau 45V. Baterai itu sangat besar! Mereka juga sulit didapat dan mahal. Itu sebabnya saya memilih switching mode power supply (SMPS). Dengan SMPS saya dapat meningkatkan 9V ke 70V dan menambahkan beberapa penyaringan besar-besaran sebelum transformator keluaran.

Sirkuit yang digunakan dalam instruksi ini didasarkan pada chip 555, yang berhasil digunakan pada versi sebelumnya.

Langkah 4: Daftar Bagian

Di sini Anda memiliki ringkasan bagian-bagian yang diperlukan:

Papan utama

C1 22nF / 100V _ R1 1M_V1 5678C2 2.2nF / 50V _ R2 33k_V2 5678C3 10uF / 100V _ R3 220k_V3 5678 C4 47nF / 100V _ R4 2,2 juta _ V4 5678 C5 22pF / 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 Linear 9 mm C9 10uF / 100V _ R9 220k_BASS 250k Linear 9 mmC10 100nF / 100V _ R10 470k_GAIN 250k Login / Audio 9 mmC11 22nF / 100V _ R11 80k_ KEHADIRAN 100k Linear 9 mm C12 470pF / 50V _ R12 100k_VOLUME 1M Login / Audio 9 mmC13 10nF / 50V _ R13 15k_B1 10k trimpotC14 22nF / 50V _ R14 330k_B2 trimpot 50kC15 680pF/50V_R15 220k_B4 trimpot 50kC16 2.2nF/50V_ R16 100k_SW1 mikro DPDTC17 30pF/50V_R17 80k_J1 Jack mono 2,35 mm F / 16V _ R18 50k_J2 DC JackC19 220uF / 16V _ R19 470k_J3 6,35 mm Mono-switched 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 (Resistor LED, sesuaikan kecerahan)C30 22nF/100V_R30 1.5k

Perhatian khusus pada peringkat tegangan kapasitor. Rangkaian tegangan tinggi membutuhkan kapasitor 100V, jalur sinyal setelah kapasitor kopling dapat menggunakan nilai yang lebih rendah, dalam hal ini saya menggunakan 50V atau 100V karena kapasitor film memiliki jarak pin yang sama. Filamen perlu dipisahkan, tetapi karena tegangan tertinggi pada filamen adalah 9V, kapasitor eletrolitik 16V berada di sisi yang aman dan jauh lebih kecil daripada yang 100V. Resistor bisa dari tipe 1/4W.

555 SMP

(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 2.29 _ _5kVR_ R4 _ R4_

Perhatikan dioda switching! Itu harus dari tipe yang sangat cepat, jika tidak maka tidak akan berfungsi. Untuk kapasitor ESR rendah SMPS juga diinginkan. Jika kapasitor 4.7uF/250V normal digunakan, kapasitor keramik tambahan 100nF secara paralel membantu mem-bypass switching frekuensi tinggi.

Ini adalah suku cadang yang lebih mudah ditemukan dan dapat diperoleh dari toko suku cadang elektronik mana pun. Sekarang, bagian yang sulit adalah:

OT 3.5W, 22k:8ohm transformator (022921 atau 125A25B) Banzai, Tubesdan banyak lagi

Induktor L1 100uH/3A Ebay, jangan beli yang berbentuk toroidal. Anda juga menemukannya di Mouser/Digikey/Farnell.

Jangan lupa untuk membeli:

• Papan berlapis tembaga, 10x10 mm cocok untuk kedua papan
• 2x 40 pin soket sip untuk tabung
• Sebuah kandang 1590B
• Beberapa sekrup dan mur 3 mm
• Kaki karet
• Grommet kawat karet 5 mm
• Enam tombol 10 mm

Langkah 5: Transfer Termal

Untuk mempersiapkan PCB dan enklosur saya menggunakan proses berdasarkan transfer toner. Toner melindungi permukaan dari etsa, dan sebagai hasilnya setelah mandi etsa kami memiliki PCB dengan jejak tembaga atau penutup yang indah. Proses pemindahan toner dan persiapan etsa terdiri dari:

• Cetak layout/gambar dengan printer toner menggunakan kertas glossy.
• Amplas permukaan enklosur dan papan tembaga menggunakan kertas amplas dengan grit 200 hingga 400.
• Perbaiki gambar yang dicetak ke PCB / kandang menggunakan selotip.
• Oleskan panas dan tekanan dengan setrika pakaian selama sekitar 10 menit. Buat beberapa gerakan ekstra dengan ujung setrika di tepinya, itu adalah tempat yang sulit di mana toner tidak akan menempel.
• Jika kertas terlihat kekuningan, masukkan ke dalam wadah plastik berisi air untuk mendinginkannya, dan biarkan air meresap ke dalam kertas.
• Keluarkan kertas dengan hati-hati. Lebih baik ketika itu berlapis-lapis, daripada menghapus semuanya dalam satu upaya.

Template bor membantu mengidentifikasi posisi komponen, Anda hanya perlu menambahkan karya seni Anda sendiri, dan Anda siap melakukannya.

Langkah 6: Masking

Untuk penutup, tutupi area yang lebih luas dengan cat kuku. Karena reaksi dengan aluminium jauh lebih kuat daripada dengan tembaga, mungkin ada beberapa lubang di area yang lebih luas.

Memberikan perlindungan ekstra menjamin tidak akan ada bekas yang merusak enklosur.

Langkah 7: Etsa

Untuk proses etsa saya suka menggunakan wadah plastik dengan etsa dan satu dengan air untuk membilas di antara langkah-langkah.

Pertama, beberapa tips keamanan:

• gunakan sarung tangan karet untuk melindungi tangan Anda
• bekerja pada permukaan non-logam
• Gunakan ruangan yang berventilasi baik dan hindari menghirup asap yang dihasilkan
• Gunakan beberapa kertas untuk melindungi meja kerja Anda dari kemungkinan tumpahan

Di sini saya hanya menunjukkan etsa enklosur, tetapi PCB tergores dalam larutan yang sama. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa untuk PCB saya hanya menunggu sekitar satu jam sampai semua tembaga yang tidak terlindungi hilang. Dengan aluminium harus ada perawatan ekstra, karena kami hanya ingin mengetsa bagian luar kotak.

Untuk enklosur saya kocok kotak dalam campuran etsa selama sekitar 30 detik, sampai menjadi hangat karena reaksi dan bilas dengan air. Saya ulangi langkah ini 20 kali lagi, atau sampai goresan sekitar 0,5 mm.

Ketika etsa cukup dalam, cuci kandang dengan air dan sabun untuk membilas semua sisa etsa. Dengan kotak dibersihkan pasir toner dan cat kuku off. Untuk cat kuku, Anda dapat menghemat kertas amplas dengan menggunakan aseton, tetapi ingatlah untuk menjaga agar ruangan tetap berventilasi baik!

Langkah 8: Menyelesaikan

Pada langkah ini saya menggunakan kertas amplas 400 grit untuk mendapatkan permukaan yang bersih, seperti pada gambar ketiga. Ini cukup bersih untuk langkah pengeboran. Saya mengebor semua lubang berukuran berbeda, dan menggunakan file untuk membuat lubang untuk soket tabung. PCB juga harus dibor, saya bor 0,8 mm untuk komponen dan 1-1,4 mm untuk lubang kawat. Dalam build ini saya juga menggunakan bor 1,3 mm untuk soket tabung.

Setelah pengeboran dan pengarsipan selesai, saya memberi kotak itu lapisan cat semprot hitam dan membiarkannya kering selama 24 jam. Ini akan memberikan kontras yang lebih baik antara etsa dan enklosur. Jelas, langkah selanjutnya adalah mengampelasnya. Kali ini saya beralih dari 400 ke grit terbaik. Saya mengganti kertas pengamplasan ketika satu grit menghilangkan garis dari yang sebelumnya. Pengamplasan ke arah yang berbeda memudahkan untuk mengidentifikasi ketika semua tanda sebelumnya hilang. Dengan penutup yang bersinar, saya menerapkan 3 lapis lapisan bening dan menunggu sampai mengering selama 24 jam. PCB dapat dilindungi dari korosi dengan menggunakan lapisan pelindung. Seperti yang Anda lihat dalam dua gambar terakhir, saya suka memiliki lapisan hijau tua. Lapisan ini membutuhkan waktu yang lebih lama untuk mengering. Saya menunggu 5 hari untuk menghindari sidik jari di papan saat menyolder komponen.

Langkah 9: Menambahkan Soket

Menyolder Soket

Menurut tata letak, tabung dipasang di sisi tembaga papan. Dengan cara ini papan dapat lebih dekat ke enklosur dan mendapat keuntungan dari beberapa pelindung ekstra terhadap EMI frekuensi tinggi yang buruk yang berasal dari SMPS. Tetapi menggunakan sisi tembaga papan untuk menyolder komponen memiliki beberapa kelemahan, seperti tembaga menjadi lepas dari papan. Untuk menghindari hal ini, alih-alih menyolder soket tabung, saya membuat lubang yang lebih besar di mana soket dapat ditekan. Tekanan lubang yang lebih kecil sedikit dan beberapa solder di kedua sisi harus menyelesaikan masalah. Untuk ini saya menggunakan soket pin gaya mesin, tanpa struktur plastik, memaksa pin logam di lubang dan disolder di kedua sisi (di sisi komponen terlihat seperti gumpalan solder, tetapi membantu menjaga pin tetap), seperti di 3 gambar pertama. Gambar ke-4 dan ke-5 menunjukkan semua soket dan jumper terpasang.

Menyolder satu set soket, kali ini dengan struktur plastik, ke tabung meningkatkan sambungan ke papan dan membuatnya lebih stabil. Pin asli tabung sangat tipis, yang dapat menyebabkan kontak yang buruk atau bahkan jatuh dari soket. Dengan menyoldernya ke soket, kami memecahkan masalah ini, karena sekarang mereka sangat pas. Saya pikir mereka seharusnya datang dengan pin yang tepat sejak awal, seperti tabung yang lebih besar!

Langkah 10: Merakit Papan

Untuk menyolder komponen saya mulai dengan resistor, dan pindah ke bagian yang lebih besar. Elektrolit disolder di bagian akhir, karena merupakan komponen tertinggi di papan.

Dengan papan siap saatnya untuk menambahkan kabel. Ada banyak koneksi eksternal di sini, mulai dari tonetack hingga kabel tegangan tinggi dan filamen. Untuk kabel sinyal saya menggunakan kabel terlindung, melindungi jala tanah di sisi panel, lebih dekat ke input.

Kabel kritis ada di sekitar tahap pertama, berasal dari jack input, dan menuju ke potensiometer gain. Sebelum kita dapat membangun semua yang ada di dalam kotak, kita perlu mengujinya, sehingga kita masih memiliki akses ke sisi tembaga papan untuk beberapa debugging, jika perlu.

Untuk penyaringan tegangan tinggi saya menambahkan filter RC lain di papan yang lebih kecil, dipasang tegak lurus ke papan utama, seperti yang terlihat pada gambar. Dengan cara ini, sambungan arde, tegangan tinggi, dan transformator lebih mudah diakses dengan papan yang dipasang ke enklosur dan dapat disolder setelahnya.

Membangun tumpukan nada

Meskipun saya akan menguji papan di luar enklosur, saya sudah membuat tumpukan nada di dalam kotak. Dengan cara ini semua potensiometer diperbaiki dan diarde dengan benar. Menguji sirkuit dengan potensiometer yang tidak di-ground (setidaknya pelindung luar) dapat menghasilkan suara yang mengerikan. Sekali lagi, untuk koneksi yang lebih lama, saya menggunakan kabel berpelindung, yang diarde di dekat jack input.

Sayangnya dalam build ini potensiometer sangat berdekatan, sehingga sulit untuk menggunakan papan dengan komponennya. Dalam hal ini saya menggunakan pendekatan point-to-point untuk bagian sirkuit ini. Masalah lain adalah saya hanya memiliki potensiometer 9 mm 50K gaya PCB, sehingga saya harus mengaitkannya ke potensiometer tetangga (gaya pemasangan panel).

Sekarang juga saat yang tepat untuk memasang sakelar hidup/mati dan LED dengan resistor 2,7k.

Sebagai hasil dari dua baris potensiometer saya harus mengarsipkan dinding bagian dalam tutupnya, seperti yang ditunjukkan pada gambar, sehingga kotak itu akan menutup.

Langkah 11: Menyesuaikan Trimpot

Menyesuaikan 555 SMPS

Jika SMPS tidak berfungsi, tidak ada tegangan tinggi dan rangkaian tidak akan berfungsi dengan benar. Untuk menguji SMPS cukup sambungkan ke colokan listrik 9V dan periksa pembacaan tegangan pada output. Seharusnya sekitar 70V, jika tidak maka perlu disesuaikan dengan trimpot. Jika tegangan output 9V ada masalah dengan papan. Periksa mosfet atau 555 yang buruk. Jika trimpot tidak berfungsi, periksa rangkaian umpan balik di sekitar transistor yang lebih kecil. Keuntungan dari SMPS ini adalah jumlah suku cadang yang sedikit, sehingga sedikit lebih mudah untuk mengidentifikasi kesalahan atau komponen yang rusak.

Menyesuaikan trimpot mainboard

Selama tahap pengujian adalah saat yang tepat untuk menyesuaikan bias dengan trimpot. Itu bisa dilakukan nanti, tetapi jika nadanya ke gelap atau terang, lebih mudah untuk membuat perubahan sekarang.

Trimpot pertama mengontrol bias tahap kedua, ketiga dan keluaran dan karena itu yang paling penting. Saya menyesuaikan trimpot ini dengan mengukur bias tahap ketiga, clipper dingin. Jika bias terlalu tinggi, panggung akan benar-benar terputus, memberikan distorsi yang kasar, dingin, dan kenyal. Jika bias lebih panas, tahap keluaran akan terlalu panas, menambahkan beberapa distorsi tahap daya, dan menjalankan tabung lebih dekat ke maks. disipasi piring. Dalam hal ini, sisi bawah volume master harus dihubungkan ke sisi negatif tahap pertama, sehingga bias masih sekitar 5.9V. Dalam kasus saya, ini terdengar lebih baik ketika tahap keluaran berjalan pada 5.7V daripada 6.4V.

Cukup ukur bias pada tahap ketiga (tabung tengah di barisan belakang) dan pastikan sekitar 1,95V Trimpot kedua hanya perlu disesuaikan dengan selera, atau hampir bias tengah pada 1,2V (diukur antara pin 3 dan 4). Demikian pula trimpot ketiga juga disesuaikan dengan kira-kira. 1V.

Pembacaan tegangan pada pin tabung 1 (pelat) hingga 5 (filamen) adalah:

V1:

V2:

V3:

V4:

V5:

V6:

Perhatikan bahwa filamen di 5672 lebih mundur daripada di 5678, sehingga tabung tidak dapat ditukar. Aspek penting lainnya yang perlu dipertimbangkan adalah produsen tabung. Saya menemukan bahwa tabung tung-sol terdengar lebih baik di posisi pertama, daripada tabung raytheon. Memeriksanya dengan osiloskop, terlihat bahwa tabung tung-sol memiliki penguatan lebih dari tabung raytheon yang saya miliki.

Sekarang juga saatnya untuk menguji sirkuit dan melihat bagaimana suaranya, jika terlalu bass berat saya sarankan mengubah kapasitor 47nF antara tahap kedua dan ketiga ke 10nF, yang akan menyaring beberapa bass keluar dari tahap awal dan meningkatkan suara. Jika terlalu tipis, naikkan saja kapasitor ini menjadi 22nF dan seterusnya.

Langkah 12: Memasang Semuanya Di Dalam Enclosure

Saya mulai menambahkan sekrup untuk mainboard. Di bagian dalam saya menambahkan grommet kawat karet, untuk memberikan jarak antara papan dan penutup dan juga untuk meredam beberapa getaran. Dengan menjalankan tahap pertama dalam mode pentode, ini dapat membantu jika tabung mendapat mikrofon. Kemudian saya menambahkan papan dan mengencangkannya dengan mur, menghubungkan tumpukan nada, memasukkan jack input dan menyolder kabel yang tersisa.

Dengan mainboard di posisi saya menambahkan trafo output, menyesuaikan panjang kabel dan memasukkan jack output dan colokan listrik.

Pada titik ini saya melihat bahwa papan SMPS saya tidak sesuai dengan posisi yang diinginkan (di dinding samping, dengan komponen tegak lurus dengan dinding ini) karena saya menambahkan colokan listrik di sisi yang salah dari colokan keluaran… Untuk memperbaikinya saya menggergaji papan SMPS di sisi input, lepaskan induktor dan kapasitor, dan solder kembali ke papan yang diputar 90 derajat, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Saya menguji SMPS lagi untuk melihat apakah masih berfungsi, dan selesai dengan menghubungkan tegangan tinggi ke papan utama, melalui papan filter RC.

Langkah 13: Periksa suara

Sekarang cukup colokkan amplifier ke kabinet 8 ohm favorit Anda (dalam kasus saya 1x10 dengan greenback celestion) dan gunakan catu daya pedal Anda untuk bermain di level yang tidak memekakkan telinga!

Omong-omong, jika Anda menyukai suara umpan balik amp Anda ketika Anda berhenti bermain di akhir suara, tunggu bagian tengah video, umpan baliknya cukup mudah ketika duduk di depan taksi.

Hadiah Kedua dalam Kontes Ukuran Saku