4P1L pretpojačalo s interstage transformatorom

[tom_hifi]

Eh, opet DHT ...

A što ću drugo kad sam ekstra zadovoljan DHT-om zasad. Dali je to samo moje umišljanje, dali je to neka "čarolija", ne znam, ali DHT, kako mi je i Harkonen pričao, je nešto "najbolje" (namjerno stavljam pod navodnike). Kako već imam jedan završeni projekat s DHT cijevima, volio bih još i pripadajući preamp napraviti.

Ovdje u obzir dolazi 4P1L s transformatorskim izlazom. Za to će nam odlično poslužiti već isprojektirani transformatori s Davorinove strane, a koji se mogu naručiti kod Branka iz Odeona.

http://diy-audio.com.hr/viewtopic.php?f=19&t=2351

- (2 : 2) ,ili (1+1 : 1+1) ,ili (2 : 1+1) ,ili (1+1 : 2) ,ili (1 : 1) ,ili (1+1+1 : 1) ,ili (1 : 1+1+1)
- 10kOhma : 10kOhma sa spojem (2 : 2); 20Hz-20kHz +/-0,5dB uz Idc=25mA
- Idc=30mA (max)
- Pmax=2W
- L veće od 200H uz Idc=25mA i sve sekcije serijski spojene kao prigušnica
- L veće od 54H:54H u spoju (2 : 2)

U ovom pretpojačalu prijenosni odnos bio bi 3:1. Bias i grijanje cijevi bih napravio identično kako i u GM-70 projektu, uz naravno, pomalo prilagođene sheme samo za ovu upotrebu.

Shema pretpojačala (fali još par elemenata):

4P1L interstage shema.jpg

E sad, na ulaz bih stavio 10K potenciometar. Trebat ću pomoć oko prijenosnog omjera transformatora i samog spajanja njegovih izvoda, kao i teret koji se očekuje na primaru/sekundaru (koliki bi bio induktivitet u tom slučaju?). Da vidim kako se to najlakše može izračunati, da još naučim nešto

Nakon toga, ostaje još anodno napajanje, no, ono će zaista biti peace of cake. 25mA struja kroz 4P1L, treba još odrediti dali ću isto ići samo na RC članove ili bi se upotrijebila i prigušnica u napajanju.

Ovo bi mogao biti vrlo dobar i zanimljiv projekat, pa se nadam i nekoliko praktičnih savjeta, a može i nekoliko zainteresiranih također koji bi voljeli raditi ovako nešto.

[fixxxer]

Eto i teme Ovo je meni lično jako interesantan projekat...
Ako dozvoliš, iskopirao bih ono što je ilimzn napisao u drugoj temi:

Za pocetak, ima razlog zasto 4P1L ima grijac s srednjim izvodom. Ovdje ne samo da su to promasili, nego tjeraju dvije polovice grijaca spojene u paralelu strujno - super, a sto ako bas nisu potpuno jednake? - nadajuci se da ce ispasti ispravan napon grijanja - a sto s tolerancijama izmedju pojedinih primjeraka lampi? Ovdje je potreban floating izvor i srednji izvod na masi (mozda s malim katodnim otporom za testiranje biasa) Katodni bias je i ovdje izvediv ali ne i preporucljiv jer zahtijeva prilicno veliki katodni kondenzator. Radije sloziti izvor negativnog napona (s podesavanjem) za G1 i spojiti istu preko ulaznog kondenzatora. Taj ce moci imati malu vrijednost i biti po potrebi kvalitetan - cak i u domasaju egzota tipa stiroflex, a bez placanja bubregom, jetrom i sl.
Napajanje je ovdje izvedeno totalno bez ikakve ideje vodilje. Zasto je potrebno potrositi 75mA na strujni izvor koji ne radi nista, dok sami stupanj trosi 35mA? Zato jer autoru nije jasna razlika izmedju strujnog izvora i shunt regulatora. Ovdje bi lijepo sjeo jedan jednostavan shunt regulator i to s dobrim folijskim kondenzatorom u paralelu. Sto se tice trafoa, mu 4P1L u triodnom spoju je oko 10, a sklop bi zapravo imao pojacanje vrlo blizu tome, sto je pomalo previse za linijski stupanj. No, s trafoom 3:1 izlazna impedancija ce biti 1/9 Ra 4P1L, sto ce biti prilicno niskin 250-ak ohma (ako se dobro sjecam) a pojacanje nesto preko 3, taman. Ra 4P1L je prilicno nizak i namotati dobar trafo za to ne bi trebao biti problem, stovise s balansiranim izlazom ako se tako zeli, Nik ima neke CM55 jezgre koje bi tu odlicno legle...
Jedna zanimljiva alternativa bi bila da je cijev spojena kao slijedilo, s trafoom u katodi, tocnije auto-trafoom, koji je step-up, dakle 1:3, cime se dobiva naponsko pojacanje na ustrb (vrlo) niskog izlaznog otpora slijedila. Mali problem je DC offset radi pada napona u namotaju pod uticajem DC katodne struje.

[tom_hifi]

Shunt regulator isto vrlo zanimljivo djeluje, doći ćemo i do toga.

Nije mi previše jasan dio s G1

I pogotovo što moram malo bolje proučiti taj odnos impendacije trafoa s Ra cijevi jer mi to zasad nije baš previše jasno

[joe dalton]

Radna tocka cijevi je definirana medu ostalim i potencijalom izmedu G1 i katode gdje G1 mora biti negativnija. Ako katodu spojis na masu da bi doveo cijev u radnu tocku moras G1 dovesti na neki negativan potencijal. I onda moras ulaz odvojiti kondenzatorom ako ne zelis da se taj potencijal prenese na prethodni uredaj u lancu. Vrlo logicno...

[tom_hifi]

Ahaaa ... ja se držim oko G1, a ovdje se radi o G3, sa sheme. Nisam dovoljno pažljivo čitao. Pričamo o fiksnom prednaponu ...

Edit: precrtat ću shemu, no, što smo rekli oko transformatora? Omjeri, sekundarno opterećenje? 2.2uF na ulazu u mrežicu previše?

[ilimzn]

1uF je dosta za ovo kako je nacrtano (s 120k prema biasu - to je ujedno i ulazna impedancija ovako nacrtanog sklopa. 10k atenuator na ulazu je spoj nepotrebnog s neugodnim, s obzirom da obicno ti pretpojacalo upravo treba da bi tjerao ulaznu impedanciju 10k, umjesto standardnih 47-50k ili vise. Treba ti atenuator reda 100k - naravno ispred ulaznog konda.

[tom_hifi]

Jasno, jasno Hvala na objašnjenju.

Davorine, što smo sa interstage transformatorom? Može li objašnjenje/informacija što se može očekivati od istog u 3:1 spoju, opterećenje na sekundaru?

Ja ću malo proučiti oko shunt regulatora, kad stignem.

[davorin]

Jasno, jasno Hvala na objašnjenju.

Davorine, što smo sa interstage transformatorom? Može li objašnjenje/informacija što se može očekivati od istog u 3:1 spoju, opterećenje na sekundaru?

Ja ću malo proučiti oko shunt regulatora, kad stignem.

Nismo nigdje stigli jer to nije moj projekt, i generalno mislim da elektronka 4P1L nije uopće pogodna za upotrebu u linijskom pred-pojačalu. Uz spomenuti trafo uz odgovarajuće radne točke bi elektronke E182CC, E288CC, 5687, 6N6P, 6N30DR, ECC99 pa čak i ECC88/PCC88 (E88CC, E188CC, 6DJ8, 6N23P, PCC88, 6922) dale bolje rezultate bez posebnih potreba za rigoroznom selekcijom onih 4P1L koje nisu osjetljive na eufoniju, mikrofoniju i sklonost mehaničkim vibracijama. Na primjer, većina spomenutih elektronki bi uz takav trafo bez ikakvih problema (paralelno spojene triode; sa HI-END karakteristikama!) pogonila visoko-Ohmske slušalice od ~600 Ohma!
Ipak...
Što se predložene šeme tiče, tu su stvari vrlo jednostavne, odnosno sekundar će dati maksimalno 1/3 primarnog napona, a reflektirana sekundarna impedancija će biti 1/9 nazivne primarne.
Nazivna primarna impedancija se kalkulira po unutrašnjem otporu izvora (4P1L u triodnom spoju). Iz triodnih karakteristika (curves) koje se mogu pronaći, unutrašnji otpor pri Uak=200V Ik=20mA je Ri~1kOhma. Nazivna opteretna impedancija kod trioda se kalkulira kao minimalno jednaka unutrašnjem otporu (Ra=Ri) gdje se dobije najveća izlazna snaga (-3dB u odnosu na disipaciju), ali se zbog visokih izobličenja to izbjegava u audio tehnici. U praksi se minimalno kalkulira sa Ra=2,5xRi, ali povoljniji odnos harmoničnih izobličenja i manja ukupna izobličenja se dobiju kod viših odnosa. Dakle uz odnos Ra=5xRi, nazivna primarna impedancija će iznositi Ra~5kOhma, što znači da je sekundarna 9x manja, odnosno Rout~555 Ohma. Ako se rukovodimo praksom, opterećenje koje je ~10x veće neće primjetno kvariti karakteristiku, pa nazivni i uobičajeni unutrašnji otpor izlaznog pojačala (uglavnom poluvodička) od Rin~10kOhma neće predstavljati problem. Ako uzmemo u obzir da se radi o pred-pojačalu, a ne o pogonskom ili izlaznom stupnju, zahtjevi za izlaznim naponima su mali i u dijelu karakteristike gdje su izobličenja vrlo niska, moguće je na izlaz spojiti i opterećenje s puno nižim unutrašnjim otporom bez vidljivih pogoršanja karakteristike (sa nižim odnosom Ra=3xRi se dobije izlazni unutrašnji otpor na sekundaru trafa od Rout-min~333 Ohma što znači i da opterećenje/ulazni otpor izlaznog pojačala može biti puno niži od ~10kOhma!).
Uz navedenu radnu točku sa šeme će unutrašnji otpor biti nešto viši, a time će se skalirati i svi ostali rezultati. Takva radna točka više pogoduje pogonskom ili izlaznom stupnju i povećanjem opterećenja elektronke se za potrebe linijskog pojačala u ovom slučaju ne dobiju bolji rezultati.
Sa DC strujom od 20mA će primarni induktivitet biti viši od L~150H (20Hz), pa će i frekventna karakteristika cijelog predpojačala ostati u HI-FI (HI-END) domeni.

[tom_hifi]

Nije pogodna iz razloga kojeg smo spominjali preko telefona, jelda? Pucketanje stakla, eufonija, mikrofonija ... ustvari, kako kažu, 4P1L je "Dancing Lady"

Davorine, što kažeš na ovu radnu točku?

4P1L radna točka.jpg

A (140V 26mA, -10V), B (175V 20mA, -15V), C (210V 14mA, -20V) ... pojačanje u toj točci je ~7x, radni otpor 5.8K, napon napajanja bi trebao biti ~250V.

Dali imaš još bolji prijedlog od mojeg ili ispravak mojeg proračuna (pretpostavljam da da)

[davorin]

Pad napona na primarnoj zavojnici spominjanog trafa (za 3 zavojnice u seriji je to Rdc11,5kOhma) je vrlo mali, pa za radnu točku sa Ia~20mA ima pad napona od samo ~30V pa za toliko treba povećati napon napajanja. Izabrana radna točka je dobra, ako baš inzistiraš na njoj, ali uz realni radni pravac nije i najbolja.
Ucrtani radni pravac je Ra~4kOhma, pa bi za napajanje sa anodnim otpornikom trebalo 255V, ali projekcija izmjeničnog napona dobivenog na primarnoj zavojnici je drugačija od one sa čisto otpornim opterećenjem.
Ono što bih preporučio je: Ub~230V, Ik~20mA (podešeno sa prednaponom G1) jer se tu dobije i najviša amplituda sa najmanjim izobličenjima u kombinaciji. Iako ta najviša amplituda nije u ovakvom uređaju toliko bitna, ona će na nižim amplitudama dati i niža izobličenja.
Ucrtaj radni pravac koji ide od X=300V kroz statičnu radnu točku U=200V/I=20mA na Y=60mA i vidjet ćeš da su tu izobličenja puno niža. Iako je napon napajanja samo 230V (u idealnom slučaju bi trebalo samo 200V, ali zbog pada napona od ~30v kroz realni DC-otpor primarne zavojnice od ~1500 Ohma se mora podići na 230V) puna izmjenična amplituda iznosi Upp~240V što na izabranoj impedanciji od ~5kOhma daje efektivni napon od Ueff~85V (cca Pout~1,44W!), a maksimalni sekundarni napon bi bio 3x manji odnosno Ueff-sec~28V. Ako uzmemo u obzir vrijednost da je ulazni napon ~1Veff i faktor pojačanja od ~8x, onda na sekundaru trafa očekujemo Ueff~2,6V. Kad se ti radni uvjeti ucrtaju, može se iz očitanih vrijednosti izračunati izobličenje (odnosno drugi i treći karmonik, a ostale više harmonike nije moguće očitati jer su premaleni na tom nivou).