Ang Powered Tube Amplifier ng Baterya: 4 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang mga amplifier ng tubo ay minamahal ng mga manlalaro ng gitara dahil sa kaaya-aya na pagbaluktot na kanilang ginawa.

Ang ideya sa likod ng mga itinuturo na ito ay upang bumuo ng isang mababang wattage tube amplifier, na maaari ring dalhin sa paligid upang maglaro habang on the go. Sa edad ng mga nagsasalita ng bluetooth, oras na upang bumuo ng ilang portable, baterya na mga amplifier ng tubo.

Hakbang 1: Piliin ang Mga Tubo, Transformer, Baterya at Mataas na Voltage Supply

Mga tubo

Dahil ang pagkonsumo ng kuryente sa mga tube amplifier ay isang malaking problema, ang pagpili ng tamang tubo ay maaaring magtipid ng maraming lakas at dagdagan ang oras ng paglalaro sa pagitan ng mga recharge. Ilang matagal na ang nakalipas may mga tubo na pinapatakbo ng baterya, na pinalakas mula sa maliliit na radyo hanggang sa mga eroplano. Ang kanilang mahusay na kalamangan ay ang mas mababang kasalukuyang filament na kinakailangan. Ipinapakita ng larawan ang isang paghahambing sa pagitan ng tatlong tubo na pinapatakbo ng baterya, ang 5672, 1j24b, 1j29b at isang maliit na tubo na ginamit sa preamp ng gitara, ang EF86

Ang mga piling tubo ay:

Preamp at PI: 1J24B (13 mA kasalukuyang filament sa 1.2V, 120V max. Plate boltahe, ginawa ng Rusya, hindi magastos)

Lakas: 1J29B (32 mA kasalukuyang filament sa 2.4V, 150V max. Plate voltage, ginawa ng Russia, hindi magastos)

Output transpormer

Para sa mga mas mababang setting ng kuryente maaaring magamit ang isang mas murang transpormer. Ang ilang mga eksperimento na may mga line transformer ay ipinakita na ang mga ito ay mahusay para sa mas maliit na mga amplifier, kung saan ang ibabang dulo ay hindi isang priyoridad. Dahil sa kakulangan ng isang puwang ng hangin ang transpormer ay gumagana nang mas mahusay sa push-pull. Nangangailangan din ito ng higit pang mga gripo.

100V line transformer, 10W na may iba't ibang mga gripo

(0-10W-5W-2.5W-1.25W-0.625W at sa pangalawang 4, 8 at 16 ohms)

. Sa kabutihang palad ang transpormer na nakuha ko ay mayroon ding bilang ng mga liko bawat paikot-ikot na tinukoy, kung hindi man ang ilang matematika ay kinakailangan upang makilala ang sapat na mga gripo at ang pinakamataas na magagamit na impedance. ang transpormer ay may sumusunod na bilang ng mga liko sa bawat tap (simula sa kaliwa):

725-1025-1425-2025-2925 sa pangunahin at 48-66-96 lumiliko sa pangalawa.

Dito posible na makita na ang tap ng 2.5W ay halos nasa gitna, na may 1425 na lumiliko sa isang gilid at 1500 sa kabilang panig. Ang maliit na pagkakaiba na ito ay maaaring maging isang problema sa ilang mas malaking amplifier, ngunit dito ay idaragdag lamang sa pagbaluktot. Ngayon ay maaari naming gamitin ang 0 at 0.625W taps para sa mga anode upang makuha ang pinakamataas na magagamit na impedance.

Ginagamit ang pangunahin hanggang pangalawang liko na ratio upang tantyahin ang pangunahing impedance bilang:

2925/48 = 61, na may 8 ohm speaker na nagbibigay ito ng 61 ^ 2 * 8 = 29768 o approx. 29.7k anode-to-anode

2925/66 = 44, na may 8 ohm speaker na binibigyan nito ng 44 ^ 2 * 8 = 15488 o tinatayang. 15.5k anode-to-anode

2925/96 = 30, na may 8 ohm speaker na ibinibigay nito ^ 2 * 8 = 7200 o tinatayang. 7.2k anode-to-anode

Dahil nilalayon naming patakbuhin ito sa klase AB ang impedance na ang tubo ay talagang nakikita ay 1/4 lamang ng kinakalkula na halaga.

Mataas na boltahe na supply ng kuryente

Kahit na ang maliliit na tubo na ito ay nangangailangan din ng mas mataas na mga boltahe sa mga plato. Sa halip na gumamit ng maraming mga baterya sa serye, o gamit ang mga malalaking lumang 45V na baterya na ginamit ko ang isang mas maliit na switch mode power supply (SMPS) batay sa paligid ng MAX1771 chip. Sa SMPS na ito ay nagagawa kong maparami ang boltahe na nagmumula sa mga baterya hanggang sa mga halagang kasing taas ng 110V nang walang anumang mga problema.

Baterya

Ang mga piniling baterya para sa proyektong ito ay ang mga baterya ng Li-Ion, na madaling makuha sa pakete ng 186850. Mayroong maraming mga charger board na magagamit online para sa mga ito. Ang isang mahalagang tala ay ang pagbili lamang ng mga kilalang magagandang baterya, mula sa mga pinagkakatiwalaang nagbebenta, upang maiwasan ang mga hindi kinakailangang aksidente.

Ngayon na ang mga bahagi ay halos natukoy na oras na upang magsimulang magtrabaho sa circuit.

Hakbang 2: Paggawa sa isang Circuit

Mga Filament

Upang mapagana ang mga filament ng tubo isang serye ng pagsasaayos ang napili. Mayroong ilang mga paghihirap na dapat talakayin.

• Dahil ang preamp at power tubes ay may iba't ibang mga filament alon ng resistors ay idinagdag sa serye na may ilang mga filament upang lampasan ang bahagi ng kasalukuyang.
• Ang boltahe ng baterya ay bumaba habang ginagamit. Ang bawat baterya ay may una na 4.2V kapag ganap na sisingilin. Mabilis silang naglabas sa nominal na halaga ng 3.7V, kung saan dahan-dahan silang bumababa sa 3V, kung kailan dapat itong muling magkarga.
• Ang mga tubo ay may direktang pinainit na mga cathode, nangangahulugang ang kasalukuyang plate ay dumadaloy sa pamamagitan ng filament, at ang negatibong bahagi ng filament ay tumutugma sa boltahe ng cathode

Ang pamamaraan ng filament na may voltages ay ganito:

baterya (+) (8.4V hanggang 6V) -> 1J29b (6V) -> 1J29b // 300ohms (3.6V) -> 1J24b // 1J24b // 130 ohms (2.4V) -> 1J24b // 1J24b // 120 ohms (1.2V) -> 22 ohm -> Baterya (-) (GND)

kung saan // kumakatawan sa parallel na pagsasaayos at -> sa serye.

Ang resistors ay bypass ang sobrang kasalukuyang ng mga filament at ang kasalukuyang anode na dumadaloy sa bawat yugto. Upang mahulaan nang wasto ang kasalukuyang anode kinakailangan upang iguhit ang loadline ng yugto at pumili ng isang punto ng operasyon.

Tinatantiya ang isang punto ng pagpapatakbo para sa mga tubo ng kuryente

Ang mga tubo na ito ay may isang pangunahing datasheet, kung saan ang mga curve ay naka-plot para sa isang boltahe ng screen grid na 45V. Dahil interesado ako sa pinakamataas na output na maaari kong makuha, nagpasya akong patakbuhin ang mga tubo ng kuryente sa 110V (kapag ganap na sisingilin), sa itaas ng 45V. Upang mapagtagumpayan ang kakulangan ng isang magagamit na datasheet sinubukan kong magpatupad ng isang modelo ng pampalasa para sa mga tubo gamit ang paint_kip at kalaunan ay taasan ang boltahe ng grid ng screen at makita kung ano ang mangyayari. Ang Paint_kip ay isang magandang software, ngunit nangangailangan ng ilang kasanayan upang mahanap ang tamang mga halaga. Sa pentode tumataas din ang antas ng kahirapan. Dahil gusto ko lamang ang isang magaspang na pagtatantya hindi ako gumugol ng maraming oras sa paghahanap para sa eksaktong cnfiguration. Ang test rig ay binuo upang subukan ang iba't ibang mga pagsasaayos.

OT Impedance: 29k plate-to-plate o tinatayang. 7k para sa operasyon ng klase AB.

Mataas na boltahe: 110V

Matapos ang ilang mga kalkulasyon at pagsubok ang boltahe ng bias ng grid ay maaaring matukoy. Upang makamit ang piniling grid bias ang grid leak risistor ay konektado sa isang filament node kung saan ang pagkakaiba sa pagitan ng boltahe ng node at ng negatibong bahagi ng filament. Halimbawa, ang unang 1J29b ay nasa B + boltahe ng 6V. Sa pamamagitan ng pagkonekta sa resistor ng tagas ng grid sa node sa pagitan ng mga yugto ng 1J24b, sa 2.4V ang nagresultang boltahe ng grid ay -3.6V na may kaugnayan sa linya ng GND, na kung saan ay ang parehong halaga na nakikita sa negatibong bahagi ng filament ng pangalawang 1J29b. Kaya, ang resistor ng tagas ng grid ng pangalawang 1J29b ay maaaring mapunta sa lupa, tulad ng dati sa ibang mga disenyo.

Ang phase inverter

Tulad ng nakikita sa eskematiko, isang inverter na yugto ng paraphase ay ipinatupad. Sa kasong ito ang isa sa mga tubo ay may pagkakaroon ng pagkakaisa at invert ang signal para sa isa sa mga yugto ng paglabas. Ang iba pang yugto ay gumaganap bilang isang normal na yugto ng pagkakaroon. Ang bahagi ng pagbaluktot na nilikha sa circuit ay nagmula sa phase inverter na pagkawala ng balanse at pagmamaneho ng isang tubo ng kuryente na mas mahirap kaysa sa isa pa. Ang divider ng boltahe sa pagitan ng mga yugto ay pinili upang maganap lamang ito sa huling 45 degree ng dami ng master. Ang mga resistor kung saan nasubukan habang ang circuit ay sinusubaybayan ng isang oscilloscope, kung saan maihahambing ang parehong signal.

Ang preamp yugto

Ang huling dalawang 1J24b tubes ay binubuo ng preamplifier circuit. Parehong may parehong punto ng operasyon dahil ang mga filament ay nasa parallel. Ang 22 ohms resistor sa pagitan ng filament at ground ay nakataas ang boltahe sa negatibong bahagi ng filament na nagbibigay ng maliit na negatibong bias. Sa halip na pumili ng isang plate risistor at kinakalkula ang bias point at kinakailangang boltahe ng katod at risistor, narito ang plate risistor ay inangkop ayon sa ninanais na pakinabang at bias.

Gamit ang circuit na kinakalkula at nasubukan oras na upang gumawa ng isang PCB para dito. Para sa eskematiko at PCB ginamit ko ang Eagle Cad. Mayroon silang isang libreng bersyon kung saan ang isang ay maaaring gumamit ng hanggang sa 2 mga layer. Dahil pupuntahan ko nang mag-ukit ang pisara sa aking sarili ay wala nang saysay ang paggamit ng higit sa 2 mga layer. Upang desing ang PCB kinakailangan muna upang lumikha din ng isang template para sa mga tubo. Matapos ang ilang mga sukat maaari kong makilala ang tamang spacing sa pagitan ng mga pin at ang anode pin sa tuktok ng tubo. Sa handa na ang layout ay oras na upang simulan ang tunay na pagbuo!

Hakbang 3: Paghihinang at Pagsubok sa Mga Circuit

SMPS

Una panghinang ang lahat ng mga bahagi ng Switched mode power supply. Upang gumana ito ng tama ang mga tamang sangkap ay kinakailangan.

• Mababang sa paglaban, mataas na boltahe Mosfet (IRF644Pb, 250V, 0.28 ohms)
• Mababang ESR, mataas na kasalukuyang inductor (220uH, 3A)
• Mababang ESR, mataas na boltahe na reservoir capacitor (10uF hanggang 4.7uF, 350V)
• 0.1 ohm 1W risistor
• Ultrafast high voltage diode (UF4004 para sa 50ns at 400V, o anumang mas mabilis para sa> 200V)

Dahil gumagamit ako ng MAX1771 chip sa isang mas mababang boltahe (8.4V hanggang 6V) Kailangan kong dagdagan ang inductor sa 220uH. Kung hindi man ang boltahe ay mahuhulog sa ilalim ng pagkarga. Kapag handa na ang SMPS sinubukan ko ang output boltahe na may isang multimeter at inayos ito sa 110V. Sa ilalim ng pagkarga ay mahuhulog ito nang kaunti at kinakailangan ng isang pag-aayos.

Tube Circuit

Sinimulan ko ang paghihinang ng mga jumper at sangkap. Dito mahalagang suriin kung ang mga jumper ay hindi hawakan ang anumang mga bahagi ng binti. Ang mga tubo ay hinihinang sa panig ng kooperati pagkatapos ng lahat ng iba pang mga sangkap. Sa lahat ng na-solder na maaari kong idagdag ang SMPS at subukan ang circuit. Sa kauna-unahang pagkakataon ay nasuri ko rin ang boltahe sa mga plate at screen ng mga tubo, siguraduhing OK lang ang lahat.

Charger

Ang charger circuit na binili ko sa ebay. Ito ay batay sa paligid ng TP4056 chip. Gumamit ako ng isang DPDT upang lumipat sa pagitan ng isang serye at parallel na pagsasaayos ng mga baterya at isang koneksyon sa charger o sa circuit board (tingnan ang figure).

Hakbang 4: Enclosure, Grill at Faceplate at Tapusin

Ang kahon

Upang mai-box ang amplifier na ito pinili ko na gumamit ng isang mas matandang kahon ng kahoy. Ang anumang kahon na gawa sa kahoy ay gagana, ngunit sa aking kaso mayroon akong isang talagang mahusay mula sa isang ammeter. Ang ammeter ay hindi gumana, kaya't kahit paano ko mailigtas ang kahon at maitayo ang isang bagay sa loob nito. Ang tagapagsalita ay naayos sa gilid na may metal grill na nagpapahintulot sa ammeter na palamig habang ginagamit.

Ang tubo grill

Ang PCB na may mga tubo ay naayos sa tapat ng nagsasalita, kung saan ako drill isang butas upang ang mga tubo ay makikita mula sa labas. Upang maprotektahan ang mga tubo gumawa ako ng isang maliit na grill na may isang sheet na aluminyo. Gumagawa ako ng ilang magaspang na marka at nag-drill ng mas maliit na mga butas. Ang lahat ng mga di-kasakdalan ay naitama sa panahon ng sanding phase. Upang magbigay ng isang mahusay na kaibahan sa faceplate natapos ko ang pagpipinta ng itim.

Ang Faceplate, sanding, toner transfer, pag-ukit at pag-sanding muli

Ang faceplate ay tapos na katulad ng PCB. Bago ako magsimula, nilapag ko muna ang sheet ng aluminyo upang magkaroon ng isang mas matitigas na ibabaw para sa toner. 400 ay magaspang sapat sa kasong ito. Kung nais mo maaari kang umakyat ng hanggang sa 1200 ngunit ito ay maraming sanding at pagkatapos ng etch ay magkakaroon ng higit pa, kaya nilaktawan ko iyon. Tinatanggal din nito ang anumang tapusin na dati nang sheet.

Nai-print ko ang mirrorred na faceplate na may isang toner printer sa isang makintab na papel. Maya-maya ay inilipat ko ang pagguhit gamit ang isang normal na bakal. Nakasalalay sa bakal may iba't ibang mga pinakamainam na setting ng temperatura. Sa aking kaso, ito ang pangalawang setting, bago pa ang max. temperatura Inililipat ko ito sa loob ng 10 min. tinatayang, hanggang sa magsimulang maging dilaw ang papel. Hinintay kong lumamig ito at protektahan ang likod ng plato gamit ang nail polish.

Mayroong posibilidad na mag-spray lamang sa toner. Nagbibigay din ito ng magagandang resulta kung matatanggal mo ang lahat ng papel. Gumagamit ako ng tubig at mga tuwalya upang alisin ang papel. Mag-ingat lamang na huwag alisin ang toner! Dahil ang disenyo dito ay baligtad kailangan kong mag-ukit ng faceplate. Mayroong kurba sa pag-aaral sa pag-ukit, at kung minsan ang iyong mga solusyon ay mas malakas o mahina, ngunit sa pangkalahatan kapag ang etch ay tila malalim na sapat na oras na upang huminto. Matapos ang pag-ukit ay pinalabas ko ito simula sa 200 at hanggang sa 1200. Karaniwan nagsisimula ako sa 100 kung ang metal ay nasa masamang hugis, ngunit ang isang ito ay kinakailangan at nasa maayos na kalagayan. Binago ko ang butil ng liha mula 200 hanggang 400, 400 hanggang 600 at 600 hanggang 1200. Pagkatapos nito ay pininturahan ko ito ng itim, naghintay isang araw at muling binaslan ng 1200 butil, upang alisin lamang ang labis na pintura. Ngayon ay binarena ko ang mga butas para sa mga potensyal. Upang matapos ito gumamit ako ng isang malinaw na amerikana.

Tinatapos ang mga ugnayan

Ang mga baterya at bahagi ay naka-screw sa kahoy na kahon pagkatapos nakaposisyon ang faceplate, mula sa panig ng speaker. Upang mahanap ang pinakamahusay na posisyon ng SMPS binuksan ko ito at na-verify kung saan ang audio circuit ay hindi gaanong maaapektuhan. Dahil ang audio circuit board ay mas maliit kaysa sa kahon ang sapat na spacing at tamang orientation ay sapat na upang hindi marinig ang ingay ng EMI. Ang baffle ng nagsasalita ay pagkatapos ay screwed sa lugar at ang amplifier ay handa na upang i-play.

Ilang pagsasaalang-alang

Malapit sa dulo ng mga baterya ay may kapansin-pansin na pagbaba ng dami, bago ko ito marinig, ngunit ipinakita ng aking multimeter na ang mataas na boltahe ay nabawasan mula 110V hanggang 85V. Ang pagbaba ng boltahe ng mga heaters ay bumababa din sa baterya. Sa kasamaang palad gumagana ang 1J29b nang walang problema hanggang sa maabot ng filament ang 1.5V (kasama ang setting ng 2.4V 32mA). Parehas ang napupunta para sa 1J24b, kung saan ang boltahe ay bumaba sa 0.9V kapag ang baterya ay halos pinatuyo. Kung ang drop ng boltahe ay isang problema para sa iyo, may posibilidad na gumamit ng isa pang MAX chip upang mag-convert sa isang matatag na boltahe na 3.3V. Hindi ko nais na gamitin ito, dahil ito ay magiging isa pang SMPS sa circuit na ito, na maaaring magpakilala ng ilang labis na mapagkukunan ng ingay.

Isinasaalang-alang ang buhay ng baterya, maaari kong i-play ng isang buong linggo bago ko muling muling magkarga, ngunit naglalaro lamang ako ng 1 hanggang 2 oras sa isang araw.