Gitaarversterker, buizen met een twist

[b_force]

De trouwe lezers hier weten denk ik wel een beetje dat ik inmiddels al wat gitaarversterkerontwerpjes heb gepost.
De ontwerpjes gaan in het grote ideeënboek totdat er "betere tijden" aankomen.

Echter kan ik soms de rem op mijn creatieve geest moeilijk vinden en zo is er weer een nieuw idee geboren, wat ik graag met jullie wil delen.
Dit idee is ontstaan toen ik een aanbieding bij Feedback zag, dit was een Crate V5 voor 49 euro.
Linkje naar specs: http://www.crateamps.com/products/pindex.php?prodID=1
En plaatjes: http://www.thefret.net/showthread.php/9 ... ods-anyone
Goed, ik heb dat ding even bespeeld en op z'n zachts gezegd klinkt het waardeloos!
Wat moet je dan met zo'n versterker, zullen mensen denken?
Nou, dat ga ik jullie bij deze vertellen.

Hetgeen wat deze versterker waardeloos maakt, zijn de luidspreker (!!) en het gekozen schema (bijgevoegd als pdf)
Wat ik dus heb gedaan is het ding gesloopt en alle bruikbare onderdelen eruit gehaald.
Dat zijn onder andere de trafo, smoorspoel, UGT, EL84, ECC83, wat vermogensweerstanden, elco's, buisvoeten
Dat alles voor 49 euro is werkelijk een koopje (een UGT + twee buisjes is al (veel) duurder).

Nu leek het mij leuk om eens een heel apart versterkertje te ontwerpen.
Simpel, maar toch met voldoende mogelijkheden, eens wat anders dan anders met toch wat leuke aparte functies.
Ik zat wat te bladeren in "Designing Tube Preamps for Guitar and Bass" (AANRADER!!!) en kwam toen op het volgende leuke idee:

Dit is overigens pas een begin en dus een grove schets (aanpassingen moeten nog volgen)

Daar vallen inderdaad direct al heel erg veel dingen op!
Het idee was dus om compact en (relatief) simpel te blijven.
Dit hielt in dat ik maar twee buisvoeten wilde gaan gebruiken.
Je komt dan al heel snel in de standaardcircuitjes terecht met een ECC83/12AX7 en een EL84 (dit zat standaard al in die Crate V5).
Een beetje saai en niet echt bijzonder.

Het leek mij daarom leuk om in plaats van een EL84 een ECL86/PCL86 te gebruiken.
Dit is een buis met een power pentode (een beetje gelijk aan een EL84) en een triode (neigt naar een ECC83).
Als andere buis heb ik gekozen voor een EF86 (of 6J32P).
Het leuke van deze pentode is dat deze ook als triode gebruikt kan worden.
Middels het "morph" circuitje kan dat zelfs traploos worden gedaan!
Op die manier kan dus het karakter van de versterker drastisch veranderd worden.
De triode vormt vervolgens een buffer, met daarna de "tone stack" (kan naar keuze worden ingevuld).
Hierbij is nog een zogenaamd "bootstrap circuitje" gebruikt om nog net iets meer versterking te genereren.

Nu had ik enkel nog iets nodig om mijn zwakke gitaarsignaal te versterker om die EF86 (en buffer) lekker in overstuur te krijgen.
Ik wilde alleen niet nog een buis gaan gebruiken, mede omdat die eerste versterkende trap niet (of amper) bepalend is voor het karakter van de versterker.
Die wordt namelijk gevormd door de buizen die daarna komen.
De eerste trap is enkel nodig om het zwakke signaal te versterken (daarna kun je klankkleur gaan "kneden").
Dat zou dus ook prima kunnen door een opamp of een transistor.
Dat leverde enkel toch niet helemaal het resultaat op wat ik wilde hebben.
De versterking was te laag, extra voeding nodig of de impedantie was te laag (transistor).
Ik vroeg me toen af of het niet handiger zou zijn om een (MOS)fet te gebruiken.
Qua instelling lijkt die namelijk heel erg veel op een buis. Na wat googlen kwam ik op een heel leuk fetje, de LND150.
Deze kan direct worden aangesloten op de voedingrail van de buizen en vraagt maar een paar mA.

De bedoeling is om die LND150 zo'n 50-70 keer te laten versterken.
Volgens mij versterkt hij meer met deze instelling? Naar ik begrepen heb, hangt de versterking af van de "gm".
Hoe is die te vinden, deze staat namelijk niet vermeld in de datasheet?

[Ah!buis]

Gelukkig dat uit de begeleidende tekst blijkt dat het "ding" bedoelt is om rare geluiden voort te brengen
In de datavan dat mosje staat forward transconductance min.1 typisch 2 m "omgekeerde ohm" .
Dus een steilheid van rond 1,5mA/V (eigenlijk mSiemens ).Met 100k (1M vergeten we maar) geeft dat dan 150x .
Hoe had je gedacht dat de triode-helft van de ECL86 ingesteld stond .
Anne

[b_force]

Gelukkig dat uit de begeleidende tekst blijkt dat het "ding" bedoelt is om rare geluiden voort te brengen
In de datavan dat mosje staat forward transconductance min.1 typisch 2 m "omgekeerde ohm" .
Dus een steilheid van rond 1,5mA/V (eigenlijk mSiemens ).Met 100k (1M vergeten we maar) geeft dat dan 150x .
Hoe had je gedacht dat de triode-helft van de ECL86 ingesteld stond .
Anne

Ok, hoeveel wordt die versterking dan zonder elco?
Of moet je dan gewoon helemaal DC instelling van dat ding doorrekenen (dat is voor mij al heel lang geleden dat ik dat gedaan heb )
(De theorie die wij krijgen bij HBO natuurkunde is hier bijzonder beperkt in, dus ik zoek me rot)

Die triode is een andere kwestie, die staat ingesteld door de buis ervoor.
Ik hoor jij nu al denken;"Huh, maar dan neemt hij ook zijn stroom af van de andere buis/instelling?"
Ja dat klopt, dat is juist ook de bedoeling.

Ik kan nu een heel verhaal gaan samenvatten, maar een verwijzing lijkt me hier denk ik makkelijker:
http://www.freewebs.com/valvewizard1/dccf.htm

[Ah!buis]

Die triode is een andere kwestie, die staat ingesteld door de buis ervoor.

Met die koppelcondensator ertussen zeker .
De versterking van die mos zonder C over de 330 ohm,niet zo moeilijk .
Stel 1V in,aan de mos,en 150x dan geeft dat 150V over 100k.Maar door de 330 ohm gaat dezelfde stroom,geeft een spanning (150/100k)x330=1/2V.Je moet dan aan de ingang 1+0,5=1,5V leveren om 150V uit te krijgen,versterking 150/1,5=100x.Iets meer wegens "lui" rekenen (die 1/2V is geen 1/2V )
Anne

[b_force]

Die triode is een andere kwestie, die staat ingesteld door de buis ervoor.

Met die koppelcondensator ertussen zeker .

Woepsie, das een schoonheidsfoutje (scherp gezien trouwens!!)
C6 hoort op een andere plaatsje (voor die potmeter)

100 keer versterking is wel heel erg royaal.
Kwestie van 100k verlagen, of klopt dan de instellingen helemaal niet meer?

[Ah!buis]

Dat ding gedraagt zich als een penthode,de instelling is praktisch onafhangkelijk van de "anode"spanning.
Alleen hoe kleiner de 100k hoe minder spanning er over valt en hoe kleiner de toegelaten uitgangs(wissel)spanning wordt.
Ik zou zeggen neem 47k en doe de rekening 's over,je heb nog een hele zondag
Anne

[b_force]

(zo ingewikkeld is het ook niet, het is alleen ff wat stroef in mijn hoofd)
Nou de versterking van een pentode (en trouwens ook bij een triode) varieert zo'n 75%.
Dat zou betekenen dat ik al naar de 75 keer ga.
Een andere mogelijkheid is gewoon een spanningsdeler inbouwen.
Maar als het niet hoeft, liever niet

[Ah!buis]

Het ging erom dat je die weerstand redelijk vrij kunt kiezen en daarmee de versterking.De speiding bij de MOS is ook van min.1 tot typisch 2 mA/V en meer.
Het verschil met een triode is dat daar de anodestroom flink verandert en de spanning waardoor er dan een aanpassing van de kathodeweerstand nodig is,niet hier net zoals bij een penthode.
Anne

[b_force]

Hier fftjes een update.

Voorlopig hou ik het bij een spanningsdeling.
Met een 47k kom ik ongeveer uit op zo'n 73x versterking.
Dit geeft me echter wat meer vrijheid denk ik.
Dan meet ik wel even wat de versterking daadwerkelijk is.

[b_force]

Beste meester Anne,
Ik heb gisterenavond (ehm nacht) netjes mijn huiswerk gedaan.
Oude dictaten weer vanonder het stof gehaald, biertje erbij gepakt (om de geest wat te verrijken).

Vcc ligt tussen 250-300V
Gain moet zo'n -60x worden.
gm = transductance is minimaal 1,0 miliSiemens en typisch 2,0 miliSiemens.
(laten we uitgaan van 1,5mSiemens)

Eerst gaan we DC instelling bepalen, middels uitgangskarakteristiek van de LND150 (pag 3 eerste figuur)
Daar lijkt mij 3,3mA met een Vgs van 0,5V een mooie waarde.

Ik heb het even opgezocht en de FET staat in de "self BIAS configuration".
Er geldt dus dat Is=Id=3,3mA
Dus Rs = Vgs/Id (moet eigenlijk een min bij, aangezien Vgs negatief is)
Rs = 0,5/3,3m = 150ohm

Voor de spanningsversterking geldt (zonder condensator):

Av = -gm*Rd / (1 + (gm*Rs))
(ik reken de belasting nog even niet mee)

Voor Rd is dus te vinden dat:
Rd = (Av+Av*gm*Rs)/ (-gm)= 49kohm -> 47kohm (geeft een versterking van -58 keer)

Zo goed meneer?

edit:
(Ik denk dat ik dan voor 56k ga)

[Ah!buis]

Wat is da hier in dit forum .Ik word hier versleten voor Paus Jo-Anne,kapitein,meester en meneer ,je zou van minder moe worden en ik ben al zo lui aangelegt .

Je zult je huiswerk over moeten doen .Met die 150 ohm gaat er ong.1mA lopen en ook nog niet ver van de top van z'n mogelijkheden .
Hou het maar bij 330 ohm voor 0,7mA.
Anne

[b_force]

Wat is da hier in dit forum .Ik word hier versleten voor Paus Jo-Anne,kapitein,meester en meneer ,je zou van minder moe worden en ik ben al zo lui aangelegt .

Je zult je huiswerk over moeten doen .Met die 150 ohm gaat er ong.1mA lopen en ook nog niet ver van de top van z'n mogelijkheden .
Hou het maar bij 330 ohm voor 0,7mA.
Anne

Je bijdrage wordt vooral gewaardeerd!


Maar kun je me ook uitleggen waarom ik dat figuur nodig heb en niet het figuur dat ik aangaf?
Ik heb gisteren nog wel tussen die twee zitten twijfelen, maar aangezien de aansluiting in jou figuur anders is, leek me dat niet de juiste.
Dat begreep ik ook van de uitleg van diverse handleidingen via Google (mijn dictaten gaan daar helaas niet over)

Waarom kies je trouwens dan voor 330ohm en 0,7mA?

[Ah!buis]

Snap het niet,die kromme met de Rsource is toch de "selfbias"
Daarmee kun je alleen negatieve voorspaningen krijgen,tot nul met max.stroom van zo'n 1,4mA.
Met 330 ohm zit je mooi in 't midden van de mogelijkheden
Anne

[b_force]

Ja dat snap ik, maar dat zou dan overeen moeten komen met figuur 1?

Ik snap het sowieso niet, want ik heb SPICE model gedownload en gesimuleerd.
De gain klopt prima, alleen DC operating point is daar weer heel anders.
Daar zit ik op ongeveer 1,5mA en Vdc van 0,5V (bij 330ohm)

CODE: Selecteer alles

*LND150 MODEL
*
.MODEL LND150   NMOS (LEVEL=3   RS=150.00          NSUB=5.0E13
+DELTA=0.1      KAPPA=1.O       TPG=1              CGDO=2.1716E-12
+RD=40.0        VTO=-2.0        VMAX=1.0E8         ETA=0.1
+NFS=6.6E10     TOX=1.0E-7      LD=1.698E-9        UO=862.425
+XJ=6.4666E-7   THETA=1.0E-5    CGSO=5.09E-10      L=10.0E-6
+W=600E-6)
.ENDS
*

[Pjotr]

Het maakt allemaal niet zo veel uit Bart, maar kennelijk lust jij hem liever "Hot". Zelf zou ik hem zelfs op een 0,5 mA instellen en dan netjes op een V_drain van 1/2 B+ Aangezien er wat spreiding in die fetjes zit moet je dan de drain weerstand toch experimenteel bepalen in de praktijk.

[b_force]

Het maakt allemaal niet zo veel uit Bart, maar kennelijk lust jij hem liever "Hot". Zelf zou ik hem zelfs op een 0,5 mA instellen en dan netjes op een V_drain van 1/2 B+ voor een symmetrisch clippen. Aangezien er wat spreiding in die fetjes zit moet je dan de drain weerstand toch experimenteel bepalen in de praktijk.

Nou ik begrijp het gewoon niet, dus leg maar uit hoe ik het allemaal kan vinden

De eerste gain stage mag prima gewoon perfect symmetrisch zijn (graag zelfs!)

[Pjotr]

Het maakt allemaal niet zo veel uit Bart, maar kennelijk lust jij hem liever "Hot". Zelf zou ik hem zelfs op een 0,5 mA instellen en dan netjes op een V_drain van 1/2 B+ voor een symmetrisch clippen. Aangezien er wat spreiding in die fetjes zit moet je dan de drain weerstand toch experimenteel bepalen in de praktijk.

Nou ik begrijp het gewoon niet, dus leg maar uit hoe ik het allemaal kan vinden

De eerste gain stage mag prima gewoon perfect symmetrisch zijn (graag zelfs!)

Ja zeg commandant, nou probeer ik te helpen. Ga zelf nadenken zeg, heb jij nou vier jaar HTS?

B.t.w. 150V piek ga je toch niet in het rooster van de opvolgende buis stoppen dus symmetrisch clippen is niet zo relevant. Heb ik ook maar weer weg gehaald.

[b_force]

Het maakt allemaal niet zo veel uit Bart, maar kennelijk lust jij hem liever "Hot". Zelf zou ik hem zelfs op een 0,5 mA instellen en dan netjes op een V_drain van 1/2 B+ voor een symmetrisch clippen. Aangezien er wat spreiding in die fetjes zit moet je dan de drain weerstand toch experimenteel bepalen in de praktijk.

Nou ik begrijp het gewoon niet, dus leg maar uit hoe ik het allemaal kan vinden

De eerste gain stage mag prima gewoon perfect symmetrisch zijn (graag zelfs!)

Ja zeg commandant, nou probeer ik te helpen. Ga zelf nadenken zeg, heb jij nou vier jaar HTS?

B.t.w. 150V piek ga je toch niet in het rooster van de opvolgende buis stoppen dus symmetrisch clippen is niet zo relevant. Heb ik ook maar weer weg gehaald.

Zelf nadenken? Ben al twee dagen bezig!!
HTS natuurkunde is trouwens geen elektrotechniek!!!
Enige wat wij hebben gehad zijn transistor schakelingen (fet hoefde niet, is uit lesstof gehaald) waarbij de DC operating points steeds gegeven werden.
Er is bij ons nooit uitgelegd waar je die punten kiest en waarom.
Daarom vraag ik ook dat ik graag hoor waar je dat kiest en vooral waarom.

Maar anyway
Als ik het goed begrijp, ga jij ook uit van het figuur dat Anne heeft gegeven. (waarbij ik nog steeds niet begrijp waarom je figuur 1 niet kunt nemen)
Jij zou dan gaan voor een Rd van ongeveer 680-820ohm als ik het goed begrijp?

[Ah!buis]

Als SPICE je 1,5mA bij een NEGATIEVE Vgs van 0,5V geeft dan kloppen de gegevens niet .
Een positieve Vgs krijg je niet met een Rsource.
Wat is fig.1 eigenlijk,in mijn datablad is de eerste grafiek voor Output Char's.
Anne

[b_force]

Wat vaag dan, simulatie model komt van Supertex vandaan:
http://www.supertex.com/spice_models.ht ... d=Download

[Ah!buis]

Kan 'r ook niks aan doen
Kijk maar,hoeveel stroom er loopt bij -0,5V
Anne