Sanne - KT88 push-pull eindversterker project

[Leeuwarden]

Te laat, nu denken we het allemaal…

[Rene_Nhz]

Mooi resultaat al.

Als je het vergelijkt met de simulatie in welke trap(pen) zit dan het verschil? Kun je nu nog met simuleren iets verder verbeteren?
Ik neem aan dat je dat het beste zonder nfb kunt vergelijken. Wordt de vervorming 20x zo groot zonder nfb?
Hoe is het met de symmetrie, valt dat nog wat bij te regelen en krijg je dan nog winst?

In hier staat een versterker uitgebreid beschreven waaronder de openloop en fase met stabiliteitsoverwegingen dit zowel onbelast als met belaste uitgang. Misschien wel interessant om ideeën op te doen:
http://nvhrbiblio.nl/biblio/tijdschrift ... 11-OCR.pdf

[Rob Dingen]

Hoi Sander,

Ben Anne wel niet maar zou wat meer realistische waarden nemen voor de 100Meg en 1pf.
Dat is het in real life nooit.
Ik zie ook niets vreemds in de spanningen.
Weet alleen niet of de eerste transistor voor de stroombron goed werkt op zo'n lage spanning, maar neem aan dat je dat apart gesimuleerd hebt.

Rob

[SSassen]

Hoi Sander,

Ben Anne wel niet maar zou wat meer realistische waarden nemen voor de 100Meg en 1pf.
Dat is het in real life nooit.
Ik zie ook niets vreemds in de spanningen.
Weet alleen niet of de eerste transistor voor de stroombron goed werkt op zo'n lage spanning, maar neem aan dat je dat apart gesimuleerd hebt.

Rob

Die R en C van 100Meg en 1pF zijn placeholders, een workaround omdat anders alle in het schema gelabelde spanningen verschuiven als ik ergens een component toevoeg of verwijder in de simulatie. Dit betekent dat ik dan handmatig alle labels weer aan een nieuwe netlist toe mag gaan voegen.

[SSassen]

Als je het vergelijkt met de simulatie in welke trap(pen) zit dan het verschil? Kun je nu nog met simuleren iets verder verbeteren?
Ik neem aan dat je dat het beste zonder nfb kunt vergelijken. Wordt de vervorming 20x zo groot zonder nfb?
Hoe is het met de symmetrie, valt dat nog wat bij te regelen en krijg je dan nog winst?

De stroombronnen zorgen dat voor AC symmetrie gegarandeerd wordt, vandaar ook de twee 1Meg weerstanden vanuit iedere anode weerstand, hierdoor varieert de AC balans naar aanleiding van de spanningsval over de weerstanden, zijn deze exact gelijk dan is de AC spanning 0, anders positief of negatief.

[Ah!buis]

Met de sneltreinvaart dat het hier verandert kun je moeilijk zeggen dat hier een luiaard aan 't werk is
In versie7 waren de eindbuizen nogal verschillend, is in 8 ineens een stuk beter
En zijn de kathodevolgers in ongenade gevallen? Een tijdje ertussenuit geweest, een en ander gemist zeker.
De stroom in U3+U4 wat opgeschroeft, wel goed (meer lineair gebied) maar waarom een 6922 die eigenlijk een voorversterker is.
Het fasedraaien gebeurt al in U5+U6 dus hoeft U3+U4 geen verschilversterker te zijn.Gewoon twee triodetrappen (evt met gemeenschappelijke kathodeweerstand) en dan de twee anodeweerstanden via een trimpot aan de + (de loper), kun je de onbalans van de eindtrap (verschillen in KT88) wegregelen.
Wat meer stroom voor U5+U6 zou ook beter zijn, maar dan heb je een negatieve hulpspanning nodig voor de schakeling bij de kathodes.
Gaat nu net-an, met zo'n kleine 1,5Vp bij de kathodes gaat de spanning over Q1 naar 0,5V, moet kunnen met 1mA.Maar met meer stroom wordt de -Vg minder = lagere kathodespanning en komt, zonder hulpspanning, Q1 in moeilijkheden.
Anne

[SSassen]

Bedankt Anne,

Voor de 6922 zou ik evt. ook een ECC99 kunnen nemen, of een ECC82, of een 12BH7, of wellicht een 6CG7? Als ik beide triodes dan een eigen kathode weerstand geef kan ik ook een extra lokale lus toevoegen door een weerstand, 220K-470K, vanaf de anodes van de KT88’s terug te voeren naar de kathodes van de ECC99/ECC82. Suggesties zijn welkom voor alternatieve benaderingen uiteraard!

De ingangstrap wordt uiteindelijk een cascode, daar heb ik dan wel een extra hulpspanning bij nodig inderdaad, ik heb dat al gesimuleerd en getekend en ook zo opgebouwd, de buisvoet met alle onderdelen zit al in het prototype, zie foto, maar ik heb dit nog niet getest omdat ik eerst de eindtrap + driver goed op de rit wil hebben.

[SSassen]

En zijn de kathodevolgers in ongenade gevallen? Een tijdje ertussenuit geweest, een en ander gemist zeker.

Klopt! Dit is een uitstapje, een soort generale repetitie waarbij ik eerst een simpele versie van de KT88 versterker wil bouwen voordat ik verder ga met het volledig gebalanceerde ontwerp waar we eerder mee gestoeid hebben. De insteek waarmee ik dit uitstapje heb opgepakt is zo simpel mogelijk met maximaal resultaat en met gebruik van normaal verkrijgbare transformatoren etc. (hier de Hammond 378X voedings- en 1650R uitgangstrafo).

[SSassen]

Okay, we zijn inmiddels aangeland bij versie 9.0, waarbij ik Anne z'n advies ter harte heb genomen en de tweede trap veranderd heb naar een tweetal triodes, met als toegift terugkoppeling vanuit de anodes van de KT88's, dit gaf betere resultaten dan zonder deze terugkoppeling. Helaas zijn de resultaten weinig hoopvol, ondanks het feit dat ik de 6922, ECC82, ECC99, en 12BH7 allemaal geprobeerd heb in deze configuratie met uiteraard een zo optimaal mogelijke instelling zijn de resultaten beduidend slechter dan versie 8.0.

De eerste opzet was met de 6922, die zat tenslotte al in het prototype, dus de aanpassingen waren vlot gemaakt, let op dat de labels met een * niet kloppen omdat ik niet voor elke iteratie alle spanningen heb nagemeten.

Schema Versie 9.0 - 6922

Versie 9.0 - THD+N tov. frequentie - 10W/8R - 6922

Versie 9.0 - THD+N tov. uitgangsvermogen (1kHz) in 8R - 6922

De tweede opzet is met de ECC82 waarbij ik de voedingsspanning heb verhoogd naar 400V (iets meer zelfs), let ook hier op dat de labels met een * niet kloppen omdat ik niet voor elke iteratie alle spanningen heb nagemeten.

Schema Versie 9.0 - ECC82

Versie 9.0 - THD+N tov. frequentie - 10W/8R - ECC82

Versie 9.0 - THD+N tov. uitgangsvermogen (1kHz) in 8R - ECC82

De derde opzet is met de ECC99, ik was hier wel hoopvol gestemd omdat de ECC99 veel gebruikt wordt als driver buis voor eindpenthodes, helaas zijn de resultaten ook hier teleurstellend. Wederom heb ik de voedingsspanning verhoogd naar 400V en op basis daarvan een instelpunt bepaald, let ook hier op dat de labels met een * niet kloppen omdat ik niet voor elke iteratie alle spanningen heb nagemeten.

Schema Versie 9.0 - ECC99

Versie 9.0 - THD+N tov. frequentie - 10W/8R - ECC99

Versie 9.0 - THD+N tov. uitgangsvermogen (1kHz) in 8R - ECC99

Als laatste heb ik gekeken naar de 12BH7, wederom een buis die vaak als driver wordt ingezet en veel gelijkenissen vertoont met de ECC99, ook hier zag ik niet de resultaten waar ik op hoopte. Let wederom op dat de labels met een * niet kloppen omdat ik niet voor elke iteratie alle spanningen heb nagemeten.

Schema Versie 9.0 - 12BH7

Versie 9.0 - THD+N tov. frequentie - 10W/8R - 12BH7

Versie 9.0 - THD+N tov. uitgangsvermogen (1kHz) in 8R - 12BH7

Resumerend mag ik denk ik wel stellen dat dit niet het gewenste resultaat gaf en dat deze benadering dus niet de juiste is, of, en dat sluit ik nooit helemaal uit, ik moet iets verkeerd gedaan hebben, b.v. door de keuze voor een sub optimaal instelpunt. Suggesties c.q. op- en aanmerkingen zijn dan ook wederom welkom!

[SSassen]

Zo, op de valreep, want de vrouw wacht met het eten, nog even een meting aan de laatste versie, versie 10, die ik nu heb opgebouwd, langzamerhand wordt het wat!

[Ah!buis]

De terugkoppeling naar de kathode geeft zo maar erg weinig in vergelijking met de stuurspanning op het rooster, stelt niet veel voor.
Vanmiddag ook wat verschillende mogelijkheden bekeken. Eigenlijk zou een triode met een grote µ hier passen, wordt de tegenkoppeling groter. Jammer genoeg gaat dat gepaard met kleinere stromen en, bij grote uitsturing, meer vervorming.
Uiteindelijk kom ik bij de ECC99 terecht, krijg je zoveel tegenkoppeling dat de ingangsgevoeligheid is gehalveerd.
Voor de aardigheid nog een AC-balans regeling, hoewel met de tegenkoppeling zal het verschil tussen beide kanten vanzelf al wel kleiner zijn.
Anne

[Ah!buis]

Plaatje wil er niet bij niet slepen en ook niet "bestand toevoegen" Hier nog 's proberen.
Anne

[SSassen]

Bedankt Anne, ik probeer ‘m morgenochtend gelijk!

[SSassen]

Goed, vanochtend gelijk de soldeerbout opgewarmd en aan de slag gegaan. Helaas laten de metingen niet een significante verbetering zien, versie 8.0, met de 6922 als verschilversterker, geeft toch nog steeds betere resultaten. Ik heb dit hieronder geïllustreerd door de metingen naast elkaar te zetten, zodat in één oogopslag duidelijk is hoe beide benaderingen presteren. Hieronder ook het schema waaraan ik gemeten heb met daarin de gemeten spanningen gemarkeerd met een *. Ik heb ook nog gekeken of het toevoegen van 330K weerstanden tussen de anodes van de ECC99 en de KT88's nog een positief resultaat gaf voor wat betreft de vervorming, dat was helaas niet het geval.

Schema Versie 9.0 Anne - ECC99

Versie 8.0 v.s. Versie 9.0 THD tov. uitgangsvermogen (1kHz) in 8R

Versie 8.0 v.s. Versie 9.0 THD tov. frequentie - 10W/8R

[SSassen]

Okay, versie 10.0, met een cascode in de ingangstrap, is inmiddels opgebouwd en gemeten, e.e.a. is nog niet 100% want de spanningen kloppen nog niet helemaal conform de simulatie (b.v. bij de stroombron bij de ingangstrap) dus ik moet morgen nog even een aantal zaken nalopen en/of weerstanden in de voeding aanpassen. Maar de resultaten zijn significant beter dan versie 8.0, en dit is uiteraard te danken aan de cascode bij de ingangstrap. In het schema zijn de gemeten spanningen wederom met een * ingetekend. Suggesties en/of op- en aanmerkingen zijn welkom!

@Anne, graag jouw ongezouten mening en/of suggesties!

Schema Versie 10.0 - Cascode

Versie 8.0 v.s. Versie 10.0 THD tov. uitgangsvermogen (1kHz) in 8R

Versie 8.0 v.s. Versie 10.0 THD tov. frequentie - 10W/8R

[Jan Deckers]

Volgens mij zit er een kleine tekenfout in. Wat is het nut van C21 op deze manier?

gr

[SSassen]

Volgens mij zit er een kleine tekenfout in. Wat is het nut van C21 op deze manier?

gr

Ja, inderdaad, RC netwerk met C21 zit uiteraard tussen de anodes van de ingangstrap.

[molekuul]

Is in het echt je spanning “-E” wel -10 volt? De spanning boven op R36 kan natuurlijk niet meer negatief zijn dan deze -E.

[SSassen]

Is in het echt je spanning “-E” wel -10 volt? De spanning boven op R36 kan natuurlijk niet meer negatief zijn dan deze -E.

Klopt, deze spanning ligt ergens tussen de -10 en -11 Volt.

[Ah!buis]

Zo, ben er ook weer
Eigenaardig dat versie 9 het slechter doet, er zit dan ong 6dB plaatselijke tegenkoppeling in de eindtrap.
Ik vermoed dat het slechter resultaat komt van de ECC83. Die moet nml twee keer zoveel spanning leveren dan eerst. En de instelling zit in een nogal krom deel van de Ia-Vg zodat meer spanning ook meer vervorming betekend.
Versie 10 moet ik nog 's bekijken.
Anne

[SSassen]

Zo, ben er ook weer
Eigenaardig dat versie 9 het slechter doet, er zit dan ong 6dB plaatselijke tegenkoppeling in de eindtrap.
Ik vermoed dat het slechter resultaat komt van de ECC83. Die moet nml twee keer zoveel spanning leveren dan eerst. En de instelling zit in een nogal krom deel van de Ia-Vg zodat meer spanning ook meer vervorming betekend.
Versie 10 moet ik nog 's bekijken.
Anne

Bedankt Anne, dat snijdt hout zoals wij dat hier in Noordholland zeggen, dank voor de uitleg.

Voor wat betreft versie 10 kunnen we misschien wel toe zonder de negatieve hulpspanning als ik de stroom door de triodes beperk tot pakweg 0.5mA, ik zal dat morgen nogmaals bekijken. Ik was uitgegaan van een negatieve hulpspanning omdat ik dan ook meer stroom door de ingangstrap kan sturen.

Voor wat betreft de ECC83 en jouw voorstel met de ECC99, misschien is een ECC81 dan beter op z’n plaats? Die heeft toch wat meer spierballen dan een ECC83?

[Ah!buis]

Voor wat betreft versie 10 kunnen we misschien wel toe zonder de negatieve hulpspanning als ik de stroom door de triodes beperk tot pakweg 0.5mA, ik zal dat morgen nogmaals bekijken. Ik was uitgegaan van een negatieve hulpspanning omdat ik dan ook meer stroom door de ingangstrap kan sturen.

Zoals je nu hebt gaat er ong 0,5mA door elke triode.Met meer stroom wordt d -Vg van de onderste twee weer te klein, met 0,99V zit je wel tegen de roosterstroomgrens aan.
Waarom zit C20 aan de plus ipv de massa ?
En er is wel iets mis met de spanningen rond Q1Q4. Volgens opgave zou Q1 een Vbe hebben van 1,14V, vermoedelijk moet de basis op -10V zitten, niet 9,43. En E zou dan -11V zijn.

Voor wat betreft de ECC83 en jouw voorstel met de ECC99, misschien is een ECC81 dan beter op z’n plaats? Die heeft toch wat meer spierballen dan een ECC83?

Probleem met een ECC83 in een cascode is dat ie zo weinig kan met weinig spanning.Je hebt hier met 100V en 0,5mA een -Vg van rond 1V.Wil je meer stroom moet de 100V omhoog te koste van de bovenste triode en anodeweerstand.
Een ECC81 kan 60V bij 1mA met rooster op -1V. Geeft meer ruimte, grotere uitgangsspanning mogelijk, maar heb je hier niet nodig met bijv 8Vpiek van versie 9. En versie 10 nog geen 3V zo te zien.
En om in versie 9 de ECC81 te gebruiken, denk niet dat dat winst oplevert, die buis is niet erg lineair.
De opvolger ECC85 is wel wat beter.
Misschien zit er nog wat in om aangepaste versie 9 met een ECC88 te doen, gaat de gevoeligheid wat omhoog = minder eisen aan de eerste trap.
Anne

[SSassen]

Waarom zit C20 aan de plus ipv de massa ?

Da's voor een betere PSRR, immers de rimpel op de voeding komt via C20 direct op de roosters van de triodes en op de anodes zul je dus deze rimpel in tegenfase terugzien, de optelsom van beide is dan natuurlijk een significante verbetering van de PSRR.

Misschien zit er nog wat in om aangepaste versie 9 met een ECC88 te doen, gaat de gevoeligheid wat omhoog = minder eisen aan de eerste trap.

Laten we dat gewoon proberen, simpelweg om het feit dat we, als het niet het gewenste resultaat geeft, deze optie weg kunnen strepen. Als jij een net instelpunt kunt bepalen dan maak ik de aanpassingen in de versterker en doe weer een aantal metingen.

P.s. inmiddels ben ik aan het stoeien met een laagfrequent oscillatie die optreedt nadat de versterker is opgewarmd (na een paar minuten) en de spanningen zijn gestabiliseerd, de kathode spanning van de onderste ECC83 staat heen en weer te klapperen, waarschijnlijk een wisselwerking tussen de negatieve hulpspanning (een simpele diode+RCRCRC) en de hoogspanning? Zie plot hieronder, enig idee hoe ik dit op kan lossen? Ik heb al wat dingen geprobeerd, echter zonder succes.

[SSassen]

Ter info, het schema van de voeding van de versterker, de transformator is een Hammond 378X, zie afbeelding. De hoogspanningswikkeling is 800V CT, dus 400-0-400 maar met een 50V hulpwikkeling in één van de 400V wikkelingen. Ik gebruik een spanningsverdubbelaar + RCRC voor de negatieve bias voor de KT88 buizen, en een simpele diode + RCRC (Rvar1+Rvar2 is een 25K potmeter) voor de negatieve hulpspanning voor de ingangstrap. Volgens mij gaat dat goed zo, of ik moet iets over het hoofd hebben gezien?

[metabaron]

Snubber over hoogspanningsdiode?