Buizenversterker ontwerpen voor school

[hanselchen]

Studie-tip:
https://www.valvewizard.co.uk/:

[Robert Gribnau]

Ja, dat instelbaar maken van de roosterspanning zie ik vaak voorbij komen inderdaad.
Maar, bedoelt men daarmee bij een kathode weerstand, dat dat een potmeter wordt??

Deze reactie zullen velen vast als 'lullig' aanmerken maar in mijn wereld zou een HBO'er Elektrotechniek zich eerst eens moeten inlezen voordat hij/zij aan een project als de jouwe begint. Alleen een 'loadline simulator' gebruiken en op meerdere forums (in mijn ogen beschamende) vragen stellen, is echt niet voldoende om een (buizen)versterker te ontwerpen, wat wel blijkt uit jouw vraag over hoe negatieve roosterspanning zoal valt te bereiken.

[timpert]

... 'lullig' ...

En een beetje overbodig, want hij heeft al aangegeven dat te gaan doen.

[hanselchen]

Eens met Robert; Mijns inziens wordt een buizenproject als dit door de TS hopeloos onderschat,
mede door gebrek aan theoretisch & praktisch inzicht (én teveel leunen op simulatieprogramma's).
Eerlijk gezegd zie ik dit geen succesverhaal worden. Niet negatief bedoeld overigens!
En tot nu toe is er nog geen solderbout aan te pas gekomen geloof ik, dat gaat nog wat worden...
Een goed ontworpen & gedocumenteerde buizen-kit zou hier een betere optie kunnen zijn, en ik vrees nog steeds een 'uitdaging'.

[Leemhuis01]

Beste allen,

Zoveel leun ik nou ook weer niet tegen de simulatie aan hoor.
En enige ervaring en kennis heb ik ook wel.
Al ruim 4 jaar repareer/restaureer ik buizen apparaten in mijn vrije tijd. van TV's tot radio's
Daarvoor heb ik al veel kennis opgedaan. van forums en literatuur.

Alleen nu wil ik wat gaan ontwerpen.
En dan ben je iets meer kennis nodig.
Mijn project is in principe gebaseerd op 80 uren.
Dat geeft niet veel werkruimte.
Daarbij hebben mijn docenten mij verteld dat ik het wiel niet opnieuw uit hoef te vinden.
Dus mag ik verschillende hulpbronnen gebruiken waaronder hobbyisten.
Ook mijn docent helpt mee, die heeft alleen 0 ervaring met buizen.
Maar wel elektronica.
Ikzelf zie dit project wel succesvol in, omdat er op het internet genoeg mensen met kennis zijn te bereiken.
Die mij de nodig dingen kunnen uitleggen/vertellen.
En ik een grote wil heb in het succesvol afronden van dit project.

Dus, om weer terug te komen op mijn project:
Ik heb de literatuur bestudeerd.
En nu heb ik het volgende bedacht.
Is dit wat? of kan ik beter wat aanpassen?

[democles]

Misschien kun je ook omschrijven wat je gedachte was om te komen tot deze tekening.

[Leemhuis01]

owja, hahaha
dat is wel makkelijk.

Met de potmeter van 1K kun je dan het instelpunt veranderen van de buizen. (ingesteld op 540 Ohm voor de 45mA)
En met de potmeter van 500 Ohm kun je bias regelen, mochten de buizen niet 100% gelijk zijn.
En met de 10 ohm weerstanden kun je mooi de stroom meten.

[Robert Gribnau]

Ik neem maar even aan dat Vg2 = 425 V (n.b.: de hoogte van Vg2 bepaalt samen met Vg1 de hoogte van de anodestroom; de hoogte van Va is tamelijk onbelangrijk voor de hoogte van de anodestroom).

Door de spanningsval in de kathodeleiding zal de spanning tussen het schermrooster (g2) en de kathode een stuk lager zijn dan 425 V.

Ik weet niet zeker wat je bedoelt met "ingesteld op 540 Ohm voor de 45 mA". Ik neem maar even aan dat met 45 mA wordt bedoeld 45 mA anodestroom per EL34 en dat die 540 Ohm de totale weerstand is in de kathodeleiding.

Kijk nu eens naar de curven op bladzijde C1 van deze Mullard datasheet voor de EL34: https://frank.pocnet.net/sheets/129/e/EL34.pdf

Bedenk nog dat je Ia en Vg1 voor andere waarden voor Vg2 dan de drie weergegeven curven (dus voor 400 V, 325 V en 250 V) kan bepalen door zo'n curve in zijn geheel wat naar rechts (voor lagere Vg2) of naar links (voor hogere Vg2) te verschuiven. Hou ook in de gaten dat Va en Vg2 de voltages zijn tussen anode c.q. schermrooster en kathode.

Ik kom dan bij 45 mA per EL34 uit op een bias van ongeveer -33 V bij een spanning tussen het schermrooster en kathode van ongeveer 425 - 32 = 393 V. Maar als de totale weerstand in de kathodeleiding 540 is, zou de spanningsval over die totale weerstand zijn V = I x R = (2 x 0,045) x 540 = 48,6 V. En dat is natuurlijk een veel hoger voltage dan die 33 V uit de grafiek. De berekende (?) totale weerstand van 540 Ohm is dus foutief, want veel te hoog. Er zal met die waarde veel minder anodestroom gaan lopen dan de beoogde 2 x 45 mA.

Als je met die 540 Ohm de waarde van de instelpot van 1K bedoelde, is de fout natuurlijk nog veel groter omdat de totale weerstand in de kathodeleiding dan ruim 815 Ohm zou zijn (wat neerkomt op 1640 Ohm per EL34, inclusief de 10 Ohm weerstand).

In deze berekeningen heb ik de invloed van 2 x Ig2 op de spanningsval over de weerstand in de kathodeleiding niet meegenomen. Maar die 2 x Ig2 zullen in werkelijkheid wel meetellen qua spanningsval. Deze berekeningen zijn dus niet volledig realistisch. Maar als de 45 mA per EL34 inderdaad alleen de anodestroom is, zal de spanningsval door de bijkomende 2 x Ig2 alleen maar groter zijn. Dus de waarde van 540 Ohm (of hoger) voor de totale weerstand in de kathodeleiding blijft ook dan foutief want veel te hoog.

[Leemhuis01]

Ja, ik zie het nu.
Ik heb een fout gemaakt met de waardes.
De bedoeling was om 800 ohm per eindbuis te hebben.
Met het idee van -36 volt bias,
R=U/I=36/0,045 = 800Ohm
Maar ik zie nu ook dat ik dat helemaal verkeerd heb gedaan en bedacht.

Dit moest ik dus nog simuleren uiteindelijk.
Dus ik was er wel achter gekomen uiteindelijk.
Maar weer bedankt

Ik zal morgen mijn best eens doen om dit te verbeteren zodat het klopt.
Bedankt voor alle info, en het zien van de fout.
Ik ga hier wat mee doen

[Muug]

Dat komt wel in orde joh. Waar een wil is, is een weg.

[hanselchen]

Ik weet dat Keulen en Aken niet in één dag zijn gebouwd, maar ik raad je aan om niet wéken aan een stuk over de instelling van de eindbuizen te blijven mijmeren. Houd je aan de gestelde richtlijn van 80 uren en stel een tijdsplan op (plannen is ook een deel van een project en je mag voor jezelf mits goed onderbouwd laten we zeggen er 20 procent overheen gaan). Stel een doel;
bijv. 20 uren concept maken, 20 uren proefopstelling met eventueel modificaties, 25 uren bouwen en testen, 15 uren evaluatie en proefschrift.
Ik vrees dat je nu al op de helft van de tijd zit, zonder dat je nog enig idee hebt wat je gaat bouwen.
Nogmaals niet negatief bedoeld!

Mag ik je (nogmaals) een goedbedoeld stukje advies geven;
1- Neem een bestaand beproefd recept en probeer dit concept/schema te 'reverse engineeren' .
2- Dan kijken of er ruimte is voor verbetering, cq. pas je eigen (favoriete) componententen toe, indien mogelijk
3- Bouw het geheel op een plankje en start de metingen of de theorie overeen komt met de werkelijkheid, maw. HET leermoment.
4- Nu begint het zaag- en boorwerk voor een funcionele behuizing (mooi is meegenomen, niet vereist voor een studieproject) voor de presentatie van je werkstuk, demonstratie én het toekomstige luistergenot.
Neem bijvoorbeeld de Anastasia van Triodedick, goed en niet té complex:
http://www.triodedick.com/annastasia/an ... rker_1.gif
http://www.triodedick.com/annastasia_deel_1.htm
Dan de EL34's toepassen (ja dat gaat werken!) in dit concept mbv. de datasheet:
https://frank.pocnet.net/sheets/128/e/EL34.pdf
https://frank.pocnet.net/sheets/129/e/EL34.pdf
In dit stadium kun je overwegen om de eindbuizen in UL of eventueel in penthode modus te schakelen, ligt erook aan welke eindtrafo je gaat toepassen.
Succes!

[Pjotr]

+1 (100 x)

Het is heel simpel: Al doende leer je! En daarbij hoef je niet gelijk met fouten te beginnen. Dus neem een overzichtelijk beproefd ontwerp. De voldoening als dat werkt is al groot dan en aan verdere perfectie kun je je hele leven nog besteden...

[Henkjan]

...
Maar ik zie nu ook dat ik dat helemaal verkeerd heb gedaan en bedacht.

Dit moest ik dus nog simuleren uiteindelijk.
...

eerst goed uitdenken inderdaad, pas als je het snapt en het idee goed in je hoofd hebt, pas dan gaan simuleren.

simuleren kan zeker helpen meer inzicht te krijgen, maar de basis moet al goed in je hoofd zitten

[Pjotr]

Precies Henkjan! Simuleren is niet veel anders dan een rekentool en bespaart je vaak veel soldeer en meetwerk. Als je het goed doet laat het de uitkomst zien van wat jij bedacht hebt. Het doet nooit het denkwerk voor jou! Als je de onderliggende basisprincipes niet beheerst en kunt toepassen, hoef je aan simuleren niet te beginnen. Ik heb wel het idee dat Nick dat wel door heeft

[Robert Gribnau]

Ik weet dat Keulen en Aken niet in één dag zijn gebouwd, maar ik raad je aan om niet wéken aan een stuk over de instelling van de eindbuizen te blijven mijmeren. Houd je aan de gestelde richtlijn van 80 uren en stel een tijdsplan op (plannen is ook een deel van een project en je mag voor jezelf mits goed onderbouwd laten we zeggen er 20 procent overheen gaan). Stel een doel;
bijv. 20 uren concept maken, 20 uren proefopstelling met eventueel modificaties, 25 uren bouwen en testen, 15 uren evaluatie en proefschrift.
Ik vrees dat je nu al op de helft van de tijd zit, zonder dat je nog enig idee hebt wat je gaat bouwen.
Nogmaals niet negatief bedoeld!

Mag ik je (nogmaals) een goedbedoeld stukje advies geven;
1- Neem een bestaand beproefd recept en probeer dit concept/schema te 'reverse engineeren' .
2- Dan kijken of er ruimte is voor verbetering, cq. pas je eigen (favoriete) componententen toe, indien mogelijk
3- Bouw het geheel op een plankje en start de metingen of de theorie overeen komt met de werkelijkheid, maw. HET leermoment.
4- Nu begint het zaag- en boorwerk voor een funcionele behuizing (mooi is meegenomen, niet vereist voor een studieproject) voor de presentatie van je werkstuk, demonstratie én het toekomstige luistergenot.
Neem bijvoorbeeld de Anastasia van Triodedick, goed en niet té complex:
http://www.triodedick.com/annastasia/an ... rker_1.gif
http://www.triodedick.com/annastasia_deel_1.htm
Dan de EL34's toepassen (ja dat gaat werken!) in dit concept mbv. de datasheet:
https://frank.pocnet.net/sheets/128/e/EL34.pdf
https://frank.pocnet.net/sheets/129/e/EL34.pdf
In dit stadium kun je overwegen om de eindbuizen in UL of eventueel in penthode modus te schakelen, ligt erook aan welke eindtrafo je gaat toepassen.
Succes!

Net als Pjotr helemaal mee eens.

Als amateur (ik ben een inmiddels vroeg gepensioneerd jurist, maar heb voor mijn studie rechten eerst wel een maand of vier Elektrotechniek aan de TU Delft gestudeerd, waar ik om een verkeerde reden mee ben gestopt, iets waarvan ik pas vele jaren later begreep waarom die reden verkeerd was...) heeft het mij een enorme veelvoud aan 80 uren gekost om te komen waar ik nu ben (en er is nog zo veel meer te leren...). Misschien is het bekijken van deze versterker (naar een ontwerp van Menno van der Veen), en nog gebouwd in mijn 'breadboard' periode, ook nuttig:

http://otl800.blogspot.com/2015/02/vers ... 7a-dc.html

Deze versterker werkte echt prima, ondanks de 'breadboard style", maar is in deze vorm zeker niet aan te raden als je kinderen en/of huisdieren hebt...

De link naar de site van Menno van der Veen werkt niet meer. Ik denk dat hij de VDV-GIT80 uitgangstransformatoren inmiddels niet meer verkoopt.

Noot 1: De 6,3 V wikkelingen in het schema van de voeding zijn niet geaard getekend maar waren in werkelijkheid (natuurlijk) wel geaard.

Noot 2: De versterker had voor elk kanaal een eigen voeding.

[timpert]

Hier nog wat ontwerpen om je tanden in te zetten: https://www.bonavolta.ch/hobby/en/audio/el34.htm

[Jan Geert]

De link naar de site van Menno van der Veen werkt niet meer. Ik denk dat hij de VDV-GIT80 uitgangstransformatoren inmiddels niet meer verkoopt.

Ik zag dat het project nog wel op zijn site staat, maar in pdf vorm:

https://www.mennovanderveen.nl/index.ph ... et-project

En ook leuk: er staat een gebouwde van der Veen projectversterker te koop op MP:

https://www.marktplaats.nl/v/audio-tv-e ... 572d4619e#

Dat zou best een leuk schoolproject zijn omdat je heel veel topologien kan proberen een doormeten.

[timpert]

En ook leuk: er staat een gebouwde van der Veen projectversterker te koop op MP:

https://www.marktplaats.nl/v/audio-tv-e ... 572d4619e#

Dat zou best een leuk schoolproject zijn omdat je heel veel topologien kan proberen een doormeten.

Mooie vondst! @ Nick, sla je spaarvarkentje stuk en koop dat ding!

[hanselchen]

Inderdaad! Dit aanbod is een lot uit de loterij en een zeer bruikbaar platform voor een studieproject.

[democles]

We houden je in de gaten

https://www.diyaudio.com/community/thre ... gn.395979/

https://www.nfor.nl/index.php?id=328005

[Robert Gribnau]

Menno van der Veen verkoopt de VDV-GIT80-t, een nieuwere versie (als ringkern uitgevoerd) van de VDV-GIT80. Zie: https://www.mennovanderveen.nl/index.ph ... 0-t-detail

Maar voor alleen twee uitgangstransformatoren ben je dan al Euro 309,76 (exclusief verzendkosten) kwijt. Ik sluit me daarom aan bij wat Jan Geert en timpert al schreven. Als je de versterker op Marktplaats voor de aangegeven Euro 400,-- (of zelfs wat meer) kan kopen, zou ik dat zeker doen.

Over de links van democles. Deze ontbrak nog:

https://www.buizenradioclub.nl/forum/ze ... oolproject

Lijkt me dat er flink wat uren in alleen al de vier (of nog meer?) forums gaan zitten.

[Leemhuis01]

Dat klopt, er gaan behoorlijk wat uren in zitten.
Maar het is ook wel een interessant project.
Dus een beetje vrije tijd investeren is ook niet heel erg.

Maar goed, ik ben nu op het volgende gekomen voor de bias:

Wat denkt men hier van deze schakeling?

[Robert Gribnau]

Met de instelpot op 0 Ohm is de totale weerstand (exclusief de 10 Ohm weerstanden) in de kathodeleiding 270 + 75 = 345 Ohm. Dat vertaalt zich (inclusief de 10 Ohm weerstand) naar 690 + 10 = 700 Ohm per EL34. Dat lijkt mij nog steeds veel te veel. Ia + Ig2 zullen per EL34 daarom onnodig laag zijn.

Wederom de link naar de Mullard datasheet voor de EL34: https://frank.pocnet.net/sheets/129/e/EL34.pdf

Zie op bladzijde D2 de twee ultra-lineair instellingen met Vb = 430 V (dus vrijwel gelijk aan jouw Vb = 425 V). Elke EL34 heeft daar een eigen kathodeweerstand van 470 Ohm. Als je daar een gemeenschappelijke kathodeweerstand voor zou gebruiken (zoals jij beoogd), zal de waarde de helft van die 470 Ohm zijn, dus slechts 235 Ohm.

In jouw opzet moet je dus niet veel hoger komen te zitten dan die 235 Ohm, terwijl zoals al gezegd die weerstand in jouw opzet op zijn laagst (dus met de instelpot op 0 Ohm) al op effectief 350 Ohm zit.

Mogelijk dat je beoogd om de EL34 erg koud in te stellen. Maar ik zou echt niet weten waar dat goed voor zou zijn. De buizen zullen met kathodebias in klasse AB werken (wat neerkomt op werken in klasse A totdat het ingangssignaal een bepaalde grens overschrijdt). Hoe heter je ze instelt (natuurlijk tot een bepaalde grens, wat wel de grens in de Mullard datasheet zal zijn) hoe meer vermogen ze in klasse A leveren (of wat anders gezegd: hoe later ze in klasse B gaan werken). Ook zal het maximale uitgangsvermogen beduidend hoger zijn bij 'hete' instelling.

[Leemhuis01]

Ja, dat klopt dat staat in die datasheet.

Maar eerder in dit draadje heb ik een belastingslijn getekend.
In die datasheet word een Ra-a gebruikt van 5K. en dat heeft mijn trafo niet.
Dus moet ik het wat anders gaan doen. Want mijn trafo heeft een Ra-a van 3K5.

Dus heb ik een instelpunt gekozen van Ua=425V en Ia=45mA.
Daar moet ik dan een bias bij hebben van ongeveer -36 volt.
En dus moet ik de weerstand hebben van 36/0,045= 800 Ohm
En daar heb ik het schema op getekend.
Want 2X270 + 2x50 + 100 + 50 + 10 = 800 Ohm.
en die 2X is dan om dat daar 2X de stroom loopt.

Of beredeneer ik hier nu iets verkeerd?

[Robert Gribnau]

Ik kom uit op 700 Ohm per EL34 als de instelpot op 0 Ohm staat ingesteld. Vanaf massa lopen er twee wegen van ieder 50 + 100 Ohm = 150 Ohm naar de instelpot. Die twee wegen staan parallel dus de resulterende weerstand is 75 Ohm. Die 75 Ohm + de 270 Ohm geeft 345 Ohm. De twee 10 Ohm weerstanden tellen dan nog niet mee. Die 345 Ohm vertaalt zich naar 2 x 345 = 690 Ohm per EL34. Daar moet dan nog 10 Ohm bij worden opgeteld. Elke EL34 ziet dan 700 Ohm in zijn kathodeleiding.

Jouw bias van -36 Volt zou betekenen dat de spanning tussen schermrooster en anode een fractie minder is (door wat spanningsverlies in de uitgangstrafo) dan 425 - 36 = 389 V. Als ik dan (weer) kijk naar de curves op bladzijde C1 van de Mullard datasheet voor de EL34, kom ik bij Vg2-k = 389 en een bias van -36 V niet uit op 45 mA anodestroom per EL34, maar op iets van 30 mA anodestroom per EL34. Bij die ongeveer 30 mA anodestroom per EL34 loopt er ongeveer 5 mA aan schermroosterstroom per EL34. De totale stroom per EL34 komt dan op ongeveer 35 mA. De spanningsval die 35 mA over 700 Ohm veroorzaakt, zou slechts 24,5 V zijn. Dat is niet te rijmen met jouw 36 V.

Ik krijg de indruk dat je (in ieder geval) geen rekening houdt met het spanningsverlies in de kathodeleiding. Door dat spanningsverlies wordt de spanning tussen schermrooster en kathode een stuk lager dan de voedingsspanning. Loadline simulators en curvenscharen in datasheets nemen dat spanningsverlies niet mee (want die gaan uit van 'fixed bias', een methode van bias waarbij de negatieve voorspanning apart aan de stuurroosters wordt aangelegd, en waarbij de kathoden rechtstreeks aan massa liggen).

Dat van die lage Raa (3K5) was me ontgaan, maar dat doet niet af aan deze berekening.