Compacte buizenversterker 2.1

[mtb]

Netjes getekend Willy, ziet er nu meer zoals de meeste buizenversterkers uit.
Zou je voor R25 niet een instelpot nemen, zodat je de tegenkoppeling kan instellen?
Verder kan je de stopweerstanden R3/16 beter zo dicht mogelijk bij de roosters zetten dus na het ST-netwerk.
En eventueel een paniek-C'tje tegen oscilleren op je bedrading, ik heb er met mijn print overigens geen last van!
Ik ben blij dat je de uitleg van Anne begrijpt, ik redeneer iets anders vanuit mijn IC-ontwerpachtergrond.
Dit is overigens de enige "echte" fasedraaier, bij de rest moet je de balans bijregelen of ze zijn niet gelijk belast en zijn gevoelig voor voedingsbrom.
Het heeft geloof ik wel even geduurd, voordat ze dat in de buizenwereld doorhadden, een "pure" uitvoering is een hoge weerstand naar een grote negatieve voedingsspanning i.p.v. de FET-stroombron, die je in veel "Hi-End" ontwerpen tegenkomt, maar die je vaak ook moet instellen voor de juiste balans.
Dat van die super-triode zal ik t.z.t. eens simuleren, want het lijkt mij ook anode-tegenkoppeling waardoor je de versterking alleen maar vermindert.

[Willy_61]

Zou je voor R25 niet een instelpot nemen, zodat je de tegenkoppeling kan instellen?

Is gebeurd, ook al een paar keer aan gedacht, toch zeker handig voor de testfase.

Verder kan je de stopweerstanden R3/16 beter zo dicht mogelijk bij de roosters zetten dus na het ST-netwerk.

Ik heb de weerstanden R3/16 tegen het stuurrooster geplakt en laat die nu ook zitten wanneer in ST-bedrijf, die 1K gaat geen verschil maken. Weerstanden R4/16 komen nu niet meer zoals in het originele ontwerp rechtstreeks aan de stuurroosters maar achter R3/16.

En eventueel een paniek-C'tje tegen oscilleren op je bedrading

Wat bedoel je juist?

...het lijkt mij ook anode-tegenkoppeling waardoor je de versterking alleen maar vermindert

Volgens verklaringen van MennoVDV zou het uitgangsvermogen gelijk blijven aan dat van UL, zie zijn uitleg. De test zal het uitwijzen. Wel wordt het nog een beetje zoeken naar de juiste weerstandswaarden van R30/32, die de verlaagde ingangsimpedantie van de eindbuis moeten compenseren, en R31/33.
Het aangepaste schema:

Ik heb het resultaat van UL eens beluisterd en ben aangenaam verrast. Ik was al vrij tevreden over de klankkwaliteit maar dit verschil is wel overduidelijk. Het laag is sneller bij laag volume hoorbaar en klinkt strakker, zonder UL klonken de bassen meer "uitdeinend". De hoge tonen hebben meer detail en klinken zuiverder.
Ik denk dat we op de goede weg zijn

[Ah!buis]

Met die tegenkoppeling wordt de ingang een stuk ongevoeliger.
Ook de ingangsimpedantie van de eindtrap gaat flink naar beneden, zou de koppel C's groter moeten.
Door ze verderop te zetten hoeft 't niet.De C aan de anode vd eindbuis hoeft niet meer, 2M2 extra maakt tov de 100k anodeweerstand triode nauwelijks wat uit.
Anne

[Willy_61]

Update: hoortest SuperTriode
Net de hoortest uitgevoerd met R30/R32=82k en R31/R33=2M2 +10n tussen a en g1.
Eerst heb ik de balans moeten corrigeren, er valt me net te binnen dat R32 niet 82 maar 100k moest zijn, dat is waarschijnlijk de reden vd onbalans.

Ik moet het volume verder opendraaien voor ie clipt (ca. 22Vpp out) maar dat heeft waarschijnlijk met R30/32 te maken waarvan de waarde nog nattevingerwerk is. Als ik het geluid vergelijk met oorspronkelijk ontwerp en UL dan komt het zowat overeen met UL, ...ik had er meer van verwacht.

Ik zal morgen de R32 voorzien van 100k, misschien maakt dat wel het verschil.
Voor de rest geen problemen ondervonden: niks oscillatie, ruis is gedaald tot enkele mV met volume open en ingang stil, geen brom.

Anne, heb net gemerkt dat je gepost hebt, je voorstel zal ik morgen mee implementeren bij de volgende test. Ik kijk er al naar uit

ter info: de testen zijn uitgevoerd met de Edcor als UGT, die hing er nog aan, zal het morgen na de geplande test ook eens uitvoeren met de ELA-100V.

[mtb]

Je kan voor de ST-jumpers gewoon 2-pens gebruiken.
C8 is het "paniek" C'tje zoals je wel vaker ziet in versterkers, als ie toch oscilleert ondanks alle mooie ideeën: gewoon een C'tje erover!
Ik heb de opslingering in het hoog verder bekeken en een aanzienlijke vermindering van 18dB wordt bereikt door "harder" en symmetrischer tegen te koppelen:

De ingangs- en Miller-capaciteit van de triode blokkeren de tegenkoppeling in het hoog door de hoge weerstand R12, die zo hoog is vanwege de DC-balans.
Ra is een factor tien lager voor de AC-tegenkoppeling en Ca zorgt voor dezelfde DC-balans met R12, die nu aan massa ligt net als R9.
Waarschijnlijk zijn C8 en CR26 nu niet meer nodig of kunnen een stuk lager.
Zie de bijlage voor de sim-files: CTA2e is zonder en CTA2f is met de nieuwe tegenkoppeling.
Volgens Menno zorgt de ST-tegenkoppeling voor hetzelfde maximale uitgangsvermogen als met UL (ca.-30%) en dus niet hetzelfde als met pentode!, maar het is interessant om verder te onderzoeken/simuleren.

[Willy_61]

Overzicht van 20 verschillende configuraties met EL34:

- P@1kHz = Pmax vd configuratie tegen de clipgrens aan
- F-3L = ondergrens bij -3dB
- F-3H = bovengrens bij -3dB
- Zout = uitgangsimpedantie vd versterker op de uitgangsklemmen
- Gain = effectieve versterking van in tot uit, belast met dummyload van 4ohm

Ik laat de ST even terzijde vermits niet duidelijk beter in deze configuratie. Ik postte het overzicht van Menno hier om even het verschil tussen de uitvoeringen te illustreren, die hij gemeten heeft bij zijn "universele versterker met EL34". Als het gaat over afgegeven vermogen zijn pentode, UL en ST ongeveer gelijk, maar niet de versterking (wat ik niet goed versta, ik zou denken dat dat recht evenredig zou zijn, tenzij hij enkel de versterking vd eindtrap bedoelt).

Ik ga nu de karakteristiek opmeten voor UL en daarna pentode- en UL-meting met de gewijzigde tegenkoppeling toegepast.
P.S. volgende testen worden enkel nog uitgevoerd met de ELA-100V

[OpaBert]

Bedankt Willy voor deze tabel
Er hoort denk een heel verhaal voor uit de bladzijde 1 tot 292 uit het boek waar deze tabel uit komt
is dat boek ergens ter inzage ?
Misschien kan je een kleine verduidelijking geven met verklaring en doel van deze tabel
ik bedoel te zeggen dat er zoveel dingen varabel in een versterker
Welke UGT is gebruikt, de Uitganggs imp van de eindversterker , etc.
Alvast bedankt voor je antwoord
Groet
Bert

[mtb]

Als het gaat over afgegeven vermogen zijn pentode, UL en ST ongeveer gelijk, maar niet de versterking (wat ik niet goed versta, ik zou denken dat dat recht evenredig zou zijn, tenzij hij enkel de versterking vd eindtrap bedoelt).

Bedoeld wordt het maximale uitgangsvermogen, bij buizenversterkers kan je er van uitgaan dat die bij ca. 10% vervorming gemeten wordt.
Bij "super"-transistorversterkers met een THD van bijv. maar 0,01% bij 1W, moet je uitgaan van 1% omdat dat meteen veel "gemener" klinkt.
Door de lokale tegenkoppeling op het scherm- en/of stuurrooster verminder je de versterking van de eindtrap, zodat je de ingangsspanning moet opschroeven om dezelfde uitgangsspanning/vermogen te krijgen.
Ik heb de verschillende configuraties gesimuleerd:

Van links naar rechts pentode, UL, UL met t.k. en triode.
Je ziet de steilheid (maat voor de versterking) duidelijk afnemen van 6mA/V bij pentode tot 2mA/V bij triode en UL is iets beter met 3mA/V.
UL met t.k. is vrijwel hetzelfde als triode en zou meer uitgangsvermogen kunnen leveren, maar dat is met dit model niet te simuleren.

[Willy_61]

Er hoort denk een heel verhaal voor uit de bladzijde 1 tot 292 uit het boek waar deze tabel uit komt
is dat boek ergens ter inzage ?

Het is uit het boek "High-End Buizenversterkers 2" van Menno van der Veen, gekocht bij Elektor.
Menno heeft er een gans hoofdstuk aan gewijd: een universele versterker met een universele UGT (een dure ringkern met zelfs een CFB=CathodeFeedBack wikkeling --> zie: VDV-GIT80: Universele uitgangstransformator voor buizenversterkers) waarmee hij al de combinaties van de tabel heeft samengesteld en uitgetest. Alle combinaties worden in het boek besproken.

Nota voor de tabel:
- P@1kHz = Pmax vd configuratie tegen de clipgrens aan
- F-3L = ondergrens bij -3dB
- F-3H = bovengrens bij -3dB
- Zout = uitgangsimpedantie vd versterker op de uitgangsklemmen
- Gain = effectieve versterking van in tot uit, belast met dummyload van 4ohm

Het boek is alleszins het geld waard, voorzien van zeer veel schema's en begrijpelijk uitgelegd, al zijn er nog veel dingen die ik nog onvoldoende snap, maar dat ligt aan mij en mijn langzaam verminderende geheugencapaciteit ik zou er gerust een aantal gigabytes willen bijsteken...

update 22/11: zie hierboven betreffende universele UGT

[Willy_61]

Ik heb de modificatie die Michiel voorstelde -om de tk bij UL werkende te krijgen- toegepast en de karakteristieken opgemeten:

= input 100mV - tk R25=100ohm ~ 1Vpp/1kHz out

= input 100mV - tk R25=22ohm ~ 2Vpp/1kHz out

Morgen ga ik nog bepalen wat de max. ingangspanning is tegen de clipgrens (ca. 22Vpp out), misschien kan de tk dan terug wat hoger dan 22 ohm.
Ik moet ook rekening houden met de "LM1036-toonregeling" die nog voor de amp komt.

[OpaBert]

Het is uit het boek "High-End Buizenversterkers 2" van Menno van der Veen, gekocht bij Elektor.
Menno heeft er een gans hoofdstuk aan gewijd: een universele versterker met een universele UGT (een dure ringkern met zelfs een CFB=CathodeFeedBack wikkeling) waarmee hij al de combinaties van de tabel heeft samengesteld en uitgetest. Alle combinaties worden in het boek besproken.

[mtb]

Gefeliciteerd Willy, dat ziet er prima uit!
22Vpp in 4Ω7 is 13W!, zal bij 100Hz wel wat minder zijn, dat zal je eens moeten bekijken, want in het laag heb je het meeste vermogen nodig.
Een versterking van ca. 10x met t.k. gaat net, je hebt dan 2V2pp-in nodig voor het maximale vermogen en de LM1036 kan 0V8rms=2V26pp leveren, maar wat minder t.k kan geen kwaad en ziet er trouwens ook nog beter uit!

[Willy_61]

Ik heb net de test uitgevoerd van de CTA2 in UL met tk=100 ohm en dummyload=4,7 ohm, resultaat:
- bij 1kHz opengedraaid tot net geen clipping: 21Vpp out ~ 12W en hiervoor 1,5Vpp input nodig
- frequentie naar beneden gedraaid tot begin kernverzadiging = 76Hz met nog steeds 21V out.
(er startte een oscillatie op de opgaande flank, met het terugplaatsen van de 220p tussen de triode-anodes was die weer weg)
- berekening f-3LP (-3dB grens laag bij max. vermogen) = 76x vierkantswortel(0,5 x P.max/P.laag) ~ 54Hz.
- f-3HP > 40kHz (-3dB grens hoog bij max. vermogen)

conclusie: +/- 3dB = 54Hz->40kHz bij 12W
... met enkel tegenkoppeling van 100 ohm en zonder frequentiecompenserende caps.

luistertest = zeer goed en zuiver maar als het geluid rustig staat zal ik in de toekomst wel bas bijgeven

[OpaBert]

SUPER
Gefeliciteerd jullie beide met dit project

[Willy_61]

Ik ben geweldig tevreden over de klank, de versterker staat nu al enkele uren aan op (bijna) vol vermogen, stresstest.
Het zal wel normaal zijn zeker dat de ruststroom soms schommelt tussen 30 en 24mA, enkel bij vol geluid? Komt evenwel altijd mooi terug naar 30mA.

[mtb]

De versterking met overall-tegenkoppeling valt gelukkig mee, zodat je ook CFB (kathode-tegenkoppeling) kan toepassen:

De ELA-100V is namelijk ook secundair symmetrisch (en dat voor €5!) tussen 0-4-16Ω en dus geschikt voor CFB.
Vooral in het laag kan je een verbetering verwachten, omdat er directer tegen gekoppeld wordt, de versterking neemt weliswaar af met 35%, maar dat is te compenseren door minder overall-t.k.
Het -3dB laag-af voor de open-loop verschuift van 27Hz naar 17Hz in de simulatie.
Het meeste vermogen wordt bereikt bij 8Ω, met 4Ω heb je 20% minder, maar als je bedenkt dat een "4Ω"-luidspreker in het laag een hogere impedantie heeft is dit juist gunstig!

[Willy_61]

Volgens mij kan je hier met CFB geen verbetering krijgen:
- de karakteristiek bij dummyload is reeds 10Hz-56kHz (+/- 1,5db)
- het laag verhoogt naar 54Hz bij -3db tgv kernverzadiging (zie mijn post van gisteravond 17:01)
Ik geloof dat kernverzadiging een fysieke barrière is van de UGT die je zelfs met CFB niet kan teniet doen, tenzij ik daar fout ben.

Ik begrijp ook niet goed hoe je de sec. wikkelingen wil aansluiten: 4 ohm aan aarde maar daarboven "0/16 ohm ... o+ LS8 o-... 16/0 ohm" is me niet duidelijk.

update: Ik zal morgen wel eens meten hoe de laagste freq. is als ik het max. vermogen van de UGT = 10W respecteer. Ik vermoed dat ie minder snel in verzadiging gaat.

[Willy_61]

Een domper op de vreugde: ik kan mijn meetresultaten van vorige woensdag niet meer reproduceren: max. out = 15Vpp. Ik had toen tijdens die metingen al 1 enkele keer gemerkt dat ik er ipv 21Vpp nog max 15Vpp kon uit krijgen, maar verder tot op het eind terug steeds 21Vpp...
Gisteren heb ik nog een luister- en stresstest gedaan maar geen metingen meer en alles leek in orde.
Vandaag wou ik nog enkele metingen doen ivm de kernverzadiging maar geraak dus niet verder meer dan 15Vpp, wat overeenkomt met ca. 5,2W max. uitgangsvermogen. Ik heb daarna opnieuw de luistertest gedaan (met max. vermogen net zonder clipping) en die lijkt me nog even goed als gisteren en de dag ervoor.
Is er dan een meetfout opgetreden? Ik weet het niet, ik kan in elk geval op de scoop geen fout simuleren die van 15V, 21V maakt...

Ik ga nog 2 dingen doen en dan stop ik met te sleutelen aan de CTA: karakteristiek opmeten bij 1W en trachten te achterhalen vanaf waar kernverzadiging optreedt in de lage frequenties 20 à 40Hz.

[mtb]

21Vpp leek me ook al aan de hoge kant in het laag, komt de "meetfout" niet door stereo i.p.v. mono gebruik, dat scheelt nogal wat voedingsspanning en is de DC-instelling wel hetzelfde?
Je zou die voor stereo kunnen verlagen, zodat ie eerder van A naar AB gaat wat het rendement hoger maakt en dus minder stroom trekt uit de voeding.
Bedenk ook dat muziek vrijwel nooit lager gaat dan 60Hz, zie http://www.luidsprekers.org/Meetservice/, dus zo'n ramp is het niet!
Wat CFB betreft:
De verzadiging van de kern is inderdaad de grens voor het maximale vermogen in het laag, maar CFB compenseert wel directer de vervorming onder de verzadigingsgrens en heeft dus minder (voor puristen vermaledijde) overall-t.k. nodig.
Verder leveren de kathode's nu ook direct uitgangsstroom, wat weer beter is voor de micro-details.
Je moet Menno's werk er maar eens op naslaan, want volgens hem is CFB ook het beste, zie bijv. zijn 73W VDV-PR20HE uit de Elektor-Special 1.
Ik heb 6 jaar oude trafo's gebruikt en lijkt wel of die andersom zijn gewikkeld dan die jij hebt, dus ik weet niet hoe de fase van de 0 en 16Ω zit.

[Willy_61]

Michiel, het schema met toegepaste CFB:

kijk je eens dat ik niks over het hoofd heb gezien voor ik dat test?

[Ah!buis]

Zo iets dus

Anne

[Willy_61]

Wat betreft het wisselen van de 8->16 ohm en de 4->8 ohm verwijs ik naar topic Compacte buizenversterker 2.0 waar Michiel schreef:

Ik ben uitgegaan van het opgegeven vermogen bij 100Vac, zie viewtopic.php?f=7&t=19958, want de wikkelingen liggen over elkaar en zijn dus niet precies evenredig met de zelf-inductie.
Zie download/file.php?id=82979&mode=view voor de mogelijkheden, daar ga ik wel uit van het percentage bij symmetrische (theoretische) wikkelingen om het te kunnen berekenen.
Ik gebruik de hele trafo primair, dus 0-0,625W met 2,5W als midden-aftakking, je hebt dan een Raa van 9kΩ met 8Ω op de 0-16Ω aansluiting en 9k3Ω met 4Ω op 0-8Ω, waarbij ik rekening gehouden heb met de serie-impedanties.

De aansluiting vd aarde op de 4Ω (moet dat bij de ELA-100V dan ook niet op de 8Ω-tap? Of is dat OK omdat secundair de 4Ω-tap eigenlijk de center is. zie ELA-10V-metingen: 0-4Ω=4-16Ω).
CFB in Elektor audio-special 1:

Wat de tegenkoppeling betreft, dat begrijp ik niet goed: je haalt de R12(100k) van de balansinstelling vd ingang weg om die dan te vervangen door de 10k naar aarde (tgv weglating Ca)

update: wat betreft het gewijzigde vertrek van de tegenkoppeling aan de trafo, is dat omdat de aarde op de trafo niet meer aan de 0-tap maar de 4Ω-tap ligt?

[Ah!buis]

Als de 16 Ω op de trafo eigenlijk de 8 Ω uitgang is dan klopte de LS aansluitingen wel.
De tegenkoppeling kan niet meer met de LS's meegeschakeld, blijft van een 4 Ω tap komen.
Zoals getekend werd 't wel meekoppeling.Vandaar de andere aansluiting (rooie punt).Zou ook kunnen door ergens aners de fase om te keren.Bijv.aansluitingen anode-triode naar stuurroosters eindbuizen verwisselen, of anode+schermroosters aan de UGT verwisselen.
Door de C in de tegenkoppeling weg te laten zit het rooster daar via de LS-wikkeling an massa, is er geen lekweerstand meer nodig (zit vook niet in de weg).
Anne

[mtb]

Ik heb de CFB wat duidelijker getekend:

Met de juiste nummers en ik ben uitgegaan van je eerdere schema's, zodat de fase nu goed zou moeten zitten.
De overall-t.k. kan je wel weglaten, want die is met CFB niet symmetrisch en je hebt dan ook meer versterking.
R12 moet aan massa en 100k blijven voor de DC-balans, want de triode's trekken wat roosterstroom, zie http://forum.zelfbouwaudio.nl/download/ ... &mode=view.
UL kan ook wel weg voor meer vermogen, want ik kom in de simulatie maar net aan 10W met UL, wel met 10% vervorming en dat klipt al behoorlijk!
De 4Ω-luidsprekeraansluiting op de 8Ω-tap van de ELA-100V doet het wel, maar is niet mooi symmetrisch, maar Menno doet het ook zo, dus het zal wel goed zijn.
Zijn VDV-GIT80 van €97 is overigens ook prima geschikt voor de CTA, hoewel de C van compact dan wel weg kan!

[Willy_61]

Ik heb de amp omgebouwd voor UL+CFB, zie volgend schema:

De aansluitingen zijn zoals Michiel gesimuleerd heeft. Toch klopt er iets niet, ik krijg bij 1kHz een mooie sinus van maar 0,4Vpp uit bij een input van 100mVpp. Bij 10kHz is dat nauwelijks nog 200mV. De ruststroom is mooi in balans op 30mA, de +Va op 265V en de vroegere tegenkoppeling hangt gewoon open, zoals op het schema hierboven. Ik heb al ettelijke keren de bedrading gekontroleerd maar kan niks fout vinden. Ofwel zie ik hardnekkig iets stom over het hoofd
Als ik nog tijd heb zal ik vanavond eens meten wat ik op de stuurroosters krijg vd pentodes.

update 20:51 = zou het kunnen dat de "0" van de primaire aan dezelfde buis (bv. -->V1a) moet komen als naar waar de "0" van de secundaire gaat (--> V1k)?
Bij de schakelingen van Menno is dat wel zo.

update 25/11 17:53 = schema vernieuwd: secundaire v.d. UGT correct getekend i.v.m. fase t.o.v. primaire, aansluitingen blijven identiek.