Ontwerp buizenvoorversterker met 6SN7GT en E186F

[roebas]

Hallo, ik volg hier geregeld de mooie buizenbouwprojecten, en nu ik wat meer tijd heb dacht ik zelf ook eens een voorversterker te ontwerpen.
Een tijdje geleden las ik een artikel van Alan Kimmel waarin hij beschrijft hoe je een mu follower kan bouwen met een penthode-kathodefollower als belasting voor de triode. Ik zie dit ontwerp hier en daar opduiken dus dacht ik dat het wel de moeite waard zou zijn om eens iets dergelijks te proberen. Als buizen zou ik kiezen voor een 6SN7GT (omdat die toch steeds wordt geroemd als goede voorversterkerbuis) en als penthode een E186F (hier heb ik er enkele van liggen, dus lijkt me het proberen waard).
Ik zou als voeding uitgaan van een 300V voeding. Voor de 6SN7GT reserveer ik 130V. Ik kies als ruststroom 4mA en heb daarvoor een kathodeweerstand van 1K nodig (voor negatieve roosterspanning van -4V).
Nu de instelling van de E186F. IN het artikel staat dat je er best voor zorgt dat de stroom door de penthode ongeveer het dubbele is van de stroom door de triode. Dus gaat er van de 8mA door de E186F 4mA via RK2A en RK2B naar de massa.
Rp neem ik 10K, zodat er over Rp 40V staat. Dus staat er 170V over RK2A+RK2B.
Maar nu weet ik niet hoe ik de loadline van de E186F moet tekenen. Is er hier iemand die me hiermee kan helpen? Zonder die loadline vind ik het instelpunt van de E186F niet, en kan ik RK2A niet bepalen. Hopelijk kan iemand me verder helpen.

[graag-bijvoegen]https://up.picr.de/38406605cx.png[/graag-bijvoegen]

[Ah!buis]

Het gaat om de gelijkstroom instelling, geen lijnen te trekken.
Van de E186F vind ik enkel een grafiek bij Vg2=150V.
Nemen we de Va van de 6SN7 wat lager.Bij 4mA en Va=100V is er nog ruimte voor 15V tot Vg=-1V, plaats genoeg.
Met 300V voeding min 150V voor de pentode is er nog 50V over voor Rp, 50/4=~12k.
Bij de E186F gaat ong 20% van de kathodestroom naar het schermrooster (grafiek Ia-Vg1) zodat er van de 8mA nog 6,4mA overblijft voor de anode.
Gaan we naar de Ia-Va grafiek (voor Vg2=150V), daar vinden we voor 150V/6,4mA een -Vg1 van 1,8V.
Omdat Vg2 150V moet zijn vervallen Rcs en Ccs.
Krijg ik dus dit,

µ.png (52.65 KiB) 904 keer bekeken

Anne

[RobertD]

Ik kon het even niet meer terugvinden, maar volgens mij is Csc wel belangrijk in de Mu-Stage.

In deze schakeling van triodedick zie je ook zo'n toepassing. Wanneer jij de voedingsspanning wat kunt verhogen, dan kun je met deze waarden best uit de voeten.

Bron: http://www.triodedick.com/ceasar/ceasar_schema.gif

[roebas]

Hallo, Anne,
bedankt voor je uitleg. Dus de E186F staat eigenlijk in triode geschakeld dan? Ik ga deze opstelling alvast eens proberen. Als iemand nu toch een ander instelpunt (bijvoorbeeld 170V) zou nemen voor de anode, kan je dan niet rekenen welke Rsc je nodig hebt om het scherm op 150V te houden als je de schermstroom 20% van de kathodestroom neemt?

[Ah!buis]

Hallo, Anne,
bedankt voor je uitleg. Dus de E186F staat eigenlijk in triode geschakeld dan? Ik ga deze opstelling alvast eens proberen.

Komt 't wel op neer ja.

Als iemand nu toch een ander instelpunt (bijvoorbeeld 170V) zou nemen voor de anode, kan je dan niet rekenen welke Rsc je nodig hebt om het scherm op 150V te houden als je de schermstroom 20% van de kathodestroom neemt?

Door de heel grote Ri van een pentode verandert de Ia nauwelijks bij een verandering van Va.
Met Va=170V en Vg2=150V blijft de Ig2=1,6mA.OM dan 20V kwijt te raken is dat een Rsc=20/1,6=12k5 nodig.
Vergeet niet dat die Rsc parallel staat aan de uitgang, is dus een deel van de belasting.
En om met maar 80V voor de triode nog wat ruimte te hebben eerder een ECC84 (µ=24) of ECC88 (µ=33) daar (of minder stroom of kleiner Rp).
Anne

[Ah!buis]

Als ik zo 's naar dat geval van T-Dick kijk is het daar de bedoeling om een grote zwaai aan de uitgang te hebben.Dan moet de triode dat aan kunnen en de pentode tevreden te zijn met een lage Vg2 met weinig stroom.
Misschien kan de E186F dat ook wel maar daar heb ik geen gegevens van.Met Ig2 20% van maarIa zou het best een goeie kunnen zijn (is bij veel VV pentodes wel 33%).
Anne

[roebas]

Anne, nog een vraagje. Neem ik de gloei van de 6sn7 en de E186F best ergens op een voltage tussen de twee kathodes? Dus ongeveer 75V?
Als mijn transfo twee gloeiaftakkingen zou hebben 6.3V, mag ik dan beide niet gewoon zwevend houden? Wat zou er dan gebeuren? Of is dit een oorzaak om brom op te pikken?

[Ah!buis]

Anne, nog een vraagje. Neem ik de gloei van de 6sn7 en de E186F best ergens op een voltage tussen de twee kathodes? Dus ongeveer 75V?
Als mijn transfo twee gloeiaftakkingen zou hebben 6.3V, mag ik dan beide niet gewoon zwevend houden? Wat zou er dan gebeuren? Of is dit een oorzaak om brom op te pikken?

Zwevend is niet zo goed.In de trafo is er een capacitieve koppeling met de andere wikkelingen, allemaal brom, komt dan via de Cfk ook in het signaal.Dus aarden en bij verhoogde gloei via een condensator van enkele µF.
Je kunt 't ook doen zoals T-Dick soms doet, laten zweven maar wel een C naar massa.Dan bepalen de kathode-gloei lekken van de buizen op welke spanning de gloei komt te hangen.
Nog even over die µ-volger schakeling.
Uit de titel van 't draadje had ik begrepen dat het over een voorversterker ging (kleine signalen), maar met het T-Dick voorbeeld is het dus meer bedoeld om een eindbuis (met flink wat spanning) aan te sturen.Dan is 't zaak om de spanningsverdeling zo optimaal mogelijk te maken, hou je meer over voor een grote uitgangsspanning.
Behalve een pentode met een lage Vg2 en een grote S is de waarde van Rp belangrijk om daar niet teveel te verliezen.
De versterking van een kathodevolger A = S / ( S+1) A = SRp / (SRp+1). Een E186F heeft bij 8mA een S = ~13mA/V, geeft A = 13Rp / 13Rp+1 en dan krijgt die Rp een schijnwaarde Rp / (1-A).Dat is dan wat de ECC82 als belasting ziet en nog +1/S.
De Ri van de ECC82 (bij 4mA) is ~10k, met een belasting van 10xRi = 100k is de versterking zo goed als µ.Daarvoor is dan, na wat rekenen Rp = {(√4.13.100)-1}/2.13 = 100 x 0,07 = 2k8.Verlies je daar maar 11V.
Anne

[roebas]

Hallo, Anne,
ik had gisteren ook wat zitten spelen. Zie hieronder:
[graag-bijvoegen]https://up.picr.de/38419405mi.png[/graag-bijvoegen]
[graag-bijvoegen]https://up.picr.de/38419416in.png[/graag-bijvoegen]

De keuze van de instelpunten is vooral gedreven door het feit dat ik voor de E186F niet veel data met andere settings vond. Ik denk dat zelf met deze 5K "gebootstrapped" ik nog vrij dicht bij de µ van 20 zal uitkomen als versterking van de 6SN7.

Ik wil deze voorversterker eigenlijk gewoon bouwen omdat ik de keuzeschakelaar en volumeregeling wil achterwege laten bij het bouwen van de eindversterkers. Anderzijds stel ik me de vraag of de meeste ontwerpen van eindversterkers niet zijn voorzien voor een ingangssignaal van 2V (wat waarschijnlijk bijna zo uit mijn CD speler komt? Waarom dan nog voor'versterker'?
Graag jullie mening?

[Ah!buis]

Bij een ECC82 met Va=100V en Ia=4mA vind ik Vg=-4V, zou een Rk1=1k zijn, hoezo 625Ω ?
Met die 4mA zou de 82 naar onder tot zo'n 50V kunnen komen. Als je dan evenveel met de kathode van de pentode omhoog gaat kom je aan 120+50= 170V.Blijft er 300-170=130V over, kan een triode ook.
Stel Vg=-5V (Rk1=1k25) komt de anode op 135V en kathode pentode 155V, kun je 100V op en neer.
Blijft er 45V voor de pentode bij max pos uit, dan heeft die zin.
Anne

[roebas]

Anne, ik gebruik geen ECC82 maar een 6SN7

[graag-bijvoegen]https://up.picr.de/38420622xm.png[/graag-bijvoegen]

Zou deze instelling niet werken als voorversterker?
Klopt het dat ik een ingangssignaal van max 1.5V kan versterken? Dat zou dan een uitgangssignaal geven van +-30V?

[Ah!buis]

Anne, ik gebruik geen ECC82 maar een 6SN7

Ja, dat bedacht ik ook achteraf Dan klopt die 625Ω wel

Zou deze instelling niet werken als voorversterker?

Je bedoeld met die 625Ω ? Denk 't wel zei het niet met de max bereikbare uitgangs amplitude.

Klopt het dat ik een ingangssignaal van max 1.5V kan versterken? Dat zou dan een uitgangssignaal geven van +-30V?

Met een µ van ongeveer 20 krijg je idd 1,5x20=30x.
Anne

[Ah!buis]

5k geeft 5 / 0,07 =~70k een versterking van de kathodevolger van 13.5/(13.5-1) = 65/66 = 0,985 belasting van 5/(1-0,985) = 333k en dat in door het instelpunt. Eigenlijk nog niet horizontaal (5K wat te klein) genoeg om aan 20x te komen.

Mooi 20x.
Anne

[roebas]

Anne, het klopt toch dat de meeste eindversterkers zijn ontworpen voor maximaal vermogen bij een input van ongeveer 2V?
Waarom bouwen mensen dan voorversterkers met bijvoorbeeld een versterking van 20? Een typische bron heeft vandaag de dag toch een uitgang van ongeveer 2V? Je zou die dan toch rechtstreeks aan de eindversterker kunnen aansluiten en enkel verzwakken? Of zie ik nu iets over het hoofd?

[Ah!buis]

Tja, zal meestal wel overbodig zijn.
Een buffer, zonder versterking kan soms als er lange draden zijn.Of oudere apparatuur waar niet genoeg uitkomt.
En een doehetzelver moet wat te doen hebben
Anne

[roebas]

Dat laatste is het perfecte argument

Ik probeer dit weekend eens iets ineens te knutselen met mijn hoogspanningsvoeding, alvorens ik aan het echt werk begin!
Anne, kennis die ik echt ontbreek is het verhaal van de in- en uitgangsimpedanties bij de verschillende stages. Wat is hier echt belangrijk bij het ontwerpen (dus waarnaar moet je optimaal streven).

[Ah!buis]

Hè bah, ik wordt steeds ouder en vergeetachtiger
Nu heb ik in de formule voor de versterking van de kathodevolger de Rp vergeten.Is anders best duidelijk dat S/S+1 niet klopt, met Rp=0 komt er niks uit dus ook geen versterking, is zo niet het geval.
Versterking is dus A = S.Rp / (S.Rp + 1), de schijnweerstand van Rp is wel Rp / 1-A. Maar die A bevat zelf ook weer Rp dus dat vraagt wat rekenwerk. Noem de schijnweerstand Zp dan krijgen we:
Zp = Rp ( S.Rp + 1) en omgekeerd Rp = {( √4.S.Zp ) -1} / 2.Zp
Alles in Ampere en Ohm of mA en kOhm.
Ook even m'n vorige bijdragen bijgewerkt, staat zo dom anders
Anne

[roebas]

Aangezien mijn andere versterker is afgewerkt, heb ik de draad voor deze voorversterker terug opgenomen. Omdat ik benieuwd was in hoeverre mijn berekende waarden overeenkwamen met de werkelijkheid heb ik beslist om een kleine testunit te bouwen (die ik later ook nog voor andere projecten kan gebruiken). Ik heb voorlopig met standaard weerstandswaarden gewerkt. Ik was blij te zien dat dit in grote lijnen zeer mooi overeenkwam met de voorspellingen .
Ik heb er al eens snel een audio-bron op aangesloten en de uitgang klonk als de versterkte ingang, zonder eigenaardigheden.
Als volgende test ga ik er eens een sinussignaal op aansluiten en in-en uitgang met de oscilloscoop bekijken. Benieuwd naar de versterkingsfactor.
Daarna kan ik met gerust hart starten aan de bouw van de voorversterker. Ik heb nog een mooie RGN1064 gelijkrichter gevonden en zou deze willen gebruiken.

[OpaBert]

Hè bah, ik wordt steeds ouder en vergeetachtiger
Nu heb ik in de formule .....

Ook even m'n vorige bijdragen bijgewerkt, staat zo dom anders
Anne

Dat heb ik ook steeds Anne

[roebas]

Gisteren nog wat zitten meten aan mijn proefopstelling (zie foto's hieronder).
Ik kom een versterkingsfactor van 18.61 uit. Het uitganssignaal begint te vervorming bij een ingangsignaal van ongeveer 2 V RMS.
Op dat moment heb ik dus een uitgangssignaal van 37.2V RMS!!
Ik vraag me alleen af of ik op die manier geen te grote versterkingsfactor heb. Ik denk dat een eindversterker toch meestal wordt ontworpen om maximaal vermogen te hebben bij een ingang van rond de 2V RMS. Dat zou willen zeggen dat dit maar zinvol zou zijn als ik bronnen gebruik met een uitgangssignaal van rond de 2/18.6 = 100 mV. Ik luister vooral naar CD spelers en tuners, en die hebben volgens mij een veel groter uitgangssignaal.
Graag jullie mening.

[OpaBert]

Ik denk dat je er ook een belasting aan moet hangen om die max uitgang,s spanning vast te stellen, ik denk dat dat best wel 10 K mag zijn
Ben die waarde een paar keer tegengekomen , hoop dat je er wat aan hebt.
Succesen groet OpaBert, bijna ook Belg

[molekuul]

Deze schakeling is dan ook een mu stage, een mu stage benaderd de mu van de triodebuis met een relatief lage uitgangsimpedantie. De mu van een 6sn7 is typisch 20. Dus een versterkingsfactor. Van 18.61 is erg mooi.
Ik denk dat 10k aan de uitgang niet veel zal doen, de uitgangsimpedantie is hiervoor te laag
De schakeling is dan ook bedoeld om direct een eindbuis aan te sturen. In het schema van Dick v. Merwe, wordt dan ook direct een 300B aangestuurd. Met de juiste instelling en voeding kun je makelijk 60V top-top halen, dit om de 300B te laten uitsturen.
Als voorversterker kan het dus wel, maar 18x versterking is idd erg veel.

[OpaBert]

Deze schakeling is dan ook een mu stage, een mu stage benaderd de mu van de triodebuis met een relatief lage uitgangsimpedantie. De mu van een 6sn7 is typisch 20. Dus een versterkingsfactor. Van 18.61 is erg mooi.
Ik denk dat 10k aan de uitgang niet veel zal doen, de uitgangsimpedantie is hiervoor te laag
De schakeling is dan ook bedoeld om direct een eindbuis aan te sturen. In het schema van Dick v. Merwe, wordt dan ook direct een 300B aangestuurd. Met de juiste instelling en voeding kun je makelijk 60V top-top halen, dit om de 300B te laten uitsturen.
Als voorversterker kan het dus wel, maar 18x versterking is idd erg veel.

Ok dat maakt het wel interesant misschien ook maar na bouwen
Bedankt voor de informatie

[roebas]

Ik heb zonet eens gekeken op triodedick zijn projecten pagina. En ik zie dat hij ook een mu stage (met penthode als belasting) gebruikt in al zijn voorversterkers. Dus ik denk dat een mu-stage op zich wel geschikt is in een lijnversterker, maar natuurlijk hangt de versterkingsfactor af van de triode die je kiest. Ik heb gekozen voor de 6SN7 omdat die in de vergelijkende testen van Morgan Jones als meest geschikte triode uit de testen komt als voorversterker.

[OpaBert]

Ik gebruik die ook als 1 ste versterkerbuis een helft 6J5 ( is een halve 6SN7 gevolgd door een fase draaier 6NP6 of de ECC99 daarna 2xKT88
En dan heb ik hier ca 25 Watt