Przedwzmacniacz RIAA 6F12P SRPP

[sztyga20]

Kończy się lato, pora decydować się na kolejny projekt do majsterkowania w porze deszczowej, wybór padł na przedwzmacniacz gramofonowy, czasem słucham analogów to się przyda. Poprzedni wzmacniacz na 6F12P nie wyszedł poza stadium działającej prowizorki, jednak zdążył utwierdzić mnie w przekonaniu że 6F12P dobrze nadaje się do tego zastosowania i nie mikrofonuje wcale aż tak jak straszą (przynajmniej egzemplarze z serii którą posiadam).
Dla przypomnienia czemu ta lampa wydaje się dla mnie idealna:
- część pentodowa w połączeniu triodowym może pracować jako bliźniacza trioda
- ma bardzo wysoki współczynnik wzmocnienia (ok. 100)
- wysokie nachylenie (19mA/V) co przełoży się na niski poziom szumów oraz dosyć niską oporność wyjściową stopnia w układzie z aktywnym obciążeniem (około 2kom)
- dodatkowo stopień z aktywnym obciążeniem wpłynie na obniżenie poziomu szumów ponieważ lampa będzie szumiała mniej niż rezystor

Na drugi stopień wstępnie planuje ECC88, ma zapewnić wzmocnienie napięciowe około 20 i jednocześnie stopień ma mieć dosyć małą oporność wyjściową aby jakby co można było go podłączyć bezpośrednio pod wejście tranzystorowego wzmacniacza.

W drugim stopniu celowo rezystor katodowy jest blokowany kondensatorem o małej wartości, ma to zmniejszyć wzmocnienie najniższych częstotliwości (taki substytut czwartej stałej czasowej 7950 µs), może zbędny bajer ale jak to kwestia tylko jednego elementu to czemu nie. Kondensator tantalowy wydaje mi się (w sumie to nie znalazłem na ten temat wiarygodnych informacji) że zapewni większą stałość parametrów w czasie a to ważne skoro ma pełnić rolę "filtra" górnoprzepustowego.

Elementy filtra obliczyłem przyjmując oporność wyjściową pierwszego stopnia na 2k omy.
Wzmocnienie łącznie szacuje na około 1500-1600x, co przy sygnale wkładki ortofon OMB5E 4mV da na wyjściu około 600mV - w sam raz.

Montaż (przynajmniej jeżeli chodzi o część lampową) pewnie zastosuje przestrzenny, 6F12P lubią się zbudzać i łatwiej będzie jakby co coś poprawić.

Chętnie poeksperymentowałbym z tranzystorami germanowymi TG70 w układzie stabilizatora napięcia żarzenia, natomiast jeżeli chodzi o stabilizację napięcia anodowego to pewnie jakiś układ z mosfetem. Użycie tranzystorów germanowych planuję również w małym module wzmacniacza słuchawkowego, myślę że uzyskanie 100mW nie będzie problemem a może nawet dołoży się jakąś regulację barwy...

Zastanawiam się tej chwili nad następującymi kwestiami:
Warto wstawiać koraliki ferrytowe przy wyprowadzeniach żarzenia w lampach o dużym nachyleniu czy to zbędne?
Katoda 6f12p będzie na zbyt wysokim potencjale względem żarzenia więc trzeba będzie zwiększyć jego potencjał względem masy na około +65V, tylko że zupełnie niepotrzebne ten potencjał będzie wysoki dla lampy ECC88 której katoda ma niski potencjał, co prawda nie przekroczę dopuszczalnego napięcia Ukh ale dla lampy byłoby bardziej komfortowo gdyby zasilić ją napięciem 6.3V z oddzielnej sekcji zasilacza i o potencjale masy, trochę komplikuje to układ ale może przy okazji będzie lepsza separacja ECC88 od 6F12P? (boje się wzbudzenia na wysokiej częstotliwości przez obwody żarzenia)
Transformator pewnie zamówię, toroidalne najmniej sieją zakłóceniami ale są drogie, ponoć dosyć mało sieją transformatory typu rdzeniowego (dwa karkasy na dwóch kolumnach) i łatwo je przewinąć jakby co. Czy przy zamówieniu życzyć sobie jakiś specjalnych ekranów między uzwojeniami, albo prosić aby przyjąć do obliczania większą ilość zw/Volt czy te rzeczy mają pomijalnie mały wpływ na poziom brumu ostatecznie?

W załączniku schemat.

Przy okazji, bawię się ostatnio programem LT spice w najnowszej wersji, znalazłem w internecie skrypt do symulacji działania lampy 6f12p w trybie triody:

Kod: Zaznacz cały

.SUBCKT 6F12P-T 1 2 3 ; P G C (Triode)
+ PARAMS: MU=112.5 EX= 1.66 KG1= 94 KP=760
+ KVB=12100.0 VCT= 0.00 RGI=4500k
+ CCG=4.6P CGP=1.6P CCP=0.26P
E1 7 0 VALUE=
+{V(1,3)/KP*LN(1+EXP(KP*(1/MU+(V(2,3)+VCT)/SQRT(KVB+V(1,3)*V(1,3)))))}
RE1 7 0 1G
G1 1 3 VALUE={(PWR(V(7),EX)+PWRS(V(7),EX))/KG1}
RCP 1 3 1G ; TO AVOID FLOATING NODES IN MU-FOLLOWER
C1 2 3 {CCG} ; CATHODE-GRID;
C2 2 1 {CGP} ; GRID-PLATE;
C3 1 3 {CCP} ; CATHODE-PLATE;
D3 5 3 DX ; FOR GRID CURRENT
R1 2 5 {RGI} ; FOR GRID CURRENT
.MODEL DX D(IS=1N RS=1 CJO=10PF TT=1N)
.ENDS

utworzyłem plik tekstowy z rozszerzeniem *.sub z tym kodem, wrzuciłem go do katalogu /lib/sub w miejscu gdzie się zainstalował, po narysowaniu schematu, edycji symbolu triody i wpisaniu w polu "value" nazwy pliku ze skryptem oraz wstawieniu adnotacji symbolem Aa SPICE DIRECTIVE z nazwą tego pliku wyskakuje zawsze komunikat "unknown subcicruic called in..." i nie idzie przeprowadzić symulacji, próbowałem rozmaitych kombinacji, nazwę pliu ze skryptem pisałem raz z rozszerzeniem, raz bez, zawsze to samo:/

[marma2]

Trochę ten twój zapał muszę przygasić ponieważ mam poważne wątpliwości co do tego układu. Wymieniłeś typ wkładki więc wynika, że jest to pre do wkładki MM. Standardowe wzmocnienie dla takich wkładek przy częstotliwości 1kHz przyjmuje się ok. 40 dB czyli 100 razy. Owszem są przedwzmacniacze o większym wzmocnieniu np. 300 (52 dB) ale to wyjątki. Twój ma mieć wzmocnienie 1500-1600 czyli na wyjściu będzie ok. 6V a nie 600 mV jak napisałeś. Czyli przynajmniej 10 razy za dużo. Druga sprawa to mityczne mikrofonowanie triod i pozbawione tej właściwości pentody. Cóż, zrobiłem kilka pre phono na triodach, słucham czasem muzyki z winyli bardzo głośno i nic takiego nie zauważyłem pomimo, że pre gramofonowe na triodach stoi 1m od podłogówek. Następna uwaga to zakłócenia od transformatorów sieciowych. Owszem toroidy sieją mniej zakłóceń i nie potrzeba ich ekranować w tak złożony sposób jak np. transformatorów na rdzeniach EI ale mają inną poważną wadę tzn. przepuszczają dość dobrze wszelkie zakłócenia z sieci energetycznej. A wpływ tych zakłóceń na dźwięk właśnie takich czułych przedwzmacniaczy jest poważny. I nie pomoże tu żadna mniej czy bardzie złożona filtracja w zasilaczu anodowym bo nie do tego jest stworzona.

[sztyga20]

Może trochę na skróty napisałem o wzmocnieniu bo będzie wynosiło 1500V/V dla częstotliwości najniższych, dla 1khz filtr będzie wnosił tłumienie 20dB czyli wzmocnienie dla tej częstotliwości będzie właśnie około 150V/V (43,5dB).
Cieszę się, że zwróciłeś uwagę na zakłócenia z sieci energetycznej, widziałem że niektórzy dokładają równolegle z diodami w mostku Greetza kondensatory o małej wartości,
będę musiał zgłębić ten temat.

Druga sprawa to mityczne mikrofonowanie triod i pozbawione tej właściwości pentody

Ja tam słyszałem odwrotnie że to pentody strasznie mikrofonują, i z doświadczenia wiem że trochę w tym prawdy

[gsmok]

...
Przy okazji, bawię się ostatnio programem LT spice w najnowszej wersji, znalazłem w internecie skrypt do symulacji działania lampy 6f12p w trybie triody:
...
utworzyłem plik tekstowy z rozszerzeniem *.sub z tym kodem, wrzuciłem go do katalogu /lib/sub w miejscu gdzie się zainstalował, po narysowaniu schematu, edycji symbolu triody i wpisaniu w polu "value" nazwy pliku ze skryptem oraz wstawieniu adnotacji symbolem Aa SPICE DIRECTIVE z nazwą tego pliku wyskakuje zawsze komunikat "unknown subcicruic called in..." i nie idzie przeprowadzić symulacji, próbowałem rozmaitych kombinacji, nazwę pliu ze skryptem pisałem raz z rozszerzeniem, raz bez, zawsze to samo:/

Wydaje mi się, że model dotyczy nie systemu pentodowego tej lampy pracującego w trybie triodowym, lecz po prostu triody, która jest w tej dwusystemowej lampie. Jeśli na schemacie dasz pentodę i połączysz ją w trybie triody to dołączenie pokazanego modelu będzie błędne i LTSpice nie będzie w stanie wykonać symulacji.

[sztyga20]

Też tak myślałem, i do symulacji rysowałem schemat z dwiema triodami i niestety nie pomagało..

[stdi]

Tak mała uwaga - pentoda lampy 6F12P połączona triodowo daje triodę praktycznie tożsamą z ta co wbudowana w tejże lampie.
Co do mikrofonowania,. Pentody są gorsze od triod pod tym względem bowiem dalsze siatki sa zdecydowanie luźniejszymi.

Sama lampa 6F12P - mimo iż siatki są napinane to jedna nie oznacza że nie mikrofonuje, otóż zależnie od rodzaju jej wykonania możemy się natknąć na irytująco mikrofonujące.



Więcej o 6F12P - http://klausmobile.narod.ru/testerfiles/6f12p.htm
Jest tam istotna uwaga co do tych lamp. Niestety niska jakość surowców (odparowywanie lotnych domieszek) powoduje b. wysoki prąd upływu anoda siatka - 50 - 200 uA !

Na koniec w zakresie m.cz. istotnym jest szum śrutowy katody. Lampy niskoszumne w.cz, nie były konstruowane pod katem tegoż rodzaju szumu nieistotnego już poza pasmem akustycznym.

Zmniejszenie szumów można też osiągnąć łącząc równolegle lampy (spada wypadkowa rezystancja która szumi), ale to kosztowna droga niezależnie lampa czy tranzystor a i tak dalekie od tego co oferują obecne cyfrowe źródła dżwięku. Wkładki MM jeszcze ujdą w świecie lamp ale MC - bez trafa na wejściu to chyba że ktoś lubi szumofony.

[sztyga20]

W załączniku moja propozycja zasilacza, jeszcze nie ostateczna, pomyślę jakby go jeszcze trochę uprościć, wszelkie sugestie, rady i krytyka mile widziane.

Cały zasilacz składa się z trzech modułów: stabilizatora 250V, i 2x6.3V.
Stabilizator 250V to klasyczny prosty układ z mosfetem z dodanym jednotranzystoroym źródłem prądowym na tranzystorze 2SA1413 oraz TL431 jako źródłem napięcia odniesienia (jeżeli kogoś zastanawia nieco dziwny dobór elementów to starałem się wykorzystać te półprzewodniki które mam w zapasie).
Ponieważ jedna z sekcji napięć żarzenia (dla 6f12p) musi być na potencjale względem masy około +60-70V aby nie przekroczyć napięcia katoda-grzejnik, a napięcie to biorę z dzielnika R19, R20, R21 to przełącznik STAND-BY musi być już na wyjściu stabilizatora 250V co wiązało by się z nieprzyjemnym strzałem w głośnikach, z tego powodu jest dołożony kolejny tranzystor MOSFET którego zadaniem jest zapewnienie soft-startu, przy okazji poprawi filtracje, niestety przyczyni się do spadku napięcia kilka V na stabilizatorze ale przy napięciu 250V nie robi to zbytniej różnicy.
Układy stabilizatora napięcia żarzenia wykorzystują również tranzystory MOSFET jako element wykonawczy, napięcie polaryzacji bramek również jest czerpane z dzielnika R19, R20, R21* (ale z oddzielnych wyjść, wyjście R19/R20-75V zapewnia zarówno polaryzacje bramki stabilizatora dla Ecc88 oraz odpowiedni potencjał względem masy drugiego stabilizatora dla 6f12p, natomiast wyjście R20/R21-150V zapewnia tylko polaryzacje bramki stabilizatora 6f12p). Stosunkowo duża wartość c15 i c16 ma troszkę złagodzić udar prądowy jaki otrzymają zimne żarniki lamp, ale mam mieszane odczucia co do tego pomysłu obawiam się że słabo się sprawdzi ale na lepszy nie wpadłem.

Mostki prostownicze dla 6.3V chciałbym zamówić typu Schottkiego, natomiast dla napięcia 250V mostek prostowniczy tzw. szybki, ponoć mniej sieje zakłóceniami podczas przełączania diod.

Może któreś elementy można spokojnie wywalić? A może trzeba coś dołożyć, zmienić, uprościć? Jeżeli nie będzie uwag to uznam, że jest ok:)

* - wartości dzielnika na schemacie orientacyjne, starannie je dobiorę po złożeniu.

[stdi]

Mostki prostownicze dla 6.3V chciałbym zamówić typu Schottkiego, natomiast dla napięcia 250V mostek prostowniczy tzw. szybki, ponoć mniej sieje zakłóceniami podczas przełączania diod.

Nie kombinuj, bo nie dostaniesz. Kup 4 diody. Mostki, to najgorszy technologicznie szajs, jaki możesz kupić.
Owszem "zwykłe" diody prostownicze oraz wszystkie mostki są wykonywane w archaicznych technologiach. Ich bolączką jest powstawanie zakłóceń w momencie przejścia przez zero. Diody Shottky'ego wykonuje się na niskie napięcie przebicia - oprócz szybkości oferują niski spadek napięcia, co jest istotne w obwodach zasilania żarzenia. Dla anodowego już tylko pozostają diody fast recovery. Różnica w cenie w stosunku do zwykłych diod jest znikoma i nieistotna dla konstrukcji dla siebie jak i małoseryjnej.

[sztyga20]

Coś powoli montuję wieczorami, oto wersja robocza, panel przedni i tylny będą z aluminium, stylistycznie przedwzmacniacz gramofonowy ma tworzyć z moim wzmacniaczem na 6n6p mini-wieże.
Ogromnie jestem ciekaw jaki będzie poziom przydzwięku, po próbnym uruchomieniu wiem tylko, że się nic nie wzbudza. Wszystkie sekcje zasilające są stabilizowane. Schemat zasilacza jest mniej więcej podobny jak w pierwszym moim wpisie w tym wątku, nieco go jedynie uprościłem wywalając ostatni człon odpowiadający za "soft start", niestety nie było szans upchnąć perwotnej wersji na płytce drukowanej, finalna wersja jest i tak maksymalnie upakowana elementami (jak widać na zdjęciu).
W tym stadium brakuje jeszcze jednej płytki drukowanej na której będzie regulator barwy dzwięku i wzmacniacz słuchawkowy. Początkowo chciałem go zrobić na tranzystorach germanowych dla zabawy ale z racji tego, że wewnątrz może być dosyć wysoka temperatura raczej zrezygnuje z germanu i zrobię na wzmacniaczu operacyjnym który sterować będzie parą komplementarną a regulator barwy będzię wpięty pomiędzy dwa wtórniki na jfetach podobnie jak projekcie wzmacniacza na 6n6p. Ale temat otwarty, jak ktoś ma ciekawy pomysł na prosty wzmacniacz słuchawkowy zasilany napięciem 6.3V to może się podzielić:)
Trochę chaotycznie wyszedł ten wpis ale to przez póżną porę, niestety brakuje czasu żeby lutować w normalnych godzinach.

[sztyga20]

Długi weekend więc ciąg dalszy projektu.

Zrobiłem wzmacniacz słuchawkowy. Początkowo jednak zdecydowałem się na układ na tranzystorach germanowych, nawet zmontowałem płytkę niestety testy utwierdziły mnie w przekonaniu że układ jest w tak wrażliwy na temperature że uniemożliwia to jego poprawną pracę, a na dodatkowe elementy nie było już miejsca. Zrobiłem więc kolejny projekt - schemat w załączniku. Układ jest zarówno wzmacniaczem z regulacją barwy (z możliwością jej ominięcia) jak i buforem umożliiającym podłączenie urządzenia do wzmacniacza o małym oporze wejściowym. Cechą układu jest to że przy ustawieniu potejcnometrów bass i treble w pozycji pośrodku i pstrykaniu przełącznikiem do omijania regulatora ogóle nie słychać zmiany w barwie dzwięku i głośności:)
Miałem jednak mały problem z uruchomieniem, zarówno opa2134 jak i Ne5532 wzbudzały się, wzmacniacz szumiał jak radio FM (tylko Tl072 zachowywał się w miarę ok) jednak wlutowanie od strony ścieżek kondensatora 10n pomiędzy VCC+ i VCC- (masę) zlikwidowało problem.
Był też problem z częścią lampową układu. Po połączeniu wszystkiego ze sobą układ bardzo budzał - dzwięk 50-100Hz i harmonicznych, sądziłem że to wpływ bliskości transformatora ponieważ przydzwięk był wyraźnie większy w kanale od strony transformatora, zmartwiło mnie to wielce ponieważ trudno po złożeniu do kupy wszystkiego coś kombinować z oddaleniem transformatora jednak zauważyłem że przydzwięk jest wyrażnie mniejszy momencie jak reką dotykałem ekranu, wskazywałoby to że może z masą jest coś nie tak. No i tak kombinowałem chwilę dopóki nie zdjąłem ekranów z lamp i 50% przydzwięku zniknęło - więc może lampa się wzbudza na w.cz i jest poprostu modulowana słabym sygnałem przydzwięku? No i to był prawidłowy wniosek tym bardziej, że nie zastosowałem żadnych rezystorów przeciwoscylacyjnych licząc że jakoś to będzie;) wlutowałem rezystory 300R pomiędzy anody i siatki 2 pentod, oraz rezystor 2.2k w siatki pentod. Przydzwięk zniknął zupełnie, jedynie na maksylanie odkręconym potencjometrze coś tam cicho brumi z intensywnością podobną do szumu tła:)

W sumie zaczynam lubić drobne usterki przy uruchamianiu i śledztwa elektroniczne.

Pozostało jeszcze trochę spraw wykończeniowych, a i jeszcze mam gdzieś zimny lut ale będę go szukał następnym razem. Postaram się też wykonać jakieś pomiary.

[sztyga20]

Przepraszam, że podbijam post ale to tylko dlatego, żeby było widać ze coś dodałem.
Podczas konstruowania wzmacniacza słuchawkowego wahałem się które rozwiązanie będzie lepsze - czy źródło prądowe na tranzystorze mosfet i małym rezystorze (100R) polaryzującym bramkę (aby szybko odprowadzać ładunki z bramki), czy może tranzystor bipolarny z większym rezystorem polaryzującym bazę (1-2k). Stanęło na tym drugim ponieważ bałem się wzbudzenia źródła mosfetowego ponieważ na płytce nie przewidziałem miejsca na rezystory bramkowe, chociaż wg symulacji właśnie źródło prądowe mosfetowe zapewniało nieco niższy poziom zniekształceń.
Macie może jakieś swoje własne przemyślenia odnoście źródła prądowego w tym konkretnym zastosowaniu?

[sztyga20]

Trochę minęło czasu od ostatniego postu, nie sadziłem że przez problemy z czasem tyle to się przeciągnie, na swoje usprawiedliwienie powiem że w międzyczasie wyremontowałem zestaw ZG40C (forniowanie, wycinanie płyty czołowej itp), miałem też swoje wesele oraz poprawiny na którym ten zestaw kolumn wraz z moim wzmacniaczem 4.5W viewtopic.php?f=8&t=29954&start=30 dzielnie dawał radę. Niestety z przedwzmacniaczem gramofonowym nie zdążyłem.

We wzmacniaczu w środku wiele się nie zmieniło, dolutowałem jedynie sprężynkę na puszce transformatora która zapewnia kontakt elektryczny z pokrywą górną w celu ograniczenia zakłóceń.
Napisy na panelach wykonałem w nieco innej technologii niż na wzmacniaczu 4.5W - tam była lakierowana kalkomania, czas pokazał ze na cieniutkich polakierowanych folijkach kalkomanii pojawiło się mnóstwo pęknięć, teraz po prostu wydrukowałem na laserówce na papierze do termotransferu lustrzane odbicie napisów, problemem było trochę z precyzyjnym pozycjonowaniem napisów w odpowiednie miejsca oraz samym przenoszeniem, odbija się niestety nieco gorzej niż na miedzi ale efekt końcowy jest zadowalający, spostrzegawczy zauważą z pewnością kilka defektów kosmetycznych ale już jakoś nie mam siły niektórych rzeczy poprawiać czy robić od nowa.

Jak to działa? Uważam że doskonale, nic nie brumi, nie szumi, regulacja barwy na wyjściu słuchawkowym działa precyzyjnie, porównując z przedwzmacniaczami z PW 8010 niebo a ziemia.
A nawiązując do wzmacniacza 4.5W żeby nie dublować w innym wątku: niektórzy mieli wątpliwości co do żywotności lamp 6n6p przy przekroczonym napięciu anodowym (jest 330V) - pomimo ciąłego intensywnego użytkowania nie zauważyłem spadku emisji lamp.

Na koniec kilka fotografii całego zestawu.
No i tym to akcentem żegnam się z większymi projektami elektronicznymi na pewnie kilka lat.