Itin mažos galios, didelio stiprumo vamzdžių stiprintuvas: 13 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Tokiems miegamojo rokeriams kaip aš nėra nieko blogiau už skundus dėl triukšmo. Kita vertus, gaila turėti 50 W stiprintuvą, prijungtą prie apkrovos, kuri beveik viską išsklaido karštyje. Todėl aš bandžiau sukurti didelio stiprumo pirminį stiprintuvą, pagrįstą garsiuoju „mesa“stiprintuvu, naudojant kai kuriuos subminiatūrinius vamzdelius, kad būtų itin maža galia.

1 žingsnis: apžvalga, įrankiai ir medžiagos

Šios instrukcijos bus tokios struktūros:

1. Grandinės apžvalga: Stiprintuvas
2. Grandinės apžvalga: SMPS
3. Dalių sąrašas
4. Šiluminis perdavimas
5. Maskavimas
6. Ėsdinimas
7. Apdaila
8. Pridedami lizdai
9. Lentų surinkimas
10. Trimpų reguliavimas
11. Viską montuoti gaubto viduje
12. Galutinis rezultatas ir „Soundcheck“

Norint sukurti šį stiprintuvą, reikalingi keli įrankiai:

• Rankinis gręžtuvas su skirtingais grąžtais (jei norite gręžti PCB rankiniu grąžtu, jums reikia 0,8–1 mm grąžto, kurio paprastai nėra rinkiniuose).
• Lituoklis
• Drabužiai geležimi
• Multimetras
• Šlifavimo failai
• Prieiga prie dažų spausdintuvo
• Plastikinė dėžė ėsdinimui

Ir kai kurios medžiagos

• Šlifavimo popierius (200, 400, 600, 1200)
• Purškiami dažai (juodi, skaidrūs)
• PCB dengimo purškiklis
• Geležies chlorido ėsdinimo tirpalas
• Lituoklis

2 žingsnis: grandinės apžvalga: stiprintuvas

Miniatiūriniai baterijų vamzdeliai

Šiam projektui naudojau 5678 ir 5672 vamzdžius. Jie buvo naudojami nešiojamuose baterijų radijo imtuvuose, kur gijų srovė buvo problema. Šiems vamzdžiams reikia tik 50 mA sriegių gijų, todėl jie yra efektyvesni nei 12AX7. Tai sumažina srovės suvartojimą, todėl reikia mažesnio maitinimo šaltinio. Šiuo atveju norėjau juos maitinti 9v 1A maitinimo šaltiniu, paprastai naudojamu su gitaros pedalais.

5678 vamzdžio mu yra maždaug 23, todėl jis yra mažo stiprumo vamzdis, palyginti su 12AX7, tačiau galbūt su kai kuriais pakeitimais to gali pakakti. Yra žinoma, kad didelio stiprumo stiprintuvai turi daug filtravimo tarp pakopų, kur beveik didžioji signalo dalis yra sutrumpinta. Gali būti oro, su kuriuo galima žaisti.

Kita vertus, 5672 mu yra 10, tačiau dažniausiai jis buvo naudojamas kaip maitinimo vamzdelis klausos aparatuose ir jau buvo naudojamas kai kuriuose kituose subminiatiškuose stiprintuvuose („Murder one“ir „Vibratone“iš „Frequencycentral“). Jis gali pagaminti iki 65 mW švarumo… Nebijokite mažos galios, ji vis tiek yra gana garsi, kai iškraipoma! Duomenų lape nurodomas šio vamzdžio 20k išėjimo transformatorius.

Kaip ir ankstesnėse versijose, bus naudojamas 22921 reverb transformatorius.

Šališkumas

Vienas iš sunkumų yra šių vamzdžių šališkumas nenaudojant skirtingų baterijų, nes jie turi tiesioginius šildomus katodus. Nenorėjau to padaryti sudėtingesnio, todėl turėjau naudoti fiksuotą šališkumo konfigūraciją. Kita vertus, tai leido naudoti gijas serijiniu būdu, sumažinant bendrą gijų suvartojimą. Turėdamas 6 mėgintuvėlius, kurių kiekvienas nukrito po 1,25 V, aš priartėjau prie 9 V maitinimo šaltinio, jam tiesiog reikėjo mažo rezistoriaus, kuris taip pat pagerino pirmojo etapo šališkumą. Tai reiškia, kad bendra kaitinimo siūlelio srovė yra tik 50 mA!

Puikiai tinka pedalo maitinimo šaltiniui.

Kad jis veiktų, kai kurie etapai turi trimpą norimam šališkumui sureguliuoti. Poslinkis apskaičiuojamas kaip skirtumas tarp įtampos neigiamoje gijos pusėje (f-) ir vamzdžio tinklelio. Trimpotas reguliuoja nuolatinę įtampą vamzdžio tinklelyje, leisdamas skirtingas šališkumo konfigūracijas, ir jį apeina didelis kondensatorius, kuris veikia kaip signalo trumpasis įžeminimas.

Pavyzdžiui, trečiasis etapas yra šališkas netoli vamzdžio atjungimo taško esant -1,8 V įtampai, pasiekiamas kaip skirtumas tarp f- (kaištis 3) esant maždaug 3,75 V ir tinklui, esant 1,95 V. Šis etapas imituoja šalto kirpimo etapą, esantį didelio stiprumo stiprintuvuose, tokiuose kaip „soldano“arba dvigubas lygintuvas. Dviejų lygintuvų 12AX7 naudoja 39 k rezistorių. Kiti etapai yra beveik nukreipti į centrą, esant maždaug 1,25 V įtampai.

3 žingsnis: grandinės apžvalga: SMPS

Aukštos įtampos maitinimas

Kalbant apie plokštės įtampą, šie vamzdžiai idealiai veikia esant 67,5 V įtampai, tačiau taip pat veikia su 90 V arba 45 V baterijomis. Tos baterijos buvo didžiulės! Jie taip pat yra sunkiai prieinami ir brangūs. Štai kodėl aš pasirinkau perjungto režimo maitinimo šaltinį (SMPS). Su SMPS galiu padidinti 9V iki 70V ir prieš išvesties transformatorių pridėti didžiulį filtravimą.

Šiose instrukcijose naudojama grandinė yra pagrįsta 555 mikroschema, sėkmingai naudojama ankstesnėse versijose.

4 žingsnis: dalių sąrašas

Čia yra būtinų dalių santrauka:

Pagrindinė lenta

C1-22nF / 100V _ R1 1M_V1 5678C2 2.2nF / 50V _ R2 33k_V2 5678C3 10uF / 100V _ R3 220k_V3 5678 C4 47nF / 100V _ R4 2.2m _ V4 5678 C5-22pF / 50V _ R5 520k_V5 5678C6 1nF / 100V _ R6 470k_V6 5672C7 10uF / 100V _ R7 22k_TREBBLE 250 KB Linijinis 9 mmC8 22nF / 100V _ R8 100k_MID 50k Linijinis 9 mm C9 10uF / 100V _ R9 220k_BASS 250 KB Linijinis 9 mmC10 100nF / 100V _ R10 470k_GAIN 250 KB log / Garso 9 mmC11 22nF / 100V _ R11 80k_ BUVIMAS 100k Linijinis 9 mm C12 470pF / 50V _ R12 100k_VOLUME 1M log / Garso 9 mmC13 10nF / 50V _ R13 15k_B1 10k trimpotC14 22nF / 50V _ R14 330k_B2 50k trimpotas C15 680pF/50V _ R15 220k_B4 50k trimpot F / 16V _ R18 50k_J2 DC JackC19 220uF / 16V _ R19 470k_J3 6,35 mm pločio Mono-keitimą jackC20 220uF / 16V _ R20 50k_SW2 SPDTC21 220uF / 16V _ R21 100k_LED 3 mmC22 100uF / 16V _ R22 22k_3 mm šviesos diodas holderC23 100uF / 16V _ R23 15R / 25R C24 220uF / 16V _ R24 15k C25 10uF / 100V _ R25 100R C26 10uF/100V _ R26 1.8k C27 220uF/16V _ R27 1k C28 100uF/16V _ R28 10k C29 47nF/100V _ R29 2.7k (LED rezistorius, sureguliuokite ryškumą) C30 22nF/100V _ R30 1.5k

Ypatingas dėmesys skiriamas kondensatoriaus įtampai. Aukštos įtampos grandinei reikalingi 100 V kondensatoriai, signalo kelias po sujungimo kondensatorių gali naudoti mažesnes vertes, šiuo atveju aš naudojau 50 V arba 100 V, nes plėvelės kondensatoriai turi tą patį atstumą tarp kaiščių. Kaitinimo siūlus reikia atsieti, tačiau kadangi aukščiausia gijų įtampa yra 9 V, 16 V elektrolitinis kondensatorius yra saugioje pusėje ir yra mažesnis nei 100 V. Rezistoriai gali būti 1/4 W tipo.

555 SMPS

C1 330uF/16V _ R1 56k_IC1 LM555NC2 2.2nF/50V _ R2 10k_L1 100uH/3A C3 100pF/50V _ R3 1k_Q1 IRF644 C4 4.7uF/250V _ R4 470R_02R2

Dėmesio į perjungimo diodą! Jis turi būti itin greito tipo, kitaip jis neveiks. SMPS taip pat pageidaujami žemo ESR kondensatoriai. Jei naudojamas įprastas 4.7uF/250V kondensatorius, papildomas 100nF keraminis kondensatorius lygiagrečiai padeda apeiti aukšto dažnio perjungimą.

Šias dalis lengviau rasti ir jas galima įsigyti bet kurioje elektroninių dalių parduotuvėje. Dabar sudėtingos dalys yra šios:

OT 3.5W, 22k: 8 omų transformatorius (022921 arba 125A25B) Banzai, Tubesandmore

L1 100uH/3A induktorius „Ebay“, tik nepirkite toroidinės formos. Taip pat rasite „Mouser“/„Digikey“/„Farnell“.

Nepamirškite įsigyti:

• Vario plakiruota plokštė, 10x10 mm, tinka abiem lentoms
• 2x 40 kontaktų gurkšnių lizdai vamzdžiams
• 1590B gaubtas
• Kai kurie 3 mm varžtai ir veržlės
• Guminės pėdos
• 5 mm guminės vielos tarpikliai
• Šešios 10 mm rankenėlės

5 žingsnis: šilumos perdavimas

Norėdami paruošti PCB ir korpusą, naudoju procesą, pagrįstą dažų perkėlimu. Toneris apsaugo paviršių nuo ėsdinimo, todėl po ėsdinimo vonios turime PCB su vario takeliais arba gražų korpusą. Dažų perdavimo ir ėsdinimo paruošimo procesą sudaro:

• Spausdinkite maketą/vaizdą tonerio spausdintuvu, naudodami blizgų popierių.
• Šlifuokite gaubto ir vario plokštės paviršių švitriniu popieriumi, kurio šiurkštumas yra nuo 200 iki 400.
• Naudodami juostą pritvirtinkite atspausdintą vaizdą prie PCB/korpuso.
• Kaitinkite ir spauskite drabužių lygintuvą maždaug 10 minučių. Padarykite papildomus judesius lygintuvo galiuku kraštuose, tai yra sudėtingos vietos, kur dažai nelimpa.
• Kai popierius atrodo gelsvas, supilkite jį į plastikinį indą, pripildytą vandens, kad atvėstų, ir leiskite vandeniui susigerti į popierių.
• Atsargiai išimkite popierių. Tai geriau, kai jis išsiskiria sluoksniais, o ne viską pašalinti vienu bandymu.

Gręžimo šablonas padeda nustatyti komponentų padėtį, tereikia pridėti savo meno kūrinį ir viskas gerai.

6 žingsnis: maskavimas

Uždengimui užmaskuokite didesnius plotus nagų laku. Kadangi reakcija su aliuminiu yra daug stipresnė nei su variu, didesnėse vietose gali atsirasti įdubimų.

Papildomos apsaugos suteikimas garantuoja, kad nebus jokių ženklų, kurie sugadintų korpusą.

7 žingsnis: ėsdinimas

Ėsdinimo procesui man patinka naudoti plastikinį indą su ėsdinimo priemone ir vieną su vandeniu skalauti tarp žingsnių.

Pirma, keletas saugos patarimų:

• naudokite gumines pirštines, kad apsaugotumėte rankas
• dirbti ant nemetalinio paviršiaus
• Naudokite gerai vėdinamą patalpą ir venkite įkvėpti susidariusių garų
• Naudokite popierių, kad apsaugotumėte darbo stalą nuo galimo išsiliejimo

Čia parodau tik korpuso ėsdinimą, tačiau PCB buvo išgraviruotas tame pačiame tirpale. Vienintelis skirtumas yra tas, kad PCB aš tik laukiau apie valandą, kol dingo visas neapsaugotas varis. Su aliuminiu reikia būti ypatingai atsargiems, nes norime išgraviruoti tik dėžutės išorę.

Uždengimui dėžutę suplaku ėsdinimo mišinyje maždaug 30 sekundžių, kol ji sušyla dėl reakcijos ir nuplaunama vandeniu. Kartoju šį žingsnį dar 20 kartų arba tol, kol įbrėžimas yra apie 0,5 mm gylio.

Kai ėsdinimas yra pakankamai gilus, gaubtą nuplaukite vandeniu ir muilu, kad nuplautumėte visą likusį ėsdinimą. Išvalę dėžutę, nuvalykite tonerį ir nagų laką. Nagų lakui galite sutaupyti šlifavimo popieriaus naudodami acetoną, tačiau nepamirškite gerai vėdinti kambario!

8 žingsnis: Baigimas

Šiame žingsnyje aš naudoju 400 grūdėtumo šlifavimo popierių, kad pasiektumėte švarų paviršių, kaip parodyta trečioje nuotraukoje. Tai pakankamai švaru gręžimo žingsniui. Aš išgręžiau visas įvairaus dydžio skylutes ir iš failų padariau skylutes vamzdžių lizdams. PCB taip pat reikia gręžti, aš-0,8 mm gręžtuvas komponentams ir 1-1,4 mm vielos skylėms. Šioje konstrukcijoje aš taip pat naudoju 1,3 mm gręžtuvą vamzdžių lizdams.

Atlikus gręžimą ir dildymą, dėžutei uždedu juodą purškiamų dažų sluoksnį ir palieku išdžiūti 24 valandas. Tai suteiks geresnį kontrastą tarp oforto ir gaubto. Akivaizdu, kad kitas žingsnis yra jį nušlifuoti. Šį kartą aš einu nuo 400 iki geriausių smulkmenų. Aš keičiu švitrinį popierių, kai vienas grūdelis pašalina ankstesnio linijas. Šlifavimas skirtingomis kryptimis leidžia lengviau nustatyti, kada dingo visi ankstesni ženklai. Kai korpusas šviečia, užtepu 3 skaidraus sluoksnio sluoksnius ir palaukiu, kol išdžius dar 24 val. PCB galima apsaugoti nuo korozijos naudojant apsauginę dangą. Kaip matote paskutiniuose dviejuose paveiksluose, man patinka tamsiai žalia danga. Šiai dangai reikia ilgiau išdžiūti. Lituodama komponentus, laukiau 5 dienas, kad ant lentos nebūtų pirštų atspaudų.

9 veiksmas: lizdų pridėjimas

Lizdų litavimas

Pagal išdėstymą vamzdžiai yra sumontuoti vario plokštės pusėje. Tokiu būdu plokštė gali priartėti prie korpuso ir gauti papildomą apsaugą nuo nemalonaus aukšto dažnio EMI, gaunamo iš SMPS. Tačiau vario plokštės pusės naudojimas komponentų litavimui turi tam tikrų trūkumų, pavyzdžiui, varis atsilaisvina nuo plokštės. Kad to išvengtumėte, užuot litavęs vamzdžių lizdus, padariau didesnes skylutes, kuriose būtų galima įspausti lizdus. Šiek tiek mažesnės skylės ir abiejų pusių lydmetalio slėgis turėtų išspręsti problemą. Tam aš naudoju apdirbto stiliaus kaiščių lizdus, be plastikinės konstrukcijos, įkišau metalinį kaištį į skylę ir lituojau iš abiejų pusių (komponentų pusėje jis atrodo kaip lydmetalis, bet padeda išlaikyti kaištį), kaip parodyta pirmose 3 nuotraukose. Ketvirtoje ir penktoje nuotraukose rodomi visi sumontuoti lizdai ir trumpikliai.

Kitų lizdų rinkinio, šį kartą su plastikine konstrukcija, litavimas prie vamzdžių pagerina jungtį prie plokštės ir daro ją stabilesnę. Originalūs vamzdžių kaiščiai yra labai ploni, todėl gali būti blogas kontaktas arba net nukristi nuo lizdų. Lituodami juos į lizdus, išspręsime šią problemą, nes dabar jie yra tvirtai prigludę. Manau, kad jie pirmiausia turėjo būti su tinkamais kaiščiais, kaip ir didesni vamzdžiai!

10 žingsnis: plokščių surinkimas

Norėdami lituoti komponentus, pradėjau nuo rezistorių ir perėjau prie didesnių dalių. Elektrolitai yra lituojami pabaigoje, nes jie yra aukščiausi plokštės komponentai.

Kai plokštė yra paruošta, laikas pridėti laidus. Čia yra daug išorinių jungčių, nuo tonizatoriaus iki aukštos įtampos ir gijų kabelių. Signalo laidams naudoju ekranuotą kabelį, uždengiantį įžeminimo tinklelį skydo pusėje, arčiau įvesties.

Kritiniai laidai yra aplink pirmąjį etapą, einantys iš įvesties lizdo ir einantys prie stiprinimo potenciometro. Prieš darydami viską dėžutės viduje, turime tai išbandyti, kad prireikus vis tiek turėtume prieigą prie varinės plokštės pusės, kad būtų galima atlikti derinimą.

Aukštos įtampos filtravimui aš pridėjau kitą RC filtrą mažesnėje plokštėje, pritvirtintą statmenai pagrindinei plokštei, kaip parodyta paveikslėlyje. Tokiu būdu įžeminimo, aukštos įtampos ir transformatoriaus jungtis lengviau prijungti, kai plokštė yra sumontuota prie korpuso, ir vėliau galima lituoti.

Tonizatoriaus statyba

Nors ketinau išbandyti plokštę už korpuso ribų, dėžutėje jau pastatiau toną. Tokiu būdu visi potenciometrai yra fiksuoti ir tinkamai įžeminti. Bandant grandinę nepagrįstais potenciometrais (bent jau išoriniu ekranu), gali kilti siaubingas triukšmas. Vėlgi, ilgesnėms jungtims naudoju ekranuotą kabelį, įžemintą šalia įvesties lizdo.

Deja, šioje konstrukcijoje potenciometrai yra tikrai arti vienas kito, todėl sunku naudoti plokštę su komponentais. Šiuo atveju šiai grandinės daliai naudojau metodą „taškas į tašką“. Kita problema buvo ta, kad turėjau tik PCB stiliaus 9 mm 50K potenciometrą, todėl turėjau jį pritvirtinti prie kaimyninių potenciometrų (skydo tvirtinimo stilius).

Taip pat tinkamas laikas įdiegti įjungimo/išjungimo jungiklį ir šviesos diodą su 2,7 k rezistoriumi.

Dėl dviejų eilių potenciometrų turėjau padengti vidinę dangčio sienelę, kaip parodyta paveikslėlyje, kad dėžutė užsidarytų.

11 žingsnis: „Trimpots“reguliavimas

555 SMPS reguliavimas

Jei SMPS neveikia, nėra aukštos įtampos ir grandinė neveiks tinkamai. Norėdami išbandyti SMPS, tiesiog prijunkite jį prie 9 V maitinimo lizdo ir patikrinkite išvesties įtampos rodmenis. Jis turėtų būti apie 70 V, kitaip jį reikia sureguliuoti naudojant trimpą. Jei išėjimo įtampa yra 9 V, yra problema su plokšte. Patikrinkite, ar nėra blogo „MOSFET“ar 555. Jei trimpotas neveikia, patikrinkite grįžtamojo ryšio grandinę aplink mažesnį tranzistorių. Šio SMPS pranašumas yra mažas dalių skaičius, todėl šiek tiek lengviau nustatyti klaidas ar sugedusius komponentus.

Pagrindinės plokštės trimpų reguliavimas

Bandymo etape tinkamas laikas koreguoti šališkumą su trimpomis. Tai galima padaryti vėliau, tačiau jei tonas yra per tamsus arba šviesus, dabar lengviau atlikti pakeitimus.

Pirmasis trimpotas kontroliuoja antrojo, trečiojo ir išvesties pakopų šališkumą, todėl yra pats svarbiausias. Šį trimpą sureguliavau matuodama trečiojo etapo šalčio kirpimo šališkumą. Jei šališkumas yra per didelis, scena bus visiškai atjungta, sukeldama neapdorotą, šaltą, kempininį iškraipymą. Jei jis yra šališkesnis, išvesties pakopa bus per karšta, pridėjus tam tikros galios pakopos iškraipymų ir paleidžiant vamzdį arčiau maks. plokštelės išsklaidymas. Tokiu atveju apatinė pagrindinio garsumo pusė turėtų būti prijungta prie neigiamo pirmojo etapo pusės, kad šališkumas vis dar būtų apie 5,9 V. Mano atveju tai skambėjo geriau, kai išėjimo etapas veikė ne 6.4, o 5.7 V įtampa.

Tiesiog išmatuokite šališkumą trečiajame etape (vidurinis vamzdelis galinėje eilėje) ir patikrinkite, ar jis yra maždaug 1,95 V. Panašiai trečiasis trimpelis taip pat sureguliuojamas maždaug. 1V.

Įtampos rodmenys prie vamzdžio kaiščių 1 (plokštė) iki 5 (gija) yra:

V1:

V2:

V3:

V4:

V5:

V6:

Atkreipkite dėmesį, kad 5672 gijos yra atgal, nei 5678, todėl vamzdžių negalima pakeisti. Kitas svarbus aspektas, į kurį reikia atsižvelgti, yra vamzdžių gamintojas. Aš sužinojau, kad volframo vamzdeliai pirmose pozicijose skamba geriau nei raitheon vamzdžiai. Tikrinant jį osciloskopu, buvo matyti, kad volframo vamzdeliai turi didesnį pelną nei mano turimi reteono vamzdeliai.

Dabar taip pat laikas išbandyti grandinę ir pamatyti, kaip ji skamba. Jei jis per sunkus bosas, siūlau pakeisti 47nF kondensatorių tarp antrosios ir trečiosios pakopos į 10nF, o tai pašalins kai kuriuos žemuosius dažnius nuo pradinių etapų ir pagerins garsą. Jei jis tapo per plonas, tiesiog padidinkite šį kondensatorių iki 22 nF ir pan.

12 veiksmas: viską sumontuokite gaubte

Pradėjau pridėti pagrindinės plokštės varžtus. Viduje pridėjau gumines vielos tarpiklius, kad tarpas tarp plokštės ir gaubto būtų šiek tiek, o taip pat slopintų vibraciją. Paleidus pirmąjį etapą penkiakampiu režimu, tai gali padėti, jei vamzdis įgauna mikrofoną. Tada aš pridėjau plokštę ir prisukau ją veržlėmis, prijungiau tonerį, įdėjau įvesties lizdą ir lituojau likusius laidus.

Kai pagrindinė plokštė buvo padėtyje, pridėjau išvesties transformatorių, sureguliavau laidų ilgį ir įdėjau išvesties lizdą ir maitinimo lizdą.

Šiuo metu pamačiau, kad mano SMPS plokštė netelpa norimoje padėtyje (ties šonine siena, komponentai statmeni šiai sienai), nes maitinimo lizdą pridėjau ne toje išvesties lizdo pusėje … Norėdami tai išspręsti, aš pjoviau įvesties pusėje esančią SMPS plokštę, nuimdami induktorių ir kondensatorių, ir litavę gabalėlį atgal prie plokštės, pasuktos 90 laipsnių kampu, kaip parodyta paveikslėlyje. Dar kartą išbandžiau SMPS, kad pamatyčiau, ar jis vis dar veikia, ir baigiau prijungti aukštą įtampą prie pagrindinės plokštės per RC filtro plokštę.

13 veiksmas: patikrinkite garsą

Dabar tiesiog prijunkite stiprintuvą prie savo mėgstamos 8 omų spintelės (mano atveju 1x10 colių su „celestion greenback“) ir naudokite pedalo maitinimo šaltinį, kad galėtumėte žaisti negirdinčiais lygiais!

Beje, jei jums patinka stiprintuvo grįžtamojo ryšio garsas, kai nustojate groti pasibaigus garsui, palaukite vidurinės vaizdo įrašo dalies, sėdint priešais kabiną, jis grįžta gana lengvai.

Antrasis prizas kišeninio dydžio konkurse