Uitleg buizenversterker schakeling

Ik heb een aantal vragen over de werking van een buizenversterker, hopelijk kan ik hier wat uitleg vinden.

Als voorbeeld hier een voedingsschema met een GZ34 voor de gelijktichting.

http://www.triodedick.com/ceasar_2/ceasar2_schema_voeding.GIF

Voor de GZ34 is een maximum capaciteit van 60uF gespecificeerd. Wordt deze capaciteit beperkt om zo de inschakelstroom te beperken?

In het schema staat een elco van 47uF over de uitgang, echter na de smoorspoel staat 200uF. Die smoorspoel gaat toch niet verhinderen dat de elco's bij het inschakelen veel stroom gaan trekken?

Of moet die capaciteit om een andere reden beperkt blijven?

De maximum capaciteit van 60uF zal wel bedoeld zijn om de piekstromen in de GZ34 te beperken. Door de hoge zelfinductie van 10H loopt er door de smoorspoel vrijwel een gelijkstroom zonder pieken of dalen, dus wat aan capaciteit achter de smoorspoel zit is niet zo boeiend. (Is niet helemaal waar, want als die capaciteit oneindig is, dan neemt de stroom door de spoel toch ontoelaatbare hoge waarden aan)

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
blackdog

Honourable Member

Hi Bakkum,

Het opladen van de totale condensator capaciteit wat bijna 300uF is, gaat in verhouding langzaam bij het opwarmen van de gloeidraad, meestal is dat geen probleem.

Waar je op moet letten is de "rimpelstroom" voor de GZ34 en deze wordt grotendeels bepaald door C1 van 47µF.
Eigenlijk ziet de GZ34 de rest van de condensatoren niet meer door de smoorspoel van 10 Henry.

Zolang je de smoorspoel maar niet verzadigt met te veel stroom, dan is de impedantie aan de ingang van de smoorspoel bij 50Hz ongeveer 3K en bij 100Hz zelf rond de 6K.
Dus wat mij betreft is de opbouw van dit schema goed en het heeft een hele hoge rimpeldemping.

Misschien voor jou handig om te weten hoeveel rimpel er staat op de eerste buffer condensator, in jouw schema is dat C1.
Kijk naar dit plaatje voor een dubbelzijdige gelijkrichting en een 100Hz signaal en 47µ buffer condensator.
Hou bij de uitkomst rekening met allerlei parasitaire eigenschappen en de elco capaciteit, die vaak +-10% is of zelfs slechter, maar gemiddeld 10% nauwkeurigheid kan je wel aanhouden.
De uitkomst is dus ongeveer 16Vtt
https://www.bramcam.nl/Diversen/Ripple-Calculator.png

.

Maar klopt dit nu ook in de praktijk, kijk naar het plaatje hieronder, ik heb daarvoor een trafo gebrtuikt die ik voor handen had en dit samen met een brugcel en een "echte" buizen buffer elco van 2x 47µF waarvan maar één sectie gebruikt is.

De gekozen stroom die ik laat lopen door mijn Electronic Load is 150mA.
Deze meting is uitgevoerd met een stroom probe, een differentiaal probe en een normale 1:10 scoop probe.

https://www.bramcam.nl/Diversen/Ripple-Calculator-02.png

.
Boven aan in de screenshot zie je de blauwe trace, deze spanning is gemeten met de differentiaal probe en heeft geen vaste referentie t.o.v. b.v. het midden van het scherm.
Je kan hier goed zien hoe afgeplat de sinus is op mijn werkbank, dat is voor een deel hoe de 230V hier het pand binen komt en de Ri van de trafo.
De trafo is 36V bij ongeveer 400mA, de gemeten Top-Top spanning is hier dus ongeveer 117V, maar wel van lastig in te schatten, de trace is ongeveer 1.2Div hoog bij 100V/Div

De tweede trace vanaf boven is Roze, dit is de spanning tussen massa en de plus van de elco.
Het referentie punt voor deze trace is het onderste lijn en linksonder zie je nog net het Label die ik bij deze trace heb geplaatst.
Jammer genoeg heb ik nog geen manier gevonden op het trace label te plaatsen waar het handig is.
Ik heb meetgegeven aangezet voordeze roze trace en in het kader met de meetgegevens staat links bovenaan het item Pk-PK met een waarde van 15V
wat redelijk overeenkomt met de berekende waarde van het plaatje wat er boven staat.

De groene trace is gemeten met een stroomtrafo, zodat je kan zien hoe de stroompulsen er uitzien door je gelijkrichter richting je bufferelco C1 lopen.
De gevoeligheid van deze trace is 200mA/Div en de pieken zijn dus ongeveer 480mA, maar de tijdsduur van deze piekhoogte is in verhouding maar kort.
Deze metingen zijn dus gedaan bij 150mA DC belasting.

De 10Henry en de 200µF elco C2 zorgen voor ene grote demping van die 15Vtt ripple op C1.
De 10Henry smoorspoel heeft bij 100Hz een impedantie van ongeveer 6K en de 200uF condensator heeft bij 100Hz een impedantie van omgeveer 6Ω
Dit breng de rimpel op C2 terug naar ongeveer 15mV.
De weerstand R1 samen met C3 zorgt voor een verdere reductie van die 15mV naar ongeveer een waarde van 0,1mV!

Ik hoop dat dit wat inzicht verschaft. :-)

Groet,
BRam

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
RAAF12

Golden Member

De bufferelco wordt als max opgegeven door de buizen fabrikant. Die is afhankelijk van de weerstand van de trafowikkeling. Als de weerstand te laag is worden er een of twee serieweerstanden opgenomen om de inschakelpiek te beperken. Bij een AX50 had ik bijv. 2x100Ω 2watt weerstanden opgenomen. Zo blijft de buis langer gezond :-)
Voor een GZ34 geldt hetzelfde dat is een wat moderner buistype. Goedkoper is natuurlijk een paar silicium diodes erin proppen.

https://www.luchtmeetnet.nl/meetpunten Overigens mag je in Frankrijk maar 10 liter extra benzine meenemen in een jerrycan.

@blackdog, dank voor de uitgebreide uitleg, erg interessant.

Ik ging er vanuit dat er door de smoorspoel voornamelijk een gelijkstroom loopt waardoor de impedantie erg laag is, zodoende zullen de elco's snel opladen en een hoge stroom trekken. Maar juist door die inschakelpiek zal de impedantie omhoog schieten?

Die 100Hz rimpel die aanwezig is, is in verhouding tot de nominale spanning toch erg laag? Waarom is die zo bepalend voor de impedantie van de smoorspoel?

Verder begreep ik niet waar je de 150mA vandaan haalt, maar die zie ik nu bij de smoerspoel staan. Dit zal de rating van de smoerspoel zijn verwacht ik, dus werkelijke stroom en daardoor ook de rimpelspanning zal nog lager zijn.

R1 en C3 werken als low pass filter?

R2 is om de elco's te ontladen?

Op 8 juni 2022 22:27:08 schreef RAAF12:
Goedkoper is natuurlijk een paar silicium diodes erin proppen.

Zal ik vragen wat voor invloed dit heeft op het geluid? :)

blackdog

Honourable Member

Hi Bukkem,

Een smoorspoel zoals hier aangegeven heeft een hoge impedantie bij de gebruikte frequentie 50/100Hz, hoe hoger de impedantie hoe beter de ripple gedempt wordt.
Het klopt, ik heb de maximale stroom die de smoorspoel aan kan gebruikt, bij zeg 75mA is de rimpelspanning de helft geworden.

De smoorspoel en de 200uF condensator is een LC filter een doet erg goed zijn best, maar bijelkaar is dat meestal een nogal een dure oplossing.
Er zijn moderne manieren die ook zeer goede demping behalen die veel minder kosten.

R1 en C3 is dus zoals je al begrepen hebt een passief low pass filter, en dat zal voor een voorversterker trapje zijn.
R2 is om de condensatoren leeg te trekken als de voeding is uitgeschakeld.

Een nadeel van veel buizen versterkers is dat de onderdrukking voor stoorsignalen op de voedingslijn slecht is.
Daarom is goede filtering op de anode spanning van belang voor een bromvrije versterker.

Ook op een goede manier de gloeidraden aangesluiten op de gebruikte buizen.
Daar hoort getwiste bedrading bij, vaak een ontbrom potmeter en eventueel andere technieken als nodig, zoals b.v. HF ontkoppeling.

RAAF12
Geeft aan dat je ook twee dioden kan gebruiken i.p.v. de GZ34 met twee weerstanden, maar ik denk dat je dan ook wat extra condensatoren nodig hebt ter voorkoming ratel.

Opmerkingen die over het geluid gaan, maar niet betrekking hebben over b.v. brom en stoorsignalen in dit voedingsdeel kan je beter achter wegen laten.
Ander wordt je door velen niet meer serieus genomen. :+

Ik heb nog steeds een buizen voorversterker staan, maar die is wel opgebouwd zoals je een goed versterker trapje opbouwd met buizen.
Dus met tegenkoppeling zodat er een lage uitgangs impedantie aanwexzig is.

Dat gold ook voor mijn buizen eindversterkers, ik ben allergies voor "hoenk laag" als gevolg van te hoge dempingsfactor van veel buizen eindversterker schakelingen.
Dus als je buizen gebruikt om je luidsprekers aan te sturen, zal je tegenkoppeling moeten toepassen, dit natuurlijk samen met een goede trafo en een tegenkoppelfactor die correct is.
En ja, dat is mijn mening. ;)

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
RAAF12

Golden Member

Op 8 juni 2022 23:35:11 schreef Bukkum:
[...]

Zal ik vragen wat voor invloed dit heeft op het geluid? :)

Die 150mA is de max voor de smoorspoel. Die spoelen stammen uit de tijd dat de elco's een lage waarde hadden, rond 1960 was de chemie zo ver gevorderd dat er ook 50µ 350V en hoger werden gemaakt. Het nut van dure spoorsmoelen werd toen niet meer nodig geacht om de rimpelspanning te verminderen. Tja er gaan veel Indianenverhalen rond over het 'geluid' van amps.
Techneuten pur sang doen daar niet moeilijk over, ik spiegel me aan de uitspraak die ontwerper Peter Walker deed nadat hij buizen én transistorversterkers had ontworpen.

een knip en c/p uit Wikipedia

Peter Walker was also attributed with the famous hifi quote "the perfect amplifier is a straight wire with gain" --- the implication being that nothing would be added, and nothing taken away from the signal, just a bigger version of the same thing at one end. It was an aim, a goal, a description of the perfect amplifier - nobody, including Mr. Walker, ever said they'd attained that goal, and even if they did, the chances were that they were severely handicapped by their test equipment at the time.

edit: @BD ik heb gelezen :-) Maar verder druk, druk, druk.....

https://www.luchtmeetnet.nl/meetpunten Overigens mag je in Frankrijk maar 10 liter extra benzine meenemen in een jerrycan.

Allemaal bedankt voor de opheldering, werking is nu duidelijk voor me.

Ik merk nu dat ik een verkeerd beeld had van het spanningssignaal dat uit de gelijkricht buis komt. In mijn gedachten was deze al grotendeels afgevlakt maar dit is uiteraard niet het geval,signaal loopt van 0 tot max.
Dan wordt ook meteen duidelijk waarom de smoerspoel zo effectief is.

Voor de gloeispanning van de eindbuis wordt een schakeling gebruikt die zich bij 0 Hz als spanningbron gedraagd met lage weerstand. Bij modulatie zou de interne weerstand omhoog schieten, bij 5Hz al enkele k-ohm. Hierdoor werkt de voeding bij modulatie als stroombron.
Kent iemand dit type schakeling, is hier een naam voor?

Sine

Moderator

De gloeidraad is via C6 en C7 AC gekoppeld met massa, enige AC impedantie in de voeding van de buis doet er niet toe.

Ofwel, die tentlabs stroombron kan dat wellicht, maar die eigenschap wordt hier totaal niet benut.

Het is ook beetje een vreemde eigenschap, normaal wil je de AC en DC impedantie van die driver zo laag mogelijk.

[Bericht gewijzigd door Sine op 9 juni 2022 21:27:55 (21%)]

C6 en C7 zijn toch de ontkoppelings condensatoren? Schema van de versterker staat trouwens hier:
http://www.triodedick.com/ceasar_2/ceasar2_schema_versterker.GIF

Die zouden verwijderd moeten worden i.c.m. de Tentlabs voeding, staat toegelicht onder het kopje "overwegingen"

http://www.triodedick.com/Tentlabs_gloeivoeding.h

Hoe belangrijk zijn de type elco's voor C6 en C7, de hier gebruikte elco's van Black Gate N kosten tegenwoordig 80 euro per stuk :? worden niet meer gemaakt. Als deze eruit kunnen is het de Tentlabs voeding een goede investering?

[Bericht gewijzigd door Bukkum op 9 juni 2022 22:12:09 (12%)]

Sine

Moderator

Bij die overwegingen gaat het over een ontkoppel condensator OVER de gloeidraad, niet van gloeidraad naar massa.

Dus die condensatoren kun je niet weg laten, maar dat hoeven evenmin Black Gate's te zijn.

Dick loopt een beetje achter, het artikel heeft al sinds 2009 de status "Wordt snel vervolgd..."

blackdog

Honourable Member

Hi,

De condensatoren kunnen gewoon moderne kwaliteits condensatoren worden.
Laat je niet gek maken. :-)

Nog even dit, er is geoppert dat je i.p.v. een GZ34 ook twee dioden kan nemen voor de gelijkrichting.
Uhm... dat kan niet met de aangegeven spanningen van de condensatoren, 500V is dan niet genoeg en
je moet dan rekening houden direct bij het inschakelen met zo'n 700V op deze condensatoren.
Pas als als je eindbuis en de andere buizen warm zijn geworden krijg je ongever de spanning die in het schema staat aangegeven.

En dan heb ik het nog niet gehad over de spanning van het 230V net die met veel zon in je buurt kan oplopen tot tegen de 250V aan...
Dan zijn 500V elco's ook bij gebruik van een GZ34 niet genoeg.

Je 300B gloeispanning DC maken heb ik geen problemen mee, maar idioot dure modules kopen met magische eigenschappen, doe maar niet.
Koop desnoods een extra trafotje, gelijkrichter, bufferelco en een lineaire regelaar er achter, klaar!
Mag je de lineaire regelaar ook nog als stroombron schakelen als je dat fijn vind. ;)

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Ik vind dit maar een rare schakeling:

Twee electrolitische condensatoren anti parallel. Waarom? Er staat volgens dat schema 80,6V gelijkspanning overheen. Dan gaat er dus één gewoon stuk. En waarom dan parallel? Één dikke van 220uF op de juiste manier aangesloten voldoet niet ofzo? Die triode dick heeft een mooie website en de schema's zijn opzich ook wel leuk maar hij gaat wat te ver in zijn audio magie en de gouden oortjes waarvoor componenten nodig zijn waarvoor met goed betaald moet worden. En wat zijn die black gate N voor een dingen? Goldcaps i.p.v. alu caps ofzo?

Je 300B gloeispanning DC maken heb ik geen problemen mee, maar idioot dure modules kopen met magische eigenschappen, doe maar niet.
Koop desnoods een extra trafotje, gelijkrichter, bufferelco en een lineaire regelaar er achter, klaar!
Mag je de lineaire regelaar ook nog als stroombron schakelen als je dat fijn vind.

Blackdog heeft hier een heel goed punt.

RAAF12

Golden Member

De 1k 50Watt weerstand daar is ook compleet bezopen, een dwaas of een roeptoeter die daar het gel*l van een dronken aardbei heeft neergepend.
Hoop wel dat het een bifilair met gouddraad gewonden exemplaar betreft. Anders krijg je Seebeck verschijnselen in combinatie met RedHot thermodynamische kathode modulatie. De speciale audio force Electronen springen uit hun vel van ellende en het leed is niet te overzien.

https://www.luchtmeetnet.nl/meetpunten Overigens mag je in Frankrijk maar 10 liter extra benzine meenemen in een jerrycan.
mel

Golden Member

Ik snap ook niet waarom hier een buis met direct verhitte gloeidraad is gekozen.En waarom de kathode op 80 volt zou moeten staan.

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
Frederick E. Terman

Honourable Member

Nu ja, die 80 V is normaal, dat is gewoon het roosternegatief dat je bij deze buis nodig hebt. Het is een heel 'slappe' buis (e: daarmee bedoel ik dat de 'steilheid' klein is: je hebt veel volts nodig om de mA's te besturen).

--
Maar verder... De tekenaar van dat schema heeft zich snikkend van de lach zitten afvragen hoeveel dwazen erin zouden trappen. Er zitten nog meer grapjes in.

Heeft iemand zich al het nut van R7 afgevraagd? 220 ohm aan de samenkomst van 100k en 33k? Echt? ;)
Of reken eens de stroom door R3 uit (wet van ohm, eitje). Dit is de anodestroom van de triode, en DUS ook de kathodestroom. Die loopt door R4. Wat zou daarover dus de spanning moeten zijn?

Die stroom loopt ook door de pentode erboven. Klopt dat wel met de rooster-kathodespanning die deze heeft?

En ga zo maar door. Het lijkt wel een combinatie schoolvragen, samengebald tot één schema.
Trouwens, 'één schema': op die site staat het vól met allemaal variaties op dit schema. Allemaal met andere ingetekende spanningen. What gives?!

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
mel

Golden Member

Dat is bewust gedaan om de lezer alert te houden ;) Maar ik ben het met je eens, het meeste is echt onzinnig.moetje maar eens lezen wat er staat over condensatoren, die zouden oliegevuld moeten zijn enzo..en trafo,s met zilverdraad... |:(

[Bericht gewijzigd door mel op 10 juni 2022 11:51:03 (37%)]

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

De 1k 50Watt weerstand daar is ook compleet bezopen, een dwaas of een roeptoeter die daar het gel*l van een dronken aardbei heeft neergepend.

Wel wat sterk uitgedrukt dit! Maar ik kom inderdaad op een vermogen van 6,5 watt in die weerstand als je uitgaat van 80 volt over de kathode weerstand. Een tien watt weerstand zou het ook moeten kunnen denk ik. Ik vind die 6,5 watt overigens nog steeds best veel om voor Jan met de korte achternaam te verstoken. Laat staan als dat de genoemde vijftig watt zou zijn.

Die weerstand is uiteraard nodig om de anode stroom (en dus de stroom door de trafo) binnen de perken te houden. Daarom zou dit niet iets zijn wat ik zou bouwen. Buizen zijn al niet erg zuinig, als je daar dan zo'n schakeling voor gaat verzinnen ben je helemaal achteruit aan het fietsen. Het is ook zonde van die trafo om die voorgemagnetiseerd te houden. Maar misschien is de trafo wel zo gemaakt dat die dan in het rechte deel van de BH kromme zit. Geen idee eigenlijk.

haha, rustig allemaal, ik was nog bij de voedingsschakeling :)

@blackdog
Ok, gloeispanning ga ik dan zelf maken, dus geen magisch printje welke ik niet begrijp. Je hebt het over een extra trafo, heeft dit voordelen ipv een wikkeling te gebruiken van de voedingstrafo, of bedoelde je het niet zo?

Toelaatbare spanning voor de elco's in de voedingslijn zal ik in de gaten houden, dat wordt dan waarschijnlijk 600V

@RAAF12 bedankt voor je bifilaire tip, anders is het leed niet te overzien merk ik nu ;)

C6 en C7 dienen als ontkoppeling was mijn gok, om het ingangsignal en de stroombron te ontkoppelen? Waarom ze anti parellel staan was mij ook niet duidelijk, wie wel? Hoe kan je hier bepalen welke capaciteit nodig is?

Ik heb ook een aanvraag lopen bij de trouwe trafo levenacier van Dick. Trafo's en smoerspoel zouden speciaal voor deze schakeling (door)ontwikkeld zijn. Prijs van de voedingstrafo vond ik niet heel spannend, maar de UGT en smoorspoel zitten toch ongeveer op het dubbele van een Hammond. Kern materiaal zou dan wel amorf zijn.

Tidak Ada

Golden Member

Op 10 juni 2022 10:49:09 schreef Ex-fietser:
[...] Die triode dick heeft een mooie website....
[...]

In het Engelse taalgebied heeft 'dick' nog een andere, niet zo florisante, betekenis >:)

Sorry, ik kon het even niet laten...

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - http://www.tubecollectors.org/

Het schema is door een dick gemaakt, dus daarom dat het rare dingen doet... >:) :P

A good housewife opens the fridge-door at zero cross point of AC cycle.

haha, ik had laatst een spel fout gemaakt en gezocht op triodick, krijg je ook hele andere dingen te zien :)

Als dick bezig was met een trio, kunnen er gekke dingen gebeuren... :X

Maar on topic, die twee elco in antiparallel, nog nooit in mijn leven gezien, erg vreemd.

[Bericht gewijzigd door CrossFireX op 10 juni 2022 22:33:04 (40%)]

A good housewife opens the fridge-door at zero cross point of AC cycle.

Ik heb ook een aanvraag lopen bij de trouwe trafo levenacier van Dick. Trafo's en smoerspoel zouden speciaal voor deze schakeling (door)ontwikkeld zijn...........
------------ de UGT en smoorspoel zitten toch ongeveer op het dubbele van een Hammond. Kern materiaal zou dan wel amorf zijn.

Dat amorfe materiaal zal dan wel door zeven naakte maagden tijdens de zonnewende in het volle maanlicht gesmeed zijn denk ik.

Ik begrijp nooit wat er nu zo speciaal is aan audio trafo's zodat ze zo duur moeten zijn. In mijn ogen is een trafo nog altijd gewoon twee klossen draad om een stuk ijzer gedraait. Dat de samenstelling van dat ijzer belangrijk is voor de bandbreedte is niet heel raar natuurlijk. 50Hz of 15KHz, dat scheelt best. Iets duuurder mag dan wel. Maar idioot duurder? Waarom? En wat valt er nu speciaal te ontwikkelen aan een smoorspoel. Die bestaan inmiddel al weer bijna tweehonderd jaar en is ooit uitgevonden door de heren Lorens, Ampere, Rumkorf, Henry enz. Dat waren de mensen met de hersens waar je respect voor moet hebben. Niet een of ander figuur die buitengewoon hoge prijzen vraagt voor een zelf gemaakt netfilter dat tegenwoordig iedereen met een filter calculator van internet zelf wel kan uitrekenen.