Buizenversterkers: Nog meer Autobiasautomaten? Vraag over uP gestuurde.

Door de kathode weerstand met een grote elco te ontkoppelen is er geen tegenkoppeling meer via de kathode.

Wanneer je een kathode weerstand gebruikt ten behoeve van het instelpunt kun je die van voldoende vermogen gebruiken, bijvoorbeeld een type van 2 Watt.
De bias spanning zal dan altijd goed zijn en verloopt na enige tijd niet.
Een bias spanning moet altijd stabiel zijn en mag niet verlopen, ook wanneer er muziek speelt mag het instelpunt niet verlopen, dit kan anders distorsie geven.

Wat ik van deze automatische regelingen vind is grote onzin en al helemaal dit te doen met een micro processor.

Een soort van automatische regeling kun je ook met transistoren of een opamp doen, deze schakeling houdt het gewenste instelpunt ook stabiel.

Hi Martin,

Allereerst wil ik stellen dat ik al een tweedehands PrimaLuna eindversterker (4x KT88) met autobias circuit gekocht heb op MP en enkel wilde weten hoe dit nu werkt.
Vandaar dat ik ook wat literatuuronderzoek heb gedaan.

In de PrimaLuna (2 X KT88 per kanaal) staan de KT88 eindbuizen op een ruststroom van 40mA, bij een Anodespanning van 430V (dit is een Koude, Class AB russtroom instelling, 50% dissipatie, waarschijnlijk zo gekozen voor een lange levensduur van de KT88 buizen).
De PrimaLuna werkt prima (heeft een mooi open, 3D geluid), er is eigenlijk geen reden om aan te sleutelen, maar ik ben tamelijk nieuwsgierig van aard, vandaar.
(Ik moet eerst ook nog meten hoe die PrimaLuna Autobias (nu al of niet verandert) voor een steeds groter wordende output. Ik heb 4 bias meetbuisvoeten in de bestelling) en dan kan ik dit met een signaalgenerator, scoop en mA meter nameten.
Als de biasinstelling "rocksteady" is, is er geen reden om er meer tijd aan te besteden.

MBT Tot de Duitse uProcessor schakeling (van www.TubeLand.DE
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Men meet de kathodestroom van elk van de 4 eindbuizen over een 1 Ohm meetweerstand[ (dit wordt ook in de Tentlabs en PrimaLuna schakeling zo gedaan).

Alleen de belasting bij de Prima Luna en de Tentlabs van deze weerstand is verwaarloosbaar (Mosfet "voeler") terwijl er bij de Duitse schakeling een 2200uF C C parallel aan hangt, gevolgd door een 100K serie weerstand en een verder RC stabilisatiefilter.

Ik vraag me af of dit nu weinig of relatief veel invloed heeft. (zou niet moeten als de schakeling goed gedimensioneerd is).
Bij iets hogere audiovermogens (versterker loopt uit classe A), wordt de Bias instelling bevroren (gebaseerd op een signaalnivo van de secondaire van de uitgangstrafo.

NB.

De KT88's staan in Class AB (kathode praktisch aan massa) met een vaste negatieve roosterspanning, die wel af en toe (2 x per jaar) bijgesteld zou moet worden (als er geen biasautomaat in zou zitten).

De alternatieve "selfbiasing" schakeling met een aanzienlijke Kathodeweerstand zo'n 320 Ohm (ontkoppeld met een elko) is niet vergelijkbaar met de eerstgenoemde schakeling.
(Zie voor een "selbiasing schakeling" de Seeburg ultralineaire Jukebox versterker (anno 1954)).
De elko heeft nl een negatieve invloed op het impulsgedrag van de versterker.

Aangezien ik nieuwsgierig van aard ben, wil ik de uP instellende AutoBias schakeling van Tubeland.DE vergelijken met de PrimaLuna Analoge autobias (hoewel deze an sich prima lijkt te voldoen!).

Just curious!

Ik wil weten of deze schakeling IDD de russtroom absoluut bevriest op een instelbare waarde boven Mute Nivo's

terwijl de PrimaLuna misschien toch een beetje varieert (wat ik nog moet checken).
Als de PrimaLuna al stabiel blijkt te zijn hoeft er dus niets verder geoptimaliseerd te worden.

Graag hoor ik of de Duitse uProcessor gestuurde Autobias schakeling bepaalde ontwerpfouten of zwakke plekken heeft.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op donderdag 17 januari 2019 20:38:46 (0%)

Staat er ergens uitgelegd waarom de ontkoppelelco een negatieve invloed heeft op het impulsgedrag, en nog belangrijker: waarom de alternatieve schakelingen die invloed niet hebben zonder dat ze onbedoeld een signaalafhankelijke bias geven?

Hi Maarten,

In sommige handboeken worden de Pro's en Con's van de klassieke Kathodenschakeling in een PP eindversterker (met ultraliniaire schakeling (Hafler, 1951) besproken:
Deze schakeling is dus al zeer oud (en werd al 1 jaar later in Seeburg Jukeboxen toegepast!):

BV

1) Rainer zur Linde: "Buizenversterkers" mei 2000), pagina 121

Voordelen "normale"Kathodeversterker

- Eenvoudige schakeling
- Geringe vervorming vanwege sterke tegenkoppeling
(kan ook een nadeel worden omdat de tegenkoppeling te groot wordt
(IHA wordt max. < 10dB tegenkoppeling aanbevolen, om het geluidsbeeld niet "plat" te drukken (fasevervorming).
- Daardoor ook uiterst stabiele werking

Nadelen

- Grote spanningen over Rk; niet efficient
- niet ideaal gedrag van de Elco, zie 2)

2) Blog van Brosky

https://www.tubecad.com/2005/April/blog0043.htm

Zie 4de Alinea en verder en de verdere blogs van Brosky in TubeCAD genoemd in mijn eerste E-mail:

In a cathode-biased amplifier, the cathode resistor offers a stabilizing degeneration in idle current variations. If the tube conducts too much, the cathode voltage increases, which decreases the idle current. Unfortunately, this technique is not perfect.

If nothing else, the large-valued cathode resistor steals potential watts from the output and adds extra heat to the amplifier’s chassis. In addition, the cathode resistor must be bypassed with a large-valued capacitor, which brings its own imperfections to the mix. Finally, cathode-biased amplifiers work best when run in class-A, as class-AB amplifiers suffer from a tube-induced-rectification distortion. When a class-AB cathode-biased amplifier sees a prolonged burst of signal, the output tubes' conduction can easily increase fivefold over the nominal idle current setting. This increase in cathode current will slowly charge up the bypass capacitor, which will effectively increase the negative bias voltage, as the grid will become more negative relative to the cathode. This new bias voltage will slowly collapse over time, but until then the amplifier will distort greatly as the output tubes might even be completely cut off after the large signal burst (surely, "no output signal" must come as close as you can get to "100% distortion").

3) Ir. Menno van de Veen "Moderne Highend Buizenversterkers), deel 2 (2009), hoofdstuk 12 en deel 1, Pagina 158. 180-181, en Pag.209:

- noodzaak van het gebruik van op ruststroom gepaarde buizen
- mogelijke vergroting van het bromniveau plus de nadelen zoals door Brosky geschetst.

De tegenhanger van de gewone autobias ("selfbias" dmv een kathode weerstand + elco, is

Vaste Negatieve Roosterspanning (zoals in de beroemde Williamson versterker), maar heeft als nadeel wegdriften door thermische effecten en veroudering van de eindbuizen.
Daardoor moeten de eindbuizen eerst kunstmatig verouderd worden ("inbranden"), en de versterker moet ieder half jaar bijgeregeld worden qua Bias en symmetrie van de eindbuizen.

Voordeel in Klasse A en AB: een veel transparanter geluid (veel minder fasevervorming door lage tegenkoppeling).

De automatische Biasschakelingen proberen nu de nadelen van de Fixed negatieve roosterspanning weg te werken.
Dit kost dan wel extra complexiteit (was in het buizentijdperk ueberhaupt niet mogelijk, behalve dan de schakeling van Blumlein).

Ik verwijs naar de BLOGS van TUBECAD (Brosky) die eea uitvoerig behandeld heeft (zelfs de AutoBias van Blumlein), en ook volledig gesimuleerd heeft met PSPICE.

Er zijn tegenwoordig in principe 2 AutoBias systemen:

1) Systemen (zoals van der Veen/Tentlabs, PrimaLuna, Kroeze) die Dynamisch de bias continu bijstellen naar een vooraf gedefinieerde waarde, waarbij het audiosignaal dan geen roet in het eten mag gooien (de Negatieve roosterspanning moet onafhankelijk zijn van het audiosignaal).
Methode van van der Veen / Tent, zie Hoofdstuk 12 van zijn tweede boek over Moderne Highend Buizenversterkers (2009).
Systeem van Kroeze: Copyright protected, hoewel het circuit op verschillende sites staat.

2)Systemen, die op verzoek van de gebruiker (of tijdens de opwarmfase en in "idling mode" (zonder audiosignaal) de bias afregelen op een vooraf gespecificeerde waarde.
Het systeem calibreert automatisch de Negatieve Roosterspanning in rust d.m.v. een uProcessor.
Dit zou je normaal handmatig moeten doen, met potmetertjes en mA meters (De Audio Reasearch had er 6!!).

Het systeem van "www.tubeland.de" en de Chinese fabrikant DOGE, die met de Universiteit van Shanghai zo'n systeem ontwikkeld heeft, zijn voorbeelden van de tweede categorie.

http://www.doge.audio/autobias/

http://www.tubeland.de/product_info.php?products_id=33&MODsid=650f…

Ik wil nu het systeem van www.Tubeland.de bouwen & uitproberen (uit nieuwsgierigheid" en vergelijken met het eenvoudige analoge servosysteem (van de eerste categorie) wat in de PrimaLuna wordt gebruikt.

Laten we daarom niet verder voortgaan met de Pro's en Con's van Autobiasing , maar naar het MicroProcessor circuit kijken (waar speciale software van de fabrikant is ingeprogrammeerd).

Verdere details kunnen julle vinden in de uitgebreide bouwbeschrijving van www.tubeland.de .

Mijn vraag naar jullie is of er duidelijke designfouten in dit ontwerp zitten (en ook of het systeem zich tegen je kan keren (i.e eindbuizen opblazen) als onverhoopt een kritieke component stuk zou gaan. m.a.w. "Is het ook Fail Safe?"

Graag zou ik jullie opmerkingen horen op dit gebied, omdat ik niet veel weet van Microprocessors.

Alvast bedankt!!

Martin

Een microprocessor op een buizenschakeling?
Dat is net zo iets als een T-ford op de maan...
Voor de verkopers zal het wel een geweldige schakeling zijn.
Maar , ik heb zo.n idee dat het totaal niets toevoegd..
Een beetje buizenschakeling, hoort niet met halfgeleiders te zijn uitgevoerd.. dat is mijn idee.

Hi Mel,

Iedereen mag zijn mening hierover hebben, maar ik heb een aantal specifieke vragen gesteld over de belasting van de Kathodeweerstand (door de ingangen van de uProcessor).
Idem over de uitgang van de stuurtransistoren naar de roosters van de eindbuizen. En of er misschie bepaalde designfouten in de Logica zitten

Ik gebruik al een AutoBias (weliswaar een analoog design door Kroese en toegepast in de PrimaLuna's), waar ik erg content mee ben, maar ik wil graag met die uP gestuurde autobias van www.tubeland.de experimenteren, just for fun en omdat ik nieuwsgierig ben of het nog verschil maakt met de PrimaLuna Bias methode.
( www.tubeland.de wordt gerund door een hobbyist; hij heeft een fulltime job, en zal hierop heus niet veel verdienen.
Die site is enkel door enthousiasten gecreerd, zie ook zijn andere bouwpakketten. Je kunt ook je eigen ontwerp aanleveren en er is zelfs een jaarlijkse wedstrijd voor het beste ontwerp

Dus s.v.p. geen verdere discussies of je dit al of niet nodig vindt (maar als ik naar die AudioResearch versterker kijk met 16! afstelpunten, die je toch ieder 0.5 jaar moet bijstellen, kan ik me voorstellen dat autobias wel iets toevoegt, met name voor een gewone gebruiker die niet met biasadapters en multimeters aan de slag wilt (nog afgezien van de hoge spanningen in zo'n versterker)!

Mijn vragen waren heel eenvoudig / specifiek:

1)
Zien jullie een situatie, waarbij een defecte component ervoor zorgt dat de Biasstroom juist omhoog wordt geregeld (of is hij inderdaad failsafe zoals de ontwerper claimt)?
De regelaar start met een zeer negatieve Rooster Spanning (en gaat uiteindelijk (na 30 seconden en als er ook voldoende anodespanning is in werking: Regelt de NRS minder negatief naar een setpoint van Biasstroom toe dat je vantevoren met een multistanden schakelaar kunt instellen, afhankelijk van het buistype en of je de versterker in Class A, Cass AB of Class B wilt opereren.).

Vervolgens bevriest de regeling deze instelling als hij muziek (> 1W ) op de luidspreker uitgang ziet.
Hij begint opnieuw te regelen als er lange tijd geen muziek is (> 5 minuten).

Als een van de buizen uit zijn window van Biasstroom loopt (thermal runaway) schakelt hij dat kanaal uit (zeer negatieve roosterspanning) en geeft de defecte buis aan met een LED.
Bovendien geeft hij met LED 's aan of de regelaar bereid is om te regelen en of hij vast ingesteld ("bevroren" is).

2)
De uitgangen (FETS) hebben een zodanig hoge impedantie dat zij geen invloed zouden moeten hebben op het AC Audiosignaal op de stuurroosters van de eindbuizen.

Ik ben alleen een beetje bezorgd over de ingangen (die de spanning op de kathoden meten): is een serie weerstand van 100K voldoende, of moet er toch een FET tussen (zoals in de PrimaLuna of de Tentlabs schakeling?)

Ik hoor graag jullie mening?

Groet,

Mart

4 Ch Regler ( Auto Bias ) fÌr RöhrenverstÀrker - Bausatz _ 4CH Reg BS.pdf