VA-Integra / hifi elektronkac (Stránka 1 z 4)

Pri upratovaní pivnice som našiel sieťové trafo z Tesla M130 a zabudnuté elektronky 6P3S, ktoré som nevyužil kam som plánoval a ostali ležať v krabici. Napadlo mi zrecyklovať zásoby a niečo pekné z toho postaviť, keďže ten najdrahší základ už mám. Prehrabal som ďalšie krabice so zásobami a našiel kopu ďalšieho čo by šlo využiť a už sa mi v hlave rysovala predstava. Recyklovaním bordelu teda vznikol nápad postaviť "integrovaný" zosilňovač.

Prvé čo mi napadlo po elektrickej stránke síce bolo pekné ale zbytočne komplikované a tak som začal postupne uberať z nárokov, zjednodušoval zapojenie a robil kompromisy medzi kvalitou a jednoduchosťou… ešte síce z ďaleka nemám hotovo ale čosi na pozeranie už mám

Popis zosilnovacej časti:

Vstup je tvorený veľmi jednoduchým triodovým stupňom ECC83 s odpormi v anóde aj katóde naladenými pre nasledovný priamo viazaný invertor ECC82 so spoločnou katódou. Napájacie napätie pre tieto obvody bude 330V a anóda ECC83 by mala byť na 100V. Z hľadiska vyššieho výstupného napätia by bolo vhodnejšie použiť E88CC ale mala pre mňa už zbytočne vysoké zosilnenie a bola by blízko maxima Ukf, čo by sa síce dalo jednoducho vyriešiť ale bol to ďalší dôvod prečo použiť ECC82, ktorých mám viac. Tento invertor ECC82 a zároveň "budič" má pre dokonalú vyváženosť signálu v katóde nastaviteľný regulátor prúdu, kvôli jednoduchosti, s ochudobneným mosfetom DN2535 ktorý som vždy chcel vyskúšať a zatiaľ k tomu nedošlo. Prúd bude nastavený tak, že anódy ECC82 budú presne na polovici ich dostupného napätia tj. (330-100)/2+100. Za budičom nasleduje koncový stupeň osadený elektrónkami 6P3S(6L6) s pevne nastaviteľným predpätím. Mriežkové odpory u tohto typu elektróniek by mali byť pri fixnom predpätí veľmi nízke (cca 100k) no kvôli skresleniu a skúsenostiam som aj tak zvolil 220k odpory. Pevné predpätie je nastaviteľné pre každú elektrónku samostatne a prúd bude merateľný na ich katódových odporoch s meracími bodmi vyznačenými na DPS. Kľudový prúd bude nastavený pre bežnú prevádzku s veľkou rezervou do “studenej” AB triedy na cca 21mA každou elektrónkou, čo pri napájacom napätí 450V predstavuje necelých 10W.
Koncový stupeň bude možné prepnúť do triedy A, kedy stúpne predpätie asi o 15V, vďaka čomu bude kľudový prúd cca 60mA a zároveň klesne napájacie napätie anód na 360V. G2 mriežky budú v každom móde napájané stabilizovaným napätím 330V, rovnakým ako pre vstup a budič. Z výstupu trafa bude potom vedená cca 15dB záporná spätná väzba do katódy vstupného zosilňovača.

Na výstupe transformátora plánujem ešte osadiť Zobel RC, skôr pre istotu a pre stabilitu vo VF pri nízkej záťaži akou budú slúchadlá, ktoré by som chcel mať možnosť pripojiť na výstupe. Pre sluchátkový výstup som použil predradný odpor a nie pevný delič, preto sa výstupné napätie prispôsobí záťaži.

Schema: (pre plne rozlíšenie rozklikni)

Zdroj:

Celý zosilňovač je napájaný upraveným sieťovým transformátorom z Tesly M130. Upravil som vinutie žeravenia 6,66Vac z paralelného (2x1,32mm) na sériové, aby som získal 2x6,66Vac. Vďaka tomu môžem zapojiť žeravenie na 12,6Vac s uzemneným stredom a nemusím bojovať s vysokým prúdom a umelým stredom.

Vysokonapäťový zdroj je usmernený zdvojovačom na dva nezávislé zdroje:

1) Zo 134Vac vinutia je usmernených cca 370Vdc, ktoré sú regulované mosfetom spoločne s LM217 na 330Vdc. Toto je použité pre napájanie vstupných zosilňovačov a G2 mriežok koncového stupňa.

2) Z extra 55Vac odbočky a teda z celého 189Vac sekundárneho vinutia je usmernený druhý vysokonapäťový vyšší zdroj ale len z jeho kladnej polovice zdvojovača, záporná ostane nižšia zo 134Vac. Tento zdroj je filtrovaný mosfetovým kapacitným násobičom s pomalým nábehom, ktorý vymyslel Danhard. Po filtrácii a zaťažení by tu malo byť dostupných cca 440Vdc a je pre napájanie výstupných transformátorov - anód koncových elektróniek. Kvôli veľkej filtračnej kapacite, bezpečnosti, a preventívnemu vybíjaniu vysokonapäťového zdroja som tu pridal zdroj konštantného prúdu s mosfetom a LED indikáciou pre výstrahu.

Nízkoprúdové 6,6Vac vinutie transformátoru je usmernené najefektívnejšími schottkyho diodami čo som našiel, pre získanie 9Vdc zdroja. Tento zdroj bude použitý pre ovládanie periférnych obvodov ako sú relé prepínania módov, softstartu a po dodatočnom stabilizovaní na 5V aj pre LED indikáciu, prepínač vstupov a časovač s CD4060.

Transformátor obsahuje ešte 35Vac vinutie, ktoré použijem pre zdroj záporného predpätia s jednoduchým kapacitným násobičom s BC557.

Schema: (pre plne rozlíšenie rozklikni)

Prepínanie:

Najzložitejšie pre mňa bolo vymyslieť prepínanie rôznych funkcií, pretože sa tu prepína množstvo rôznych kombinácií za rôznych podmienok:

• V prípade prepnutia pracovnej triedy z AB do A a potreby nižšieho predpätia sa ku kapacitnému násobiču pripne tranzistorom odporový delič, výsledkom čoho je presne definované výstupné napätie. Pre nastavenie predpätia každej koncovej elektrónke je za trimrom ešte dodatočná filtrácia 1uF fóliou pre absolútne vyhladenie akéhokoľvek rušivého napätia. Prepnutie do triedy A je signalizované červeným svetlom inak bielej led “operation”.

• Keďže je možné prepínať pracovnú triedu zosilňovača spoločne s jeho napájacím napätím je v anódovom zdroji relé, ktoré prepína medzi 134V a 189V odbočkou sekundáru v kladnej polovici zdvojovača. Výsledkom je zmena anodového zdroja zo 440Vdc na 360Vdc.

• Zosilňovač obsahuje aj jednoduchý prepínač vstupov a funkciu mute. Mute pre maximálnu jednoduchosť len vypne zvolený vstup. Pri vypnutí zosilňovača sa tiež okamžite aktivuje mute, aby sa odpojil audio signál a zosilňovač nehral aj po vypnutí.

• Funkcia mute je tiež aktívna pri zapnutí, počas pomalého nábehu a nahrievania zosilňovača.  Počas nahrievania ledka “operation” bliká na červeno. Po ubehnutí cca 25 sekúnd sa pripojí audio vstup, skratuje sa softstart a led "operation" svieti na bielo ak je zosilňovač v AB triede.

• V prípade pripojenia slúchadiel do jack konektoru sa cez relé odpojí zem reproduktorov. Zároveň je vyslaný “nulovací” signál pre A triedu biasu, aby zosilňovač bez ohľadu stlačenia tlačidla módu ostal nasilu v AB triede + anódy sa prepnú na nižšie napájacie napätie a led "operation" svieti na červeno aby zosilňovač signalizoval A triedu = zosilňovač aj pri nižšom napätí a prúde 21mA z A triedy nikdy nevyjde pri tak ľahkej záťaži akou sú slúchadlá a zároveň nižšie napájanie ochráni koncový stupeň v ľahkej záťaži.

• Pre lepšie odvetrávanie horúceho vzduchu tu bude aj 80mm ventilátor. V krabici som objavil čierny noctua chromax, ktorý je excelentne tichučký, síce má jedno ucho ulomené ale nejak to vymyslím   Ventilátor pobeží na veľmi nízkych otáčkach aby sa len v skrinke lepšíe hýbal vzduch a neupiekol sa. V prípade prepnutia do A triedy sa pre lepšie chladenie zvýšia otáčky ventilátora, ale nie pri použití fake "A triedy" so sluchátkami.

Schema: (pre plne rozlíšenie rozklikni)

Výstupné transformátory som pôvodne chcel kúpiť hotové a vyskúšať poľské toroidy. Zistil som, že Hammond by bol lacnejší a podobne dobrý. Po čítaní datasheetov sa mi ale nepáčilo zapojenie vinutí, impedancie, a boli by to kompromisy. Vystupáky viem dobre, preto som si povedal že cenovo podobne na tom budú aj vlastné trafá na objednávku a tak som si to narýchlo rozpočítal. Vyzeralo to veľmi dobre a radšej dám zarobiť niekomu u nás ako posielať peniaze preč… a tak som si ich objednal z Tronicu.

Zvolil som jadro z magneticky orientovaných plechov EI96/45 čo by pri výkone 40W malo fungovať bez problémov do 30Hz na plný výkon. Pre jednoduchosť som zvolil jednoduchú klasiku 3 primáry a 2 paralelné sekundáry. Počty závitov som navrhol v prospech sekundáru aby tvoril dve sekcie a dve súvislé vrstvy od kraja po kraj kostričky. Primár je dopasovaný aby impedančne zhruba pasoval kam ho potrebujem a aby tvoril tiež vždy celé súvislé vrstvy, vyšlo mi to na Raa=5300R. Vďaka celým kompletným vrstvám a tesnému previazaniu sekcií bude mať trafo minimálny rozptyl a zároveň malú kapacitu vinutí. Sekundár som navrhol pre 4R a 8R.

DPS a mechanika

Všetko čo sa len dalo som osadil na DPSky a tie su medzi sebou prepojené IDC plochými káblami. Aby bola celá skrinka čo najnižšia použil som Belton oktal patice montované zo spodnej strany DPS. Osobne som ich zatial v oktal verzii nikdy nikde nevidel použité a chcel som ich vyskúšať. Vďaka nim bude celá krabica len 120-130mm vysoká. Krabicu ale ešte nemám nakreslenú, na tom aktuálne pracujem.

6P3S resp. 6L6 tetrody svietia pri vysokom prúde pekne na modro, aby to pekne bolo vidieť navrhol som DPS akoby naopak. Koncové elektrónky budú vpredu viditeľné cez okno a za nimi malé v medzerách. Toto bolo veľkou výzvou a nočnou morou, pretože nakresliť túto DPS bol dosť velký problém a aj tak som sa nevyhol mnohým káblovým spojom. Tiež z hľadiska prepojenia mnohých zemí aby to dávalo logiku nebolo jednoduché. Uvidím ako to celé dopadne, snáď dobre

Moja predstava ako by to asi mohlo vyzerať:

A nejake osadene neumyte DPSky, ešte mi chýba zopár súčiastok...