Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wzmiacniacz lampowy zasilany z baterii? Czemu nie....

studisat 04 Lut 2009 17:03 9485 16
  • Wzmiacniacz lampowy zasilany z baterii? Czemu nie....

    Miałem potrzebę dorobienia sobie wzmacniacza audio niezbyt dużej mocy z głośnikiem aby czymś zastąpić niby-głośniki w notebooku.
    Stereo niepotrzebne... Cóż więc trudnego, pierwszy pierwszy scalak .... wróć, jaki scalak, może lampy...

    Najpierw trafo miałem małe dostosowane do lampy ECL86/ECL82. Głośnik starej daty o dość wysokiej sprawności.
    Dobór lamp - bateryjne - i subminiaturki. Lamp mocy 6397 - całkiem sporą moc z niej można wydusić.
    Stopień wstępny pentoda subminiaturowa 5678. Do tego jako bajerek - oczko DM70 jako wskaźnik wysterowania.

    Punkt pracy lampy przyjęty jako punkt wyjściowy: 6397. Ug2 - 125V, Ua = 130V, Ug1 = -5V. Raa = 10k Po(max) = około 370mW teoretycznie.
    Pobór prądu obwodu zasilania anod: około 13,3mA.
    Teraz żarzenie. Zdecydowałem się na pewien ciekawy myk pozwalający podłączyć USZ do katody (!!! mimo iż to lampa bateryjna bezpośrednio żarzona...).
    Czyli - napięcie żarzenia 2,5V, włókna żarzenia lampy 6397 żarzone szeregowo. Dwie lampy 5678 i DM70 żarzone szeregowo.
    Lampa 5678 ma prąd żarzenia 50mA a DM70 25mA. Stąd dodatkowy opornik R104 równolegle do włókna żarzenia lampy DM70. Żarzenie DM70 oraz ten opornik stanowią opornik katodowy typowo stosowany w przypadku lamp żarzonych pośrednio. Punkt pracy lampy 5678 dobrany tak aby Ug1 = -1,25V. Oczywiście przez opornik USZ / R109 też płynie pewien prąd - uwzględniono go w doborze wartości opornika R104.
    Jeszcze w kwestii żarzenia. Lampa 5678 ma nominalne napięcie żarzenia 1,25V, 6397 przy żarzeniu szeregowym 2,5V. DM70 zaś 1,4V. Zdecydowałem się lekko niedożarzyć lampę 5678 - 1,18V a lampa DM70 ma mieć 1,32V. Tak założyłem. Wartości oporników R104 i R109 dały mi napięcie żarzenia lampy DM70 1,28V.
    Pobór prądu żarzenia - 112,5mA.

    Jeszcze jedno w kwestii polaryzacji lampy mocy. Włókna są zasilane szeregowo. To podnosi średni potencjał katody względem masy. Dla żarzenia równoległego połówek żarzenia ten punkt będzie gdzieś 0,62V względem masy. Dla żarzenia szeregowego - 1,25V.
    Czyli napięcie polaryzacji wyniesie 4,4V zamiast 5,0V. Jeszcze trzeba uwzględnić prąd siatki lampy mocy. Spadek napięcia na oporniku siatkowym R105 to około 0,5V. Czyli do 4,4V dodajemy te 0,5V i mamy 5V.

    Zasilanie - przetwornice bez separacji galwanicznej. Stąd konieczność dodatkowej dającej napięcie ujemne. Zrobiona z użyciem przetwornicy z przełączaną pojemnością ICL7662. Na wyjściu prosty dzielnik z diodą zenera C5V1. Zasilanie żarzenia - przetwornica obniżająca napięcie zrobiona na LM2574-ADJ. Minimalna ilość elementów - łatwe obliczanie - wyniki zgodne z tzw "wyczuciem". Wyliczone elementy i działa to od razu be korekty. Dławik typowy tani dławik pionowy dostępny w TME. Na koniec przetwornica napięcia anodowego. Wybór padł na MC34063A. Bardzo tani i prosty układ. Jednak klucz w tym scalaku może pracować do 40V (w praktyce bez dodatkowego zewnętrznego tranzystora daje rady wycisnąć około 65V z tego scalaka). Dodatkowy klucz tranzystor MOSFET- niestety to pogarsza sprawność tej przetwornicy - ten scalak nie ma wyjścia totem-pole ale klucz z tranzystorów bipolarnych w układzie Darlingtona - lepszym od tranzystora MOSFET byłby tranzystor bipolarny. Obliczenia - i tu niestety wyniki rozjeżdżają się rzeczywistością. Ba nawet same wzory podane w nocie katalogowej budzą wątpliwości (np. im mniejsza różnica między napięciem we a wy tym większa wartość indukcyjności wg podanych wzorów....). Obliczałem z dostępnego w necie apletu dla tej kostki. Praktyczny dobór elementów - cewka ma dwukrotnie mniejszą niż obliczona indukcyjność a kondesator ustalający częstotliwość pracy prawie trzykrotnie większy niż wyliczony...




    Obliczenia i dobór elementów zrobiłem dla napięcia 13,5V oraz 8,5V. Pozwala to zasilać zarówno z 3 baterii 3R12 oraz z akumulatora Li-On (trzy ogniwa szeregowo).

    Uzyskałem pobór prądu dla napięcia 12,2V - 275mA. Czyli moc zasilania wyszła około 3355mW. Wzmacniacz pobiera moc: 1835mW - anodowe i 281 mW żarzenie. Pomijając moc zasilania siatki sterującej lampy mocy sprawność przetwornic wychodzi dla napięcia 12,2V około 65%. (Pomiary prądu - miernik cyfrowy niestety zwłaszcza pomiary prądu są obarczone sporym błędem - stosunkowo duży opór wewnętrzny jako miliamperomierza ) Im niższe napięcie zasilania to oczywiście wzrasta pobór prądu. Mam akumulator Li-On o pojemność 1500mH - powinie zapewnić ponad 4,5 godziny grania. Nie sprawdzałem jak długo zagra na płaskich bateriach.
    Niejako niechcący uzyskałem pożądaną właściwość - w momencie wyczerpywania się baterii/akumulatora najpierw gwałtownie spada napięcie anodowe potem znacznie później żarzenia. Wzmacniacz cichnie zmuszając do wymiany baterii ale ma to miejsce jeszcze bez niekorzystnej pracy z niedożarzonymi katodami.

    Zakłócenia - od strony napięcia anodowego pomijalne. Za to okazało się koniecznym dodać dodatkową filtrację napięcia żarzenia - elementy L1 i C1. Konstrukcja - dwie płytki - moduły - jeden wzmacniacza a drugi przetwornic. (płytki: koszerna i niekoszerna ;) ). Wyprowadzenia - goldpiny - które będą wchodzić w pionowe gniazda na płytce bazowej z trafem głośnikowym.

    Osiągnąłem mniejszą moc wyjściową niż obliczona. Niestety posiadane trafo nie miało odpowiedniej przekładni ale i tak z wykorzystaniem głośnika ze starego radia zapewnia całkiem spora głośność.

    Dodam jeszcze, że stosując lampy 3S4T, 1S5T (tych od Szarotki), nawet z oczkiem DM70 dałoby radę zrobić podobny wzmacniacz mono zasilany z jednego gniazda USB. Pozostanie jeszcze wystarczająco dużo mocy zasilania na kostkę kodeka USB. Inaczej mówiąc byłaby to karta dźwiękowa USB ze wzmacniaczem lampowym.

    Schemat
    Wzmiacniacz lampowy zasilany z baterii? Czemu nie....

    Płytka wzmacniacza
    Wzmiacniacz lampowy zasilany z baterii? Czemu nie....

    Płytka przetwornic
    Wzmiacniacz lampowy zasilany z baterii? Czemu nie....

    Oba moduły razem:
    Wzmiacniacz lampowy zasilany z baterii? Czemu nie....

    Poprawiłem palcówki w temacie ;)
    Oraz przeniosłem z Retro i Lampy do bardziej odpowiedniego działu.
    stołek_-92 vel futrzaczek2


    Fajne!
  • #2 05 Lut 2009 09:47
    shadow0013
    Poziom 34  

    Daj zdjęcie na początek bo moderator będzie marudził. Płytki ładnie wykonane, zamieść zdjęcie zmontowanego wzmacniacza (obudowa w środku i zewnątrz).

  • #3 05 Lut 2009 10:57
    morph13
    Poziom 25  

    Konstrukcja ciekawa.
    Dzięki zastosowaniu "lamp paluszkowych" PCB jest "znośnych" rozmiarów.
    Zastanawia mnie mimo wszystko czy aby na pewno przez zastosowanie przetwornic nie ma zakłóceń na wyjściu ??
    Ja osobiście bym bardziej rozbudował filtry LC na wyjściu PCB przetwornicy.
    Dobrym rozwiązaniem dla tego układu byłoby filtr LC jak w zasilaczach PC a konkretnie na jednym rdzeniu pierścieniowym kilka uzwojeń.

    Jednak wyrażam swoje uznanie dla całości konstrukcji.

  • #4 05 Lut 2009 11:25
    Zawach
    Poziom 14  

    Moim zdaniem lampy powinny byc ustawione pionowo a obudowa tak zrobiona zeby bylo je widac. Ale to tylko moja uwaga a pozatym to rewelka :) Pozdrawiam

  • #5 05 Lut 2009 13:18
    siwy_watt
    Poziom 14  

    No niema to jak stare dobre lampy elektronowe, jeszcze tylko jakaś obudowa by się przydała. Pewnie jakością dźwięku nie dorówna przeciętnemu wzmacniaczowi.
    Czy mógł byś dać kosztorys wykonania tego wzmacniacza ??

  • #6 05 Lut 2009 13:45
    Pele44
    Poziom 11  

    Fajny projekcik, proponuje żebyś dał też zdjęcia od spodu, bo widzę że ścieżki nie są standardowo prowadzone.
    Napisz też coś o wrażeniach odsłuchowych.

  • #7 05 Lut 2009 13:56
    Futrzaczek
    Admin Grupy Retro

    Zawach napisał:
    Moim zdaniem lampy powinny byc ustawione pionowo a obudowa tak zrobiona zeby bylo je widac. Ale to tylko moja uwaga a pozatym to rewelka :) Pozdrawiam

    Niewiele byś zobaczył, włókna katody są ledwo dostrzegalne z racji niskiej mocy żarzenia. DM70 na pewno jest widoczna, w przeciwnym razie sens jej montowania byłby znikomy.

  • #8 05 Lut 2009 14:01
    zyzioone
    Poziom 11  

    Jak jest z grzaniem lamp pracujących w takich warunkach? Czy PCB od leżących lamp się stopniowo nie nagrzewa?
    Pozdrawiam.
    Paweł Z

  • #9 05 Lut 2009 15:38
    studisat
    Specjalista - lampowe odbiorniki radiowe

    Płytki będą na sztorc, wiec łatwo je pokazać.
    Nie ma problemu z ciepłem - one i tak są jakieś 3 mm od laminatu.
    Jedynie 6397 jest ciepława - jakieś 40'C.

    Włókna żarzenia świetnie widać w 5678, a z racji większej mocy żarzenie wnętrze 6397 jest rozświetlone dość jasno.

    Dodatkowa filtracja - tylko okazała się potrzebna a żarzeniu. Gdyby to był wzmacniacz słuchawkowy to co innego.

    Wkrótce dołącze pliki z płytkami.
    Obudowa i główna płytka bazowa jeszcze nie gotowe..
    Tylko muszę jedna ze ścianek obudowy zrobić z czegoś przezroczystego (nawet szkło - nie rysuje się jak pleksi)..


    Koszt elementów około 195PLN.
    Założenia - w cenie obudowa, laminat, mazak, wytrawiacz i wiertła.
    Lampy - DM70 - 15PLN (allegro) 6397 około 25PLN (eBay bez wysyłki), 5678 (18 eBay bez wysyłki), trafo - 30PLN. Reszta cen to zbliżone do tych w TME.

  • #10 05 Lut 2009 23:59
    krzycho123
    Poziom 31  

    Wracając do tematu , dawno czegoś takiego ciekawego tu nie było . Naprawdę inowacyjny projekt ,podoba mi się coraz bardziej idea używania lamp w połączeniu z elektroniką XXI wieku .
    Szkoda że te lampy są tak mało popularne a zaraz drogie .
    Fajnie by było jeszcze zintegrować w tym wzmaku jakiś DAC usb i zorganizować ładowanie aku po USB :)

  • #11 06 Lut 2009 05:16
    Gandziorz
    Poziom 16  

    Bardzo ale to bardzo mi się podoba twój wzmacniacz.
    Mógłbyś wrzucić jak pracuje twój wzmacniacz, jakiś filmik może :>

    Odnośnie kosztu całego projektu, to powiem że dość dużo Cię to wyniosło.
    195zł to dość dużo zwłaszcza jako wzmacniacz do laptopa.

  • #12 06 Lut 2009 10:31
    studisat
    Specjalista - lampowe odbiorniki radiowe

    Co do USB - zasilanie z USB i kodek owszem. Jeśli moc zasilania będzie większa od wydajności standardowego USB to koniecznym będzie zastosowanie akumulatorów. ładowanie z USB - hmmm może i tak ale wtedy nie ma praktycznej różnicy czy ładuję z USB czy innej ładowarki.

    Koszt - no tyle wychodzi. Niestety. Doliczając materiały na wykonanie płytki podbijamy końcowy koszt. Lampy - wszem można kupić coś taniej ale niestety ceny będą iść w górę aż do wyczerpania zapasów. Trafo głośnikowe to też koszt jakby nie liczyć. Niektóre półprzewodniki - dość wysoka cena - mało istotna przy jednostkowym egzemplarzu - dotyczy ICL76622 - alternatywą jest dowinięcie kilku zwojów na dławikach przetwornicy MC34063 i prostownik.

    Niektóre hobby nie są czymś tanim.....

  • #14 08 Lut 2009 21:40
    Mark II
    Poziom 20  

    Tak się zastanawiam, czy nie byłaby dobrym rozwiązaniem przetwornica przeciwsobna. Transformator mógłby mieć kilka uzwojeń wtórnych zapewniających wszystkie napięcia we wzmacniaczu. Kolejnym atutem jest dobra sprawność i dość niski poziom zakłóceń.

  • #15 08 Lut 2009 22:01
    studisat
    Specjalista - lampowe odbiorniki radiowe

    Prezeciwsobna - czy jest sens przy takich małych mocach?
    Różne uzwojenia OK ale tylko jedno napięcie byłoby regulowane a pozostałe już nie. Zasilanie z baterii lub akumulatora Li-On to szeroki zakres napięć wejściowych.

    Żarzenie - pobór prądu stały.
    Anodowe - wzmacniacz SE - nie jest stały pobór prądu, PP - znaczne zmiany poboru mocy.
    Siatka sterująca - stały pobór mocy.

    Zakłócenia - większy problem to mikrofonowanie lamp niż zakłócenia z przetwornic - ich nie słychać.

  • #16 09 Lut 2009 20:51
    Mark II
    Poziom 20  

    Można przy małych prądach i zastosowaniu tranzystorów polowych mocy osiągnąć sprawność w granicach 90%. Myślę, że wystarczająca byłaby stabilizacja napięcia żarzenia, pozostałe napięcia nie zmieniałyby się w szerokich granicach.

  • #17 10 Lut 2009 13:04
    studisat
    Specjalista - lampowe odbiorniki radiowe

    Owszem ale to odbędzie się kosztem komplikacji przetwornicy - tj nawijanie własnego transformatora. Kupowanie drutów nawojowych (co nie jest łatwe bowiem o ile rdzenie i karkasy to łatwo kupić ale druty nawojowe to już gorzej w przypadku drobnego detalu). Napięcie anodowe rzędu 140V wymaga już pewnej jakości izolacji i staranności uzwajania. Zysk niewielki - 90% to i tak przyjmuję jako teoretyczną wartość w praktyce pokaże się niższa z racji dostępności elementów jako klucze (i ew. dobierani elementów wpływających na punkt pracy tranzystorów pracujących jako klucze).
    W opisanej przetwornicy - po pierwsze miernik nawet dość drogi cyfrowy (około 450PLN) jest niestety mało wiarygodny w pomiarach - na zakresie do 399mA ma sporą rezystancję wewnętrzne co zawyżało pomiar natężenie prądu - przekonuje się nieraz że te cyfrowe bajery nadają się jedynie na śmietnik a ni do pomiarów... - po drugie klucz w scalaku MC34063A pozwala w praktyce uzyskać około 65V napięcia wyjściowego. Tranzystor MOSFET ma jedna wadę przeładowywanie pojemności międzylektrodowych - to wymusza w przypadku MC34063 (nie ma wyjścia totempole) zastosowanie rezystora o małej rezystancji - pad płynący stanowi około 8 - 15% prądu średniego przepływającego przez klucz. Lepszym byłby zdecydowanie tranzystor bipolarny impulsowy od dość dużym hfe - np. 2SD1272. Kolejna strata energii to dzielnik napięcia dla sprzężenia zwrotnego dla stabilizacji. Około 1mA kontra około 13 pobieranych przez wzmacniacz - to kolejne kilka procent strat - do zmiany wartości elementów dzielnika.
    Przetwornica napięcia żarzenia - tu dzielnik nie jest istotny w poborze mocy a sam układ daje wysoką sprawność - wynik zależy od zastosowanej cewki (jej prąd nasycenia).

    Dodano po 2 [godziny] 23 [minuty]:

    No to czas na zdjęcia całości.

    Kilka dodatkowych słów wyjaśnienia.
    Pianka poliuretanowa na kratce wentylacyjnej od spodu - jako tzw otwór stratny - poprawi odtwarzani niższej części pasma, nie pozwala na dostanie się większych zanieczyszczeń do środka obudowy. Klejenie klika kropel super-glue - jest dodatkowo przyciskana głośnikiem a i bez tego nie ma możliwości przemieszczenia się jej w płaszczyźnie poziomej jakby klej zawiódł. Przednia szybka szkło - wbrew pozorom tanie - wraz z obróbka to zaledwie 3,00 PLN - a w porównaniu z plexi ogromna zaleta nie rysuje się. Nie wstawiłem jeszcze akumulatorka Li-On - być może on trafi do inne podobnej konstrukcji.

    Wnętrze zmontowanej całości:
    Wzmiacniacz lampowy zasilany z baterii? Czemu nie.... Wzmiacniacz lampowy zasilany z baterii? Czemu nie....

    Widok ogólny:
    Wzmiacniacz lampowy zasilany z baterii? Czemu nie.... Wzmiacniacz lampowy zasilany z baterii? Czemu nie....

    A tu widać jak żarzą się lampy.
    Wzmiacniacz lampowy zasilany z baterii? Czemu nie....

    I na koniec w załączniku mały filmik - zrobiony aparatem fotograficznym - jakość dźwięku jest tak sobie więc.

    Załączniki:
TME logo Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
TME Logo