बैटरी चालित ट्यूब एम्पलीफायर: 4 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

ट्यूब एम्पलीफायरों को गिटार वादकों द्वारा पसंद किया जाता है क्योंकि उनके द्वारा उत्पादित सुखद विकृति के कारण।

इस निर्देश के पीछे का विचार एक कम वाट क्षमता वाला ट्यूब एम्पलीफायर बनाना है, जिसे चलते-फिरते खेलने के लिए भी ले जाया जा सकता है। ब्लूटूथ स्पीकर के युग में, कुछ पोर्टेबल, बैटरी चालित ट्यूब एम्पलीफायर बनाने का समय आ गया है।

चरण 1: ट्यूब, ट्रांसफॉर्मर, बैटरी और उच्च वोल्टेज आपूर्ति का चयन करें

ट्यूबों

चूंकि ट्यूब एम्पलीफायरों में बिजली की खपत एक बड़ी समस्या है, इसलिए सही ट्यूब चुनने से बहुत अधिक बिजली बच सकती है और रिचार्ज के बीच खेलने के घंटे बढ़ सकते हैं। कुछ समय पहले बैटरी से चलने वाली ट्यूब होती थीं, जो छोटे रेडियो से लेकर हवाई जहाज तक चलती थीं। उनका बड़ा फायदा कम फिलामेंट करंट की आवश्यकता थी। चित्र तीन बैटरी चालित ट्यूबों, 5672, 1j24b, 1j29b और गिटार preamps, EF86 में उपयोग की जाने वाली एक लघु ट्यूब के बीच तुलना दिखाता है

चयनित ट्यूब हैं:

Preamp और PI: 1J24B (13 mA फिलामेंट करंट 1.2V, 120V मैक्स। प्लेट वोल्टेज, रूसी निर्मित, सस्ती)

पावर: 1J29B (32 mA फिलामेंट करंट 2.4V, 150V मैक्स। प्लेट वोल्टेज, रूसी निर्मित, सस्ती)

आउटपुट ट्रांसफार्मर

ऐसी कम बिजली सेटिंग्स के लिए एक सस्ता ट्रांसफार्मर इस्तेमाल किया जा सकता है। लाइन ट्रांसफॉर्मर के साथ कुछ प्रयोगों से पता चला है कि वे छोटे एम्पलीफायरों के लिए काफी अच्छे हैं, जहां निचला छोर प्राथमिकता नहीं है। एयर गैप न होने के कारण ट्रांसफॉर्मर पुश-पुल में बेहतर काम करता है। इसके लिए अधिक नलों की भी आवश्यकता होती है।

100V लाइन ट्रांसफार्मर, विभिन्न नलों के साथ 10W

(0-10W-5W-2.5W-1.25W-0.625W और सेकेंडरी 4, 8 और 16 ओम पर)

.सौभाग्य से मुझे जो ट्रांसफॉर्मर मिला, उसमें प्रति वाइंडिंग की संख्या भी निर्दिष्ट थी, अन्यथा पर्याप्त नल और उपलब्ध उच्चतम प्रतिबाधा की पहचान करने के लिए कुछ गणित आवश्यक होगा। ट्रांसफार्मर में प्रत्येक नल पर निम्नलिखित संख्या में घुमाव थे (बाएं से शुरू):

725-1025-1425-2025-2925 प्राथमिक पर और 48-66-96 माध्यमिक पर मुड़ता है।

यहां यह देखा जा सकता है कि 2.5W का नल लगभग बीच में है, जिसमें एक तरफ 1425 मोड़ और दूसरी तरफ 1500 हैं। यह छोटा अंतर कुछ बड़े एम्पलीफायरों में एक समस्या हो सकती है, लेकिन यहां यह केवल विकृति को जोड़ देगा। अब हम उपलब्ध उच्चतम प्रतिबाधा प्राप्त करने के लिए एनोड के लिए 0 और 0.625W नल का उपयोग कर सकते हैं।

प्राथमिक प्रतिबाधा अनुपात का उपयोग प्राथमिक प्रतिबाधा का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है:

२९२५/४८ = ६१, एक ८ ओम स्पीकर के साथ यह ६१^२ *८ = २९७६८ या लगभग देता है। 29.7k एनोड-टू-एनोड

२९२५/६६ = ४४, एक ८ ओम स्पीकर के साथ यह ४४^२ *८ = १५४८८ या लगभग देता है। 15.5k एनोड-टू-एनोड

२९२५/९६ = ३०, एक ८ ओम स्पीकर के साथ यह ^२ *८ = ७२०० या लगभग देता है। 7.2k एनोड-टू-एनोड

चूंकि हम इसे कक्षा एबी में चलाने का इरादा रखते हैं, इसलिए ट्यूब को वास्तव में देखा जाने वाला प्रतिबाधा गणना मूल्य का केवल 1/4 है।

उच्च वोल्टेज बिजली की आपूर्ति

यहां तक कि इस छोटी ट्यूब को भी प्लेटों में उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है। श्रृंखला में कई बैटरियों का उपयोग करने के बजाय, या उन विशाल पुरानी 45V बैटरियों का उपयोग करने के बजाय मैंने MAX1771 चिप के आसपास एक छोटी स्विच्ड मोड पावर सप्लाई (SMPS) का उपयोग किया। इस एसएमपीएस के साथ मैं बैटरी से आने वाले वोल्टेज को 110V तक बिना किसी समस्या के गुणा करने में सक्षम हूं।

बैटरियों

इस परियोजना के लिए चुनी गई बैटरी ली-आयन बैटरी हैं, जिन्हें आसानी से 186850 पैकेज में प्राप्त किया जा सकता है। इनके लिए कई चार्जर बोर्ड ऑनलाइन उपलब्ध हैं। अनावश्यक दुर्घटनाओं से बचने के लिए विश्वसनीय विक्रेताओं से केवल ज्ञात अच्छी बैटरी खरीदना एक महत्वपूर्ण नोट है।

अब जब भागों को मोटे तौर पर परिभाषित किया गया है तो सर्किट पर काम करना शुरू करने का समय आ गया है।

चरण 2: सर्किट पर काम करना

तंतु

ट्यूब फिलामेंट्स को शक्ति देने के लिए एक श्रृंखला विन्यास चुना गया था। कुछ कठिनाइयाँ हैं जिन पर चर्चा की जानी चाहिए।

• चूंकि प्रीपेम्प और पावर ट्यूबों में अलग-अलग फिलामेंट धाराएं होती हैं, इसलिए कुछ फिलामेंट्स के साथ श्रृंखला में वर्तमान के हिस्से को बायपास करने के लिए प्रतिरोधों को जोड़ा गया था।
• उपयोग के दौरान बैटरी वोल्टेज गिर जाता है। पूरी तरह चार्ज होने पर प्रत्येक बैटरी में प्रारंभ में 4.2V होता है। वे जल्दी से 3.7V के नाममात्र मूल्य पर निर्वहन करते हैं, जहां वे धीरे-धीरे घटकर 3V हो जाते हैं, जब इसे रिचार्ज किया जाना चाहिए।
• ट्यूबों में सीधे गर्म कैथोड होते हैं, जिसका अर्थ है कि प्लेट वर्तमान फिलामेंट के माध्यम से बहती है, और फिलामेंट का नकारात्मक पक्ष कैथोड वोल्टेज से मेल खाता है

वोल्टेज के साथ फिलामेंट योजना इस तरह दिखती है:

बैटरी (+) (8.4V से 6V) -> 1J29b (6V) -> 1J29b // 300ohms (3.6V) -> 1J24b // 1J24b // 130 ओम (2.4V) -> 1J24b // 1J24b // 120 ओम (1.2 वी) -> 22 ओम -> बैटरी (-) (जीएनडी)

जहां // समानांतर विन्यास में प्रतिनिधित्व करता है और -> श्रृंखला में।

रेसिस्टर्स फिलामेंट्स के अतिरिक्त करंट और प्रत्येक चरण में बहने वाले एनोड करंट को बायपास करते हैं। एनोड करंट का सही अनुमान लगाने के लिए स्टेज की लोडलाइन खींचना और एक ऑपरेशन पॉइंट चुनना आवश्यक है।

पावर ट्यूबों के लिए एक संचालन बिंदु का अनुमान लगाना

यह ट्यूब एक मूल डेटाशीट के साथ आती है, जहां वक्रों को 45V के स्क्रीन ग्रिड वोल्टेज के लिए प्लॉट किया जाता है। चूंकि मुझे उच्चतम आउटपुट में दिलचस्पी थी, इसलिए मैंने पावर ट्यूबों को 110V (पूरी तरह चार्ज होने पर), 45V से ऊपर चलाने का फैसला किया। उपयोग करने योग्य डेटाशीट की कमी को दूर करने के लिए मैंने पेंट_किप का उपयोग करके ट्यूबों के लिए एक मसाला मॉडल को लागू करने की कोशिश की और बाद में स्क्रीन ग्रिड वोल्टेज को बढ़ाया और देखें कि क्या होता है। पेंट_किप एक अच्छा सॉफ्टवेयर है, लेकिन सही मूल्यों को खोजने के लिए कुछ कौशल की आवश्यकता होती है। पेंटोड्स के साथ कठिनाई का स्तर भी बढ़ जाता है। चूंकि मैं केवल एक मोटा अनुमान चाहता था, इसलिए मैंने सटीक cnfiguration की तलाश में ज्यादा समय नहीं लगाया। परीक्षण रिग विभिन्न विन्यासों का परीक्षण करने के लिए बनाया गया था।

ओटी प्रतिबाधा: 29k प्लेट-टू-प्लेट या लगभग। कक्षा एबी ऑपरेशन के लिए 7k।

उच्च वोल्टेज: 110V

कुछ गणनाओं और परीक्षण के बाद ग्रिड बायस वोल्टेज को परिभाषित किया जा सकता है। चुने हुए ग्रिड पूर्वाग्रह को प्राप्त करने के लिए ग्रिड रिसाव रोकनेवाला एक फिलामेंट नोड से जुड़ा होता है जहां नोड के वोल्टेज और फिलामेंट के नकारात्मक पक्ष के बीच का अंतर होता है। उदाहरण के लिए, पहला 1J29b 6V के B+ वोल्टेज पर है। ग्रिड रिसाव रोकनेवाला को 1J24b चरणों के बीच नोड से जोड़कर, 2.4V पर परिणामी ग्रिड वोल्टेज GND लाइन के संबंध में -3.6V है, जो कि दूसरे 1J29b के फिलामेंट के नकारात्मक पक्ष पर देखा गया समान मान है। तो, दूसरे 1J29b का ग्रिड रिसाव रोकनेवाला जमीन पर जा सकता है, जैसा कि सामान्य रूप से अन्य डिजाइनों में होता है।

चरण इन्वर्टर

जैसा कि योजनाबद्ध में देखा गया है, एक पैराफेज चरण इन्वर्टर लागू किया गया था। इस मामले में ट्यूबों में से एक में एकता लाभ होता है और आउटपुट चरणों में से एक के लिए सिग्नल को बदल देता है। दूसरा चरण सामान्य लाभ चरण के रूप में कार्य करता है। सर्किट में निर्मित विकृति का एक हिस्सा चरण इन्वर्टर से संतुलन खोने और एक पावर ट्यूब को दूसरे की तुलना में कठिन ड्राइविंग से आता है। चरणों के बीच वोल्टेज विभक्त को चुना गया था ताकि यह केवल मास्टर वॉल्यूम के अंतिम 45 डिग्री पर हो। प्रतिरोधों का परीक्षण किया गया, जबकि सर्किट की निगरानी एक आस्टसीलस्कप से की गई, जहां दोनों संकेतों की तुलना की जा सकती है।

प्रस्तावना चरण

अंतिम दो 1J24b ट्यूब में प्रीम्प्लीफायर सर्किट होता है। दोनों का संचालन बिंदु समान है क्योंकि तंतु समानांतर में हैं। फिलामेंट और ग्राउंड के बीच का 22 ओम रेसिस्टर, फिलामेंट के नेगेटिव साइड पर वोल्टेज को थोड़ा सा नेगेटिव बायस देता है। प्लेट रेसिस्टर को चुनने और बायस पॉइंट और आवश्यक कैथोड वोल्टेज और रेसिस्टर की गणना करने के बजाय, यहाँ प्लेट रेसिस्टर को वांछित लाभ और पूर्वाग्रह के अनुसार अनुकूलित किया गया था।

सर्किट की गणना और परीक्षण के साथ, इसके लिए एक पीसीबी बनाने का समय आ गया है। योजनाबद्ध और पीसीबी के लिए मैंने ईगल कैड का इस्तेमाल किया। उनके पास एक मुफ्त संस्करण है जहां कोई 2 परतों तक का उपयोग कर सकता है। चूंकि मैं खुद बोर्ड को खोदने जा रहा था, इसलिए 2 से अधिक परतों का उपयोग करने का कोई मतलब नहीं है। पीसीबी को डिसाइड करने के लिए सबसे पहले ट्यूबों के लिए एक टेम्प्लेट बनाना भी आवश्यक था। कुछ मापों के बाद मैं ट्यूब के शीर्ष पर पिन और एनोड पिन के बीच सही अंतर की पहचान कर सका। तैयार लेआउट के साथ यह वास्तविक निर्माण शुरू करने का समय है!

चरण 3: सर्किट को टांका लगाना और परीक्षण करना

एसएमपीएस

स्विच्ड मोड बिजली आपूर्ति के सभी घटकों को पहले मिलाप करें। इसके सही ढंग से काम करने के लिए सही घटकों की आवश्यकता होती है।

• प्रतिरोध पर कम, उच्च वोल्टेज मोसफेट (IRF644Pb, 250V, 0.28 ओम)
• कम ईएसआर, उच्च वर्तमान प्रारंभ करनेवाला (220uH, 3A)
• कम ईएसआर, उच्च वोल्टेज जलाशय संधारित्र (10uF से 4.7uF, 350V)
• 0.1 ओम 1W रोकनेवाला
• अल्ट्राफास्ट उच्च वोल्टेज डायोड (50ns और 400V के लिए UF4004, या> 200V के लिए कुछ भी तेज)

क्योंकि मैं कम वोल्टेज (8.4V से 6V) पर MAX1771 चिप का उपयोग कर रहा हूं, इसलिए मुझे प्रारंभ करनेवाला को 220uH तक बढ़ाना पड़ा। अन्यथा वोल्टेज लोड के नीचे गिर जाएगा। जब एसएमपीएस तैयार हो जाता है तो मैंने मल्टीमीटर के साथ आउटपुट वोल्टेज का परीक्षण किया और इसे 110V में समायोजित किया। लोड के तहत यह थोड़ा कम हो जाएगा और एक पुन: समायोजन की आवश्यकता है।

ट्यूब सर्किट

मैंने जंपर्स और कंपोनेंट्स को सोल्डर करना शुरू कर दिया। यहां यह जांचना महत्वपूर्ण है कि क्या कूदने वाले किसी भी घटक के पैरों को नहीं छू रहे हैं। अन्य सभी घटकों के बाद ट्यूबों को कूपर की तरफ से मिलाया गया। सब कुछ मिलाप के साथ मैं एसएमपीएस जोड़ सकता हूं और सर्किट का परीक्षण कर सकता हूं। पहली बार मैंने यह सुनिश्चित करने के लिए कि सब कुछ ठीक था, प्लेट्स और ट्यूबों की स्क्रीन पर वोल्टेज की जाँच की।

अभियोक्ता

चार्जर सर्किट जिसे मैंने eBay पर खरीदा था। यह TP4056 चिप के आसपास आधारित है। मैंने बैटरी की श्रृंखला और समानांतर कॉन्फ़िगरेशन और चार्जर या सर्किट बोर्ड के कनेक्शन के बीच स्विच करने के लिए एक DPDT का उपयोग किया (आंकड़ा देखें)।

चरण 4: संलग्नक, ग्रिल और फेसप्लेट और फिनिश

डिब्बा

इस एम्पलीफायर को बॉक्स करने के लिए मैं एक पुराने लकड़ी के बक्से का उपयोग करना चुनता हूं। कोई भी लकड़ी का बक्सा काम करेगा, लेकिन मेरे मामले में मेरे पास एक एमीटर से वास्तव में अच्छा था। एमीटर काम नहीं कर रहा था, इसलिए मैं कम से कम बॉक्स को बचा सकता था और उसके अंदर कुछ नीव बना सकता था। स्पीकर को मेटल ग्रिल के साथ साइड में फिक्स किया गया था जो उपयोग के दौरान एमीटर को ठंडा करने की अनुमति देता है।

ट्यूब ग्रिल

ट्यूबों के साथ पीसीबी स्पीकर के विपरीत दिशा में तय किया गया था, जहां मैं एक छेद ड्रिल करता हूं ताकि ट्यूब बाहर से दिखाई दे सकें। ट्यूबों की सुरक्षा के लिए मैंने एल्युमिनियम शीट से एक छोटी सी ग्रिल बनाई। मैं कुछ खुरदरे निशान बनाता हूं और छोटे छेद करता हूं। सैंडिंग चरण के दौरान सभी खामियों को ठीक किया गया था। फेसप्लेट को एक अच्छा कंट्रास्ट देने के लिए मैंने इसे काला रंग दिया।

फेसप्लेट, सैंडिंग, टोनर ट्रांसफर, नक़्क़ाशी और फिर से सैंडिंग

फेसप्लेट को पीसीबी की तरह ही किया गया था। शुरू करने से पहले, मैंने टोनर के लिए एक खुरदरी सतह के लिए एल्यूमीनियम शीट को रेत दिया। 400 इस मामले में काफी मोटा है। आप चाहें तो १२०० तक जा सकते हैं लेकिन इसमें बहुत अधिक सैंडिंग है और नक़्क़ाशी के बाद और भी अधिक होगा, इसलिए मैंने उसे छोड़ दिया। यह किसी भी फिनिश को भी हटा देता है जो शीट में पहले था।

मैंने ग्लॉसी पेपर पर टोनर प्रिंटर के साथ मिरर किए हुए फेसप्लेट को प्रिंट किया। बाद में मैंने सामान्य लोहे का उपयोग करके ड्राइंग को स्थानांतरित कर दिया। लोहे के आधार पर अलग-अलग इष्टतम तापमान सेटिंग्स होती हैं। मेरे मामले में, यह दूसरी सेटिंग है, अधिकतम से ठीक पहले। तापमान। मैं इसे 10 मिनट के दौरान स्थानांतरित करता हूं। लगभग, जब तक कि कागज पीला न होने लगे। मैंने इसके ठंडा होने का इंतजार किया और प्लेट के पिछले हिस्से को नेल पॉलिश से सुरक्षित किया।

टोनर पर सिर्फ छिड़काव की संभावना है। यदि आप सारे पेपर निकाल सकते हैं तो यह अच्छे परिणाम भी देता है। मैं कागज को हटाने के लिए पानी और तौलिये का उपयोग करता हूं। बस सावधान रहें कि टोनर को न निकालें! क्योंकि यहाँ का डिज़ाइन उल्टा था इसलिए मुझे फेसप्लेट खोदना पड़ा। नक़्क़ाशी में एक सीखने की अवस्था होती है, और कभी-कभी आपके समाधान मजबूत या कमजोर होते हैं, लेकिन सामान्य तौर पर जब नक़्क़ाशी काफी गहरी लगती है तो यह रुकने का समय है। नक़्क़ाशी के बाद मैंने इसे २०० से शुरू करके १२०० तक रेत दिया। आम तौर पर मैं १०० से शुरू करता हूँ अगर धातु खराब स्थिति में है, लेकिन यह एक की जरूरत थी और पहले से ही अच्छी स्थिति में थी। मैं सैंडपेपर के दाने को २०० से ४००, ४०० से ६०० और ६०० से १२०० में बदलता हूं। उसके बाद मैंने इसे काला रंग दिया, एक दिन इंतजार किया और १२०० अनाज के साथ फिर से रेत किया, बस अत्यधिक पेंट को हटाने के लिए। अब मैंने पोटेंशियोमीटर के लिए छेद ड्रिल किए। इसे खत्म करने के लिए मैंने एक स्पष्ट कोट का इस्तेमाल किया।

अंतिम समापन कार्य

बैटरियों और पुर्जों को स्पीकर की तरफ से फेसप्लेट लगाने के बाद लकड़ी के बक्से में खराब कर दिया गया था। सर्वोत्तम एसएमपीएस स्थिति खोजने के लिए मैंने इसे चालू किया और सत्यापित किया कि ऑडियो सर्किट कम प्रभावित होगा। चूंकि ऑडियो सर्किट बोर्ड बॉक्स की तुलना में बहुत छोटा है, ईएमआई शोर को अश्रव्य बनाने के लिए पर्याप्त रिक्ति और सही अभिविन्यास पर्याप्त था। इसके बाद स्पीकर बैफल को जगह में खराब कर दिया गया और एम्पलीफायर खेलने के लिए तैयार था।

कुछ विचार

बैटरियों के अंत के पास एक ध्यान देने योग्य वॉल्यूम ड्रॉप है, इससे पहले कि मैं इसे सुन नहीं पाता, लेकिन मेरे मल्टीमीटर ने दिखाया कि उच्च वोल्टेज 110V से घटकर 85V हो गया। बैटरी के साथ हीटर वोल्टेज ड्रॉप भी कम हो जाता है। सौभाग्य से 1J29b बिना किसी समस्या के काम करता है जब तक कि फिलामेंट 1.5V (2.4V 32mA सेटिंग के साथ) तक नहीं पहुंच जाता। वही 1J24b के लिए जाता है, जहां बैटरी लगभग खत्म होने पर वोल्टेज ड्रॉप 0.9V तक कम हो जाता है। यदि वोल्टेज ड्रॉप आपके लिए एक समस्या है, तो स्थिर 3.3V वोल्टेज में बदलने के लिए एक और MAX चिप का उपयोग करने की संभावना है। मैं इसका उपयोग नहीं करना चाहता था, क्योंकि यह इस सर्किट में एक और एसएमपीएस होगा, जो कुछ अतिरिक्त शोर स्रोतों को पेश कर सकता है।

बैटरी लाइफ को ध्यान में रखते हुए, मैं इसे फिर से रिचार्ज करने से पहले पूरे सप्ताह खेल सकता था, लेकिन मैं दिन में केवल 1 से 2 घंटे ही खेलता था।