Philips EL6401 fasedraaier (Techniek Radio/TV)
door peetey , Lanaken, Belgie, 25.09.2016, 10:36 (2985 dagen geleden)
Hallo Forummers,
kan iemand mij eens uitleggen hoe de ECC81 fasedraaier werkt in onderstaand schema van de Philips versterker EL6401???
grtz,
Peter
Philips EL6401 fasedraaier
door John Hupse † , Schoonhoven, 25.09.2016, 11:55 (2985 dagen geleden) @ peetey
Bewerkt door John Hupse †, 25.09.2016, 12:12
Peter,
de bovenste helft van de buis wordt aangestuurd met twee maal de spanning voor 1 buishelft. Deze spanning verdeelt zich tussen het rooster en de kathode van de bovenste buishelft, en de kathode en het rooster van de onderste buishelft.
Wanneer je goed hebt opgelet zie je dat het signaal op het rooster van de bovenste buishelft op deze manier al 180 graden is gedraaid ten opzichte van het signaal op het rooster van de onderste buishelft.
Deze fasedraaier werkt in zekere zin net zo als de klassieke aansturing via een transformator met twee gelijke secondaire wikkelingen:
Omdat de verdeling tussen de bovenste en de onderste buishelft bij zo'n buizenschakeling niet precies half om half is wordt dit nog gecorrigeerd via een paar weerstandjes verderop. Hierdoor ontstaat een verschil in de tijdkonstante van de weerstandskoppeling, deze wordt ook weer gecorrigeerd (R11, R12, R14, R15).
Philips EL6401 fasedraaier
door Goldline , Oranjedorp, 25.09.2016, 13:44 (2985 dagen geleden) @ John Hupse †
Mag ik er voor de duidelijkheid aan toevoegen dat de onderste buishelft wordt
gemoduleerd door de spanning die de bovenste over de gemeenschappelijke kathode weerstand genereerd.
Als een rooster aan massa ligt ,kan je de kathode positief aansturen.
Zoals John al terecht opmerkte ,is deze schakeling niet 100% symmetrisch,
vandaar de afwijkende weerstandswaarden.
Zoek maar eens op long tailed pair fasedraaier.
--
Cees PA1DBA
Philips EL6401 fasedraaier
door John Hupse † , Schoonhoven, 25.09.2016, 16:19 (2985 dagen geleden) @ Goldline
dat de onderste buishelft wordt gemoduleerd door de spanning die de bovenste over de gemeenschappelijke kathode weerstand genereerd.
Dat klopt voor wat betreft de theorie. Je denkt dan aan (kunstmatige) modellen zoals de gemeenschappelijke anode schakeling (bovenste buishelft) en de gemeenschappelijke roosterschakeling (onderste buishelft).
De werkelijkheid is veel simpeler. De ingangsspanning komt voor een deel terecht tussen het rooster en de kathode van de bovenste buis, en voor een deel tussen de kathode en het rooster van de onderste buis. Noemen we de ingangsspanning Ui en de bovenste spanning Ub dan is de onderste spanning Ui - Ub. Gezien vanuit de onderste buis met een minteken ervoor (Ub - Ui).
De fasedraaïng van 180 graden (dat was immers de vraag) is op deze manier direct en volledig verklaard. Dat die buishelften niet precies evenveel versterken is juist. Ook wanneer je slechts 1 buishelft gebruikt heb je al met dit verschijnsel te maken.
Wanneer je gebruik zou maken van modelmatig ideale buizen (oneindige steilheid, oneindige ingangsweerstand) dan zou er sprake zijn van een nauwkeurige halvering van de ingangsspanning (Ub = 0,5 x Ui). In een praktisch geval krijgt de bovenste buishelft echter wat meer spanning toebedeeld vergeleken met de onderste buishelft.
Wanneer je hier aan wilt gaan rekenen moet je natuurlijk wel kiezen voor een of andere model. Zoals bekend zijn er daarbij meerdere mogelijkheden.
In principe hoef je natuurlijk de versterker niet achter de fasedraaier te plaatsen, je kunt 'm er ook voor zetten:
Is in elk geval eenvoudiger te berekenen
Philips EL6401 fasedraaier
door Ouwe Schipper , Sassenheim, 25.09.2016, 17:07 (2985 dagen geleden) @ Goldline
Bewerkt door Ouwe Schipper, 25.09.2016, 17:14
Die a- symmetrie hangt voornamelijk af van de waarde van de kathodeweerstand.
Die is daar 1 K; naargelang die hoger gekozen wordt zal dit de symmetrie bevorderen
Des te minder correctie er nodig is in de anode circuits zal de fase gelijkheid ook beter zijn
Dat geaarde rooster van de onderste triode wordt daarom vaak op een positieve spanning gezet
Als er in de eindtrap een vaste negatieve roosterspanning wordt toegepast
wordt die kathodeweerstand daar ook op aangesloten.
Zo deed ik het in mijn 80 watt versterker met 2x EL50;
de kathodeweerstand van de 6J6 is daar 27 K
de anodeweerstanden zijn resp. 56 K en 56 + 4,7 K; verschil minder dan 10%
Nico
--
een kinderhand
is ook weer gauw leeg
Philips EL6401 fasedraaier
door John Hupse † , Schoonhoven, 25.09.2016, 19:25 (2985 dagen geleden) @ Ouwe Schipper
Die is daar 1 K; naargelang die hoger gekozen wordt zal dit de symmetrie bevorderen
Wanneer je deze weerstand vergroot zal de versterking van de triodes verminderen (minder anodestroom). Dat is slecht nieuws voor de versterking, en dus voor de symmetrie. Met een stroombron in plaats van de kathodeweerstand kan je wel vrij veel winnen op dit gebied. Maar dan wordt de schakeling complexer (het wordt dan een verschilversterker), en dat wilde men voor een eenvoudige PA-versterker natuurlijk niet. Een stroombron is in de praktijk eigenlijk helemaal niet nodig.
Wanneer je terugkijkt op de verschillende schakelingen die men heeft bedacht (en dat zijn er best veel) zie je dat de "toppers" (dus de schakelingen die van nature een hoge nauwkeurigheid hebben en niet al te veel gebruik maken van compensatie) of gebruik maken van een nauwkeurig geconstrueerde ingangstransformator, of een schakeling gebruiken met een hoge versterking.
Het heeft bij een balansschakeling met buizen weinig zin om een symmetrie na te streven die beter is dan 1 tot 2 procent. De eindbuizen zelf zijn immers een stuk slechter qua symmetrie. Je kunt wel met locale of overall tegenkoppeling de resterende a-symmetrie te lijf gaan.
Wanneer je uitgaat van de schakeling die ik in de vorige posting heb getekend zie je dat de nauwkeurigheid hiervan afhangt van de nauwkeurigheid van de gebruikte weerstanden, maar meer nog van de gelijkheid van de schakeling die de bovenste eindbuis aanstuurt vergeleken met de schakeling die de onderste eindbuis aanstuurt.
Het verschil tussen deze schakelingen zit 'm in het gebruik van tegenkoppeling. De getekende buis heeft een effectieve versterking van -1 maal. De open-lus versterking is ongeveer 60 maal (ECC83), de nauwkeurigheid van de schakeling is ongeveer 2%.
Wanneer 2% niet genoeg is kan je hiervoor een pentode gebruiken, b.v. een ECF82. Deze versterkt nog veel meer en is dus navenant nauwkeuriger.
De schakeling die de bovenste eindbuis aanstuurt heb ik bewust niet getekend. Het maakt immers niet zoveel uit hoe deze schakeling er uit ziet. De uitgangsweerstand is echter wel van belang, deze moet (inclusief de roosterlekweerstand van de getekende buis) immers gelijk zijn aan die van de getekende buis. Alleen dan zal de fasedraaier zonder correcties in balans zijn.
In het laatste geval zijn de beide roosterlekweerstanden van de eindbuizen eveneens aan elkaar gelijk.
Je kunt met een ECC83 en een aantal 1% weerstanden dus het ideaal (een gelijkheid binnen enkele procenten zonder compensatie) heel dicht benaderen.
Ook het fasegedrag voor hogere frequenties kan een bepaalde a-symmetrie vertonen bij een balansversterker. Zo kan de ingangscapaciteit van de getekende triode hier een nadelige rol in spelen. Wanneer je er last van hebt biedt een pentode eveneens uitkomst. De inwendige weerstand van een pentode is, zoals bekend, meestal zeer hoog, in elk geval hoger dan bij een triode. Ook hiermee moet je in dat geval rekening houden.
Misschien is het nu ook wat duidelijker waarom er toch nog buizenversterkers bestaan met slechts 1 eindbuis
Philips EL6401 fasedraaier
door Ouwe Schipper , Sassenheim, 26.09.2016, 05:58 (2984 dagen geleden) @ Goldline
Als deze schakeling goed ontworpen wordt is de versterking niet afhankelijk van de waarde van de kathodeweerstand.
De koppeling gaat door de kathoden; de onderste triode staat in roosterbasisschakeling en heeft dus een ingangs impedantie van 1/Sdyn.
Dat is gelijk aan de uitgangs impedantie van de bovenste triode. Die zal dus versterken alsof er een kathodeweerstand van 1/Sdyn aan zit.
In mijn ontwerp gebruik ik de 6J6; de statische steilheid daarvan is 5,3 mA/volt. De dynamische steilheid Sdyn zal wat lager zijn, maar 1/Sdyn blijft toch beneden 500 ohm
Het signaal op het bovenste stuurrooster komt dus voor de helft op de kathoden-- vooropgesteld dat de kathodeweerstand heel veel hoger is dan de helft van 1/Sdyn
In de schakeling met 6J6 zit de kathodeweerstand (27K) aan een negatieve spanning van 60 volt; er loopt dus iets meer dan 2 mA.
Die wordt netjes verdeeld over beide helften van de 6J6; de anodespanningen zijn vrijwel gelijk (100 volt) en de versterking is aanzienlijk.
TZT zal ik 't spul nog eens aan de oscilloscope hangen en de versterking van die 6J6 opmeten
N.
--
een kinderhand
is ook weer gauw leeg
Philips EL6401 fasedraaier
door Ouwe Schipper , Sassenheim, 26.09.2016, 08:02 (2984 dagen geleden) @ Ouwe Schipper
komplete schema:
Nico
--
een kinderhand
is ook weer gauw leeg
Philips EL6401 fasedraaier
door John Hupse † , Schoonhoven, 26.09.2016, 08:52 (2984 dagen geleden) @ Ouwe Schipper
Nico, ziet er goed uit. Twee maal EL50 in een klasse AB instelling levert circa 80 Watt op. De trafo is bedoeld voor twee maal EL34, dus daar heb je wat moeten experimenteren.
De ruststroom per eindbuis is kennelijk 16 mA, dat is vrijwel volgens het boekje. De gunstigste aanpassing qua vermogen is dan 16.000 ohm. Omdat de uitgangstrafo is gespecificeerd voor een impedantie van 6.600 ohm wordt de uitgangsimpedantie ruim twee keer zo hoog, dus 17/34 ohm in plaats van 7/14 ohm.
Voor PA gebruik is dat de dus de juiste waarde. Wanneer het om huiskamergebruik gaat kan je beter de oorspronkelijke impedantie gebruiken, waarbij het maximale uitgangsvermogen daalt tot een kleine 35 Watt.
De voeding van een dergelijke klasse AB versterker heeft bij voorkeur een lage inwendige weerstand.
Philips EL6401 fasedraaier
door Ouwe Schipper , Sassenheim, 26.09.2016, 10:45 (2984 dagen geleden) @ John Hupse †
80 watt voor huiskamergebruik lijkt me inderdaad wat veel....
De EL50's worden gestuurd met kathodevolgers; met de ECC88, steilheid van 12,5 mA/volt heeft die sturing een uitgangs impedantie van 80 ohm. Daardoor is deze eindtrap volmaakt stabiel, vertoont geen ènkele genereerneiging. Gaat ook niets mis als je de belasting afkoppelt terwijl 't spul die 80 watt staat te leveren. Bij kortsluiten krijgen de EL50's rode wangetjes dus dat moet je niet te lang doen
N.
--
een kinderhand
is ook weer gauw leeg
Philips EL6401 fasedraaier
door Maurice , Dordrecht, 26.09.2016, 15:33 (2984 dagen geleden) @ Ouwe Schipper
Nico,vraagje
En wat doet nu de dempingsfactor van deze versterker?
Meestal is bij een buizenverstreker de dempingsfactor laag.
En dat is een verhouding tussen impedantie van de luidspreker en de inwendige impedantie
van de versterker.
Men wil deze demping laag hebben om de opgewekte spanning van de luidspreker na een
uitslingering (wat een spanning genereert naar de versterker toe) kort te sluiten.
Hiermee bereik je dat met name in het laag de luidspreker strakker het signaal gaat volgen.
Dit omdat je een afwijkende uitgangstrafo toepast.
Theorie: Buizenversterker hebben een hogere inwendige weerstand dus een lagere dempingsfactor.Is beter volgen van de luidsprekers.
Nu heb je aan uitgang een hogere impedantie (80 Ohm) maar sluit je daar een lage Ohm luidspreker op aan.
Zie even niet wat er dan gebeurd.
Philips EL6401 fasedraaier
door Eleen , Deurne (BE), 26.09.2016, 16:14 (2984 dagen geleden) @ Ouwe Schipper
Bewerkt door Eleen, 26.09.2016, 16:27
Gaat ook niets mis als je de belasting afkoppelt terwijl 't spul die 80 watt staat te leveren.
Als je een buizen eindtrap onbelast* vol uit stuurt, heb je toch flinke overspanningen in de primaire van de UGT? Lijkt me behoorlijk dangereus voor je buizen en trafo.
* Secundaire open/onbelast.
Mvg,
Eleen
EDIT:
John suggereerde al dat de ugt waarschijnlijk een EL34 PP is; ik vond ook al dat de trafo er nogal krap bemeten uit ziet. dus vermoedelijk liggen de zelfinductie's een stuk lager.
is je versterker hierdoor fullproof zonder belasting?
Philips EL6401 fasedraaier
door Ouwe Schipper , Sassenheim, 26.09.2016, 16:51 (2984 dagen geleden) @ Eleen
Bewerkt door Ouwe Schipper, 26.09.2016, 17:31
De AD9047 is niet echt krap; zowat de grootste UGT die Philips aan de "gewone" afnemers leverde. Geschikt voor 100 Watt, maar inderdaad, wel in een andere setting dan hier.
Het feit dat de eindtrap niet op "tilt" gaat als de belasting opeens wegvalt zit 'm volgens mij voornamelijk in de uiterst lage impedantie op de stuurroosters. In power pentoden is het Miller- effect (terugwerking op G1) toch altijd wat sterker omdat het schermrooster minder afschermt. Door de stuurroosters zo'n lage impedantie naar aarde te geven zijn ze nauwelijks meer te beïnvloeden door de anode. De oscilleerneiging van een onbelaste eindtrap wordt daardoor onderdrukt en de gevreesde piekspanningen treden niet op
De dempingsfactor is bij deze versterker toch beter dan je zou verwachten, door de terugkoppeling naar de kathode van de 9001
Nico
Edit: die piekspanningen treden juist op bij een te krap bemeten UGT
N.
--
een kinderhand
is ook weer gauw leeg
Philips EL6401 fasedraaier
door huub.jak , 26.09.2016, 18:19 (2984 dagen geleden) @ Ouwe Schipper
Dat versterkertje heeft op de uitgang een Vonk brug
te ligt belast of zonder spiekers gaart het vonken
Ik heb dat versterkertje genoeg gebruikt .12 watt rein .
Huub
Philips EL6401 fasedraaier
door John Hupse † , Schoonhoven, 26.09.2016, 19:07 (2984 dagen geleden) @ Eleen
Bewerkt door John Hupse †, 26.09.2016, 19:16
dus vermoedelijk liggen de zelfinductie's een stuk lager. is je versterker hierdoor fullproof zonder belasting?
de uitgangstrafo is een Philips balanstrafo, bedoeld voor een 35 Watt HiFi balansversterker met 2x EL34.
In de versterker van Nico wordt deze trafo gebruikt voor een 80 Watt uitgang met 2x EL50. Voor het oorspronkelijke doel is de primaire impedantie 6.600 ohm, nu is de primaire impedantie 16.000 ohm. Dat heeft een aantal gevolgen, onder meer dat de twee aanwezige uitgangen op de trafo (7 en 14 ohm) ruim 2 maal zo hoogohmig worden (dus 16 en 32 ohm).
Wat betreft de afval van de lage tonen, deze verschuift met een faktor 2.4, en ook de afval van de hoge tonen verschuift met deze faktor. Iets dergelijks geldt natuurlijk ook voor voor de faseverschuiving.
Het laatste is natuurlijk erg gunstig voor de stabiliteit van de versterker. Voor de weergave van lage tonen is dit niet zo gunstig, maar omdat het kennelijk gaat om een PA-versterker hoeft dat geen probleem te zijn.
De trafo kan het hogere vermogen prima aan, mits er niet te veel laag in het signaal aanwezig is. Om een idee te geven, normaal zal het vermogen rond de 30 Hz gaan afnemen, dat wordt nu circa 70 Hz.
Omdat de voedingsspanning hier ruim 2 maal zo hoog is als in de versterker waarvoor de trafo is bedoeld vormt een vermogen van 80 Watt voor het koperdraad geen probleem.
De isolatie van deze trafo is niet echt bedoeld voor een voedingsspanning van 750 volt, maar dat valt in de praktijk vaak nog wel mee. Eventueel kan je de trafo geïsoleerd op het chassis plaatsen.
Het effect van de twee kathodevolgers moet je niet overschatten, ik denk dat het hier weinig uitmaakt. Natuurlijk zijn lage impedanties altijd wat toleranter, b.v. met betrekking tot de gevolgen van afschermingsfouten, maar wanneer je de ECC88 weglaat worden de eindbuizen nog steeds niet echt hoogohmig aangestuurd. Een 6J6 heeft bij een anodestroom van 1 mA een Ri van 26 Kohm. Wanneer je dit te veel vindt kan je dit nog verlagen door de buis op een wat hogere stroom in te stellen (de 7.100 ohm die Nico noemt geldt bij een anodestroom van 8.5 mA).
De dempingsfactor waar Maurice om vraagt kan je uitrekenen. De inwendige weerstand van een EL50 is bij de gebruikte instelling circa 50.000 ohm per buis. De anode-impedantie is 4.000 ohm per buis, de dempingsfactor zonder tegenkoppeling is dus 0,08.
De 9001 versterkt circa 35 maal, de 6J6 versterkt 25 maal, de eindtrap met trafo versterkt bijna 3 maal. De open-lus versterking is dus ongeveer 2500 maal. De gesloten-lusversterking is 25 maal, de tegenkoppelfactor wordt dus 100 x.
De dempingsfactor inclusief tegenkoppeling is dan 0,08 x 100 = 8.
Wat betreft de "gevreesde piekspanningen", deze worden veroorzaakt door de spreidingszelfinductie van de uitgangstrafo in combinatie met parasitaire capaciteiten. Hiervoor geldt hetzelfde als voor de stabiliteit, ik verwacht dat je hier geen last van zult hebben omdat de kritische frequentie ruim twee maal zo hoog ligt als normaal. En die is normaal al behoorlijk hoog bij zo'n AD9047.
Philips EL6401 fasedraaier
door John Hupse † , Schoonhoven, 26.09.2016, 08:09 (2984 dagen geleden) @ Ouwe Schipper
De schakeling die je nu gebruikt komt veel voor, en er is op zich niets mis mee. Het is een tussenvorm van de eenvoudige fasedraaier die de Philips EL6401 gebruikt (met een gemeenschappelijke kathodeweerstand naar de nul) en een complete verschilversterker met een stroombron in het kathodecircuit.
Mijn opmerking over de gevolgen van het vergroten van de 1000 ohm kathodeweerstand in de schakeling van de Philips EL6401 slaat dus niet op de schakeling in jouw versterker.