Blonder-Tongue Model B-9 Baton

In de jaren 40 gebruikten Amerikaanse AM stations onder andere de Baton equalizer om het audio af te regelen. Hierbij het schema.
[image]

Later zijn er elektronica hobbyisten die het hebben nagebouwd en het schema opnieuw hebben getekend, Zie hier
[image]

Maar het is me niet duidelijk hoe het werkt. De 8 triodes (4 buisjes) nemen elk een octaaf als bandfilter voor hun rekening. De laatste zelfs twee. Dat is me duidelijk.

Als ik nu naar het eerste triode filter kijk:
[image]

zie ik R8 220k, de anode weerstand. R7 en P1 maken dat de lineaire potmeter logaritmisch gedrag vertoond. Klopt dat? Ik leidt het hier uit af:
https://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/electronicabladen/elektuur/1979/12/pag...

R3 is de weerstand voor het negatief van het rooster. Maar nu komt het want hoe werkt nu de instelling? Want in de kathode zit voor dc een forse weerstand 390k. En hoe werkt nu precies het hoog/laag bandfilter? Ik heb al geprobeerd eraan te rekenen maar kom er niet uit. Benieuwd of iemand de schakeling verder kan doorgronden of mij op het spooor kan zetten. Grts Ericq

Reageer op dit bericht

1192 keer gelezen

Hallo Ericq en medeforummers,

Het eerste wat opvalt aan dit schema is dat bij de triodes 1 tm 7 de capaciteits waardes telkens halveren. Bij toenemende frequentie zorgen C2 en C3 er voor dat het uitgangssignaal op de anode steeds kleiner wordt. C4 en R6 geven bij toenemende frequentie meer signaal door naar de uitgang.
De RC-waarde van R5C3 is telkens het dubbele van R6C4. Bij een zeer lage en ook een relatief hoge frequentie is het duidelijk dat er geen signaal door de schakeling komt.
Ik denk dat het gemakkelijker is één triodeschakeling na te bouwen en deze met een toongenerator en een scoop door te "fluiten" dan te berekenen, zeker als je geen simulatie-programma ter beschikking hebt.

Met vriendelijke groet,
Gerrit Jan

Reageer op dit bericht

901 keer gelezen

Hallo Gert-Jan,
Dank voor je reactie. Dat de C's varieren komt naar mijn idee omdat het de frequentiefilters zijn. C4/R6 (en C8/R12 etc) is hoogdoorlaat en C2/C3/R4/R5 laagdoorlaat. De wisselspanningskarekteristiek. Maar hoe is de dc instelling? Zo begrijp ik niet de 390k kathode weerstand. Deze is heel hoog.
Opbouwen kan altijd, maar ik probeer eerst de schakeling te doorgronden (leer curve). Uiteindelijk wil ik de equalizer bouwen en ben bezig met de voorbereidingen, maar ik wil 'm graag ook doorgronden.
Grts Ericq

Reageer op dit bericht

823 keer gelezen

Goedemiddag Ericq,

De kathodeweerstand wordt gevormd door R4, 6,8k. De lekweerstand R3 van 2,2M is niet met de nulpotentiaal verbonden, maar met het knooppunt R4 R5 C2 en C3.

Met vriendelijke groet,
Gerrit Jan

Reageer op dit bericht

797 keer gelezen

Denk C2 en C3 weg,Je krijgt dan een a-symetrische kangoeroe schakeling met een versterkingsfactor van +/- 0,5 voor het anodesignaal.Met C2 en C3 zorgt C2 voor meekoppeling voor hoge frequenties en C3 voor verzwakking van hoge frequenties ,m.a.w is een oscillatorschakeling ware het niet dat de rondgaande versterking onder een half blijft ,c.q.een bobbel in het midden. Het lijkt wel zo hoogohmig dat wisselstroomvoeding van de gloeidraden kritisch wordt,maar misschien is het signaal niveau wel hoog genoeg te maken.
Zelf bedacht ,klaar voor commentaar,
m.v.g.
Sieme

--
het experiment heeft altijd gelijk

Reageer op dit bericht

795 keer gelezen

De 7 bovenste trioden fungeren elk als gyrator, deze simuleren een zelfinductie (welke uiteraard regelbaar is).
Het zijn dus in principe LC filters.
De onderste buis vormt de feitelijke aktieve versterker trap en deze gyrator schakelingen zitten opgenomen in de terugkoppeling ervan.
De DC instelling van de gyratoren lijkt misschien wat vreemd door de 390 kΩ weerstand in het onderste deel, maar de eigenlijke kathode weerstand is 6,8 kΩ en deze zorgt voor de instelling.
Om voldoende negatieve roosterspanning te krijgen (zodat er nog geen roosterstroom vloeit) moet er iets van ongeveer een kwart mA lopen, wat ruim voldoende is voor deze toepassing.
Het is dan verder simpel uit te rekenen wat de anodespanning zal zijn, over de 390k weerstand + de 6k8 zal er iets van ongeveer 100 valt vallen ook iets van 50-60 volt over de anode weerstand en hou je dus 150-160 V = spanning over voor de buis, wat prima is.
De berekeningen zijn zo even op de achterkant van de sigarendoos met het potloodje achter het oor, dus iets van +/- 20 %. ;-)
m.vr.gr.
Anton van den Oever

Reageer op dit bericht

807 keer gelezen

Gert-Jan, Sieme, Anton,
Grote dank voor jullie antwoorden. Ik ga daar eens goed op studeren. Gyrator, nu je het zegt. Nooit aan gedacht. Leuk hoor,
(ps reden dat ik de schakeling wil doorgronden is o.a. het feit dat ik m na wil bouwen met bv. ECC88 en dan de buis op lagere anode spanning, maar zover is het nog lang niet)
Grts Ericq

Reageer op dit bericht

773 keer gelezen

Blonder-Tongue Model B-9 Baton
In figuur 1 staat de bovenste deelschakeling afgebeeld.

[image]
Figuur 1

De tegenkoppelweerstand R4 vormt samen met de steilheid S een werkelijke steilheid S’:
S'= 1/(R4+1/S)= 1/R4' (1)
We vereenvoudigen het circuit als volgt met een buis met de nieuwe steilheid S’,
zie figuur 2.

C2=C3=C

[image]

Figuur 2
De wisselspanningen en stromen worden in de volgende berekeningen aangegeven met kleine letters.
Er geldt:
va=-(ia+ic)R8 (2)
vk=(ia+ic)Zk (3)
Daarbij is Zk de parallelschakeling van R5 en C3.
Hieruit volgt:
vk/va=-Zk/R8 (4)
vk=-va Zk/R8 (5)
De vergelijking voor de buis in zijn eenvoudigste vorm is
ia=S' (vg-vk) (6)
(5) in (6) geeft
ia=S' vg+S' vaZk/R8 (7)
Voor de stroom ic vinden we
ic=(va-vk)jωC (8)
(5) in (8) geeft
ic=jωcva+jωcvaZk/R8 (9)
De anodespanning va volgt uit het invullen van (7) en (9) in (2)
va=-(S' vgR8+S' vaZk+jωCR8va+jωCvaZk) (10)
Dit kunnen we schrijven als
va(1+S' Zk+jωCR8+jωCZk)=-S' R8vg (11)
Dus de overdrachtsfunctie van het rooster naar de anode is
A=va/vg= (-S' R8)/(1+S' Zk+jωCR8+jωCZk) (12)
We vinden voor Zk
Zk=R5/(1+jωCR5) (13)
(13) in (12) geeft
A=(-S'R8(1+jωCR5))/(1+jωCR5+S'R5+jωCR8(1+jωCR5)+jωCR5) (14)
Dit schrijven we als
(-A)/(S'R8)=(1+jωCR5)/(1+S'R5-ω²C²R5R8+jωC(2R5+R8)) (15)
Om de waarde te bepalen moeten we eerst teller en noemer vermenigvuldigen met
1+S'R5-ω²C²R5R8-jωC(2R5+R8) (16)
Dat levert op
(-A)/(S'R8)=((1+jωCR5){1+S'R5-ω²C²R5R8-jωC(2R5+R8)})/((1+S'R5-ω²C²R5R8)²+ω²C²(2R5+R8)²) (17)
Dit uitgeschreven levert op
(-A)/(S'R8)=
(1+S'R5-ω²C²R5R8-jωC(2R5+R8)+jωCR5(1+S'R5)+ω²C²R5(2R5+R8)-jω²3C³R5²R8)/((1+S'R5-ω²C² R5R8)²+ω²C²(2R5+R8)²) (18)
Of
(-A)/(S'R8)=(1+S'R5+2ω²C²R5²-jωC(R5+R8-S'R5²+ω²C²R5²R8))/((1+S'R5-ω²C²R5R8)²+ω²C² (2R5+R8)²) (19)

De waarde van S’ uit (1) ingevuld in (19) geeft
(-AR4')/R8=
(1+R5/R4'+2ω²C²R5²-jωC(R5+R8-R5²/R4'+ω²C²R5²R8))/((1+R5/R4'-ω²C²R5R8)²+ω²C²(2R5+R8)²) (20)
Of
-A=R8/R4 (1+R5/R4'+2ω²C²R5²-jωC(R5+R8-R5²/R4'+ω²C²R5²R8))/((1+R5/R4'-ω²C²R5R8)²+ω²C²(2R5+R8)²) (21)
Voor het complexe getal z = x+jy geldt dat de absolute waarde gelijk is aan
zabs=√(x²+y²).
Zo vinden we voor de absolute waarde van A
Aabs=R8/R4 √((1+R5/R4'+2ω²C²R5²)²+ω²C²(R5+R8-R5²/R4'+ω²C²R5²R8)²)/((1+R5/R4'-ω²2C²R5R8)²+ω²C² (2R5+R8)²) (22)

Met ω = 2πf ingevuld krijgen we als eindresultaat
Aabs=R8/R4' √((1+R5/(R4')+8π²f²C²R5²)²+4π²f²C²(R5+R8-R5²/R4'+4π²f²C²R5²R8)²)/((1+R5/R4'-4π²f²C² R5R8)²+4π²f²C²(2R5+R8)²) (23)

De stroom door de buis is ongeveer 300 µA. De steilheid S zal ruwweg 0,3 mA/V zijn, wat overeenkomt met en weerstand van RS = 1/S = 3k3. Deze weerstand moeten we bij R4 optellen, zodat R4’ = ~10k.

Nu vullen we de waarden R4’=10k, R5=390k, R8=220k, C=52nF in (23) in:

Aabs=22 √((1+39+3,25x 10^(-2)f²)²+1,07x10^(-13)f²(-1,46x10^7+3,57x10³f²)²)/((1+39-9,16x10^(-3) f²)²+1,07x10^(-1)f²) (24)

Als (1+39-9,16x10^(-3) f²)²=0 dan wordt de noemer minimaal en is er een piek in de absolute waarde van de overdrachtskarakteristiek A.
We vinden dan als frequentie f1 = 66 Hz. De waarde van Aabs = 8,6.
Bij f = 100 Hz berekenen we Aabs = 4,6. Bij f = 33 Hz berekenen we Aabs = 3,0.
De volgende trap heeft dezelfde weerstandwaarden maar C = 27nF.
De piek ligt dan bij f2 = 127 Hz.
Op deze manier liggen de pieken van de volgende trappen steeds een factor 2 hoger, doordat de condensatoren steeds een factor 2 kleiner worden.
Het typen van formules op de website valt niet mee.
Voor diegenen die geïnteresserd zijn heb ik een pdf file met deze berekeningen.
Stuur me din dat geval een e-mailtje.
Dommelen 24-02-2023
Karel E. Kuijk

Reageer op dit bericht

779 keer gelezen

Goedemorgen Karel,
Echt geweldig mooi. Grote dank dat je dit hebt willen berekenen. Ik zal het niet in een paar minuten doorgronden, maar met jouw uiteenzetting kom ik er wel. Ik ga dit dus goed bestuderen. Je geeft aan ook een pdf te hebben, heb ik zeker belangstelling voor. Dat leest ook makkelijk elders (of in de trein). Ik stuur je via het envelopje een mail,
Grts Ericq

Reageer op dit bericht

770 keer gelezen

Ik ga hier niet vertellen dat ik tot in het kleinste detail deze uiteenzetting kan volgen.

Maar als ik dit soort berekeningen en afleidingen zie dan heb ik toch wel respect voor ontwerpers en degenen, zoals Karel, die met de gegeven schakeling de overdracht karakteristiek met de verschillende secties kan formuleren.

Het geeft een goed inzicht in de keuken waar ontwerpers hun werk doen.

Groet,

Cor

Reageer op dit bericht

811 keer gelezen

Helemaal mee eens Cor. Ik moet (ook) alle zeilen bijzetten. Rekenen met complexe getallen is al weer een tijdje terug voor mij, maar het komt allemaal weer boven. De uiteenzetting/ berekeningen van Karel inspireren mij wel enorm. Ben hem daar zeer ekentelijk voor, Grts Ericq

Reageer op dit bericht

763 keer gelezen

Aabs=22 √((1+39+3,25x 10^(-2)f²)²+1,07x10^(-13)f²(-1,46x10^7+3,57x10³f²)²)/((1+39-9,16x10^(-3) f²)²+1,07x10^(-1)f²) (24)

Als (1+39-9,16x10^(-3) f²)²=0 dan wordt de noemer minimaal en is er een piek in de absolute
waarde van de overdrachtskarakteristiek A.
We vinden dan als frequentie f1 = 66 Hz. De waarde van Aabs = 8,6.
Bij f = 100 Hz berekenen we Aabs = 4,6. Bij f = 33 Hz berekenen we Aabs = 3,0.
De volgende trap heeft dezelfde weerstandwaarden maar C = 27nF.
De piek ligt dan bij f2 = 127 Hz.
Op deze manier liggen de pieken van de volgende trappen steeds een factor 2 hoger, doordat de > condensatoren steeds een factor 2 kleiner worden.

Vooral het laatste gedeelte door deze term (1+39-9,16x10^(-3) f²)² gelijk aan "0" te stellen is gewoon praktisch maar tegelijkertijd geniaal.

Reageer op dit bericht

783 keer gelezen

RSS Feed van deze thread

Nederlands Forum over Oude Radio's

Blonder-Tongue Model B-9 Baton (Techniek Overig)