Förstärkare PCL82 P-P Monoblock [Tillbaka]


En enkel rörförstärkare är faktiskt ganska enkelt att bygga sig. Och det behöver inte bli så dyrt om vi håller oss till "normala" rör och enkla transformatorer...

Allt nedan är mer eller mindre rakt av klippt ur en komplett "julklapp" till en 14-årig tjej, och därför så kanske visst i texten verkar lite konstigt gramatiskt. Yttermera så var "julklappen" komplett med lådor och allt varför vissa saker och kommentare kanske inte är applicerbara för just dig... :-)


Om vi börjar med att dela upp en förstärkare i delar, som följer:

Not:
En Julkapp till Rebecca Julen -00
All text och alla skisser i detta häfte är gjorda med andra designer för ECL82 / PCL82 / UCL82 som utgångspunkt, men skiljer sig på punkter från dessa. Detta innebär att designen är unik och oprovad, men att den utifrån det jag vet torde vara sådan att god funktion bör erhållas.
En tveksam punkt är att rören PCL82 används med en spänning som ligger på gränsen för vad de klarar av, men inom gränsen för vad ECL82 skall klara av. De är i grunden samma rör (förutom glödspänningen) så det bör inte vara någon problem. Skulle det vara ett problem så kan designen direkt ändras till ECL82 genom att byta ut glödspänningstransformatorerna till värdet 6.3V och 1.5A.
En annan tveksamhet är att de transformatorer som är medskickade som anpassningstransformatorer egentligen inte är avsedda för detta, och således kan bidraga till ett dåligt ljud. De är dock testade med en tongenerator och visat sig ge hyggligt ljud mellan 35Hz och 17kHz utan alltför stor ljudnivåavvikelse, och torde duga till enklare användning. De kan dock enkelt bytas till något bättre i efterhand om så erfordras.
I övrigt så borde det ine föreligga några problem så länge som aktsamhet och noggranhet beaktas vid byggandet. Läs varningstexten!
/Pär

Inledning
På följande sidor finns en byggbeskrivning över en förstärkare till en stereoanläggning eller liknande.
Förstärkaren är uppbyggd som ett så kallat monoblock, vilket innebär att det krävs två stycken för att få en stereoförstärkare. I komponentlistan finns alla komponenter, delar och skruvar som skall behövas.
Varje funktion att försöka beskrivas så utförligt som möjligt utan att bli onödigt tillkrånglad. Men jag hoppas att beskrivningen skall vara komplett nog för att man skall kunna bygga utan problem, och lära sig något på samma gång.

! Varning !
Många kopplingar på följande sidor är med hög spänning. Hög spänning - över 96V - kan vara dödligt under olyckliga omständigheter*. Tänk på detta när kablad och lödningar utföres: De skall vara väl isolerade eller på behörigt avstånd - minst 8mm - från närmaste elektriskt ledande föremål .
Var också försiktighet om allt inte fungerar när det är färdigbyggt, det är lätt att bli jäktad och göra dummheter under felsökning. En god regel är att alltid ha en hand på ryggen**.
[Tillbaka]

* På vissa ställen i byggsatsen så är spänningen närmare 300V, och det räcker för att dödsfara skall föreligga om strömen går "fel väg". Försök hålla detta i minnet. Byggsatsen är förvisso försedd med fulltransformatorer på alla nätanslutningar, men mellan '+' och 'jord' finns det tillräckligt med ström i kondensatorer för att varningen för dödsfara inte är överdriven.

** Om man håller ena handen på ryggen så är risken liten att - om oturen är framme - strömmen passerar genom kroppen och skadar inre organ. Högspänning som går genom en finger ger inte mer än brännskador, vilket väl är illa nog.

Rör
Det rör som skall användas heter PCL82 (ECL82/UCL82/6BM7/16BM7/50BM7 m.fl. går också bra).
Det är ett rör ur 'P'-serien. 'C' betyder att det innehåller en så kallad Triod, och 'L' att det innehåller en så kallad effektpentod. '8' betyder att det har en 'noval'-sockel (infästning), '2' bertyder inget särskiljt.
Röret är tänkt att användas i en "push-pull" -koppling* där effektpentoderna ger effekt till högtalarna via (anpassnings-) transformatorer**.
Trioderna i rören skall användas så att en per par används som spänningsförstärkare***, och den andra används som "fasdelare"****

PCL82        Glöd:16V 300mA
alt.ECL82 Glöd 6.3V 0,8A alt.UCL82 Glöd 50V 100mA Triod: Pentod:
Va250V Va 250V
Vg-1.3V Vg2 230V
Ia0,8mA Vg -20V
Rg1M Ia 30mA
Ig2 6mA

* "Push-Pull": Att två rör arbetar i motfas, så att ett rör minskar strömgenomsläppet medans det andra ökar det, och vise versa.
** Transformatorer så att ström och spänning genom rören (+/-200V och +/-10mA) kan omformas till ström och spänning som passar högtalare (+/-6V och +/-1,5A)
*** Förstärker den signal på ungefär +/-1V som en CD-spelare lämnar till ungefär +/- 20V som behövs för att "mata" effektpentoderna.
**** "Fasdelare": Delar upp den spänning som skall mata effektpentoderna så att två likadana signaler erhålls men där den ena är negativ medans den andra är positiv, och vise versa.
[Tillbaka]

Strömförsörjning: Glödtråd
I varje rör sitter det en glödtråd som har som uppgifta att värma upp katoden så att denna kan leda ström.
Denna kopplas normalt in med växelström (d.v.s. direkt från transformator utan likriktare och filter). Därför bör alla kablar som går mellan transformatorn och till glödtrådarna tvinnas parvis.
Rör ur 'P'-serien drar alltid 300mA och spänningen varierar. PCL82 har ett spänningsfall på 16V över varjer rör.
För två stycken rör kommer dessa således att dra 32V (2x16V) och 300mA om de läggs i serie, eller 16V och 600mA (2x300mA) om de läggs paralellt.
Det senare används i denna byggsats, och då transformatorn lämnar 20V så kopplas motstånd in i serie så att 20V minskas till 16V över rören.
[R=12ohm och I=300mA ger U=4V enligt U=R*I]

Strömförsörjning Glöd
	Transformator
	Primär 	240V	12VA
	Sekundär	20V	600mA

[Tillbaka]

Strömförsörjning: Anodspänning
Rören behöver en spänning mellan anod (+) och katod(-) för att kunna leda ström. Lämpligt är ungefär 250V.
Då strömen skall gå från minus till plus så måste strömmen likriktas. Detta görs i en diodbrygga*. På diodbryggan läggs växel-spänningen från transformatorn, och ut från bryggan tas en pulserande likspänning.
Denna pulserande likspänning kommer sedan att filtreras (glättas) för att få bort pulserna. Det första steget i filtreringen är den första kondensatorn**.

* Dioderna leder ström i en riktning och spärrar i den andra. Tänk på att vända dem rätt.
**Tänk på att vända elektrolytkondensatorer rätt. Annars så förstörs isoleringen, de kortsluts och exploderar.

Strömförsörjning Anodström
	Transformator
	Primär 	240V	20VA
	Sekundär    240V	70mA

[Tillbaka]

Strömförsörjning: Filtrering
Spänningen skall filtreras för att förstärkaren inte skall "brumma", och detta görs med motstånd och kondensatorer. Kondensatorn lagrar strömmen så att den "suger upp" ström när spänningen är hög och lämnar när de när spänningen är låg.
Då effektpentoderna drar mycket mer ström så filtreras dessa med små motstånd och stora kondensatorer*. Denna ström kommer också att filtreras en smula i anpassningstransformatorerna. (A) Dessutom kommer den strömen till skärmgallret i pentoden att filtreras ytterligare via nästa motstånd / kondensator och detta är viktigare för röret det inte skall "brumma". (B)
Eftersom trioderna drar lite ström, och lika mycket hela tiden, så kan dessa filtreras med ett större motstånd och en mindre kondensator*. (C) Det är dock av vikt att styrömmen till trioderna är väl filtrerad efter som annars denna strömvariation kommer att synas i den signal som slutrören matas med, och där förstärkas.
* Tänk på att vända elektrolytkondensatorer rätt så att den pol som är märkt med "plus" ligger på "plussidan" i nätfiltreringen (annars lär det smälla till och lukta utav he--ete).

[Tillbaka]

Signal in: Spänningsförstärkningsrör
Vi kan börja där ljudsignalen går in. Vi har en kontakt (RCA) där vi ansluter en förförstärkare eller liknande. Hör kan man koppla en väljare så att man kan ha fler än en ingång, eller koppla till en potentiometer* om man vill kunna reglera volymen. Vi kommer dock inte att ha någon volymkontroll eller ingångsväljare utan ansluta ingången till första röret, spänningsförstärkningsröret.
Vårt spänningsförstärkningsrör är en av trioderna i våra PCL82-rör**. Det kopplas enligt figur nedan, och med de komponenter som anges. Detta rör skall förstärka signalen från 500mV till 23V.
Detta sker genom att signalen på gallret (1) gör att strömen genom röret varierar. Då strömmen även passerar ett motstånd på anoden (9) så kommer spänningen mellan röret och motståndet att variera. Denna förstärkta signal matas vidare till nästa rör.
* I princip ett motstånd där man kan - på en tredje anslutning - få ut spänningen "mitt på".
** För att hålla ordning på det hela om det krånglar - för att underlätta felsökning - så väljer vi det övre röret.

[Tillbaka]

Fasdelare
För att kunna driva slutrören ur fas (push-pull) så måste nu signalen på 23V omvandlas till två signaler om 23V som ligger ur fas.
Detta gör man genom att koppla en triod med samma last på anodoch katod. Efter röret har man två signaler ut, en till ena effektpentoden och en till den andra.
Detta sker genom att det är samma storlek på motstånden på anod (9) och katod (8). När strömmen genom röret ökar kommer spänningen vid anoden att sjunka då spänningsfallet över anodmotståndet ökar (U=RI), samtidigt kommer spänningen vid katoden att stiga då spänningsfallet över katodmotståndet ökar. Vi har nu fått två signaler som är lika stora (samma storlek på motstånden) men av olika fas (då ena sinalen ökar samtidigt som den andra sjunker och vise versa) som vi kan mata till nästa rör. Vi har dock här en kondensator mellan rören så att endast spänningsförändringarna från signalen matas vidare, och inte spänningen om det inte är någon signal.

[Tillbaka]

Effektpentod: Slutrör
De signaler vi nu skapat via spänningsförstärkning och fasdelning skall matas in i effektförstärkningen*. Denna är identisk för 'övre' och 'undre' rör, och enda skilnaden är signalen de får från fasdelaren (ena från "övre" och andra från "undre") och hur de ansluts på anpassningstransformatorn (en på "0V" och en på "460V").
[Observera att undre röret är ritat spegelvänt på bilden under, men följ "pin-numren" så blir det rätt.]
* Effektförstärkning: Att förstärka med ett rör så att man erhåller största möjliga effekt (ström x spänning) efter röret. Skilj från spänningsförstärkning där man vill ha högsta möjliga förstärkning av enbart spänning.

[Tillbaka]

Anpassningstransformator
Effektpentoderna skall anslutas via en transformator till strömförsörjningen. Denna transformator skall ha tre anslutningar på ena sidan - primärlindningen - där spänningen från strömförsörjningen läggs i mitten, och respektive effektpentod ansluts i vardera ändan. I andra ändan - sekundärlindningen - skall högtalaren anslutas.
PCL82 vill ha en last på 5k och 10k mellan anoderna. En högtalare är oftast på 4. Därför skall lindningarna ha ett förhållande på 35-50varv på primärsidan för ett varv på sekundärsidan, d.v.s. vid 100V på primärsidan ger 2-3V på sekundärsidan.
För inkoppling av "negative feed-back" (återkoppling) skall sekundärsidan skall anslutas till Jord (D) på ena anslutningen, från (E).* och via återkopplingsmotstånd - märk att tre alternativa värden är medskickade - vidare till katoden på spänningsförstärkningsröret (F).
* Tyvärr är det "omöjligt" att veta på förhand om återkopplingen blir positiv (PFB) eller negativ (NFB). Var därför beredd på att dessa anslutningar kan få skiftas. Detta provar man genom att inte löda (E) permanet, utan provar om ljudet ökar eller minskar när den ansluts (ex.v. mot bananhylsan). Om det minskar är allt rätt kopplat, annars får man skifta anslutning.

Anpassningstransformator
	Transformator	25VA
	Primär 		0V	230V		440V
	Sekundär			7.5V	

[Tillbaka]

Kopplingsschema
Om man sätter samman alla delarna så får man följande kopplingsschema.
Punkterna märkta 'A' skall sammanbindas, och samma för punkterna märkta med'B' och punkterna 'C' (o.s.v.).
Punkterna 1 till 6 bör kopplas till mätpunkter. Detta för att det skall vara enkelt att kolla att allt är som det skall utan att man behöver "fingra" inne bland rörsocklarna. Detta innebär inte att mätpunkterna är ofarlig - läs inledningen - utan bara att de är enklare att komma åt*.
Jämför också gärna schemat med ev. layoutskiss så att du vet ungefär hur grejjorna sitter i förhållande till varandra. Det kan bli en smula trångt i lådorna, så lite planering och provmontering skadar inte.
På schemat är inkopplingen av glödtrådarna ritad vid transformatorn, de sitter givetvis på rören på pinne 4 och 5. Glödtrådarna skall också kopplas till övrig jord i punkten D. Glöm inte att tvinna ledarna till glödtråden. Det är växelström här och denna kan störa övriga ledningar.
* Man kan lägga ett stort motstånd mellan mätpunkten och kopplingslisten så att spänningen sjunker fort om kopplingslisten börjar leda ström(U=RI). Detta innebär dock att mätningen kan bli fel om mätinstrumentet drar mycket ström. Men för säkerheten är det bra.

[Tillbaka]

Layout
Nedan är en skiss på hur några av de större komponenterna bör placeras för att allt skall få plats i chassit (lådan) så som det byggts. Hur du gör låda o layout (och monoblock kontra "strereo") är din ensak
Man får tänka på avisolering, kabeldragning, vad det är för typ av signal i kaben etc. så att bygget blir säkert.
[Tillbaka]

Felsökning

När allt är monterat så följ all kabeldragning med ögat så att den stämmer med kopplingsschemat, och att anslutningspinnar på rörhållare m.m. är riktigt. Kontrollera också alla lödningar så att de ser hela ut* och att de inte går emot eller ligger för nära något annat. Prova att mäta över alla motsånd så att de har ett värde som stämmer med kopplingsschemat. Kontrollera också att likriktardioder och kondensatorer är anslutna "åt rätt håll".
Koppla in mätpunkterna 1-6 på kopplingsschemat till ev. mätlist.
Så snart förstärkaren startats och säkringar inte går sönder, eller något "ryker" skall följande värden kunna mätas på anslutning 2-6 i förhållande till 'jord' (1).

Ansl. 1: Jord	Ansl. 2: 1,2 - 1,4V 
	             Ansl. 3: 19 -  22V 
	             Ansl. 4: 290 -  315V 
	             Ansl. 5: 260 -  275V 
	             Ansl. 6: 255 -  270 V

Är det så något inte stämmer så börja inte pilla, utan stäng av förstärkaren och vänta minst 5 timmar. Därefter kan man börja om från början i felsökningen med en visuell kontroll.
När allt mätts upp och visat sig stämma kan man koppla in anslutningssladdar (förförstärkare och högtalare) och prova hur det låter.
Håll inledningsvis ett öga på rören så att de inte blir röda. Om så är fallet är antingen något felkopplat, eller också går det inte att använda återkoppling på vald anpassningstrafo.
[Tillbaka]

* Hela lödningar: Så att lödtennet ser ut att ha flutit ut väl, och att det har en "blank" yta.

Komponenter
Listan är för två "monoblock", om en "stereoförstärkare kan ju givetvis samma lista användas, men strömförsörjningen kan byggas "gemensam" men då krävs dubbelt så stora transformatorer. Detaljer markerat '*' förändras då.

Motstånd
4st	1k2
2st	2k2
2st	100k
4st	150k
2st	220k
4st	820k
4st	12/2w
2st	68/2W *
2st	330/4W
4st	2k7/2W
2st	150k/2W
2st	10k}För återkoppling, välj endera
2st	18k}För återkoppling, välj endera
2st      27k}För återkoppling, välj endera
Kondensatorer
4st	330µF/400V
2st	22µF/400V
4st	µ1F/250V MKP
Rör
4st	PCL82
4st	Hållare med lödstöd
Transformatorer
2st	220/20V 12VA *
2st	240/240V 20VA *
2st	0-230-440/7.5V 25VA
Likriktare
8st	Diod 1N4007 *
2st	Lödbryggor *
Kabel
1m	 Skärmad signalkabel
3m	 Extern signalkabel
10m	Kopplingskabel Svart
10m	Kopplingskabel Vit
10m	Kopplingskabel Röd
10m	Kopplingskabel Blå
1m	 Krympslang 3.2mm
1m	 Krympslang 6.4mm
Kontakter
2st	RCA-uttag
2st	Röd RCA-kontakt
2st	Svart RCA-kontakt
2st	Röd bananhylsa
2st	Svart bananhylsa
2st	Röd banankontakt
2st	Svart banankontakt
2st	Nätbrunn 240V *
2st      Strömbrytare 240V/(4)A *
2st	Säkringshållare 5x20mm *
Material
2st	Säkring 5x20 250mA
2st	Säkring 5x20 630mA
1par     Handskar
1st	Lödkolv 30W
1st	Multimeter
3pkt     Lödtenn
2st	Skalkniv
1 rulle  Isoleringstejp
Mekanik
2st	Låda inkl gavlar och lock *
8st	Möbeltassar inkl distans *
Div	Skruv/mutter/bricka

[Tillbaka]

 

Länkar:
Länkar till lite bra ställen på "webben" angående det som skrivits ovan.

Duncan Amps

Där finns det "webbens" bästa sökmotor för rördata med länkar,
och även ett jättebra beräkningsprogram för strömförsörjning.

Svetlana

En av de bättre rörtillverkarna numera, och med bra dokumentation.

Hammond

Gott och tillgängligt sortiment av billig transformatorer.

Lundahl

Bra men något dyrare transformatorer

Richardson Electrics

RE i Sverige kan leverera ett stort sortiment av rör och transformatorer, även om det kan ta lite tid :-)

LH-Musik

Har ett gott sortiment av rör och socklar för snabb leverans.
Det är bara att vänta på att de böjar sälja DIY trafosar :-)

[Tillbaka]