EL 84 Amp PP mit dem Atmega 48 on Bord Integriert 2021
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- Veröffentlicht am Mittwoch, 26. Mai 2021 09:08
- Geschrieben von Tubeland
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EL 84 Amp PP mit dem Atmega 48 on Bord Integriert
- Bewährtes PCB Design
- µC Atmega48 Kontrolliert den Ruhestrom. Einstellbar in 16 Stufen
- Kein Wegdriften der Endröhren!
- LED-Zustand Kontrolle (Run, IK ok, Freeze. Rö1 Err. Rö 2 Err)
- Netzteil on Board.
- Doppelt Durchkontaktierte Leiterplatte
- Symmetrie und DC Kopplung abgleichbar
- Vorstufenröhren DC Heizung
- Leiterplatte 179 x 167 mm
- Betriebsspannung: 6,3V 2A AC – 9V 1,2 A AC – 240V 180 mA AC
- F Gang: 15 Hz – 103 kHz – 3db
Nach dem das KT 88 Board schon fast ein Jahrzehnt erfolgreich im Einsatz ist, habe ich mich entschlossen eine neue Version mit Integrierter ATmega48 vollautomatische Bias Steuerung zu entwerfen. Diese habe ich nun Angepasst und modifiziert, so das die EL 84 die Königin der kleinen Highend Röhren mit ihren Atem beraubenden Sound und ihre Bestechliche 15 Watt Ausgangsleistung ein Meisterstück der Röhrengeschichte und selbst heute nur schwer zu Toppen ist. Daher ist es um so wichtiger diese Röhre eine entsprechende Schaltung zu gönnen nach den Stand der heutigen Technik.
Jeder der sich mit Röhren Beschäftigt weis das auch die EL84 nicht vor dem Wegdriften geschützt ist. Meist ist es so dass die End Röhren in gewissen Abständen der Ruhestrom Kontrolliert und ggf. nach justiert wird. Und wenn man nicht mehr daran nach denkt dann ist es auch schon Passiert, dass sich eine End Röhre Verabschiedet hat. Noch Viel Schlimmer ist dann der Nachfolgende Aufwand:
Nicht nur das nun eine neue Röhre fällig ist. Meistens sind die Katoden Widerstände dann auch Hinüber und müssen ersetzt werden. Im Schlimmsten Fall ist die Leiterplatte auch Durch Überhitzung etwas Angeschnorrt. Und wenn wir es ganz genau nehmen mischt man keine Alten mit neuen Röhren da sie Unterschiedlich gealtert sind. Genau genommen wird es jetzt Teuer, da man oft alle Endröhren gemeinsam Tauscht. Das Spiel beginnt von vorne: Röhren einstellen. 20-30 min Warten und Kontrolle. Das Gleiche dann nach einen Tag, einer Woche, und wenn noch alles gut Läuft Vielleicht einmal im Monat?
Mit dem neuen Design können sie einfach Loslegen und Brauchen nie wider die Endröhren abgleichen. Das ist von nun an Geschichte.
Selbst Röhren die Schon gut gealtert sind, weil die Getter Pille schon eher Milchig ist bekommt der Regler noch in den Griff!
Um den Aufwand noch weiter klein zu halten, habe ich mich entschlossen eine Doppel Durchkontaktierte Leiterplatte Fertigen zu Lassen. Sie Sind Zwar etwas Teurer. Allerdings ist dieser Betrag noch gut Überschaubar. Da sich auch die Leiterplatten Industrie sich weiter entwickelt, so ist es heute Möglich auch Kleinere Serien fertigen zu lassen. Andere Farben für die Löt stopp Masken war vor Kurzen noch extrem Teuer und ist heute kein Problem mehr.
Das Abgleichen der Baugruppe:
Ist alles Installiert und ordnungsgemäß Verdrahtet, fangen wir erst einmal an zu überprüfen ob auch alle Spannungen vorhanden sind. Vor allen die negative Gittervorspannung an Pin 2 der Endröhren anliegt. Sie Schalten den Amp dazu ein und Messen an Pin 2.(TP2 und TP6 gegen GND) sofort nach dem Einschalten. Sie haben dafür nur 45 Sec. zeit. Danach fängt der Regler an zu Arbeiten und Regelt sie -UG herunter! Das ist auch normal, wenn keine Endröhre Steckt! Sind alle Spannungen vorhanden. Werden zuerst die Vorstufen Röhren gesteckt. Sie Können auch das Loslaufen des Regler verhindern in dem sie die Anodenspannung noch weg lassen!
- Stecken der ECC 82 in den Fassungen
- Messaufbau für Pin 5 und 9 DC Spannung auf gute 6,3 V einstellen (R36)
- Eingang Stumm Schalten. R13 Einstellen Tp.4 gegen GND auf 60 V oder nach eigen Wunsch unter Berücksichtigung der Anodenverlustleistung
- R9 auf Mittelstellung. Ggf. mit einen Sinus Generator Abgleichen Über TP 1 und 6 gegen GND
- Endröhren Stecken und Gewünschten Anodenstrom über den DIP Schalter auf Stufe 7 (35,7mA) einstellen. So ist der Ruhestrom für die Endröhren eingestellt. Siehe dazu auch die Tabellen!
Nachfolgende Tabellen Sind für die Ermittlung des Katoden Widerstand gedacht
|
S |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
|
0 |
1 |
0,293 |
1,2 |
0,244 |
15 |
0,0196 |
1,8 |
0,163 |
|
1 |
1 |
0,328 |
1,2 |
0,273 |
15 |
0,0219 |
1,8 |
0,182 |
|
2 |
1 |
0,362 |
1,2 |
0,302 |
15 |
0,0242 |
1,8 |
0,201 |
|
3 |
1 |
0,397 |
1,2 |
0,331 |
15 |
0,0265 |
1,8 |
0,220 |
|
4 |
1 |
0,431 |
1,2 |
0,359 |
15 |
0,0288 |
1,8 |
0,240 |
|
5 |
1 |
0,466 |
1,2 |
0,388 |
15 |
0,0311 |
1,8 |
0,259 |
|
6 |
1 |
0,500 |
1,2 |
0,417 |
15 |
0,0334 |
1,8 |
0,278 |
|
7 |
1 |
0,535 |
1,2 |
0,446 |
15 |
0,0357 |
1,8 |
0,297 |
|
8 |
1 |
0,569 |
1,2 |
0,475 |
15 |
0,0380 |
1,8 |
0,316 |
|
9 |
1 |
0,604 |
1,2 |
0,503 |
15 |
0,0403 |
1,8 |
0,336 |
|
A |
1 |
0,638 |
1,2 |
0,532 |
15 |
0,0426 |
1,8 |
0,355 |
|
B |
1 |
0,673 |
1,2 |
0,561 |
15 |
0,0449 |
1,8 |
0,374 |
|
C |
1 |
0,707 |
1,2 |
0,590 |
15 |
0,0472 |
1,8 |
0,393 |
|
D |
1 |
0,742 |
1,2 |
0,618 |
15 |
0,0495 |
1,8 |
0,412 |
|
E |
1 |
0,776 |
1,2 |
0,647 |
15 |
0,0518 |
1,8 |
0,431 |
|
F |
1 |
0,811 |
1,2 |
0,676 |
15 |
0,0541 |
1,8 |
0,451 |
|
S |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
|
0 |
2,2 |
0,133 |
2,7 |
0,109 |
3,3 |
0,089 |
4,7 |
0,062 |
|
1 |
2,2 |
0,149 |
2,7 |
0,121 |
3,3 |
0,099 |
4,7 |
0,070 |
|
2 |
2,2 |
0,165 |
2,7 |
0,134 |
3,3 |
0,110 |
4,7 |
0,077 |
|
3 |
2,2 |
0,180 |
2,7 |
0,147 |
3,3 |
0,120 |
4,7 |
0,084 |
|
4 |
2,2 |
0,196 |
2,7 |
0,160 |
3,3 |
0,131 |
4,7 |
0,092 |
|
5 |
2,2 |
0,212 |
2,7 |
0,173 |
3,3 |
0,141 |
4,7 |
0,099 |
|
6 |
2,2 |
0,227 |
2,7 |
0,185 |
3,3 |
0,152 |
4,7 |
0,106 |
|
7 |
2,2 |
0,243 |
2,7 |
0,198 |
3,3 |
0,162 |
4,7 |
0,114 |
|
8 |
2,2 |
0,259 |
2,7 |
0,211 |
3,3 |
0,173 |
4,7 |
0,121 |
|
9 |
2,2 |
0,275 |
2,7 |
0,224 |
3,3 |
0,183 |
4,7 |
0,128 |
|
A |
2,2 |
0,290 |
2,7 |
0,236 |
3,3 |
0,193 |
4,7 |
0,136 |
|
B |
2,2 |
0,306 |
2,7 |
0,249 |
3,3 |
0,204 |
4,7 |
0,143 |
|
C |
2,2 |
0,322 |
2,7 |
0,262 |
3,3 |
0,214 |
4,7 |
0,151 |
|
D |
2,2 |
0,337 |
2,7 |
0,275 |
3,3 |
0,225 |
4,7 |
0,158 |
|
E |
2,2 |
0,353 |
2,7 |
0,288 |
3,3 |
0,235 |
4,7 |
0,165 |
|
F |
2,2 |
0,369 |
2,7 |
0,300 |
3,3 |
0,246 |
4,7 |
0,173 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
RK in Ohm |
IK= A |
|
0 |
5,6 |
0,052 |
6,8 |
0,043 |
10 |
0,029 |
12 |
0,024 |
|
1 |
5,6 |
0,059 |
6,8 |
0,048 |
10 |
0,033 |
12 |
0,027 |
|
2 |
5,6 |
0,065 |
6,8 |
0,053 |
10 |
0,036 |
12 |
0,030 |
|
3 |
5,6 |
0,071 |
6,8 |
0,058 |
10 |
0,040 |
12 |
0,033 |
|
4 |
5,6 |
0,077 |
6,8 |
0,063 |
10 |
0,043 |
12 |
0,036 |
|
5 |
5,6 |
0,083 |
6,8 |
0,069 |
10 |
0,047 |
12 |
0,039 |
|
6 |
5,6 |
0,089 |
6,8 |
0,074 |
10 |
0,050 |
12 |
0,042 |
|
7 |
5,6 |
0,096 |
6,8 |
0,079 |
10 |
0,053 |
12 |
0,045 |
|
8 |
5,6 |
0,102 |
6,8 |
0,084 |
10 |
0,057 |
12 |
0,047 |
|
9 |
5,6 |
0,108 |
6,8 |
0,089 |
10 |
0,060 |
12 |
0,050 |
|
A |
5,6 |
0,114 |
6,8 |
0,094 |
10 |
0,064 |
12 |
0,053 |
|
B |
5,6 |
0,120 |
6,8 |
0,099 |
10 |
0,067 |
12 |
0,056 |
|
C |
5,6 |
0,126 |
6,8 |
0,104 |
10 |
0,071 |
12 |
0,059 |
|
D |
5,6 |
0,132 |
6,8 |
0,109 |
10 |
0,074 |
12 |
0,062 |
|
E |
5,6 |
0,139 |
6,8 |
0,114 |
10 |
0,078 |
12 |
0,065 |
|
F |
5,6 |
0,145 |
6,8 |
0,119 |
10 |
0,081 |
12 |
0,068 |
In der Tabelle Habe ich die Werte für die EL 84 Markiert
Betribszustandanzeige der LED´s bzw. Regler Funktion
Die Led´s Zeigen den Betriebs Zustand wie folgt an.
LED15 Grün Zeigt nach ca. 45 Sec. an das der Regler anfängt zu Laufen. Davor beginnt die Aufheizfase der Endröhren. Sind die Röhren auf den Ruhestrom eingestellt dann Leuchtet Die LED D12 Grün auf und Signalisiert das die Röhren auf ein eingestellten Ruhestrom Laufen.
Sobald das Eingang Signal einen gewissen Pegel erreicht, wird der eingestellte Wert eingefroren. Dann Leuchtet die LED D11 Blau.
Für Fehler der Endröhren Leuchten dann LED D40A und/oder D40B Rot auf. Sollte das der Fall sein Stimmt etwas mit den Endstufen Röhren nicht und müssen ggf. getauscht werden. Das Passiert vor allem wenn der Ruhestrom außer den festgelegten Ruhestrom trotz allen abdriftet.
Port D7 Liegt nach ca. 30-40 Sec 5V An. Das Signalisiert, dass der Regler bereit ist zu Arbeiten.
Der Regler benötigt folgende Bedingungen um loszulaufen:
1) die Zeit (~30 - 45s) muss seit dem Einschalten abgelaufen sein - das kann überprüft werden, in dem an PortD.7 nachmisst, ob 1-5V anliegen. 2) die Spannung am Speaker-Eingang muss höher als 0,28V sein (wohlgemerkt. nach den Teiler Widerständen) Ansonsten wird –Ug nicht eingefroren und der Regler regelt unerwünscht den Arbeitspunk nach. Das soll nicht sein! 3) die Spannung am Betriebsspannungseingang muss mindestens 0,47V betragen (auch...nach dem Teiler widerstanden) ist dies nicht der Fall Bleiben alle LED´s dunkel und der Regler Hält die maximale –Ug Spannung! Je nach dem Wie hoch die Anodenspannung ist Müsste der Spannungsteiler Dementsprechend angepasst werden.
Ist alles erfüllt, so beginnt der Regler zu laufen. Wenn an den Messeingängen für die Kathodenströme nichts weiter angeschlossen ist, dann muss der Regler irgendwann in die Begrenzung laufen und die zugehörigen LEDs müssten angehen (PortB.4-PortB.7). Falls die Eingänge wirklich offen sind und nicht per Messwiderstand auf 0V gezogen werden, dann kann dies auch zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgen.
PortB.0 geht nur dann auf "High" wenn am Speaker-Eingang mehr als 0,28V anliegen. Je nach Eingangsspannung Kann der Spannungsteiler Angepasst werden.
Die Kondensatoren können nach Wunsch (100nF) auch gegen Größere (1uF) getauscht werden. Ist aber Geschmacksache. PortB.3 geht auf High, falls alle (gemessenen) Kathodenströme in einem recht kleinen Bereich um den Sollstrom liegen.
Die Vorwiderstände müssen je nach LED-Typ angepasst werden Als Standard habe ich 2K2 Ohm Widerstände eingesetzt. Diese sind für LED´s Low Energie ca. 2 mA sollten die Widerstände um die 2K2 Ohm liegen. Datenblatt der eingesetzten LED beachten!
Im Allgemeinen darf an den Atmega xx an den Port Ausgängen eine Maximale last von 20 mA angeschlossen werden.
Ug Sollte etwas höher gewählt werden als benötigt!
Zum Netzteil:
Auch hier wurden ein Parr Kleine Sinnvolle Änderungen Durchgeführt. R27 wurde gegen einen 15K 2W Widerstand getauscht (Früher 8K2)
Auch Wurde das Netzteil etwas vereinfacht.
Die Ladekondensatoren Parallel geschaltet und mit entlade Widerstände Versehen. ACHTUNG! Die Bordspannung ist Lebensgefährlich! ! ! Bitte Achten sie darauf das beim Hantieren die Anodenspannung nahezu Abgebaut ist. Damit sie sich nicht Verletzen! !
Auf dem Bestückungsdruck sehen sie Über TP9 eine kleine Draht Brücke! Diese muss gesetzt werden und Verbindet die DC Heizung auf GND! Alle TP (Test Point) dienen Zum Testen der Board Spannung bzw. Abgleich. Hier Können die Meßspitzen einfach auf das Pad platziert werden.
Bestückt wird Grundsätzlich nach den Bestückungsplan!
Sei dem sie möchten den Amp Modifizieren!
|
Menge |
Wert |
Device |
Bauteile |
|
2 |
15R-2W |
2 W Metall |
R6, R22 |
|
2 |
68R |
1/4W Metall |
R24, R25, |
|
2 |
68R |
2 W Metall |
R1, R3 |
|
1 |
100R |
1/4W Metall |
R35 |
|
1 |
560R |
1/4W Metall |
R17 |
|
2 |
1k |
1/4W Metall |
R63, R64 |
|
3 |
1k2 |
1/4W Metall |
R2, R10, R20 |
|
1 |
1k5-2W* |
2 W Metall |
R37 |
|
7 |
2k2 |
R-EU_0204/2V |
R28, ,R50, R56, R58, R59, R60, R71 |
|
2 |
22k |
1/4W Metall |
R5, R18 |
|
1 |
22k |
2 W Metall |
R27 |
|
1 |
27k |
1/4W Metall |
R21 |
|
4 |
33k |
1/4W Metall |
R52, R53, R54, R55 |
|
2 |
47k |
1/4W Metall |
R67, R68 |
|
1 |
47k |
1/4W Metall |
R7 |
|
1 |
47k |
1/4W Metall |
R12 |
|
4 |
47k 1W |
1 Watt Metall |
R61, R62, R65, R66 |
|
11 |
100k |
1/4W Metall |
R38, R42, R43, R44, R45, R46, R47, R48, R49, R69, R70 |
|
1 |
150k |
1/4W Metall |
R11 |
|
1 |
180k |
1/4 W Metall |
R57 |
|
2 |
220k |
1/4 W Metall |
R4, R51 |
|
1 |
270k |
1/4 W Metall |
R16 |
|
6 |
470k |
1/4 W Metall |
R8, R19, R32, R39, R40, R41 |
|
1 |
820k |
1/4 W Metall |
R29 |
|
1 |
22n/400V |
C-EU102-043X133 |
C6 |
|
13 |
0µ1 |
C-EU050-025X075 |
C15, C19, C22, C23, C24, C25, C26, C27, C28, C29, C31, C34, C35 |
|
4 |
220n/400v |
C-EU225-087X268 |
C2, C3, C4, C7 |
|
4 |
0,47µF 160V |
CPOL-EUE2.5-6 |
C38, C39, C40, C41 |
|
3 |
4µ7 |
CPOL-EUE2.5-6 |
C30, C32, C33 |
|
1 |
10/63V |
CPOL-EUE2.5-6 |
C17 |
|
2 |
100/100 |
CPOL-EUE5-13 |
C20, C21 |
|
2 |
100/350 |
E7,5-18 |
C11, C12 |
|
2 |
330/350V |
CPOL-EUE10-30 |
C8, C9 |
|
2 |
2200µ |
CPOL-EUE5-13 |
C36, C37 |
|
2 |
4700/16 |
CPOL-EUE7.5-16 |
C16, C18 |
|
3 |
1N4004 |
1N4004 |
D8, D13, D14 |
|
1 |
1N4148 |
1N4148DO35-7 |
D10 |
|
1 |
LM350T |
IC1 |
|
|
1 |
13 |
ZPD |
D1 |
|
1 |
ZD 24 |
ZPD |
D9 |
|
1 |
62 |
ZPD |
D2 |
|
2 |
100 |
ZPD |
D4, D6 |
|
1 |
B50C8000 |
KBU |
B2 |
|
1 |
B500C1000 |
RB1A |
B3 |
|
1 |
B1000C6000 |
KBU |
B1 |
|
2 |
BF421 |
BF421 |
Q1, Q2 |
|
1 |
7805TV |
7805TV |
IC2 |
|
1 |
IRF640 |
IRF740 |
T1 |
|
1 |
MEGA48/88/168-PU |
MEGA48/88/168-PU |
IC3 |
|
1 |
ECC 82 |
ECC82-P |
V3 |
|
1 |
ECC82-P |
V4 |
|
|
2 |
EL84-P |
V5, V6 |
|
|
4 |
Noval Fassung |
||
|
1 |
DIP 28 |
||
|
1 |
1k pt 15 |
TRIM_EU-LI15 |
R36 |
|
2 |
5k |
TRIM_EU-LI15 |
R9, R13 |
|
1 |
10k |
TRIM_EU-LI15 |
R23 |
|
2 |
BS11 |
L1, L2 |
|
|
6 |
Printklemme |
AK500/2 |
-UG-AC, 6,3V, 9VAC, IN, LS, U+ |
|
1 |
Printklemme |
AK500/5 |
AÜ |
|
1 |
IK OK |
grün |
D12 |
|
1 |
Rö1Err |
rot |
D40A |
|
1 |
Rö2Err |
rot |
D40B |
|
1 |
Reg eingefroren |
blau |
D11 |
|
1 |
Run |
grün |
D15 |
|
2 |
SK129 |
SK129 |
KK1, KK2 |
|
1 |
Leiterplatte |
179 mm* 167.3 mm |
|
Bein Bestücken werden Die Fassung auf der Botten Seite Montiert
Gegenkopplung:
Um sicher zu stellen das auch wirklich gegen gekoppelt wird. Bedienen sie sich folgenden Test:
Lassen sie die Endstufe erst einmal OHNE Gegenkopplung laufen.
Als Audio Quelle kann ein Sinus Signal oder etwas von einer CD dienen.
Die Lautsprecher sind Angeschlossen. Der Ausgangspegel auf Zimmer Lautstärke einstellen genügt. Während des Betriebs wird die GK eingeschaltet.
Achten sie auf den Lautstärke Unterschied. Berücksichtigen sie auch das Der Regler Ohne GK keinen wert einfrieren kann! Daher ist eine GK Zwingend erforderlich! ! !
Ist die Musik Jetzt Leiser als vorher. Wurde die GK Richtig Verdrahtet. Der Amp wäre dann fertig.
Sollte die Musikwiedergabe nicht leiser, sondern Lauter werden. Dann Sprechen wir von einer Mitkopplung!
In unser Fall ist die Mitkopplung nicht erwünscht.
Gegenmaßnahmen:
Vertauschen sie dann Am AÜ den Ausgang miteinander.
Nun wird wie gewünscht Gegen gekoppelt.
GND ist immer LS – und Die Lötöse die auch zur GK verwendet wird ist LS +
Grundsätzlich Muss der Amp Geerdet sein. Um eine Masseschleife zu verhindern kann die Erde an den Cinch Eingang oder an der DC Heizung Brücke geerdet werden.