Taijitu Circlotron monoblokker

Taijitu Circlotron monoblokker

Circlotron er et fascinerende prinsipp. Isteden for å bruke en utgangstransformator med en push vikling og en pull vikling som de aller fleste PP-forsterkere gjør, deler circlotron samme vikling for push og pull. I utgangspunket gir dette bare halvparten antall turn som normalt på primærsiden med mulighet for lavere lekkasjeinduktans og dermed bedre kobling mellom primær og sekundær. For tekniske interesserte finnes mer informasjon her: http://circlotron.tripod.com/

Min utgave er egentlig ikke så ulik originalen til EV men jeg har endret inngangstrinnet til et katodekoblet diff-steg og bruker andre driver og utgangsrør. Og naturligvis en utgangstrafo anno 2009.
I praksis trenger jeg blant annet 2 chassis og noen customtrafoer. Det første har jeg fått laget hos MAD i Canada og de kundespesifiserte trafoene fra Sowter UK ligger for øyeblikket og ruger ved det kongelige Norske tollvesen.

2 x Circlotron chassis:



Choker og småsignalrør har jeg kjøpt hos Motron, mye av de passive komponentene fra ELFA og utgangsrørene fra Olga i Ukraina.

På bildet under rørene i hver monoblokk (i parentes merke) og funksjon:
1 x ECC99 (JJ Electronic) Drivertrinn
1 x 6SL7GT (Golden Dragon) Inngang/difftrinn
2 x 6P45S (Svetlana =C=) Utgangsrør




Når det gjelder det rent praktiske har jeg laget en plan slik at jeg har noe å orientere meg etter og den har jeg så smått startet på. Hvis man legger godviljen til ser man likheter mellom planen og den praktiske utformingen.

Plan:


Praktisk utforming per 27. mars:



Hvis noen formodentlig skulle være interessert i mer info, kommer det vel mer etter hvert..

Jan E Veiset

Jeg skjønner sjelden bæret, men leser trådene dine med interesse likevel. Fyll på. ;D

Ille å bli frakjørt så tidlig i løpet
Fikk kjøpt filterkondensatorer til høyspenningen i dag. "Lærlingen" har ikke kommet noe lenger med å lage runde hull i aluminium.
Blir det skitur i fjellet eller lodding i påsken Jane?

Lille_Adam skrev:

Jeg skjønner sjelden bæret, men leser trådene dine med interesse likevel. Fyll på. ;D

Klikk for å utvide...

Ha ha, akkurat sånn har jeg det og. Skulle ønske jeg tok elektronikk / radio&tv på videregående

Klarer desverre ikker/ er ikke i nærheten av å forstå teoriene rundt disse praktbyggverkene, men leser de med stor iver og interesse.
Som vanlig ser dette fantastisk vakkert ut....

Audiomix skrev:

Blir det skitur i fjellet eller lodding i påsken Jane?

Klikk for å utvide...

Det blir nok en kombinasjon, eller kanskje ikke. Oppdal er bare 7 mil unna så sånn sett er det the easy way out. Men så ønsker dattera å være hjemme og trene styrke og kondis slik at J19 NM-drømmen ikke nok en gang tapes mot Trondheims-Ørn. Jeg og sønnen har mer sammenfallende interesser og han kommer sikkert hjem fra studentlivet til påske med mange ideer om hva som kan utrettes med free source og andre tanker han har fått av å høre på Stallman [1] og andre..

Navnet Taijitu [2] kan antagelig omfavne mye symbolikk, åpenbart i tilfellet Circlotron er de to strømforsyningene som kjemper mot hverandre. For øyeblikket gir navnet meg mest assosiasjoner til påskeferien.

Taijitu:



Jan E Veiset

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Richard_Stallman
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Taijitu

Layout, men ikke skjema! Enten har du gitt oss opp eller så er det en ny variant av rør-humor ;D. Hvor stammer navnet fra?

OT: Ikke mye som slår ut skitur når det skal trenes kondis. Spenn på henne en pulk med 6-7 rørforsterkere i så holder du følge.

Andreas skrev:

Layout, men ikke skjema! Enten har du gitt oss opp eller så er det en ny variant av rør-humor ;D.

Klikk for å utvide...

Det var nok mer at jeg er litt flau over tegneferdighetene mine. Jeg har ikke giddet å tegne skjemaet i Visio så det er foreløpig bare noe rabbel på et A4-ark..



Jan E.

Hei!!

Må sei eg er imponert over ka ein del av medl her på HFS held på med og får til.
Fullstendig gresk for meg og!!!???Men moro og følge med og sjå sluttproduktet.

Lykke til!!!!!

Snart påske, fint vær og sol er det også. Ser ut som en fin dag å sitte i solveggen og drikke seg svimmel på billig rødvin.
Rødvin eller ei, det som ofte setter begrensninger i rørforsterkere er utgangstrafoene. Alle trafoer har sine dårlige sider, det er bare å tøye båndbredde og effekt langt nok så dukker det opp problemer. Derfor kan det være smart å måle utgangstrafoene før de settes inn i kretsen og bruke erfaring og kløkt for å unngå overraskelser.
Jeg har målt frekvensrespons, og faserespons uten at det siste ble med i plottet, for Sowter 1137, utgangstrafoene jeg bruker i dette prosjektet.



Som vi ser faller responsen med 1dB ved 100kHz og 3dB ved ca 220kHz.for deretter å falle ned til 12-13dB ved 700kHz og en kontraresonans oppe ved ca 0.8GHz. I dette området skjer det mye rusk med faseresponsen, den tilter omtrent 180 grader mellom 0.8 og 0.9GHz. Altså et ubrukelig område i en feedback forsterker. Selv med så beskjedent som 10dB feedback ville forsterkeren oscillert ved ~0.85GHz hvis kretsløsningen ellers hadde vært rettlinjet med hensyn på frekvensgang. Rett og slett fordi loopgain hadde blitt høyere enn 1 og negativ feedback hadde blitt snudd til positiv feedback i dette området.
Det man gjør for å unngå dette er å innføre en dominant frekvenspol (første ordens lavpass) i forsterkerkretsen. Hvis vi ser på det vakre håndtegnede skjemaet legger opp i tråden, ser vi et RC-ledd mellom anode i inngang/difftrinnet. Dette starter å rulle av ved ca 20kHz og faller med 20dB/dekade, altså til -20dB ved 200kHz. Det reduserer loopgain ved 200kHz med 20dB og gjør at f eks 10dB feedback ikke vil skape problemer ved verken 200kHz eller høyere. Nå må det legges til at filteret er en shelf funksjon og flater ut en plass der oppe men uansett så er -20dB ved 200kHz ikke langt fra sannheten.
Årsaken til at jeg på forhånd hadde valgt fc=20kHz er at jeg spesifiserte en båndbredde på minst 100kHz da jeg bestilte trafoene og det betyr at problemområdene da blir skubbet opp en eller flere oktaver høyere enn dette. Ellers har jeg målt følgende karakteristikk for 1137: n=8.66, Lp=5H, Ll=1.1mH, Rdc=37R. Metoden jeg har brukt for å måle Ll (lekkasjeinduktans) finnes her [1].
Men dette er jo bare noen tall og langt fra så interessante som frekvens/fase responsen. Lp=5H høres kanskje noe lavt ut, men husk at trafoen drives fra katoden av rør med rimelig høy gm. Med gm i området 18000 mmho gir dette en driverresistans inn i Zaa i overkant av 100 ohm som peker mot en nedre knekkfrekvens på 3-4Hz.

Det var det rent tekniske/teoretiske, slik ser det ut på det praktiske planet:



Nei, nå går jeg ut i solveggen og lar faserespons være faserespons og prøver ut de praktiske effektene av rødvin.


Jan E Veiset

[1] http://www.veiset.net/tech/LL.html

Et bilde av chassiset i solnedgang:



Det som i hovedsak gjenstår er å montere de "tunge" tingene, 2 x choker i front (Hammond 193H) pluss nett- og utgangs-trafo (begge Sowter custom) i bakkant. Og selvfølgelig koble opp 3 strømforsyninger med tilhørende ladelytter og greier under overflaten, 2 x 340V + negativ forsyning på 60V.
Når det er gjort skal faktisk forsterkeren vær klar til å levere 50W eller hva den nå greier å spytte ut. Jeg er litt spent på 6P45S (utgangsrørene), disse er russiske ekvivalenter til 6KG6/EL509/EL519 men til en brøkdel av prisen. Så jeg får se da, om disse er like pålitelige som Tsjernobyl eller hvor mye Russisk Vodka som skal til for å kjøre forsterkeren i grøfta. Men jeg venter til etter påske med å teste ut slike ting.

Jan E Veiset

flott håndtverk Jan,blir spennende å høre om resultatet

god påske

mvh

Alltid morsomt å lese konstruksjonstrådene dine, jane!

Siden du bygger så mange forsterkere,
hvorfor ikke aktiv deling?
Det ville også løse problemene med båndbredde/utgangstrafo.

slowmotion skrev:

hvorfor ikke aktiv deling?
Det ville også løse problemene med båndbredde/utgangstrafo.

Klikk for å utvide...

Det er jo et veldig godt poeng, men mest ikke fordi høyttalerne jeg bruker til daglig deler på 2000Hz og det føler jeg er omtrent en dekade for høyt. 200Hz eller der omkring hadde vært å foretrekke ved aktiv splitt mellom rør og solid-state. Vel, nå har jeg også et oppsett med Avantgarde og de har jo allerede et aktivt subsystem, men det blir jo litt juks..

Man skulle tro at lav utgangsimpedans (høy dempingsfaktor) var avgjørende for bassrespons. Det er det sikker også, men når man kommer ned til Zo lavere enn 2 ohm (et rimelig høyt tall faktisk) er det ingen automatikk i at lavere utgangsimpedans gir bedre basskontroll. Den forsterkeren jeg har som absolutt har best kontroll over bassene er denne:



Det er en parallell push pull 842VHD (300B) uten global feedback og utgangsimpedansen ligger i området 2 ohm. Så kan man selvfølgelig spørre seg om hvorfor denne har bedre basskontroll enn f eks en KT88 forsterker med utgangsimpedans langt under 1 ohm
Min erfaring er at DHT forsterkere basert på f eks 300B, 2A3 og PX25 har en helt annen kontroll over basselementene enn tilsvarende forsterkere bygget rundt indirekte glødede rør som EL34, EL84, KT66. 6550 og KT88.. Tilsvarende blir egentlig litt feil å si, alle de sistnevnte er feedbackforsterkere, kanskje er det der det ligger?

Det samme gjelder single ended. Jeg har laget noen slike forsterkere basert på EL34, 6L6, KT66, 1614, 6550, KT88 etc, men de eneste som skiller seg ut i positiv retning er de basert på DHT. DHT spiller bra med både 300B, 842, T100 og det mer eller mindre absurde T1610. Alle disse uten feedback.
Hund -> Begravet -> Feedback -> ?

Jan E Veiset

jane skrev:

slowmotion skrev:

hvorfor ikke aktiv deling?
Det ville også løse problemene med båndbredde/utgangstrafo.

Klikk for å utvide...

Det er jo et veldig godt poeng, men mest ikke fordi høyttalerne jeg bruker til daglig deler på 2000Hz og det føler jeg er omtrent en dekade for høyt. 200Hz eller der omkring hadde vært å foretrekke ved aktiv splitt mellom rør og solid-state. Vel, nå har jeg også et oppsett med Avantgarde og de har jo allerede et aktivt subsystem, men det blir jo litt juks..

Klikk for å utvide...

Så hva med en rørforsterker til diskanten og en til mellomtonen? Ingen som har nevnt solid state her. ;D

Man skulle tro at lav utgangsimpedans (høy dempingsfaktor) var avgjørende for bassrespons. Det er det sikker også, men når man kommer ned til Zo lavere enn 2 ohm (et rimelig høyt tall faktisk) er det ingen automatikk i at lavere utgangsimpedans gir bedre basskontroll. Den forsterkeren jeg har som absolutt har best kontroll over bassene er denne:

Det er en parallell push pull 842VHD (300B) uten global feedback og utgangsimpedansen ligger i området 2 ohm. Så kan man selvfølgelig spørre seg om hvorfor denne har bedre basskontroll enn f eks en KT88 forsterker med utgangsimpedans langt under 1 ohm
Min erfaring er at DHT forsterkere basert på f eks 300B, 2A3 og PX25 har en helt annen kontroll over basselementene enn tilsvarende forsterkere bygget rundt indirekte glødede rør som EL34, EL84, KT66. 6550 og KT88.. Tilsvarende blir egentlig litt feil å si, alle de sistnevnte er feedbackforsterkere, kanskje er det der det ligger?

Det samme gjelder single ended. Jeg har laget noen slike forsterkere basert på EL34, 6L6, KT66, 1614, 6550, KT88 etc, men de eneste som skiller seg ut i positiv retning er de basert på DHT. DHT spiller bra med både 300B, 842, T100 og det mer eller mindre absurde T1610. Alle disse uten feedback.
Hund -> Begravet -> Feedback -> ?

Jan E Veiset

Klikk for å utvide...

Et meget interessant tema, og man kan jo tenke seg flere grunner til hvorfor det er slik.
Hvis man leter litt i den gamle litteraturen fra tidligere dager finner man også interessante
synspunkter på det samme tema, og selv synes jeg push-pull i ren klasse A uten global tilbakekopling
rent teoretisk burde være den "beste" ( hva nå det er ) løsning til å drive et høyttalerelement.
Hvis forsterker og høttalerelement er tilpasset til hverandre.

Rent praktisk er vel en voksen transistorforsterker god nok til å drive basselementer under si 80Hz?
Selv om det også kan gjøres like godt med rør blir jo kostnadene mye større både delemessig og driftsmessig.
Hvis man lytter til musikk hvor alle frekvenser over 100Hz er fjernet er det jo mest brumling som kommer gjennom.
Har du andre erfaringer?

Tilbake til Taijitu og Circlotron. Som vi ser av bildet så blir det temmelig fullt på oversiden av chassisene. To trafoer og to choker gjør sitt til at det stort sett bare er ståplasser ingen. Nett-trafoen er egentlig overdimensjonert, og jeg regner med at jeg hadde sluppet unna ved å velge et nummer mindre, men å kjøre trafoen rimelig kaldt og ha reserver i bakhånd er alltid en fordel.
Jeg forventer å da 50-60 watt ut av denne konstruksjonen.



mA-meterne (200mA) i front er for enkel biasjustering (på et bilde lenger oppe i tråden sees potmetrene for justering). Siden forsterkeren vil dra rundt 500mA peak bør jeg se på en eller annen måte for å begrense strømmen i selve meterne slik at disse ikke ødelegges, diode clamping eller noe slikt.

Jan E Veiset

Med utgangspunkt i trafokarakteristikken målt lenger oppe i tråden burde båndbredde være en ikkesak å bekymre seg over i denne forsterkeren. Det er mer et spørsmål om hvor mye båndbredden bør begrenses for å bevare stabiliteten. Jeg har valgt en båndbredde på 100kHz og det vil jeg tro holder for de aller fleste.

10kHz firkantrespons viser ingen tegn til ringing eller annet fanteri:

(Sammenlign gjerne med målinger foretatt av Stereophile eller andre på tilsvarende forsterkere)

Utgangseffekt ved begynnende klipping er 60W. Klippingen starter ikke helt symmetrisk noe som antagelig skyldes at utgangsrørene ikke er godt matchet. Det samme viser seg når jeg måler forvrengning: Ved 1dB under full effekt er THD 0.1% og da hovedsakelig 2. harmoniske. I teorien burde 3. vært det som dukket opp først, men det krever en perfekt ballansering av push og pull sidene, noe som være vanskelig med 6P45S som har en del spredning i produksjonsparametrene. Ved full effekt popper alle slags harmoniske opp, en ganske normal tilstand hos en feedbackforsterker.

Å måle støy kan være en utfordring på en støyende lab full at utstyr som gir fra seg alle mulige frekvenser, men 1.2mV rms på utgangen er det jeg måler. Det tilsvarer et signal/støyforhold på 85dB ref full effekt.

Utgangsimpedansen er rimelig lav: 0.32 ohm. Dette skyldes i hovedsak bruk av feedback, både lokalt som nedarvet i Circlotron-topologien og loopfeedback men også lavt kobbertap i utgangstrafoen og 6P45S som har veldig høy transkonduktans.

Forsterkeren har medium gain: 16V/V eller 24dB. Det tilsvarer et inngangssignal på ~2Vp for å dra forsterkeren til klipping.

God ventilasjon kan være et poeng når to slike blokker skal plasseres, utgangsrørene kjører med et anodetap på ~30W hver på tomgang og glødingen alene produserer over 30W per forsterker, så mer enn 2 x 100W varmeeffekt bør på en eller annen måte ledes bort.



Teknisk oppsummering:
o Rør: 6SL7, ECC99, 2x 6P45S
o Topologi: Circlotron, klasse AB1
o Båndbredde: <10 Hz - 100 kHz (-3dB)
o Maks effekt (4/8 ohm): 60 Watt
o Gain: 16V/V, 24dB
o THD (1dB under maks effekt): 0.1 %
o Utgangsimpedans: 0.32 ohm
o Signal/Støy: -85dB (ref max Po)

Jeg vet egentlig ikke mer å si for øyeblikket. Det burde kanskje være god påske eller noe sånn?

Jan E Veiset

Spennende.
Kan du si noe mer om strømforsyningen som er benyttet her?
Og noen lytteinntrykk?

Mvh, og ønske om fortsatt god påske..

Delle skrev:

noen lytteinntrykk?

Klikk for å utvide...

Det kommer sikkert etter hvert.

Jan E.

Delle skrev:

Kan du si noe mer om strømforsyningen som er benyttet her?

Klikk for å utvide...

Det er 3 strømforsyninger i forsterkeren. 2 "flytende" til høyspenning (330+330Vdc) pluss 1 negativ forsyning (60Vdc) med referanse til jord. CLC-filter (220u-5H-470u) til de to høyspenningene og CRC i den siste. Chokene er plassert på oversiden av forsterkeren, en over hvert mA-meter.

Prinsippet bak Circlotron:


I prinsippskissen ovenfor er høyspent i den ytterste sirkelen og negativ bias i midten. Punktet som refererer til jord er trafoens sentertapping på primærsiden. At forsyningene er flytende betyr i praksis at spenningspotensialet endrer seg i takt med signalet. I det ene øyeblikket ligger de to negative sidene av høyspenningene på jordpotensial, i det neste øyeblikk er den ene siden vippet opp og den andre siden vippet ned slik at potensialforskjellen mellom disse er flere hundre volt. Og slik fortsetter det å sveve, vippe og svinge til musikken er død.

Egentlig blir prinsippet enda mer sexy når det kommer til pentoder. Som vi ser, benyttes anodeforsyningen fra den ene loopen som skjermgitterforsyning i den andre, og vise versa. Det kan gi en veldig stiv strømforsyning, omtrent som en påle i Odalen.




Jan E Veiset

Du skrev innledningsvis at du var spent på 6P45S.
Har du smekket inn en av de mer kjente ekvivalentene og gjort noen form for sammenlikning?
hvordan synes du circlotron står seg i forhold til andre topologier (lytteinntrykk) ?

De eneste rørene jeg har testet så langt er 6P45S, men desto flere av disse. Noen har jeg tatt livet av under testing og noen har jeg forkastet på grunn av stor spredning i produksjonsparametrene. Generelt kan en si at dette røret er rimelig potent og kan levere peak katodestrøm på godt over en ampere. En glødeeffekt på ca 15W gjenspeiler dette. Samtidig er dette et rør med høy gm og kan i noen tilfeller være litt vanskelig å temme når det gjelder tendenser til oscillasjoner høyt oppe i MHz området. I tilegg til de vanlige g1 og g2 stopperne har jeg også utstyr konstruksjonen med både anode- og katode-stoppere (noen få ohm her og der) for å være sikker på at ting ikke løper løpsk. 6P45S er ikke et rør jeg vil anbefale en nybegynner å starte karrieren med for å si det sånn..

Utgangsimpedansen er rimelig lav (~0.3 ohm) til å være en rørforsterker og effekten er i det øvre sjiktet av de forsterkerne jeg har. Forsterkeren har til sammen rundt 30dB feedback når men regner med både lokal og global FB.

Sånn sett låter Circlotron blokkene litt forskjellig fra mange av de andre forsterkerne jeg har. Med lav utgangsimpedans, lav THD, mye intern feedback, klasse AB og plenty med power (i rørsammenheng) er det like før det hele starter å låte solid-state.

Jan E Veiset