Jump to content

Dynavox TPR-1 - Hacka grisen


tek

Recommended Posts

1040310-1024x769.jpg

 

Jag har ett Dynavox TPR-1 som var tänkt som en tillfällig lösning men har hittils hängt kvar hemma. Detta då mitt förstegsprojekt somnade då jag tenderade att blåsa mina microcontrollers vid programmering av okänd anledning, och jag ledsnade på att löda nya kort. Nån gång ska jag ta itu med det...

 

TPR-1 är ett försteg som brukar beskrivas som prisvärt hos handlarna, och det kan jag nog hålla med om. Det har dock några egenheter som visade sig bli otrevliga när jag fick tummen ur och skaffade mig en transport+dac för ett tag sen.

 

1. Hög förstärkning - 13 gångers förstärkning är väl tilltaget

2. På mitt exemplar är volympotten obalanserad vid ena ändläget (max dämpning)

 

1 har inte inneburit problem då jag endast lirade vinyl, men med CD tvingas jag använda volympotten nära max dämpning vilket då tar fram 2 i ljuset.

 

Så vad göra?

1. Köpa nytt försteg

2. Modda steget. Byta pot och/eller modda försteget. 

 

Jag valde punkt 2. Det är ju ingen större skada skedd om det går sönder, priset är väldigt lågt. Jag är dessutom notoriskt velig när det gäller införskaffande av hifiprylar och jag vill lyssna på CD idag och inte om ett år.

Link to comment
Share on other sites

Första steget är att leta upp schemat. Det verkar stämma mot mitt steg när jag kollar upp det. De gröna kondingarna i schemat är moddningsförslag från nån hobbyist tror jag, de hittar inte jag i mitt försteg.

 

74753346641a814d6af1ff507f926dec.jpg

 

Det är väldigt enkelt uppbyggt med 2 CE-steg i en återkopplingsloop och utsignalen matar utgång A, dessutom finns ett buffersteg som matar utgång F.

Link to comment
Share on other sites

Jag är inte särskilt erfaren med rör så planen blir att minimera antalet förändringar men samtidigt behålla förstegets beteende i den mån det går. Så planen är som följer:

 

Förstärkningen 13ggr sätts av motstånden R2 och R4 i schemat ovan på så sätt att (R2+R4) / R2.

 

R2 används även för biasering av röret V1 och påverkar också förstärkningen i första steget. Jag tänkte behålla värdet på R2=1k och ändrat R4 från 12k till 1k. Det ger en total förstärkning på ~ 2.

 

För att steget ska behålla sin arbetspunkt och beteende så bör dock några andra komponenter ändras också.

 

1. Mängden Loop gain / slingförstärkning ökas med lika mycket som systemförstärkningen minskas. Dvs i mitt fall ökar loopgain med 6,5ggr (från 13 -> 2). Därför minskar jag R1 och R5 från 51k till 12k. Det blir inte samma loop gain som tidigare, men man kan inte få allt.

 

2. Då R1 och R5 minskas kommer rörens katodspänning öka, dvs arbetspunkten ändras. Jag kompenserar detta genom att ändra R7 från 27k till 47k.

 

3. C3 i schemat är till för att AC-koppla återkopplingsloopen, att förhindra oönskad DC. Den är redan lite snålt tilltagen enligt mig. Gränsfrekvensen bör vara runt 1/(2π*C3(R2+R4)) ~ 12Hz om jag tänker rätt. Det innebär att förstärkningen ökar under 12Hz, en slags basboost som uppkommer av att C3 bör nog ha ett lite större värde.

 

När R4 minskar från 12k till 1k behöver C3 öka. Jag vill peta in runt 10u, men får nöja mig med 6.8u, och då är det gränsfall att det får plats i lådan då det är en rejäl pjäs. Så gränsfrekvensen kommer då hamna i samma härad som tidigare, nån Hertz lägre.

 

Link to comment
Share on other sites

Detta är ett utdrag från ett datablad från röret 5670, och en simuleringsmodell som hittat på nätet. Jag har fått översätta modellen till SPICEdialekten jag använder så det finns potential för fel. TPR-1 kommer med  kinesiska varianter av 6N3, men jag har köpt ett 3st GE 5670 som ska användas i slutändan.

 

Överenstämmelsen är helt ok.

 

datasheet.PNG

 

5670_model.PNG 

 

 

Nedan är DCsimulering av TPR-1 "AS-IS". Rören biaseras med ungefär 2mA.

 

dc_level_asis.PNG

 

 

 

 

Link to comment
Share on other sites

Här är simuleringar av överföringsfunktionen från ingång till utgång A (Vout) och utgång F(VoutSW). Förstärkningen ökar för låga frekvenser som jag nämnde tidigare. Observera att detta är obelastat läge. Normalt har ju efterföljande steg ett ingångsfilter som kommer dämpa höjningen som syns för utgång A.

 

cl_both.PNG

 

 

Utimpedansen är relativt hög ungefär 1.3k mellan 100Hz-100kHz, men ökar upp till runt 10k mellan 10Hz och 100Hz.

outimp_org.PNG

 

 

 

 

Link to comment
Share on other sites

12 hours ago, tek said:

Det är väldigt enkelt uppbyggt med 2 CE-steg i en återkopplingsloop och utsignalen matar utgång A, dessutom finns ett buffersteg som matar utgång F.

 

Det kunde vara ännu enklare om du klarar dig utan förstärkning och det kanske du gör med tanke på att du väljer att bygga om för förstärkning på 2 ggr.

 

Koppla potten direkt till katodföljaren och använd SW-utgången, det blir en mycket enklare och förmodligen mer välljudande koppling. Eventuellt behöver du ändra lite kondensatorvärden men jag har inte tid att fördjupa mig just nu. Du får betydligt lägre utgångsimpedans och stigningen mot låga frekvenser lär väl bero på utgångskondensatorn?

Link to comment
Share on other sites

1 hour ago, MatsT said:

Det kunde vara ännu enklare om du klarar dig utan förstärkning och det kanske du gör med tanke på att du väljer att bygga om för förstärkning på 2 ggr.

 

Koppla potten direkt till katodföljaren och använd SW-utgången, det blir en mycket enklare och förmodligen mer välljudande koppling

 

Jag har testat med 4x ggrs förstärkning och det är ok. 2x har jag inte testat med, möjligtvis är det lite lågt för vinylen, men det får vi se. Jag ska höja nivån från mitt RIAA och testa en 12x SUT, då blir det kanske aktuellt att testa.

 

1 hour ago, MatsT said:

Du får betydligt lägre utgångsimpedans och stigningen mot låga frekvenser lär väl bero på utgångskondensatorn?

Simuleringen ovan visar att utgångsimpedansen är högre för utgång F, även om det är små skillnader. Jag har inte kontrollräknat för hand och jämfört de två. Men man kan bli lurad av att den ena (utgång A) har en återkopplingsloop vilket kommer sänka den effektiva utgångsimpedansen i paritet med loop gain, iaf för denna typ.

 

Helst hade jag sett katodföljaren i loopen, men man kan inte få allt. :)

 

1 hour ago, MatsT said:

stigningen mot låga frekvenser lär väl bero på utgångskondensatorn?

 

Det stämmer, för utgångsimpedansen. Utgångsimpedansen ökar för låga frekvenser pga av att utgångskondensatorns impedans ökar. MEN eftersom mängden loop gain minskar för låga frekvenser pga C3 så bör den påverka utimpedansen (öka) för låga frekvenser, iaf häför utgång A. Så för utgång A finns 2 effekter att ta hänsyn till.

 

Om du tänkte på det jag nämnde lite högre upp lite otydligt så menade jag 'Closed loop' överföringsfunktionen, den röda i bilden nedan kommer ge en ökad förstärkning för låga frekvenser då impedansen i C3 ej är försumbar vid dessa frekvenser.

 

cl_both.PNG

 

Det är överföringsfunktion från ingång till utgång för utgång A (Röd - magnitud, grön - fas) och utgång F (blå - magnitud, svart - fas).

Link to comment
Share on other sites

20 minutes ago, tek said:

Simuleringen ovan visar att utgångsimpedansen är högre för utgång F, även om det är små skillnader. Jag har inte kontrollräknat för hand och jämfört de två. Men man kan bli lurad av att den ena (utgång A) har en återkopplingsloop vilket kommer sänka den effektiva utgångsimpedansen i paritet med loop gain, iaf för denna typ.

 

Stämmer, tänkte inte på att det var så mycket motkoppling på den ordinarie utgången. Det är rätt mycket motkoppling och egentligen är den ganska onödig (min åsikt). Med tanke på en liten aning instabilitet i kantsvaret är det nog tveksamt om det är lämpligt att öka ännu mer.

Link to comment
Share on other sites

loopgains_org.PNG

 

Sista bilden är en visar på reglersystemet, dvs den reglerade delen av förstärkaren. Jag har haft en del svårigheter att simulera detta men utifrån denna simulering ser det inte ut som man behöver oroa sig för instabilitet.

 

Övre bild - Magntiud

Loop Gain - BLÅ

Closed Loop - Svart

Discrepancy Factor - GRÖN

 

Undre bild - FAS

Loop Gain - SVART

Closed Loop - BLÅ

Discrepancy Factor - RÖD

 

'Discrepancy Factor' behöver k visar på förmågan hos reglersystemet hur nära förstärkaren kan klara av realisera beteendet som bestäms av återkopplingsnätverket. En perfekt förstärkare kommer hålla Diskrepancy Factor till 1 (0dB) i det intressanta att frekvensområdet. Att den faller av för högre frekvenser är nåt man kan förvänta sig.

 

 

 

 

Link to comment
Share on other sites

3 hours ago, MatsT said:

 

Stämmer, tänkte inte på att det var så mycket motkoppling på den ordinarie utgången. Det är rätt mycket motkoppling och egentligen är den ganska onödig (min åsikt). Med tanke på en liten aning instabilitet i kantsvaret är det nog tveksamt om det är lämpligt att öka ännu mer.

 

Jag var lite oroad över detta men jag kan inte se något som tyder på instabilitet, överslängen är väldigt liten och utan ringningar efteråt. Men detta är en av anledningarna till att jag vill hålla ner slingförstärkningen även om jag faktiskt ökar den med mina ändringar. Ska lägga upp lite simuleringar efter ändringarna under dagen. 

Link to comment
Share on other sites

 

Här är DC lösningen med uppdateringarna, det enda som riktigt sticker ut är att R4 i detta schemat bränner en del effekt, 700mW kontinuerligt lägger jag ogärna på ett ensamt 2W-motstånd.

 

dc_moddad.PNG

 

 

Link to comment
Share on other sites

Nedan är som tidigare:

'Övre bild - Magntiud

Loop Gain - BLÅ

Closed Loop - Svart

Discrepancy Factor - GRÖN

 

Undre bild - FAS

Loop Gain - SVART

Closed Loop - BLÅ

Discrepancy Factor - RÖD

 

Slingförstärkningen ligger nu på 28.5dB maximalt, en ökning på ungefär 8dB mot orginalversionen.

 

loop_gains_moddad.PNG

 

 

 

 

Transientsvar, överslängen ser ut att ha ökat lite men egentligen inget allvarligt.  Hade jag konstruerat förstärkaren från början hade jag sett till att ha lite mer dämpad respons. Vid avspelning av musik har inte insignalen så hög bandbredd. Exempelvis om man filtrerar insignalen med ett enkelt RC-filter vid 100kHz så ser det lite beskedligare ut (sista bilden).

 

transient_modded1.PNG

 

 

transient_modded2.PNG

 

 

transient_modded2_filter100kHz.PNG

 

Link to comment
Share on other sites

Sista simuleringen är en före och efter bild av utimpedansen:

 

Med förändringarna har utimpedansen gått ner till ungefär 245 Ohm. Jämför svart och svart-prickig linje.

 

Jag hade tänkt att ändra utgångskondensatorn för subwooferutgången till 2.2u, men har svårt att få plats i lådan så för utgång F är det den blå sträckade linjen som gäller, detvillsäga VoutSW kommer vara oförändrad.

 

outIMP_before_and_after.PNG

 

 

Link to comment
Share on other sites

Nästa steg är att samla ihop lite prylar som behövs. Allt användes inte. Jag bytte exempelvis inte elektrolyterna.

 

1040314-1024x769.jpg

 

Öppnar man lådan så ser man tidigare fixar

1040328-1024x769.jpg

 

Det blev lite snyggare denna gång även om 6u8-kondensatorerna tar upp en del plats.

 

1040332-1024x769.jpg

 

 

Link to comment
Share on other sites

Eftersom jag var orolig för stegsvaret  så mätte jag upp det men tycker det ser helt ok ut.

 

CE-steg kan vara känsliga för kapacitiv last så skulle jag använda mer än ett par meter kabel skulle jag lagt på detta som last. I detta fall driver steget 2m koax och ingången på ett oscilloskop, dvs ganska snäll last. 

 

IMG_20190519_130335643-1024x768.jpg

IMG_20190519_130410919-1024x768.jpg

 

Sista åtgärden efter lite lyssning var att byta till ett par 5670 från General Electric. De kinesiska rören hade en del fuffens för sig i vintras med ett sprak liknande de från vinyl, men det upphörde men jag tyckte ändå det var dags att testa något annat.

1040333-1024x769.jpg

 

Så jag tror det var alles... 

 

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...