Jump to content

Pix Ongen - ljudkällan


pix

Recommended Posts

Ongen??

Är det en felskrivning av Onken (klassisk högtalare) eller vad kommer det ifrån?

Jag minns en tjänsteresa till Scottland, där jag på min lediga tid passade jag på att besöka den Skotska representanten av Audionote UK.

Jag fick då tillfälle att lyssna på en komplett AN anläggning och jag får fortfarande "ståpälls" av denna magiska musik upplevelse. Aldrig har jag hört något så närvarande och så "rätt" i hifi sammanhang.

Tyvärr kostar en AN anläggning av denna kaliber sjusiffrigt belopp, så det fick stanna vid en dröm.

AN förstärkarna bär ofta japanklingande namn. Och kan man inte äga originalet, så får man väll göra så gott man kan...

Bygga själv :mm:

Ongen betyder "ljudkälla" på japanska

/Pix

Edited by pix
Link to comment
Share on other sites

Tack Calle_jr och Plundin

Nja, detta är ett bygge som pågått under ett par års tid.

Men jag tänkte att det var dags att "dokumentera" det hela :)

Tror inte det blir en helkvällstråd, har inte alla bilder klara, så det blir nog en "smygare" i stället :D

Detta är dock inte en AN-klon.

Jag har bollat idéer med andra och den slutliga konstruktionen är väldigt enkel och rakt fram.

Få komponenter, men av hög kvalitet

På vissa ställen kanske lite ovanliga lösningar, men som jag tycker fungerat mycket bra.

Jag spelar med en ZYX R100H pickup med en ut-nivå på 0,48mV

Mitt försteg vill ha ca 1V input, dvs kravet på förstärkning från pickup till försteg är 1/0,00048=2083 gånger. Dvs 66,4dB

Till detta kommer 20dB som tappas över det passiva RIAA filter som har används. Dvs 66,4 + 20 = 86,4dB

86,4dB är 20895 gångers förstärkning!

Och det är här svårigheten med phonosteg för lågnivå pickupper (MC) kommer in. Att förstärka signalen så oerhört många gånger med låg distorsion, och samtidigt inte förstärka upp bruset.

För att lyckas med detta använder jag en sk. stepup transformator före phonosteget

Se Pix - MC-SU-X

Den är kopplad att förstärka spännings-signalen 10 gånger, dvs 20dB

Så den det egentliga behovet av aktiv förstärkning i detta phonosteg är 66,4dB eller 2083 gånger, och efter de 20dB förluster som RIAA filtret ger måste steget förstärka 46,4dB från in till utgång (209 gånger)

/Pix

Edited by pix
Link to comment
Share on other sites

Som synes handlar det om en dubbel-chassi konstruktion

Med signaler i mikro Volt -nivå måste allt optimeras för att det skall fungera bra, så all störande elektronik som transformatorer, drosslar etc finns monterade i PSU (Power supply Unit) -chassit, och all förstärkande elektronik sitter monterad i förstärkar-chassit.

Då signalerna är oerhört svaga, och förstärkningen extremt hög, påverkar även mekaniska fysiska egenskaper.

Därför har jag försökt använda material som är så mekaniskt dämpade som möjligt.

Det sk. Sub-chassit är ett innerchassi, bestående av gavlar i akryl som hålls samman av aluminium ballkar.

ins7.jpg

/Pix

Link to comment
Share on other sites

Med kablage mellan chassis, måste glödspänning separeras från HT spänningen.

Delade chassis gör att kabellängden skulle bli lång. Om dessa skulle samlas i ett kablage skulle överhörning ske, med risk för oscillering, brum mm

Därför finns alltså två kablage

Dessa är fysiskt identiskt kopplade så man behöver inte hålla reda på vilken kabel som är vilken.

Jag har valt att ha separata glödspänningar för varje enskilt rör, och det är viktigt att respektive kabelpar är tvinnad för att öka dess störningstålighet, samt minska dess förmåga att emittera störning.

Kablarna är i detta fall ca 80cm långa vilket möjliggör att PSU enheten kan separeras från förstärkardelen rejält och brum undviks

cable1.jpg

/Pix

Link to comment
Share on other sites

Jag tänkte -precis som tidigare, varva lite bilder med teori och egna tankar i denna tråd. Jag hoppas att detta kan sporra fler att sätta igång med lite egna byggen.

Ett phonostegs kvalitet handlar mycket om det första förstärkarsteget och dess egenskaper.

Resten är mångt och mycket "by the book"

Ett sk common cathode -steg (gemensam katod for in och utgång) kan förenklat ritas så här:

schema_4.jpg

Jag har plockat bort allt småkrafs för att det skall bli tydligare.

Insignalen utgörs av spänningspotentialen mellan Jord och Galler (IN)

Då ett rör är väldigt högimpedivt på ingången så går -i princip, ingen ström denna vägen. Det är enbart en spänning. Man brukar säga att ett rör är spänningsstyrt

Beroende på Gallrets spänningspotential i förhållande till JORD så styr det hur mycket röret skall strypa strömmen (I) genom röret

Röret kan ses som en variabel resistor där den sk. Anodresistansen (Ra) utgör resistansen.

Genom att lasta röret med en last (Z) bildar Ra och Z en spänningsdelare.

UT är den punkt där spänningssignalen tas ut förstärkt "A" gånger.

+HT är en DC-spänning som matar en DC-ström genom röret och lasten Z

Då insignalen öppnar eller stryper röret så strömmen varierar, kommer spänningen i punkten UT att variera.

Som de flesta säkert vet måste en strömslinga vara sluten för att det skall flyta en ström (Kirchoffs lag tror jag det var [:I])

Det som är intressant här är hur denna AC-ström slinga slutes.

Om vi följer strömmen så ser vi att den första komponent som ser denna AC-ström faktiskt är filterkondensatorn i nätdelen, inte transformatorlindningen.

Som de flesta vet, så utgör en kondensator avbrott för DC-ström, men leder AC ström. Så det enda motstånd som finns mellan +HT och JORD är faktiskt kondensatorns ESR (eqvivalent serie resistans), vilket på sin höjd är några tiondels Ohm.

+HT och JORD är (-i princip) samma punkt för AC ström

Och detta är en mycket viktig insikt för att senare kunna räkna på RIAA filter mm

/Pix

Link to comment
Share on other sites

Tack Mattias, du får titta upp och lyssna på denna nån gång framöver :)

Lasten Z kan utgöras av olika typer,

R (Resistiv last, dvs motstånd) är den vanligaste.

Detta är en sk. linjär last som utgör samma last oberoende av frekvensen på signalen.

L (Induktiv last, dvs drossel eller transformator). Detta är vanligt i utgångssteg på rör slutsteg. Den induktiva lasten minskar exponentiellt med frekvensen (impedansen ökar), vilket betyder att lasten är hög (låg impedans) vid låga frekvenser men låg (hög impedans) vid högre frekvenser.

Ett tredje alternativ är den sk. aktiva lasten som utgörs av aktiva komponenter (ex. CCS eller Gyrator). Dessa kompenserar strömvariationer genom att förändra dess inbyggda impedans.

Man kan även kalla detta för dynamisk resistans.

I detta phonosteg har jag valt att använda en induktiv last på första röret, vilket är väldigt ovanligt.

Kommer till ev. fördelar med detta senare

Tidiga phonosteg använde ofta ett förstarör med hög spänningsförstärkning. Dvs rör med högt Mu

ECC83 och liknande var vanligt.

Dock väljer man i dag allt oftare sk. branta rör som första rör.

(Googla på Arthur Loesch som brukar anses vara en föregångare med branta rör)

"Branta" betyder att dess kurvor i ett sk. anoddiagram lutar brant uppåt, dvs de har hög transkonduktans eller Gm (strömförstärkningsfaktor)

Dessa rör har ett lågt Ra vilket sänker brus.

Samtidigt vill man lyfta signalen så fort som möjligt från brusgolvet. Därför vill man även ha ett rör med högt Mu

Det finns en handfull med rör som faktiskt har både en hög transkonduktans, men också en hög Mu.

WE437, 417, EC8010, EC8020 är några.

Jag har valt 6C45-PE som förstarör

Många säger att det är en kopia på WE437.

Jag vet inte om detta är samt, för ett WE437 har fått något av en kultstatus och kostar multum..

/Pix

Edited by pix
Link to comment
Share on other sites

Ingångssteget till Ongen ser ut på det här sättet

schema_1.jpg

Som synes används en Lundahl LL1660/18mA som Anodlast på första röret. Transformatorn kopplar sedan vidare till RIAA filtret

Genom att använda en transformator på detta ställe erhålls en del fördelar.

Då första rörets Ra är dominerande i jämförelse med Z (Den induktiva lasten) så är utgångsimpedansen Zut i princip lika med Ra (Ra och Z ligger ju parallellt för AC ström)

Som alla vet så åldras rör. Och det som händer när ett rör åldras är att Ra ökar, vilket skulle påverka RIAA filtret. Men genom att stega ner signalen i transformatorn, divideras Zut med kvadraten på lindningsförhållandet.

Den första serieresistansen i RIAA filtret ligger i serie med Zut, och skall vara så hög att ett ökat Ra inte nämnvärt påverkar RIAA filtter.

Genom att transformatorkopplingen ger en extremt låg Zut, kan även serieresistorn väljas lågt, vilket i sin tur gör att samtliga komponenter i RIAA filtret kan dimensioneras lågt.

Något som är positivt för att hålla nere brus.

Då transformatorns sekundärsida är kopplad till JORD så behövs inget Gallermotstånd för efterföljande rör, vilket ytterligare sänker brusnivån.

schema_2.jpg

I schemat över RIAA filtret kan ses att vissa komponenter utgörs av två parallella komponenter.

Detta är för att kunna skapa ett så exakt värde som möjligt.

/Pix

Link to comment
Share on other sites

I verkligheten ser RIAA filtret ut så här

ins5.jpg

Bilden är tagen från ett av de första provskotten.

Efter detta har jag provat lite olika komponeneter, och de röda Wifa kondensatorerna (utgångskondensatorer) är numer ersatta av ryska K40-9 papper i olja kondensatorer.

/Pix

Link to comment
Share on other sites

Närmast ses förstarören, dvs 6C45-PE

Rören längst bort är utgångsrören E188CC

ins1.jpg

Som synes är steget byggt på en kopparplåt.

Koppar har en ganska god mekanisk dämpning, men framför allt fungerar den som ett jordplan där luftburen HF störning kappasitivt jordas bort.

I kopparskivan har lodstöd ungslötts fast och i dessa två sk. jordskenor monterats. Jordskenorna -som ligger utmed långsidorna på kopparplåten gör det enkelt med jordning av komponenter

Mvh

/Pix

Link to comment
Share on other sites

Tack Calle_jr

6C45-PE är ett EXTREMT rör (både på gott och ont)

Som jag nämnde så vill man ha både hög transkonduktans (strömförstärkning) samt högt Mu (spänningsförstärkning) i ett första rör

6H30 är en dubbeltriod medan 6C45-PE är en singeltriod

Medan kan du se gämförelsen:

6C45-PE 6H30

Mu 52 15

Gm 45 18 mA/V

Tyvärr har 6C45-PE pga sin extrema uppbyggnad stora spridningar, varför det kan vara svårt att hitta ett matchat par

Den kräver även att man är nogran med kabeldragning etc. för att inte oschillera etc.

Några tillverkare har valt flera parallella rör som första rör för att öka dess transkonduktans, men parallella rör har också sina problem.

Men som sagt

Det kostar att ligga på topp :D

/Pix

Link to comment
Share on other sites

Vad jag förstår bestämmer rörvalet konstruktion eller vice versa, och det var därför jag undrade.

Nu är det klarlagt :app:

Som jag nämnde så vill man ha både hög transkonduktans (strömförstärkning) samt högt Mu (spänningsförstärkning) i ett första rör

Har du någon gång studerat Air Tights phono- och preamps :?:

Link to comment
Share on other sites

Vad jag förstår bestämmer rörvalet konstruktion eller vice versa, och det var därför jag undrade.

Nu är det klarlagt :app:

Har du någon gång studerat Air Tights phono- och preamps :?:

Nja, jag har drägglat på min kompis Svejks Air Tight försteg :mm: , men jag har inte studerat konstruktionen (el-schemat)

Jag tycker att det är viktigt att jag säger att det här med branta rör, är inget subjektivt

Det är en trend, och det finns fortfarande de som föredrar typ ECC83 och högimpediva kopplingar i ett phonosteg.

Samma gäller med 6H30, som ofta omtalas som ett väldigt väljudande rör

Men om man använder sk. medium Mu rör, som 6H30 är, så kommer man antagligen få problem att få tillräcklig förstärkning med enbart två förstärkarsteg.

Ett annat sätt att bygga med branta rör är att använda pentoder.

Tyvärr brusar en pentod mer än en trod, varför det kan ge problem som första-rör

Pentoden kan du också kopplas som en Triod, och det är du något som många nyttjat med rör som Siemens D3A etc.

Tre steg brukar inte ge några problem, men min erfarenhet är att enkla lösningar ofta låter bra.

Mvh

/Pix

Link to comment
Share on other sites

Efter RIAA-filtret kommer utgångssteget

Som jag nämnde tidigt i tråden behöver jag totalt 66,4dB aktiv förstärkning i steget för att klara 46,4dB med de -20dB förluster som RIAA-filtret dämpar.

6C45-PE har ett angett Mu på 52.

Detta tror jag är lite optimistiskt, men jag uppskattar att jag kan plocka ut en förstärkning på ca 40 gånger.

Då återstår 26,4dB som måste förstärkas i andra förstärkarsteget.

Utöver detta tillkommer den förlust som transformatorn stegar ner signalen efter första steget.

Initialt försökte jag koppla transformatorn som 4,5:2 men fick då för lite förstärkning i steget.

Jag fick då backa till 4,5:4. Då fungerade allt till belåtenhet

Nu har jag en MC stepup transformator före Ongen som är kopplat 1:10, och man kan ju fundera om det inte fore värt att öka detta lindningsförhållande något, för att kunna stega ner kraftigare i transformatorn före RIAA-filtret.

Ändrat lindningsförhållande medför dock ändrad Zut, sett av RIAA filtret, varför dessa komponentvärden måste räknas om.

Men det är ju kul att ha något kvar och testa också [:p]

Phonosteget står oftast (-eller bör göra) nära skivspelaren, vilket betyder att kabellängden till försteget kan bli ganska lång.

En lång kabel betyder högre kapacitans, vilket är en tung last för ett rör.

Hög förstärkning och låg utgångsimpedans kan vara svårt att kombinera.

Jag valde därför en sk. Mu-följare som andra steg.

Det är i princip ett CC-steg (gemensam Katod) med en aktiv last på Anoden.

Många liknar en Mu-följare med ett SRPP-steg (Shunt Regulated Push Pull) men det är inte sant.

En Mu-följare har en fast DC-arbetspunkt, men en återkopplad AC-signal.

Mu-följaren har faktiskt två möjliga utgångar.

Dels direkt på det nedre rörets Anod, men även ett snäpp upp närmare topp röret.

Det är denna utgång jag valt att använda i Ongen

schema_3.jpg

/Pix

Link to comment
Share on other sites

jag har drägglat på min kompis Svejks Air Tight försteg :mm: , men jag har inte studerat konstruktionen (el-schemat)

Visst är det fint :mm: och det är lite Air Tight-stuk över din byggkonst, tycker jag.

Men det är klart, Audio Note ser också ut såhär i sina högre "levels".

Link to comment
Share on other sites

Tack Calle_jr

Raka, rena linjer, det är japansk design det :D

Dimensionerna kommer fraktiskt från min Audio Note MC Trafo gånger 1,5 :D

4.jpg

Några detaljer.

22K motståndet på ingången ses som ett 220R motstånd av pickupen eftersom jag har en Lundahl LL 2906 som är kopplad 1:10 mellan pickup och phonosteget (impedansen delas med lindningsförhållandet i kvadrat)

Pix - MC-SU-X

Förstaröret har en LED bias på 1,7 Volt, dvs en röd lysdiod i framspänningsriktningen.

Andra förstärkarsteget (Mu-följaren) har en resistorbias men är AC - avkopplad med en Sanyo OS-CON kondensator

Man kan diskutera om denna kondensator behöver finnas där i en Mu-följare.

En Mu-följare skall i teorin ha en konstant biasström (endast spänning signal på utgången), vilket betyder att biasspänningen alltid är konstant

Men i praktiken stämmer inte detta fullt ut.

Kondensatorn har åkt ut och in flera gånger, men har till slut fått stanna.

20uF Kondensatorn med 5K/5W resistorn är sista HT filtret för första röret.

Anledningen till denna filtrering är flera

Det är större krav på rippelfri HT-spänning, ju längre ner i förstärkarkedjan man går, och tack vare transformatorkopplingen på första röret finns en väldigt stor spänningspotential från den HT-spänning som Mu-följaren kräver, som kan nyttjas till detta.

Kondensatorn är som jag skrev tidigare i tråden AC-ström returen för första röret

Just med tanke på detta är det en fördel om denna kondensator sitter så nära första röret som möjligt.

Skulle denna vara monterat i PSU chassit så hade det funnits ett par meter kabel mellan röret och kondensatorn, vilket skulle medfört att kabelns resistans skulle påverkat.

Kondensatorn är en Pollypropylen i olja kondensator och kan ses som de två "ölburkar" som hänger i förstärkarchassits bakkant

/Pix

Link to comment
Share on other sites

Tack Jonas

Klart du måste prova lite rör i anläggningen :)

De svarta kablarna som går från bakgaveln ner genom kopparplåten är kablage för glödspänning till respektive rör.

Kablagen är par tvinnade och -framför allt för 6C45-PE, viktigt att separeras från HT och signalkablage

På detta sätta kan glödkablaget hållas separerat rejält ända in till rörsockeln.

Precis före gummigenomförningen i kopparplåten finns även en feritpärla på glödkablaget för att i någon mån filtera att HF-störningar letar sig in via kablaget till röret

När det gäller rör i allmänhet, och extrema rör som 6C45-PE i synnerhet, är set viktigt att man använder en sk. "gatestopper"

Det är 100R resistorn som sitter direkt mot Gallret (470R på E188CC). Utan resistorn skulle 6C45-PE tveklöst oscillera pga att HF störningar letar sig in till röret.

+HT/JORD kablaget är det blåvita kablaget som också detta är par tvinnat.

Det tvinnade vita kablaget som ligger i kopparplåtens ytterkant är signalkablaget från Mu-följaren till utgångskontakterna i Sub chassits bakvägg.

Något att tänka på när akryl används i chassit är vilka delar som behöver jordas och vilka som inte skall jordas

De stora filterkondensatorerna (ölburkarna) var initial isolerade, men förstärkaren blev tystare efter att dessa jordas.

Detta gäller även för Lundahlstransformatorerna som trotts att de är "öppna" och inte har ett omslutande skärmhus blev tystare genom jordning av monteringsplåten.

Slutligen en bild från utsidan av bakväggen och dess anslutningskontakter

back3.jpg

Uppifrån och ner:

HT-spänning (ca 280V)

Glödspänning (4 x 6,3V)

RCA out

Jordskruv

RCA in

/Pix

Link to comment
Share on other sites

Jag tänkte fortsätta med PSU chassit, och först HT delen (högspänningsdelen)

schema_5.jpg

Transformatorn saknar mittentapp, varför jag använt en sk. hybridbrygga med ett likriktarrör (6x5) och två stycken sk. "zero recovery" dioder från CREE.

Dessa sitter monterade på ett litet "modulkort" mitt i bilden nedan.

ins8.jpg

Den uppmärksamme ser att det sitter motstånd över elektrolytkondensatorerna.

Detta är sk. "bleed resistorer" som har till uppgift att ladda ur elektrolytkondensatorerna efter förstärkaren slagits av.

/Pix

Edited by pix
Link to comment
Share on other sites

Filtret efter likriktarröret är ett sk ©-L-C-L-C filter

Beroende av vilken komponent som sitter först i filtret kan HT spänningen justeras till en lämplig nivå.

Ett rent C-filter (kondensator efter likriktingen) ger en utspänning som är 1,41 x Vrms, men ett rent L-filter (drossel efter likriktingen ger en utspänning som är 0,9 x Vrms, så genom att placera en liten kondensator kan man ballansera mellan ett rent L-filter och ett C-filter

© i ovanstående bild är just denna kondensator som har valts till 1,5uF.

Drosslarna (L) är Hammond drosslar med värdet 10 Henry

ins3.jpg

Elektrolytkondensatorerna är på 220uF och av märket JJ

ins2.jpg

/Pix

Link to comment
Share on other sites

Tack Calle

Vänta tills du får se fronten :D

Nästa schema, glödspänningen

schema_6.jpg

Transformatorn är försedd med mittentapp, varför fullvågslikriktingen enkelt kan ordnas med en schotky dubbeldiod

Efter detta ett L-C-R-C filter

Jag har sedan fyra separata CCSer byggda av 4st LM317 regulatorer

CCSér är smidigt och enkelt för glödspänningen.

Anledningen till att det blev 4 separata CCSér var att det passade bättre till den transformator och de filterkomponenter jag hade tillgång till

Glödtransformatorn, elektrolytkondensatorerna samt kylfläns för CCSérna ses längst upp

ins6.jpg

/Pix

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...