Série de PCBs universais para construção de amplificador de tubo: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Os circuitos de tubo foram uma etapa crucial no desenvolvimento da eletrônica. Na maioria das áreas, eles se tornaram completamente obsoletos em comparação com tecnologias de estado sólido mais baratas, menores e mais eficientes. Com exceção do áudio - reprodução e ao vivo. Os circuitos de tubo sendo relativamente simples e principalmente mecânicos, sendo conectados com a fabricação de um amplificador de tubo, eles são ideais para a autoconstrução - faça você mesmo. Eles certamente estão conectados com alta tensão e, portanto, podem ser perigosos, mas se algumas diretrizes básicas forem seguidas, a maior parte do perigo pode ser evitada.

A primeira abordagem para a construção do circuito de tubo foi chamada de ponto a ponto, em que os condutores dos elementos eram fixados diretamente em soquetes de tubos, potes, conectores … com a ajuda de vários terminais. Para facilitar a produção em massa, as empresas começaram a colocar os elementos em placas diferentes (algumas abordagens ainda chamadas de ponto a ponto, embora não o sejam realmente). Hoje em dia a maior parte da eletrônica é feita como PCBs - placas de circuito impresso. Mesmo a maioria dos projetos de tubos produzidos em massa são feitos em PCBs hoje em dia. Mas os PCBs têm certas desvantagens para o mundo das válvulas: - os tubos produzem muito calor quando ligados, então, mesmo em função normal, eles são propensos a reduzir muito a vida útil do PCB - a maioria dos circuitos de tubos são tão simples e diretos, e os usados (altos tensão) elementos tão grandes que realmente não faz sentido produzir circuitos de tubo em placas inteiras - haveria principalmente espaço vazio e poucos vestígios com algumas almofadas - realmente um desperdício de material FR4 - muitos componentes do circuito de tubo são muito pesado ou muito volumoso para ser montado diretamente no PCB (transformadores, bobinas), outros são inadequados para PCB devido ao estresse mecânico (tubos cujos soquetes são montados diretamente no PCB devem ser trocados com cuidado)

Por outro lado, às vezes é difícil soldar diretamente nas peças do amplificador, e algumas tendem a se danificar no processo (consegui estragar um monte de interruptores ao soldá-las). Também é difícil solucionar problemas e fazer a manutenção de dispositivos construídos ponto a ponto clássicos, ainda mais se eles não forem construídos com um planejamento extremamente bom. O PCB oferece uma forma sólida e removível do chassi de elementos de fixação.

Portanto, a situação exige uma forma de fiação ponto a ponto, semelhante ao que faziam em amplificadores de guitarra conhecidos como Marshall ou Fender. Muitos construtores ainda usam sua abordagem com ótimos resultados. Mas a abordagem Fender - Marshall tem algumas desvantagens:

- eles usam principalmente componentes axiais, que são raros e, portanto, menos acessíveis - a maioria dos elementos do circuito são paralelos, o que causa uma perda de espaço e pode levar a ruído, oscilações e acoplamento do elemento - há cabos longos expostos nas placas - este placa é, então, muitas vezes montada no centro do chassi, empurrando toda a colocação do tubo para fora dele, o que é novamente abaixo do ideal

O design simples e bastante semelhante da maioria dos circuitos de alta fidelidade e de guitarra nos permite usar uma abordagem modular na construção de amplificadores valvulados, usando módulos PCB. Estudar os esquemas nos ajuda a projetar PCBs, onde não haja espaço desperdiçado com elementos paralelos, mas sim siga as regras de roteamento de rastreamento. O design de dupla face nos permite tornar os módulos menores e usar os dois lados da placa. Podemos soldar conectores a PCBs, o que torna ainda mais fácil solucionar problemas e fazer a manutenção de dispositivos.

Para um DIYer não é prático projetar um PCB para cada projeto, seria muito caro! Mas a simplicidade e a semelhança dos designs de tubos comuns nos permitem projetar PCBs, que são úteis para a maioria das aplicações.

Aqui está uma "coleção" de alguns PCBs que projetei para facilitar a fabricação de amplificadores valvulados.

• PCB ponto a ponto triodo duplo
• Tom stack PCB
• stompswitch PCB
• dois switch PCBs

Etapa 1: Triodo duplo / Noval / PCB pré-amplificador

A seção do pré-amplificador é bastante semelhante na maioria das aplicações de tubo e geralmente consiste em uma série de tríodos duplos em pacotes noval, muitas vezes sendo tubos 12AX7. Às vezes, há uma configuração de seguidor de cátodo, mas na maioria das vezes há apenas diferentes combinações de valores de limite de grade + resistor de placa + tampa de bypass do cátodo + resistor de polarização + limite de acoplamento. Não é uma tarefa tão exigente projetar um pcb, que seria bastante universal para a parte do pré-amplificador do circuito do amplificador - ou para o tubo noval (as redes são feitas de tal forma que também a maioria dos triodos não duplos noval tubos podem ser usados com facilidade). O PCB foi projetado para caber em um gabinete de rack 1U (o tubo sendo horizontal) - caso contrário, seria benéfico torná-lo um pouco maior. Cabe ao usuário decidir quais elementos vão para cada lado do PCB. O Silkscreen está aqui apenas para ajudar na orientação.

O pcb é projetado para ir junto com o soquete Noval Belton. Ele é fixado através do soquete (portanto, a troca dos tubos não é um esforço para o PCB). Deve ser fixado aos soquetes com alguns espaçadores entre eles. Uma extremidade de certos condutores de elemento é soldada diretamente ao soquete, a (s) outra (s) são soldadas ao PCB. Existem alguns grupos adicionais de pad-trace (o nome comum é net) na placa para auxiliar nas diferentes configurações. Para explicar melhor o PCB, é provavelmente melhor passar pelos pinos do tubo. _

- no "sul" do PCB há um "barramento de terra" com poucos traços indo para os locais correspondentes no PCB- no "norte" há duas redes fornecidas para B + - deve haver um jumper (linha branca) instalado para conectá-los (esse detalhe torna este PCB útil também para tubos novais não triodo duplo)

1 - placa1 - (linha branca marcada com 1 no lado oposto) - feita de forma que o fio passe para a rede marcada na pcb, então fica o lugar para o resistor da placa (marcado R7) e o acoplamento do estágio a tampa pode ser soldada em uma das redes de "reserva" 2 - é a grade 1 (linha branca marcada com 2) - a tampa de acoplamento ou a tampa da grade podem ser montadas diretamente no terminal de solda do soquete, se necessário - R1 é desenhado para ser um vazamento da grade resistor - bloco R1 ao aterramento também pode ser usado para conectar a tela do cabo blindado3 - é cátodo 1 (linha branca marcada com 3) - projetado para que haja resistor de cátodo e uma tampa de bypass soldada no terminal de soquete e no bloco de aterramento diretamente na outra extremidade 4 e 5 não estão marcados, 9 está marcado, mas não tem uma rede dedicada - 4, 5 e 9 são pinos de aquecedor - como um crente firme no aquecimento DC, eu sempre conecto apenas 4 e 5 em meus tríodos duplos e suplly 12,6V - os fios do aquecedor vão direto para os terminais de solda do soquete, mas passam dois grandes pads como forma de reli de deformação ef6 - é a placa2 - mesma função que 1 - é feito para ter um fio indo para a rede dedicada, então há R9 como um resistor de placa e você pode usar uma das redes de "reserva" para consertar o capacitor de acoplamento do estágio7 - é a grade2 - a mesma função que o pino 2, mas em vez de R8 desenhado como um lugar para o resistor de vazamento de grade8 - é cátodo 2 - a mesma função que o pino 3 (9 - é a torneira central do aquecedor na configuração de triodo duplo, em alguns tubos noval tendo o outro função. Normalmente, omito este pino ou mesmo quebro o terminal de solda do soquete)

Do Alambique, adquiri o hábito de adicionar um capacitor de filtro de potência como parte do circuito, então incluí alguns blocos grandes conectados ao aterramento e B + na borda leste para isso..

Etapa 2: PCB de pilha de tons

Nos esquemas da maioria dos amplificadores de guitarra valvulados, você nota que as "pilhas de tons" são muito semelhantes. Dependendo da impedância de saída do estágio anterior, existem dois designs principais (com pequenas variações, conhecidos como Fender e Marshall). Combinei os dois em um PCB. Também escrevi a maioria dos valores comuns dos elementos usados na mesa serigrafada na camada inferior. (A razão pela qual projetei um PCB separado para a pilha de tons é que todas as outras partes do pré-amplificador estão reunidas ao redor do tubo, mas a pilha de tons é feita em torno dos potenciômetros. Pela minha experiência, há uma grande possibilidade de confundir a fiação nesta parte do o circuito. Os elementos usados na pilha de tons de tubo são de alta voltagem e, portanto, tendem a ser muito grandes para serem praticamente fixados nos terminais de solda do potenciômetro. Também sendo de alta voltagem, não me sinto mal em deixá-los pendurados contra a placa frontal (condutiva). Por outro lado, tê-los junto com outros elementos do pré-amplificador ao redor do tubo traz longos comprimentos de fiação desnecessária. O PCB é feito para potenciômetros de montagem de PCB - alguns puristas são contra isso, mas este pcb é tão pequeno e leve que não há chance de girar os potes arrancariam a conexão. Para os fracos de coração, há três orifícios de montagem fornecidos. Os orifícios menores não revestidos no pcb são para aliviar a tensão dos fios. R1, C1, C3 e C4, junto com o potes VR1-3 são partes comuns do circuito, potes arranjados de maneira TMB. Não há lugar do potenciômetro de volume - eu estava limitado a 10 cm de largura para a placa para obtê-lo pelo preço de venda … E o potenciômetro de volume nem sempre está diretamente após a pilha de tons - há J3 para conectá-lo, ao norte do sinal, ao sul do solo. C2 está lá para fazer a ponte de C1 com capacitância adicional, o que torna os médios um pouco mais altos - pode ser ligado no J2. O grande sqare pad na rede de aterramento está lá para permitir a conexão da tela de entrada

Etapa 3: Troque o PCB do cabeçalho

Acho que nunca fritei um único elemento eletrônico com calor de solda, e todo mundo avisa tanto sobre isso. CIs, transistores, diodos e assim por diante podem suportar bastante abuso térmico antes de desistir de você. Com exceção de interruptores e potenciômetros (de plástico Piher). O fio não gruda bem, você coloca o ferro de solda no terminal mais uma vez … e o terminal se move no lugar, você derreteu um plástico macio em volta dele. Há uma boa chance de que o switch comece a prender e rachar mais cedo ou mais tarde. Com todos os elementos, para os quais é mais prático soldá-los diretamente ao switch (lembre-se de tentar soldar um componente em série com o switch), é muito mais provável que você vá estragá-lo. Ou faça um ninho bagunçado em suas alças. O próximo problema é a tensão do fio - você termina seu projeto, coloca todos os fios em uma boa ordem e, em seguida, pega um dos fios do interruptor por acidente e ele quebra - adeus esforços da última hora, você tem que aparafusar pela frente placa (ou um pedal) e soldar novamente os fios. Às vezes, é prático ter a chance de usar um conector comum em um switch, e não retirá-lo toda vez que for necessário removê-lo. E se houver força excessiva usada no fio, ele não quebra, mas o conector se solta - e você apenas o reconecta.

Portanto, em vez de uma chave de terminal de solda, você usa uma montagem de PCB. Você pode soldar todos os fios no lugar e também soldar os pinos da chave sem medo de destruir a chave. A conexão é organizada na forma de um conhecido cabeçalho de uma linha de 2,54 mm - você pode usá-lo para fazer conexões internas ou instalar um conector. Existem quatro grandes orifícios passantes, que podem ser usados como alívio de tensão para o fio de entrada ou para fazer conexões adicionais necessárias.

Existem duas variantes deste PCB, uma de baixa e alta tensão. HV não é feito com o padrão de 2,54 mm, pois isso viola a distância de isolamento / fuga padronizada necessária. Eu ordenei que esses PCBs fossem apenas pontuados, não cortados, para que eu pudesse fazer linhas ou colunas inteiras sem esforço se o uso de mais interruptores for desejado. Feito para a (mais usada) chave DPDT.

Etapa 4: TB Stompswitch PCB

Eu sei que ninguém usa stompswitches em montagens de amplificadores valvulados, mas este PCB estava no mesmo lote - e uma parte da mesma mentalidade. Digamos uma atualização da brincadeira de switch DPDT anterior. É apenas a minha versão do pequeno PCB que todo vendedor de kits de pedais está oferecendo por um preço nauseante.

Se os interruptores de fiação geralmente podem ser um incômodo, é duas vezes mais incômodo conectar um stompswitch 3PDT para bypass verdadeiro. Pode levar o mesmo tempo para soldar todo o circuito do pedal e para fazer os conectores e a fiação do interruptor de pressão. E é sempre a mesma massa, não a bela aventura de fazer um novo circuito.

Este PCB apresenta: - almofadas para um stompswitch 3PDT de montagem de PCB - almofadas de conexão de entrada e saída separadas com orifícios de alívio de tensão - as tomadas serão finalmente cabeadas e o fio não se romperá, mesmo após remover o circuito pela 10ª vez de o gabinete - almofadas de cabeçalho de pino de linha única de 4 fios de 2,54 mm. Isso permite que você coloque um conector em um ou outro lado da conexão com a pcb de efeito principal. O alívio de tensão aqui é um grande retângulo porque gosto de usar cabo plano para essa conexão. A pinagem (I-gnd-B + -O) se adapta à minha pinagem padrão ao fazer pedais do zero. - provisão para resistor de LED dropper e LED para não tornar essas conexões uma bagunça perigosa pendurada em seu invólucro de pedal- distância zero para o perímetro do switch na borda sul para permitir que você monte o switch o mais próximo possível da parede do invólucro - para dar coloque outros segmentos importantes.

Etapa 5: Eu também quero torná-los …

google me para gerbers ou PCBs se você precisar deles.

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Aqueles que pedem os esquemas certamente não entendem o conceito desses PCBs. Eles são feitos para serem universais, multi-aplicáveis ou qualquer outro nome. Você pega o esquema que deseja usar, analisa-o e, em seguida, escolhe qual elemento vai para onde no meu quadro para torná-lo ideal. Você não pergunta onde colocar as meias quando compra a gaveta.