Worklog PX25

Class A Push Pull Stereo Amplifier


04-MAR-07:
PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

PX25 er et ikke alt for mye brukt rør nå for tiden. Ikke fordi det ikke er et godt rør, men antagelig fordi det har vært vanskeligere å skaffe enn de mer utbredte direkte glødede triodene som f eks 2A3 og 300B. Legendariske Jean Hiraga mente de britiske PX-rørene var overlegen i sin effektklasse.

Effektmessig er PX25 en plass mellom 2A3 og 300B. Tsjekkiske KR-Audio produserer PX25 som er nært opp til den britiske originalen, og Bohemene burde jo kunne dette med glass.

PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Ikke så mye negativt å si om disse kurvene så lenge man holder seg under 500V og over 40mA, og det har jeg som intensjon å gjøre. Jeg kommer til å kjøre rørene i PP med Va=460V og Ia=60mA, det vi si et anodetap på 27.5W. Rimelig høyt, men jeg ofrer noe levetid opp mot ren klasse A. Med en utgangstrafo på 10ka-a vil maks effekt i klasse A være (2*(60/sqrt(2))^2*Raa/4, eller sagt på en enklere måte 18W utgangseffekt i ren klasse A.

PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Som det fremgår at skjemaet er det brukt EL84 som drivertrinn og interstagetrafo. Dette trinnet greier å levere 100Vp med under 0.1% THD til utgangstrinnet. Her har jeg bruk for rundt 65Vp slik at THD vil ligge betraktelig lavere, anslagsvis under 0.05% ved full utstyring.
Utfordringen i denne konstruksjonen ligger i utgangstrinnet. PX25 har en del høyere indre motstand (rp) enn f eks 300B og selv med et 10000:8 omsetningsforhold i utgangstrafoene vil utgangsimpedansen bli litt høy, beregninger peker mot 3 ohm. Jeg ønsker den noe lavere og har derfor lagt inn 6dB katodeviklinger. I tillegg til å senke utgangsimpedansen til under 2 ohm oppnår jeg også om lag halvert forvrengning. Problemet med katodeviklingene er den kapasitive koblingen mellom anode og katode, noe som fort kan bli en oppskrift på en 100kHz oscillator. Et annet problem er å finne et firma som har kunnskap og mot til å lage en slik trafo. Brian Sowter sa det på følgende måte: Dette er ikke noe vil vanligvis lager for mannen i gata, men vi skal bruke de triksene vi har til rådighet. Triksene er seksjonering av viklinger, noe som gjør trafoene både rent fysisk større og selvfølgelig kostbarere. (Trafoen har samme dimensjon som en normal 75Watt PP OPT).
Glødetrafoene er også custom-trafoer med separate seksjoner og elektrostatisk skjerm for glødespenning til PX25. I et slikt oppsett vil glødetrafoene bli en del av signalveien i katoden.

Så over til noe annet: chassis. Forsterkeren vil bli bygget i et chassis på 17X10x3” med separat strømforsyning, bortsett fra glødetrafoene som av forståelige grunner må plasseres sammen med resten av elektronikken.

PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Chassiset vil bli kledd i en ramme av mahogni, pluss at samme trevirke vil bli plassert under trafoene i bakkant, både av rent estetiske grunner og som avstivning av topplaten. Dette arbeidet vil bli utført av "BryLar" så det er nok i de beste hender.
På skissen er utgangsrørene markert rød, driverrør blå, indikatorrør grønn og inngangstrafoer grå.

Tja, det var vel alt jeg kan si om dette prosjektet i denne omgang. Jeg regner med å starte for fullt etter påske en gang.


29-MAR-07:
For tiden går det i metallarbeid. Noe jeg er rimelig klønete til, men når andre har lært av sine feil bør det mulig for meg også. Været er i alle fall fint, slik at det går an å rote utendørs.

PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Foran er selve slutt-trinnet, i bakgrunnen separat power supply. Foruten hull til trafoer, rørsokler og andre større komponenter er det boret hull for terminalstriper og annet småtteri. Det vil med andre ord si at alt er klart for å rive av plasten på chassisene og starte lakkering. Jeg regner med at fargen vil bli militærgrønn, hvis jeg da tilfeldigvis ikke skulle komme på bedre tanker før jeg starter (over helga).

Inngangstrafoene er mumetall customtrafoer bestilt med oktalsokkel, slik at de er enkle å bytte ut hvis jeg ønsker å endre følsomhet, inngangsimpedans eller andre karakteristika.

PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier


30-MAR-07:
Hva som alltid er kritisk i en slik konstruksjon er utgangstrafoen. Katodefeedback gjør utgangstrinnet spesielt sårbart fordi det løfter hele trinnet opp i et høyohmig miljø. Tenk litt over det: inngangen på utgangsrørene er i utgangspunket i en høyohmig setting, ved å tilføre katoden feedback, altså å svinge katoden i fase med gitteret løftes hele trinnet opp impedansmessig og evt resonanser kan fort bli en katastrofe. Sowter lovte å gjøre det som kunne gjøres for å hindre resonanser (det handler vel i praksis om å ha kontroll over lekkasjeinduktans/kapasitans, pluss å vite hvordan man lager gode audiotrafoer) men jeg liker alltid å konstantere ting ved selvsyn, så jeg har foretatt målinger av utgangstrafoene.

Frekvensrespons (-3dB): <10Hz – 120kHz. (Rin=1200R, Rterm=8.2R, Vprim=10Vrms). Dette er ikke så ulikt et oppsett med PX25 og en 8 ohms høyttaler: PX25 har rp på ca 1200 ohm og en 8 ohms høyttaler er vel i området rundt 8 ohm.
Det som egentlig er mest oppløftende er fraværet av dips/peaks opp til 120 kHz, ved -3dB er faseforskyvingen ~45 grader noe som tilsvarer et teoretisk første ordens filter. Resonanser opptrer først rundt 220 kHz, det forteller meg at dette er en veldig kontrollerbar trafo. Det gir seg også vakre utslag ved å påtrykke trafoen et firkantsignal. Ved 20kHz (!) gir den et oversving på under 20% og ingen tendens til ringing.
Et veldig godt utgangspunkt for videre arbeid. Well done, Sowter!

20kHz firkantrespons (Sowter 9991 custom spec OPT):
PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier


03-APR-07:
Sowter er interessert i denne konstruksjonen og jeg fikk oversendt målinger gjort på fabrikken av utgangstrafoen. De stemmer godt overens med mine målinger og viser frekvensgangen fra 10 til 120 kHz, y-skalaen har 0.5dB/div.

PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Ellers har chassisene blitt kamuflasjegrønne (Telegrønn), egentlig ble de tøffere enn jeg hadde forventet. I virkeligheten er fargen dypere/mørkere enn på bildet, omtrent som et militært kjøretøy, men med kunstig lys ser det mer ut som sennep.

PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

10-APR-07:
Da er påska så godt som ferdig, det samme er strømforsyningen. Siden dette er en boks som kan plasseres bak/under en eller annen plass, er det ikke lagt alt for stor vekt på finish.

PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Egenlig ikke så mye spennende på innsiden, braketten har to funksjoner: (a) som avstiving under nett-trafoen, (b) som festebarkett for likerettere for +260V til drivertrinn og -60V til negativ bias for utgangsrørene.

PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Forbindelsen mellom strømforsyningen og forsterkeren består av en kabel med to oktalplugger. Følgende spenninger skal leveres: 230VAC/250mA, +260V/100mA, +460V/240mA og -60V/20mA.

28-APR-07:
Chassis med monterte rørsokler, filament og interstage-trafoer. Utgangstrafoene er enda ikke montert. De blir stående i hvert hjørne i bakkant.

PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Fra undersiden, på arbeidsbordet:
PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Imidlertid må dette bordet ryddes senest fredags kveld (4. mai) fordi yngste dattera skal konfirmeres til helga. Det vil si at jeg har ca en uke på meg for å få den så ferdig jeg greier. Det er alltid noe dritt å ta igjen et halvferdig prosjekt så jeg skal forsøke å få den 99% ferdig til den tid.

Når det gjelder trearbeid så er Brylar godt i gang (han har hatt problemer med CNC-fresen, men servicefolk har fått skikk på den nå). Her er et bilde av ramma som skal kle forsterkeren. Det blå chassiset på bildet er et i tilsvarende størrelse som forsterkeren og benyttes som mal.

PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Treramma vil bli beiset i noe mørkere farge for å matche det militærgrønne chassiset. Hullet midt på er for venderen tilknyttet millamperemeteret på toppen.
Etter planen skal den være oppe og spille om litt over en uke.

30-APR-07:
Da er det snart 1. Mai og en og en halv kanal er koblet ferdig. Og det er på tide å ta helg igjen. Jeg ligger godt an til å bli ferdig til fredag.

Nærbilde internkabling:
PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Motstandene (1k ohm) montert på rørsoklene for driverrørene er såkalte skjermgitterstoppere, disse kobler sammen skjermgitteret til anoden og hindrer høyfrekvente oscillasjoner. Det er rimelig sjelden de er nødvendige men det like irriterende hver gang slike må monteres i ettertid.
Ellers viser bildet mye dobbelisolert kabling, det er standard praksis fra Sowter å levere tilkoblingene til trafoene på den måten. Fremst i bildet er den felles katodemotstanden for drivertrinnet. Motstandene i rød innpakning er en 517k seriemotstand for mA-meteret. I tilegg til å lese av strømmen for hvert utgangsrør, har jeg også muligheten til å avlese strømmen i hvert av drivertrinnene.

Siste revisjon av skjemaet:
PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

04-MAI-07:
Jeg kom nesten i mål med prosjektet før jeg måtte rydde bordet. All internkobling er unnagjort og rammen fra Brylar er skrudd fast. Jeg har ikke laget kabelen mellom strømforsyningen og slutt-trinnet men jeg kan bruke den samme som jeg benytter til Vallhalla forsterkeren min. Den har også separat power koblet til forsterkeren med oktalforbindelse.
Det jeg mangler nå er sluttrørene for å sette den på testbenken og foreta diverse målinger før den forhåpentligvis kan kobles opp og bevise hva som bor i disse DHT-rørene.

PX25 i solnedgang:
PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Det blir nok litt mer swung over bildene når sluttrørene blir plugget i...

19-MAI-07:
Da har jeg satt i sluttrørene, justert opp bias og foretatt noen foreløpige målinger. Det er litt vanskelig å si hvor grensen for maks effekt går i denne forsterkeren siden den klipper veldig soft. Man må nesten se på spektrumsanalysatoren og bestemme seg for en gitt forvrengning og si at der er maks effekt. I mitt tilfelle kaller jeg dette en 15-watter. Alle målingene er foretatt 1dB under denne fiktive verdien. Utgangstrinnet arbeider da under følgende betingelser: Va=460V, Iq=55mA, Pa=25W

Kommentarer:
Det vil alltid være klare begrensninger på f eks frekvensrespons og slew rate når man bruker tre trafoer i signalveien. En effektbåndbredde opp til 40kHz må i dette tilfellet ansees som over middels. Det svakeste leddet i denne kjeden er interstagetrafoen som på papiret har en båndbredde opp til ca 50kHz. I mitt tilfelle ruller den av ved 40kHz.
10kHz firkantpuls ser veldig bra ut, ca 10-15% overshoot og nesten ingen ringing. Tviler på at jeg kommer til å tune dette noe. Bildet vil endre seg uansett når en resistiv last byttes ut mot høyttalere. S/N er litt lavt, men ikke hørbart selv med høyttalere med en effektivitet på 99dBW/m. Den forholdsvis lave utgangsimpedansen kan tilskrives katodefeedback i utgangstrafoen.

På målebenken:
PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier

Ute i det fri:
PX25 Class A Push Pull Stereo Amplifier


(c) Jan Erling Veiset, 19-MAI-2007 - E-mail: valhalla[at]mikke-mus.com
Akersora 2
N-6600 Sunndalsora
Norway