RH Headamp 1.0

Putkihybridin anodipowerikin toimii pienen säädön jälkeen OK. Testaan vielä hyötysuhteen vastuskuormalla ja kasaan sitten putkiasteen valmiiksi ja jos toimintapiste asettuu oikein, lisään päätebufferin fetteineen.

Anodipowerin boost-hakkuri käynnistyy myös aika siististi ja järkevällä nopeudella joskaan ei yhtä viivottimella piirrettyä käppyrää noudattaen kuin hehkupoweri:
Anode voltage rise time.png

Rippeli on tässäkin hyvin hallinnassa. Kuvan mittauksessa ei vielä ole mukana anodeille tulevaa RC-filtteriä joka pienentää rippeliä entisestään:

Tube hybrid output ripple without C4 C5.png

Tuossa on siis vajaat 100 mV peak to peak mikä on vähän suhteessa 200 V jännitteseen. Kuormaa ei tosin myöskään ole juuri yhtään mutta se selviää myöhemmin mitä kuorman lisäys vaikuttaa. Pulse-skipping modessa kulutus 24 V syötöllä on vähän yli 10 mA. Burst-modessa pääsisi ehkä hieman alemas vielä mutta ei tämä säästövekotin ole muutenkaan kun on putkitoiminen. :)
 
Kyllä musta olisi saattanut tulla myös putkisuunnittelija jos olisin elänyt joitakin kymmeniä vuosia aiemmin. :)

Rakensin putkihybridiä hieman eteenpäin niin että pääsin mittaamaan asettuvatko putkien toimintapisteet kohdalleen ja hämmästyttävästi toisen kanavan putki antoi lähes tarkalleen samat arvot kuin LTspice -simulaatio. Toiseen kanavaan sattui putki jolla anodivirta oli aavistuksen verran isompi mutta täysin spekseissä silti. Simulaatiossa virta oli 3,7 mA ja toinen putki siis ottaa tarkalleen tämän, toisessa menee 4,3 mA. Ehkä täytyy etsiä minulla olevista putkista paremmin toistensa kaltainen pari ennen koekuuntelua ja mittauksia...

Hakkuripoweri starttaa edelleen nätisti kun oikeat putket ovat kuormana. Nähtäväksi jää millainen starttipulssi näkyy kuulokelähdössä kun laite käynnistyy. Veikkaan että joudun hidastamaan anodipowerin käynnistymistä poksahduksen vaimentamiseksi sillä luultavasti anodijännitteen startti heijastuu suoraan lähtöön alussa kun putki ei vielä johda. Onneksi anodihakkurissa on mahdollisuus säätää soft-startia laajoissa rajoissa yhtä konkkaa vaihtamalla.
 
Joskus silloin kun ensimmäistä putki-riaata rakentelin niin oletin että toimintapisteestä voisi päätellä putkien vahvistuskertoimien olevan lähellä toisiaan. Salo sitten ystävällisesti mittasi pitkän listan putkia ja voitiin todeta että gain saattoi olla sama vaikka toimintapisteet olivat täysin haarukan eri päissä ... sekä poiketa toisistaan huomattavasti vaikka toimintapiste oli sama.
Jotenkin se silti tuntuu oikealta valita molempien kanavien samaan vahvistusasteeseen toimintapisteeltään samankaltaiset putket.
 
Pitääkin hommata lisää noita putkia, minulla on toistaiseksi niitä vain 5 kpl jotka ovat kaikki Neuvostoliiton aikaista tuotantoa mutta eivät kylläkään samalta vuodelta kun laatikoissa ja niiden merkinnöissä on pientä eroa. Ostan lisätäydennykset edelleen joko Slovakiasta tai Ukrainasta. ECC86:n voisi huvikseen kokeilla myös sillä kannan kytkentä on ainakin yritetty tehdä sellaiseksi että sekin sopisi suoraan.

Testasin eilen illalla jo päätebufferinkin toimintapisteet. Hyvä tuuri jatkuu sillä nämäkin ovat lähes tarkalleen simuloidun mukaiset. Enää puuttuu juottaa elkot ja liittimet paikoilleen ja testata tuleeko laitteesta ääntä luureihin. Ennen luurien kytkentää mittaan vielä käynnistyspulssin muodon kuulokelähdöstä. :D
 
Tän putki/FET -hybridin tekeminen on ollut ihan opettavainen kokemus. Nyt olen saanut tästä ekaa kertaa ääntä kuulokkeisiin ja ääni on lupaava mutta ei kokonaan ongelmaton. Aluksi epäilin että olin tehnyt oskillaattorin enkä vahvistinta kun kuulokeliitännästä näkyi oskilloskoopilla tällaista käppyrää:

Noise 500us.png

Kuulokkeista kuului käheähkö vihellys ja kun tarkemmin katsoo niin tuossahan esiintyy joku hiukan alle 2 kHz taajuus vaikka aaltomuoto onkin hämmentävän epäsäännöllinen. Hetken jo harjoittelin vahvistimen vaihevaran simulointia mutta se näytti edelleen hyvältä LTspicessa eikä tuo taajuus tai aaltomuoto lopulta kuitenkaan viittaa värähtelyyn vaan johonkin ihan muuhun.

Yön yli nukuttuani tajusinkin että mullahan on anodijännitehakkurin SSFM (Spread Spectrum Frequency Modulation) päällä ja tarkistin datalehdestä millä taajuudella se moduloi hakkausta. Selvisi että modulointitaajuus on hakkaustaajuus/256 ja tässä hakkaustaajuus on n. 420 KHz jolloin modulointitaajuudeksi tulee 1640 Hz. Just - sehän sen täytyy olla ja aaltomuodon jännä vaihtelukin selittyy sillä että taustalla on pseudorandom-koodi joka estää kuvion toistumisen täsmälleen samana jaksosta toiseen. Siispä vaihdoin anodipowerista SSFM:n pois päältä ja Tadaa - vihellys hävisi kuulokkeista. Toisin sanoen SSFM:n päälläolo aiheutti myös pientä jännitevaihtelua anodijännitteeseen ja kun vahvistinkytkennän PSRR on aika olematon alataajuuksilla niin se päätyi selkeästi kuuluvaksi.

Kuuntelin jo tässä vaiheessa hieman musiikkiakin ja se soi ihan hyvin mutta taustakohinaa on aika paljon. Mittasin sitä olevan n. 7 mV kuulokeliitännästä. Oskilloskoopin FFT:llä näkyi että kohina painottuu audiokaistan alaosaan mutta siinä on suunnilleen 15 kHz välein toistuvia hieman voimakkaampia komponentteja. En ole vielä vahvistanut tätä kokeilemalla ja mittaamalla mutta vaikuttaa sitä että anodihakkurin kohina tulee kuuluviin koska jännitteessä nyt olevat kondensaattorit purevat kunnolla vain korkeahkoihin taajuuksiin kuten hakkaustaajuuteen.

Eli tästä opimme että putkiasteen anodijännitteen tulee todellakin olla kunnolla suodatettua, tehtiin se sitten perinteisellä anodijännitemuuntajalla ja tasasuuntauksella jne. tai hakkurilla. Kokeilen seuraavaksi lisätä +200 V jännitteeseen n. 100 uF elkon ja jos se auttaa niin vaihdan anodihakkurin outputissa sarjassa olevan 20 Ohm vastuksen 100 Ohm kokoiseksi jolloin alipäästön rajataajuudeksi tulee n. 16 Hz. Eiköhän tämä auta merkittävästi kohinaan pudottamatta anodijännitettä merkittävästi.

Toinen säädön paikka on Fettiasteen bias-virta joka on nyt 100 - 110 mA. Se on aavistuksen verran liikaa minun makuuni siksi että Fetit kuumenevat melko paljon, ihan sallituissa rajoissa kylläkin. Taidan pudottaa sen 90 mA paikkeille jos se ei vaikuta liikaa säröön tai tehoon.

Lopuksi vielä kuva valmiista piirikortista (ilman yllämainittua elkon lisäystä):

IMG_20220809_172344.jpg
 
Viimeksi muokattu:
Luulisin että tuon 20 ohm vastuksen voi vaihtaa paljonkin suuremmaksi. Anodivirta 4mA/putki x 2.
Jos vastus olisi vaikkapa 470 ohm on jännitehäviö silti pienehkö 0.008 x 470 = 3.76 V
 
Luulisin että tuon 20 ohm vastuksen voi vaihtaa paljonkin suuremmaksi. Anodivirta 4mA/putki x 2.
Jos vastus olisi vaikkapa 470 ohm on jännitehäviö silti pienehkö 0.008 x 470 = 3.76 V
Totta. Päädyin itsekin tämänsuuntaiseen ratkaisuun. Sopiva vastus lienee tosiaan välillä 220 - 470 ohm.

Täytyy kumminkin ensin testata että RC-filtteri auttaa vaikka olenkin jo aika varma asiasta sillä boost-hakkurin säätösilmukka on käytännössä vahvistin joka tässä tapauksessa vahvistaa erovahvistimen kohinan yli 100-kertaiseksi ja tämä tulee suoraan kuuluviin anodipiirin kautta.

Sain tänään hankittua kokeiluun jokusen 250 V ja 400 V elkon joista voi värkätä filtterin.
 
Sää on ollut sellainen ettei ole viitsinyt istua sisällä kolvin ääressä mutta pääsin silti hieman eteenpäin eilen illalla. Tuli todistettua varmaksi että kohina tulee nimenomaan boost-hakkurista eikä muualta. Otin putket irti ja kuuntelin kuuluuko kohina edelleen ja kuuluihan se. Putken puuttuessa anodijänneitteessä esiintyvät häiriöt - myös kohina - kytkeytyvät suoraan bufferiasteeseen ja siitä ykkösvahvistuksella kuulokkeille. Päätin sitten kokeilla laittaa elkon suoraan putken kantaan jolloin 10k anodivastus muodostaa elkon kanssa RC-suodattimen. Kohina hävisi käytännössä kokonaan joten RC-filtteri toimii kunhan komponenttiarvot on järkevästi valittu. Simuloinnin perusteella hakkuri ei hermostu isosta elkosta kunhan välissä on jonkinlainen sarjavastus.

Samalla tuli todistettua että FET-asteen biasoiminen 6.3 V hehkupowerista ei lisää kohinaa tai jos lisääkin niin se ei pahemmin kuulu. MPS:n buck-hakkuri on siis kohtalaisen kohinaton audiotaajuuksilla vaikka onhan tuossa välissä myös LC-filtteri joka ei tosin pure koko audioalueella mutta vaimentaa hakkaustaajuuden erittäin tehokkaasti.
 
No niin, suodatus lisätty kortille ja kuuluva kohina hävisi eli laite toimii nyt niinkuin pitääkin. Seuraavaksi sitten koteloa ympärille ja hieman mittauksia.

Löysin vanhoista jemmoista 680 ohm 1 W vastuksen joka toimii tässä protossa hyvin; elko on 68 uF / 400 V Panasonic jota oli Partcossa hyllyssä. Puhuin aiemmin että laittaisin 470 ohmisen mutta ei se nyt näytä niin tarkkaa olevan. :) Tähän vastukseen jää nyt vähän yli 5 V anodijännitteestä joten pudotus on niin pieni ettei se oikein tunnu missään. Putkien anodilla näkyy nyt hieman alle 160 V. Mitä tahansa vastusta tuohon kohtaan ei oikein voi laittaa, ei etenkään 0805 SMD-vastusta jolle olisi valmis paikka. Syy on se että boost-hakkurin käynnistyessä elkon lataus ottaa hetkellisesti vähän yli 100 mA virtaa ja esim. 470 -ohmisella vastuksella piikkiteho käy 5 W tuntumassa. Pitää siis olle riittävän pulssisietoinen vastus vaikka tilanne kestääkin < 200 ms.

RC-filtterin lisäyksestä oli lisäksi se etu että kuulokkeista kuuluvat käynnistysäänet jäävät vaimeammiksi ja matalataajuisemmiksi. Sammutustääni on vielä pehmeämpi eikä varmasti haittaa ketään tai etenkään riko luureja. Silti aion myöhemmin lisätä tähän mute-piirin joka pitää lähdön hiljaisena 10 s ajan virtojen kytkemisestä. Onneksi toteutustapa on yksinkertainen - riittää että kuulokelähtö oikosuljetaan maahan pienen vastuksen kautta siksi aikaa kun toimintapiste asettuu. Tämäkin tosin pitää varmistaa vielä mittaamalla ja hakea sopivat vastusarvot joilla starttipulssin vaimennus on riittävä eikä ylempi FET tai virtalähde joudu rasitukselle.

Alla pari kuvaa. 3D-printtasin PETG-muovista palikan joka tulee elkon ja piirikortin väliin. PETG kestää hyvin lämpöä vaikka tässä tapauksessa kyseinen kohta piirikortista ei tule erityisen lämpimäksi putkien läheisyydestä huolimatta.

IMG_20220816_234407.jpg


IMG_20220816_234423.jpg
 
Putki/FET -hybridi tuli eilen lopulta valmiiksi. En muistanutkaan miten kauheaa nysväystä kaikkien johtojen kytkeminen ja reikien poraaminen on. :) Tässäkin yritin kiertää osan tästä savotasta laittamalla RCA-liittimet, kuulokeliittimen ja potikan piirikortille mutta säätöä oli tästä huolimatta vähintään riittävästi. Tietty osa siitä liittyi oikeiden paikkojen hakemiseen kaikille osille jne.

IMG_20220905_002042.jpg

Kuten kuvasta näkyy, ylimääräistä tilaa ei hirmuisesti ole mutta loppujen lopuksi kaikki kuietnkin mahtui ihan hyvin. Meanwellin 15 W poweri on edullinen eikä pörise ainakaan minun korviini. En tosin ole varma ehdinkö sen tarkemmin mittailemaan tätä ennen messuja mutta koekuuntelun perusteella toimii OK myös koteloituna.

IMG_20220905_011649.jpg

Power-kytkimeksi löysin tuollaisen aika asiallisen kaksinapaisen painonapin valolla. LED-valo on tarkoitettu 24 V syöttöjännitteelle mutta on pelkällä sisäisellä etuvastuksella aivan liian kirkas tällaiseen kapineeseen joten himmensin sitä laittamalla ylimääräisen 2k2 etuvastuksen johtoihin.

Ai niin, sikäli tämä on vielä hieman keskeneräinen että käynnistys-mute puuttuu. Aion lisätä sen myöhemmin sillä kuulokkeet kiinni startti kuulostaa aika ikävältä vaikka ei rikokaan luureja. Kotelossa on ihan hyvin tilaa pienelle mute-kortille power kytkimen alapuolella eikä siihen kovin kummoisia komponentteja edes tarvitse.

Keksin myös tätä rakentaessa jo muutaman lisäparannuksenkin jotka pitää simuloida ennen seuraavan kappaleen kasaamista jos sellaisen teen. Single-ended lähtöbufferin virtapeilin asetushaaran virran voisi mitoittaa olemaan n. 1/3 varsinaisen output-haaran virrasta. Tällä saisi lämpenemistä hieman rajoitettua vaikka ei kortti nytkään kuumene liikaa vaikka fetit lämpenevätkin selvästi. Täytyy kumminkin ensin tarkistaa ettei toimintapiste pääse vaeltamaan tämän modauksen ansiosta liikoja. Nyt TP pysyy oikein hyvin paikoillaan kun virrat ovat peilin haaroissa samat.
 
Viimeksi muokattu:
Seuraavaksi sitten sen opariversion kimppuun... Poweri on jo lähes kasattu valmiiksi ja hakkuriosa toimiikin jo ihan odotetulla tavalla. Pari kompoarvoa oli mennyt ristiin skemaa piirtäessä mutta ne oli helposti ja nopeasti korjattu. Layout on kohtuullisen onnistunut sillä kuormitettavuus on jokseenkin datalehden mukainen.

Seuraavaksi menee matalakohinaiset lineaariregut paikoilleen ja sitten itse vahvistinosa. En todennäköisesti saa tätä kokonaan valmiiksi messuille mutta jos piirikortin saa toimimaan, etu- ja takaseiniä ei välttämättä tarvita vaan koekuuntelu onnistuu ilman niitäkin kun vaarallisia jännitteitä ei esiinny kortilla missään kohtaa.

Saas nähdä... :D
 
Sain opariversion piirikortin kasattua valmiiksi ja kuuntelinkin sitä hieman. Erittäin hyvin toimii ja jopa Baxandall-volume lineaarisella muovikalvopotikalla on tosi miellyttävä. Odotin että se olisi kuulostanut jyrkästi muuttuvalta alueen alussa mutta en ainakaan huomannut mitään ikävää. Poweripuoli toimii hienosti ja jännitekohina on lähes olematonta lineaariregujen jälkeen. 6½ numeroisessa yleismittarissa ainoastaan viimeinen numero vaihtelee hieman. Tämä ei tietenkään suoraan kerro kohinasta muuta kuin sen että sitä on siinä pisteessä paljon vähemmän kuin hakkurien outputeissa jos vertaa näitä kahta mittauspistettä.

Tämä on laitteena sikäli helpompi ja myös valmiimpi kuin putkihybridi koska kaikki osat ovat yhdellä piirikortilla ja verkkopoweri on kotelon ulkopuolella. Kotelon koneistus on paljon vaivattomampaa kun vain etu- ja takalevyihin tulee reikiä. Mittauksia en ehtinyt vielä tehdä ja ajattelinkin mitata putkivekottimen ensiksi.

Putkilaite herätti kiinnostusta messuilla ja parikin messukävijää jäi kuuntelemaan sitä toviksi. Sain kommentteja että täysin hiljainen, ei kohise - mikä oli tervetullutta koska oma kuuloni ei ole enää niitä kaikkein herkimpiä. Paikalle oli myös ilmestynyt Kuulokenurkkalaisen käyntikortti. Selvitänpä mistä oli kysymys...

Kuva melkein valmiista kortista josta puuttui tuossa kohtaa vielä päätebufferien 22 uF polymeeritantaali-bypassit. Oparit tulisivat toimeen pelkillä 100 nF keraamisilla bypasseilla mutta olen varmuuden vuoksi tykännyt laittaa lisäksi vähän kookkaammat polymeeritantaalit. Nämä estävät tehokkaasti soimisen (vaikka 4-kerroslevyllä sellainen onkin epäteodennäköistä), lisäävät oparipakettien välistä ylikuulumisvaimennusta ja mahdollistavat jämäkämmät transienttivirrat mistä on hyötyä pääteasteessa.

IMG_20220909_172102.jpg
 
Tuossa messuilla putkihybridistä syntyneen keskustelun pohjalta aloin miettiä mahdollisuutta lisätä toinen kuulokeliitin. Ensin ajattelin että ei se mahdu järkevästi mutta uudelleen tarkastelu paljasti että kyllähän tuossa on heti piirikortin vieressä power-napin oikealla puolella kolo johon samanlainen liitin voisi mahtua melko hyvinkin. Olin vaan mielessäni varannut kyseisen tilan mute-piirkortille mutta kun insinöörin aivorattaat raksuttaa hitaasti niin lopulta ne loksahtivat kohdilleen ja keksin että mute-piirikorttihan voi olla samalla toisen kuulokeliittimen piirikortti ja koko homma voi kiinnittyä kuulokeliittimestä etupaneeliin. Mahdollisesti tarvitaan jokin simppeli stoppari vielä joka estää asetelman pyörimisen jos liittimen mutteri sattuisi löystymään. Vaihtoehtoisesti kortti voisi olla suunnilleen kotelon sisäkorkeuden levyinen jolloin kortti pysyisi jämäkästi paikoillaan kaikissa tilanteissa.

Itse mute-piiri ei vaadi kovin montaa komponenttia ja siihen tulisi joka tapauksessa piuhat kortilla olevalta kuulokeliittimeltä joten tällainen toteutus ratkaisisi molemmat puutteet aika elegantisti kerralla. Alanpa piirtelemään tällaista ratkaisua...
 
Sain juuri tehtyä ensimmäiset mittaukset opariversiosta. Taajuusvaste pitää vielä mitata vaikka tiedänkin että suorahan se on kuuloalueella. SMSL:n DAC pelaa hienosti tämän kanssa ja tarjoaa erittäin selkeää ja erottelevaa ääntä.

Tässä muutamalla eri volume-potikan asennolla mitatut särö- ja kohinaetäisyysarvot 1.0 V / 1 kHz herätteellä 180 ohm kuormaan.

0 dB vahvistus:

HP amp 1.0 0 dB gain THD+N.png

Täysi vahvistus eli n. 14 dB:

HP amp 1.0 full gain THD+N.png

-30 dB vahvistus:

HP amp 1.0 -30 dB gain THD+N.png

-20 dB vahvistus:

HP amp 1.0 -20 dB gain THD+N.png

-10 dB vahvistus:

HP amp 1.0 -10 dB gain THD+N.png

Kanavatasapaino pysyy 0,2 dB sisällä ainakin alueella -20 dB ... +14 dB ja balanssi karkaa hieman -30 dB kohdalla eli muutos tapahtuu tuossa missä Baxandall-säätö jyrkkenee muutenkin. Mittaan siis vielä ainakin seuraavat jutut:

  • Samat kuin nyt mutta 32 ohmin ja 600 ohmin kuormilla ainakin. 32 ohmia on jo aika tiukka kuorma mutta eiköhän tämä selviä siitä ihan hyvin ehkä isoimpia jännitetasoja lukuunottamatta.
  • Taajuusvaste
  • Maksimijännite eri kuormiin
Noin yleisesti ottaen voi todeta että kyllähän tää toimii. Kun särö on 0.000x % ja SINAD luokkaa 106 dB niin voidaan todeta että tämä riittää paremmille digilähteillekin. OPA1656 on aika kova opari kun piirikortti on kunnollinen.

EDIT: Tarkistin vielä mihin asti voimakkuudensäädön kanavatasapaino pysyy hyvänä ja -24 dB kohdalla se on vielä 0,3 dB sisällä. Siitä alaspäin alkaa esiintyä kasvavaa virhettä. SMSL:n DAC:in kautta kuunnellessa Beyerin kuulokkeilla vola oli selvästi vaimennuksen puolella mutta jossain välillä -20 dB ... -15 dB joten tasapaino on hyvä tällä kombinaatiolla. Joillakin erityisen herkillä luureilla on mahdollista joutua huonommalle alueelle joten siinä mielessä saattaisi olla perusteltua lisätä kaksipykäläinen maksimivahvistuksen säätö mutta sitä ei nyt tule tähän versioon vielä.
 
Viimeksi muokattu:
Mittasin taajuusvasteen ja särön tason suhteen 30 ohmin (en löytänyt sopivia 32 ohmin kuormavastuksia), 180 ohmin ja 600 ohmin kuormaan.

Taajuusvaste:

HP amp 1.0 0 dB gain frequency response 180 ohm 40 kHz.png

Tässä näkyy 0 dB volume-asennon pieni kanavatasapainon epäbalanssi joka käyttäytyy sillä tavalla jännästi että täydellä voimakkuudella vahvistus on sadasosa-Desibelin tarkkuudella sama mutta vaimennettaessa toinen kanava alkaa vaimentua hieman ennen kuin toinen ja tämä jatkuu sitten käytännössä koko säätöalueen yli. Koska Baxandall-säädössä on lineaarinen potikka, tässä lienee käynyt niin että puoliskot eivät ole tarkalleen samassa kulmassa keskenään. Jos siis onnistuu löytämään potikkayksilön jossa tätä kulmavirhettä ei ole, säädön tarkkuus voi päästä lähelle askelvaimenninta. Ai niin, alkava vaimentuma 40 kHz kohdalla johtuu osittain analysaattorista jossa oli valittuna 96 kHz näytteenottotaajuus.

Särö vs. taso 600 ohmin kuormaan:

HP amp 1.0 THD vs. level 600 ohm.png

Tässä mittauksessa volume oli myös 0 dB asennossa jotta inputin taso on sama kuin lähtötaso. Analysaattorin puhdas maksimilähtötaso on +18 dBV eli 7,94 Vrms mikä vastaa 22,5 Vpp jännitettä ja 105 mW tehoa 600 ohmin kuormaan. Toisin sanoen analysaattori saattaa tässä nyt osaltaan rajoittaa 600 ohmilla koska särö ei suinkaan karkaa vielä vaan alkaa vasta hieman nousta. Ei siis voi tietää kumpi laite on enemmän rajoittava tekijä. Tämä toki on helppo selvittää uusimalla mittaus hieman isommalla volumeasennolla...

En laita tähän mittaustulosta 180 ohmiin koska se näyttää käytännössä identtiseltä. Teho +18 dBV tasolla kyseiseen kuormaan on 350 mW ja saattaa siis olla todellisuudessa korkeampikin. Ei epäilystäkään ettei riittäisi. :)

Särö vs. taso 30 ohmin kuormaan:

HP amp 1.0 THD vs. level 30 ohm.png

Tässä huomaa jo pientä eroa korkeampiin impedansseihin verrattuna. Ensinnäkin särökomponentit alkavat varovasti nousta hieman pienemmästä jännitteestä mutta pysyy silti hyvin kontrollissa ollen 0.0003 % paikkeilla -8 dBV tasosta maksimiin. Suurin täysin puhdas lähtötaso on +14 dBV eli 5,0 Vrms joka vastaa 30 ohmin kuormaan 837 mW tehoa. Kuten näkyy, +16 dBV tasolla särö on vielä 2 % eli toista Wattia per kanava -tasolle voi päästä ilman että laite leikkaa rajusti.

Parissa viimeisimmässä softapäivityksessä QA403 analysaattoriin tuli vastaava mittaus joka osaa kertoa suoraan tehon kun kun impedanssi on tiedossa. Ei nyt tullut vielä kokeiltua sitä kun tästäkin sai vastaavat asiat irti mutta täytyy testata sekin kun ehtii.

Vertasin muuten näitä tuloksiani ASR:n hiljattain mittaamaan Topping L30 II:een. Se on kyllä hämmentävän hyvä laite mutta ei suinkaan täydellinen. Sen häiriöetäisyys ja särö ovat hieman paremmat kuin tässä mutta toisaalta USA:n 60 Hz verkkotaajuus näkyy mittauksissa hieman vaikkakin korvin kuulumattomalla tasolla. Lisäksi L30:n volumesäädön tasapainovirhe on isompi ja vaihtelee hassusti mikä johtuu tavallisesta logaritmisesta potikasta. Teholtaan L30 on ihan tykki kuulokevahvistimeksi.
 
Viimeksi muokattu:
Nyt ollaan jännän äärellä eli miten putki/FET -hybridi vertautuu tähän opariversioon?

Tulokset ovat tavallaan aika odotettuja sillä ne vastaavat simulointituloksia yllättävän hyvin. Markus Kantola kylläkin sanoi että LTspicen putkimallit ovat pääosin hyviä joten ei tämä ehkä niin yllättävää ollutkaan. :)

Taajuusvaste on tasainen:

Hybrid amp 0 dB gain frequency response 600 ohm 40 kHz.png

Tässä on käytössä tavallinen logaritminen potikka mutta siitä huolimatta balanssivirhe on hyvn hallinnassa välillä -30 dB ... +13.4 dB. Vaihtelua kanavien välillä on tällä alueella hieman enemmän kuin opariversion Baxandall -säädössä mutta tasapaino pysyy silti +/-0,5 dB sisällä ja isoja virheitä alkaa tulla vasta -40 dB alapuolella. Ainakin tässä oleva Rohm:in Pro Audio -sarjaa oleva stereopotikka on siis aivan käyttökelpoinen.

Kohina ja särö:

Alla 2 V tulo- ja lähtötasolla (siis 0 dB vahvistuksella) mitattu kohina- ja säröspektri 180 ohmin kuormaan. 600 ohmiin kuva näyttää käytännössä identtiseltä mutta 30 ohmin kuormaan särö alkaa jo tällä tasolla selvästi nousta ja menee hieman yli 0,5 %. 30 ohmia on kova kuorma A-luokan single-ended päätebufferille siksi että virranantokyky on tasan se mikä virtapeilillä on asetettu eli tässä tapauksessa 100 mA.

Tässä alla on kuitenkin aika täydellinen esimerkki putkivahvistimen säröspektristä mihin suunnittelussa pyrinkin. Signaalitaso on 2 V sekä inputissa että outputissa eli vahvistus on 0 dB

Hybrid amp 0 dB gain THD+N 180 ohm 2 V in and out.png

Kohinasta vielä sen verran että vaikka tämän signaalikohinasuhde ei pärjääkään opariversiolle, se on ihan OK putkivahvistimelle. Matalien hieman koholla oleva kohinataso johtunee ainakin osittain anodipowerista johon lisäsin RC-filtteriä kohinaa poistamaan ja n. 18 kHz kohdalla oleva häiriömätäs taas luultavasti tulee hehkupowerista (mutta anodipoweri ei ole poissuljettu). Erityisesti tuon 18 kHz ylimääräisen kohinan lähde täytyy varmistaa jotta sen saa joskus myös tukittua vaikkakin kyseinen kohina ei juuri ole kuultavissa.
 
Simuloin vahvistimen vielä kerran mitatulla toimintapisteellä 180 ohmin kuormaan vertailun vuoksi. Säröspektri on samanlainen kuin mitattukin mutta simuloitu säröprosentti 2 Vrms outputilla on 0,071 % vs. mitattu 0,10 % joten pieni tasoero löytyy.

Tästä huolimatta simulointi mielestäni osasi ennustaa vahvistimen toiminnan varsin hyvin. Ehkä oikein hyvät putkiyksilöt pääsisivät paljon lähemmäs simulointitulosta? Ei tällä kumminkaan ole isompaa käytännön merkitystä sillä vahvistin toimii tarkoitetulla tavalla ja äänen pitäisi olla hieman erilainen oparivahvistimeen verrattuna.
 
Tässä välissä ehdin värkätä opariversion kotelon valmiiksi. Pari kuvaa alla (ilman kantta):

IMG_20220923_182911.jpg

IMG_20220923_182954.jpg

Onhan tämä vähän vaatimattoman näköinen mutta kun isompaa koteloa ei tarvitse niin tämä toimii hyvin. Volume-nuppi on tarkoituksella eri mallinen kuin hybridissä koska etupaneeli on paljon matalampi. Minusta tämä istuu hyvin ainakin sinisen kotelon kanssa. Samaa nuppia saa myös alumiinin värisenä mikä saattaisi näyttää kivalta mustassa kotelossa.
Amphenol Audion piirikortille juotettava kuulokejakki on laadukkaan oloinen mutta tykkäisin enemmän vähän toisenlaisesta mutterista. Nyt siinä tulee mukana tuollainen musta eristeprikka ja metallinen mutteri. Vaihtoehtoisesti saa eri tilauskoodilla muovisen mutterin mutta ei sekään oikein miellytä silmää - nämä on ehkä suunniteltu käytettäviksi ammattilaislaitteissa.
 
Ulkonäkö on laitteen tärkein ominaisuus. Joku pieni kaiverrus etulevyssä voi muuttaa kaiken.
Laite ei saa näyttää "tavalliselta" vaan siinä pitää olla joku yksityskohta joka jää kerralla mieleen.
Kun 20v sitten raahasin ensimmäisen putkihybridini messuille ei se oikein ketään kiinnostanut ...
sitten rehellinen italiansuomalainen ystäväni sanoi että "kun se näyttää sammakolta"
Eipä niitä sitten myyty. Pitäisi tuntea joku teollinen muotoilija joka tekisi harrastelijahinnalla.
 
Ulkonäkö on laitteen tärkein ominaisuus. Joku pieni kaiverrus etulevyssä voi muuttaa kaiken.
Laite ei saa näyttää "tavalliselta" vaan siinä pitää olla joku yksityskohta joka jää kerralla mieleen.
Kun 20v sitten raahasin ensimmäisen putkihybridini messuille ei se oikein ketään kiinnostanut ...
sitten rehellinen italiansuomalainen ystäväni sanoi että "kun se näyttää sammakolta"
Eipä niitä sitten myyty. Pitäisi tuntea joku teollinen muotoilija joka tekisi harrastelijahinnalla.
Aikoinaan ammattilaitoksen opettaja mainitsi että tuotteen pitää ensinnäkin näyttää uskottavalta, sen jälkeen palataan toiminnallisuuteen. Tämä siis kaupallisen tuotteen kyseessä ollen.
Mainitaan nyt kuitenkin että tässä esitellyt laitteet ovat erittäin hyvin suunnitellun näköisiä. Ulkoasu tasoa toimiva eli normi TSI-laatua. Kannattaa miettiä paljoko on valmis maksamaan vaiko ei mitään esimerkiksi kaiverruksista ja muista koristuksista jos laite tulee omaan käyttöön.
 
Back
Ylös