Serie von Universal-PCBs für Röhrenverstärker-Build - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Röhrenschaltungen waren ein entscheidender Schritt in der Entwicklung der Elektronik. In den meisten Bereichen sind sie im Vergleich zu billigeren, kleineren und effizienteren Halbleitertechnologien völlig obsolet. Mit Ausnahme von Audio - sowohl Wiedergabe als auch live. Röhrenschaltungen sind relativ einfach und meist mechanischer Arbeit verbunden mit der Herstellung eines Röhrenverstärkers sind sie ideal für den Selbstbau - DIY. Sie sind sicherlich mit Hochspannung verbunden und können daher gefährlich sein, aber wenn einige grundlegende Richtlinien befolgt werden, können die meisten Gefahren vermieden werden.

Der erste Ansatz beim Bau von Röhrenschaltungen war der sogenannte Point-to-Point, bei dem Elementleitungen mit Hilfe verschiedener Klemmen direkt an Röhrenfassungen, Potis, Buchsen usw. befestigt wurden. Um die Massenproduktion zu erleichtern, begannen die Unternehmen, die Elemente auf verschiedene Boards zu legen (einige Ansätze wurden immer noch als Punkt-zu-Punkt bezeichnet, obwohl es nicht wirklich so war). Heutzutage wird die meiste Elektronik als Leiterplatten – Leiterplatten – hergestellt. Selbst die meisten massenproduzierten Röhrendesigns werden heutzutage auf Leiterplatten hergestellt. Für die Röhrenwelt haben Leiterplatten jedoch gewisse Nachteile: - Röhren erzeugen im eingeschalteten Zustand viel Wärme, daher neigen sie auch im normalen Betrieb dazu, die Lebensdauer der Leiterplatte stark zu verkürzen - meist sind Röhrenschaltungen so einfach und unkompliziert, und die verwendeten (hohen Spannung) Elemente so groß, dass es nicht wirklich Sinn macht, Röhrenschaltungen auf ganzen Platinen zu produzieren - da wäre meistens leerer Platz und wenige Spuren mit einigen Pads - wirklich eine Verschwendung von FR4-Material - viele Komponenten der Röhrenschaltung sind zu schwer oder zu sperrig, um direkt auf der Leiterplatte montiert zu werden (Trafos, Drosseln), andere sind aufgrund mechanischer Belastungen für Leiterplatten ungeeignet (Röhren, deren Sockel direkt auf der Leiterplatte montiert sind, müssen vorsichtig getauscht werden)

Andererseits ist es manchmal schwierig, direkt an die Verstärkerteile zu löten, und einige neigen dazu, dabei beschädigt zu werden (ich habe es geschafft, eine ganze Reihe von Schaltern beim Löten zu ruinieren). Es ist auch schwierig, klassisch Punkt-zu-Punkt gebaute Geräte zu beheben und zu warten, noch mehr, wenn sie nicht mit extrem guter Planung gebaut wurden. PCB bietet eine solide und vom Chassis abnehmbare Möglichkeit zur Befestigung von Elementen.

Die Situation verlangt also nach einer halben Punkt-zu-Punkt-Verkabelung, ähnlich wie bei bekannten Gitarrenverstärkern wie Marshall oder Fender. Viele Bauherren verwenden ihren Ansatz immer noch mit großartigen Ergebnissen. Aber der Fender-Marshall-Ansatz hat einige Nachteile:

- sie verwenden meist axiale Komponenten, die selten und daher weniger erschwinglich sind - die meisten Schaltungselemente sind parallel, was zu Platzverschwendung führt und zu Rauschen, Schwingungen und Elementkopplungen führen kann - es gibt lange freiliegende Leitungen auf den Platinen - dies Board wird dann oft in der Mitte des Chassis montiert und drückt die gesamte Röhrenplatzierung aus ihm heraus, was wiederum suboptimal ist

Das einfache und ziemlich ähnliche Design der meisten HiFi- und Gitarrenschaltungen ermöglicht es uns, den modularen Ansatz im Röhrenverstärkerbau mit PCB-Modulen zu verwenden. Das Studium der Schaltpläne hilft uns, Leiterplatten zu entwerfen, bei denen kein Platz mit parallelen Elementen verschwendet wird, sondern die Regeln des Leiterbahn-Routings befolgen. Das doppelseitige Design ermöglicht es uns, Module kleiner zu machen und beide Seiten der Platine zu verwenden. Wir können Steckverbinder auf Leiterplatten löten, was die Fehlersuche und Wartung von Geräten noch einfacher macht.

Für einen Heimwerker ist es nicht praktikabel, für jedes Projekt eine Leiterplatte zu entwerfen, das wäre ziemlich teuer! Aber die Einfachheit und Ähnlichkeit der gängigen Röhrendesigns ermöglicht es uns, Leiterplatten zu entwickeln, die für die meisten Anwendungen geeignet sind.

Hier ist eine "Sammlung" einiger PCBs, die ich entworfen habe, um die Herstellung von Röhrenverstärkern zu erleichtern.

• Doppeltriode Punkt-zu-Punkt-Leiterplatte
• Tonstapel PCB
• Trittschalterplatine
• zwei Schalterplatinen

Schritt 1: Doppeltriode / Noval / Preamp PCB

Die Preamp-Sektion ist in den meisten Röhrenanwendungen ziemlich ähnlich und besteht normalerweise aus einer Reihe von Doppeltrioden in neuartigen Gehäusen, oft aus 12AX7-Röhren. Manchmal gibt es ein Kathodenfolger-Setup, aber meistens gibt es nur verschiedene Kombinationen von Gitterstopper + Plattenwiderstand + Kathodenbypasskappe + Vorspannungswiderstand + Kopplungskappenwerten. Es ist also keine so anspruchsvolle Aufgabe, eine Platine zu entwerfen, die für den Vorverstärkerteil der Verstärkerschaltung ziemlich universell wäre - oder für die Noval-Röhre (Netze sind so gebaut, dass auch die meisten Noval-Nicht-Doppeltrioden Röhren können problemlos verwendet werden). PCB wurde für ein 1U-Rack-Gehäuse (Rohr horizontal) entwickelt - ansonsten wäre es von Vorteil, es etwas größer zu machen. Es bleibt dem Benutzer überlassen, welche Elemente auf welche Seite der Leiterplatte gehen. Siebdruck dient hier nur als Orientierungshilfe.

Die Platine ist so konzipiert, dass sie mit einer neuartigen Belton-Buchse zusammenpasst. Es wird durch die Buchse fixiert (dadurch wird die Platine durch den Austausch der Röhren nicht belastet). Es ist mit einigen Abstandshaltern dazwischen an den Buchsen zu befestigen. Ein Ende bestimmter Elementzuleitungen wird direkt an die Buchse gelötet, andere werden an die Leiterplatte gelötet. Es gibt einige zusätzliche Pad-Trace-Gruppen (allgemeiner Name ist net) auf dem Board, um bei verschiedenen Setups zu helfen. Um die Platine weiter zu erklären, ist es wahrscheinlich am besten, durch die Rohrstifte zu gehen. _

- auf der "Südseite" der Platine befindet sich ein "Massebus" mit wenigen Leiterbahnen zu den entsprechenden Stellen auf der Platine- im "Norden" sind zwei Netze für B+ vorgesehen - es muss ein Jumper vorhanden sein (weiße Linie) installiert, um sie zu verbinden (dieses Detail macht diese Platine auch für Nicht-Doppeltrioden-Novalröhren nützlich)

1 - plate1 - (weiße Linie markiert mit 1 auf der gegenüberliegenden Seite) - so gemacht, dass der Draht zum markierten Netz auf der Platine führt, dann ist dort der Platz für den Plattenwiderstand (markiert mit R7) und die Stufenkopplung Kappe kann in eines der "Reserve"-Netze eingelötet werden2 - ist Gitter1 (weiße Linie mit 2 gekennzeichnet) - Kupplungskappe oder Gitterstopper können bei Bedarf direkt auf die Lötfahne der Buchse montiert werden - R1 wird als Gitterleck bezeichnet Widerstand - Pad R1 an Masse kann auch verwendet werden, um den Schirm des abgeschirmten Kabels zu verbinden3 - ist Kathode1 (weiße Linie mit 3 gekennzeichnet) - so ausgelegt, dass Kathodenwiderstand und eine Bypass-Kappe auf der Buchsenfahne und direkt im Massepad gelötet sind am anderen Ende sind 4 und 5 nicht markiert, 9 ist markiert, hat aber kein eigenes Netz - 4, 5 und 9 sind Heizstifte - als fester Anhänger der Gleichstromheizung schließe ich in meinen Doppeltrioden immer nur 4 und 5 an und supplly 12, 6V - Drähte für die Heizung gehen direkt zu den Lötfahnen der Buchse, passieren aber zwei große Pads als eine Form der Zugentlastung ef6 - ist plate2 - gleiche Funktion wie 1 - wird gemacht, um einen Draht zum dedizierten Netz zu haben, dann gibt es R9 als Plattenwiderstand und Sie können eines der "Reserve" -Netze verwenden, um den Stufenkopplungskondensator zu fixieren7 - ist grid2 - die gleiche Funktion wie Pin2, jedoch ist R8 als Platz für den Gitterleckwiderstand eingezeichnet8 - ist Kathode2 - die gleiche Funktion wie Pin3(9 - ist der zentrale Abgriff der Heizung in Doppeltrioden-Konfiguration, in einigen Noval-Röhren mit der anderen Funktion. Normalerweise lasse ich diesen Pin weg oder breche sogar die Lötfahne von der Buchse ab)

Vom Alembic habe ich die Angewohnheit, einen Leistungsfilterkondensator als Teil der Schaltung hinzuzufügen, daher habe ich dafür einige große Pads eingefügt, die sowohl mit Masse als auch mit B + verbunden sind..

Schritt 2: Tone Stack PCB

In den Schaltplänen der meisten Röhrengitarrenverstärker stellen Sie fest, dass "Tonstapel" ziemlich ähnlich sind. Abhängig von der Ausgangsimpedanz der vorherigen Stufe gibt es zwei Hauptdesigns (mit leichten Variationen, bekannt als Fender und Marshall). Ich habe sie beide in einer Platine kombiniert. Ich habe auch die häufigsten Werte der verwendeten Elemente in die Siebdrucktabelle auf der unteren Ebene geschrieben. (Der Grund, warum ich eine separate Platine für den Tone-Stack entworfen habe, ist, dass alle anderen Preamp-Teile um die Röhre herum angeordnet sind, der Tone-Stack jedoch um die Potentiometer herum aufgebaut ist. Aus meiner Erfahrung gibt es durchaus die Möglichkeit, die Verkabelung in diesem Teil zu vertauschen die Schaltung. Elemente, die im Röhrentonstapel verwendet werden, sind Hochspannung und neigen daher dazu, zu groß zu sein, um praktisch auf den Lötfahnen des Topfes befestigt zu werden. Auch wenn es sich um Hochspannung handelt, fühle ich mich nicht dumm, sie gegen die (leitfähige) Frontplatte baumeln zu lassen. Auf der anderen Seite mit anderen Preamp-Elementen um die Röhre herum zu haben, bringt große Längen unnötiger Verkabelung. Die Platine ist für Potentiometer zur Platinenmontage gedacht - einige Puristen sind dagegen, aber diese Platine ist so klein und leicht, dass sie keine Chance hat, sich zu drehen die Töpfe würden die Verbindung verschrauben. Für schwache Nerven sind drei Befestigungslöcher vorgesehen. Die kleineren, nicht plattierten Löcher auf der Platine dienen als Zugentlastung für die Drähte. R1, C1, C3 und C4, zusammen mit den Töpfe VR1-3 sind gewöhnliche Teile der Schaltung, Töpfe in TMB-Manier angeordnet. Es gibt keinen Volume-Poti-Platz - ich war auf 10cm Breite am Board beschränkt, um es zum Verkaufspreis zu bekommen …. C2 ist dazu da, um C1 mit zusätzlicher Kapazität zu überbrücken, was die Mitten etwas höher macht - es kann auf J2 geschaltet werden. Das große quadratische Pad im Bodennetz ermöglicht die Verbindung mit dem Eingabebildschirm

Schritt 3: Header PCB wechseln

Ich glaube, ich habe noch nie ein einziges elektronisches Element mit Löthitze gebraten, und alle warnen so viel davor. ICs, Transistoren, Dioden und so weiter können ziemlich viel thermischen Missbrauch ertragen, bevor sie aufhören. Mit Ausnahme von Schaltern und Potentiometern (Piher-Kunststoff). Der Draht haftet nicht gut, Sie setzen Ihren Lötkolben noch einmal auf die Öse … und die Öse bewegt sich an ihre Stelle, Sie haben Weichplastik drumherum geschmolzen. Es besteht eine gute Chance, dass der Schalter früher oder später anfängt zu kleben und zu knacken. Bei all den Elementen, für die es am praktischsten ist, sie direkt an den Schalter löten zu lassen (denken Sie daran, eine Komponente in Reihe mit dem Schalter zu löten) ist es viel wahrscheinlicher, dass Sie ihn ruinieren. Oder machen Sie ein unordentliches Nest auf seinen Stollen. Nächstes Problem ist die Kabelverspannung - Sie beenden Ihr Projekt, legen alle Drähte schön scharf geordnet und verfangen sich dann versehentlich an einem der Schalterdrähte und es bricht - Adieu Bemühungen der letzten Stunde, Sie müssen es vorne rausschrauben Platte (oder ein Pedal) und löten Sie die Drähte um. Manchmal ist es praktisch, einen normalen Stecker an einem Schalter zu verwenden und ihn nicht jedes Mal abzulöten, wenn er entfernt werden muss. Und wenn zu viel Kraft auf das Kabel ausgeübt wird, bricht es nicht, sondern der Stecker lässt sich los – und Sie schließen ihn einfach wieder an.

Anstelle eines Lötfahnenschalters verwenden Sie also einen für die Leiterplattenmontage. Sie können alle Drähte anlöten und auch Schalterstifte anlöten, ohne befürchten zu müssen, dass Sie den Schalter zerstören. Der Anschluss erfolgt in Form der bekannten einreihigen 2,54 mm-Stiftleiste - Sie können damit interne Verbindungen herstellen oder einen Steckverbinder installieren. Es gibt vier große plattierte Durchgangslöcher, die als Zugentlastung für die ankommende Leitung oder zum Herstellen zusätzlicher benötigter Verbindungen verwendet werden können.

Es gibt zwei Varianten dieser Platine, eine Nieder- und eine Hochspannungsplatine. HV wird nicht mit dem 2,54 mm-Muster hergestellt, da dies die erforderliche standardisierte Kriech-/Isolationsstrecke verletzt. Ich habe bestellt, dass diese Leiterplatten nur geritzt und nicht geschnitten werden, damit ich mühelos ganze Reihen oder Spalten erstellen kann, wenn mehr Schalter verwendet werden sollen. Entwickelt für die (meist verwendeten) DPDT-Switches.

Schritt 4: TB Stompswitch PCB

Ich weiß, dass niemand Stompswitches in Röhrenverstärker-Builds verwendet, aber diese Platine war in der gleichen Charge - und ein Teil der gleichen Denkweise. Nehmen wir an, ein Upgrade des vorherigen DPDT-Switch-Geplänkels. Es ist nur mein Rendering der kleinen Platine, die jeder Pedal-Kit-Verkäufer zu einem ekelerregenden Preis anbietet.

Wenn die Verkabelung von Schaltern im Allgemeinen ein Ärgernis sein kann, ist es doppelt so lästig, einen 3PDT-Stompswitch für True Bypass zu verdrahten. Das Löten der gesamten Pedalschaltung kann genauso lange dauern wie das Herstellen der Buchsen und der Fußschalterverkabelung. Und es ist jedes Mal die gleiche Pasta, nicht das schöne Abenteuer, eine neue Strecke zu bauen.

Diese Platine verfügt über: - Pads für einen 3PDT Stompswitch für die Leiterplattenmontage - separate Ein- und Ausgangsbuchsen-Anschlusspads mit Zugentlastungslöchern - die Buchsen sind endlich sauber verdrahtet und der Draht bricht auch nach dem 10 das Gehäuse - 4-adrige Einzelleitung 2,54 mm Stiftleisten. Auf diese Weise können Sie einen Stecker auf die eine oder andere Seite der Verbindung mit der Haupteffektplatine legen. Die Zugentlastung ist hier ein großes Rechteck, da ich für diese Verbindung gerne Flachbandkabel verwende. Die Pinbelegung (I-gnd-B+-O) passt zu meiner Standard-Pinbelegung, wenn ich Pedale von Grund auf neu herstelle. - Vorkehrung für LED-Tropferwiderstand und LED, damit diese Verbindungen nicht zu einem ungesunden Durcheinander in Ihrem Pedalgehäuse werden - Null Abstand zum Schalterumfang an der Südkante, damit Sie den Schalter so nah wie möglich an der Gehäusewand montieren können - um zu geben andere wichtige Segmente platzieren.

Schritt 5: Ich möchte sie auch machen …

googeln Sie mich nach Gerbers oder PCBs, wenn Sie sie brauchen.

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Diejenigen, die nach den Schaltplänen fragen, verstehen das Konzept dieser PCBs sicherlich nicht. Sie sind universell, mehrfach anwendbar oder wie auch immer Sie es nennen. Sie nehmen den Schaltplan, den Sie verwenden möchten, analysieren ihn und wählen dann aus, welches Element wohin in meinem Board gehört, um es optimal zu gestalten. Sie fragen nicht, wo Sie Ihre Socken hinlegen sollen, wenn Sie die Schublade kaufen.