Bias Matchless C-30 kloon

[JoVe]

Vandaag weer eens mijn Matchless C-30 kloon opengeschroefd om nog wat verder aan de mastervolume te tweaken. Daarbij ook maar eens gemeten hoe de eindbuizen staan ingesteld.

Naar Nico Verduin's manier de volgende metingen en berekening gedaan. Ik heb het telkens voor beide kanten van de OT gedaan:
1. DC weerstand tussen de midden aftakking en de aansluitingen OT: kant A: 54,3 Ω; kant B: 52,5 Ω
2. Spanning hierover: kant A: 4,10 V; kant B: 3,80 V
3. Anode stroom (4 buizen): kant A: 75,5/2= 37,8 mA; kant B: 72,3/2= 36,2 mA
4. DC spanning tussen de anode en de kathode: kant A: 329 V; kant B: 329,5 V
5. Anode dissipatie: kant A: 12.44 Watt; kant B: 11,93 Watt

Ik kom dus uit op een dissipatie van 12 Watt! Dat is wel een beetje aan de hoge kant niet? Als in, het maximum van een EL84 buis. Het zou toch de bedoeling moeten zijn om op een dissipatie van 0,7x12=8,4 Watt uit te komen? Overigens doet de versterker het al meer dan een jaar naar wens. Ik speel er echter vrijwel nooit mee op hoog volume.

Mijn vragen nu zijn of:
A. mijn metingen en berekeningen wel kloppen,
B. ik hier iets aan moet doen en
C. hoe ik in dit geval de bias het beste kan aanpassen zodat de buizen wat kouder staan ingesteld?

Hieronder wat plaatjes en het schema van de eindversterker:
Voorkant (http://joostverschueren.ruhosting.nl/diy/Matchetefront.jpg)
Achterkant (http://joostverschueren.ruhosting.nl/diy/Matcheteback.jpg)
Binnenkant (http://joostverschueren.ruhosting.nl/diy/Macheteinside.jpg)
Schema eindversterker (http://joostverschueren.ruhosting.nl/diy/MatchlessDC30OUTa.gif)
JJ EL84 (http://www.jj-electronic.com/pdf/EL84.pdf)

Alvast bedankt,

Joost.

[cluseau]

B. ik hier iets aan moet doen en
C. hoe ik in dit geval de bias het beste kan aanpassen zodat de buizen wat kouder staan ingesteld?


Joost, Als je bias te hoog is kun je die aanpassen door de weerstanden 68E/10W en 62E/10W groter te maken. De schakelaar is om één buispaar los te koppelen dus je moet de weerstanden even herberekenen voor beide situatie's. Begin eerst met de 68E/10W voor de vier buizen, deze is namelijk op beide situatie's van invloed.

12Watt per buis is voor een EL84 wel een beetje over de top denk ik dus ff goed checken.

Frans.

[Chris Winsemius]

Gewoon zo laten, is wel heet maar je amp + buizen draaien al een half jaar zo.

In veel cathode-biased EL84 versterkers kom je op vergelijkbare metingen uit. Verhogen cathode-R kan zeker maar de anode-spanning gaat ook wat omhoog dus vaak heb je niet direct het gewenste resultaat.

[JoVe]

Bedankt voor de antwoorden.

Omdat de versterker al een jaar functioneert met deze waarden zal het inderdaad wel niet zo'n haast hebben. Toch wil ik wel eens gaan proberen wat de invloed van een andere kathode weerstand zal zijn. In welke orde van grootte moet ik dan denken?

Ik heb de informatie van 'The Valve Wizard' website en van Kevin O'Connors 'The Ultimate Tone' erbij gepakt en ben aan het puzzelen hoe ik de kathode weerstand moet berekenen. Als het goed is heb ik hier de anode-naar-anode primaire impedantie van de OT voor nodig. Hoe kom ik er achter wat deze is? Ik heb deze (http://westlabs.com/Trannys.HTML) 30 watt transformatoren in de versterker zitten, maar ik heb er geen specificaties van.

Als iemand een handige manier weet om de dissipatie van de EL84's te berekenen bij een bepaalde kathode weerstand, hoor ik het graag. Ik loop een beetje vast in het gepuzzel.

[Chris Winsemius]

Ik heb het biasen een keer uitgelegd aan Nico Verduin en die heeft dat verhaal op z'n website gezet; verelec.com

Pa max is 12 Watt of 14 Watt bij rus.mil.spec.types v/d EL84.

Gewoon proberen: 47 ohm, 56 ohm, 68 ohm, misschien 82 ohm (wel allemaal voldoende vermogensbelasting). DEZE WAARDE GELDT VOOR 4 EL84s MET GEDEELDE CATHODE-AANSLUITING!!!

Testen/meten kun je het beste met je oren en je gitaar doen; natuurlijk is meten weten maar bij gitaarversterkers gaat het vooral om de klank en de feel zodat je prettig kunt spelen. Voor biasen is een multimeter voldoende.

[cluseau]

Omdat de versterker al een jaar functioneert met deze waarden zal het inderdaad wel niet zo'n haast hebben.
Dat je buizen al een half jaar op hun tenen lopen wil niet zeggen dat ze dat nog een half jaar kunnen hoor. Met deze max stroom slijten ze gewoon hard, aan jouw de keus natuurlijk. Ik wil wel buisjes verkopen hoor :D


Als iemand een handige manier weet om de dissipatie van de EL84's te berekenen bij een bepaalde kathode weerstand, hoor ik het graag. Ik loop een beetje vast in het gepuzzel.

Spanning tussen anode en kathode meten
Stroom berekenen met spanningsval over de gelijkstroom weerstand van de trafo.
Dit met elkaar vermenigvuldigd is de dissipatie.
Wil je een kleiner vermogen kijjk je in de grafiek welke roosterspanning erbij hoort.
De weerstand kun je dan uitrekenen met de wet van Ohm ......toch?

Kom je met de weerstanden niet goed uit neem dan de eerst volgende (eigenlijk te grote) weerstand. finetunen met een relatief hoogohmige weerstand parallel bv 56E // 1k.

Frans.

[tommus42]

Mijn AC30 heeft een schakelbare kathodeweerstand uit de cc serie. 82ohm (10W), en 150ohm (5W) kun je er parallel aan schakelen.

[JoVe]

Ik heb het biasen een keer uitgelegd aan Nico Verduin en die heeft dat verhaal op z'n website gezet; verelec.com

Pa max is 12 Watt of 14 Watt bij rus.mil.spec.types v/d EL84.

Gewoon proberen: 47 ohm, 56 ohm, 68 ohm, misschien 82 ohm (wel allemaal voldoende vermogensbelasting). DEZE WAARDE GELDT VOOR 4 EL84s MET GEDEELDE CATHODE-AANSLUITING!!!

Testen/meten kun je het beste met je oren en je gitaar doen; natuurlijk is meten weten maar bij gitaarversterkers gaat het vooral om de klank en de feel zodat je prettig kunt spelen. Voor biasen is een multimeter voldoende.

Welke waarde er uiteindelijk in gaat, zal ik inderdaad wel bepalen op basis van het geluid. Maar ik vind het ook wel leuk om de theorie er achter te begrijpen.

Even een berekening om te kijken of ik het begrijp:
Ik heb nu een vermogen van 12 watt per buis bij een anodespanning van 329 volt en een stroom van 37,8 mA. Om uit te komen op een vermogen van 8,4 watt (70% van maximum) zou ik een anodespanning van 8,4/0,0378=222 volt moeten hebben. Ten opzichte van de 329 volt is dit dus een reductie van 107 volt. Klopt het dat ik dan een extra kathode weerstand van 107/0,0378=2830 ohm nodig heb? Of ben ik nu helemaal verkeerd bezig?

Dit is trouwens het grafiekje van de JJ EL84:
http://joostverschueren.ruhosting.nl/diy/EL84JJ.jpg

[cluseau]

Even een berekening om te kijken of ik het begrijp:
Ik heb nu een vermogen van 12 watt per buis bij een anodespanning van 329 volt en een stroom van 37,8 mA. Om uit te komen op een vermogen van 8,4 watt (70% van maximum) zou ik een anodespanning van 8,4/0,0378=222 volt moeten hebben. Ten opzichte van de 329 volt is dit dus een reductie van 107 volt. Klopt het dat ik dan een extra kathode weerstand van 107/0,0378=2830 ohm nodig heb? Of ben ik nu helemaal verkeerd bezig?

Leuk bedacht maar de Uak kun je weinig aan doen. De stroom daarintegen kun je wel makkelijk beinvloeden. Als je uitrekend hoeveel stroom bij het vermogen van 70% hoort kun je die instellen door de kathode weerstand zo te bepalen dat de buis eerder af gaat afknijpen. Door het spanningsval over de kathode weerstand wordt de kathode namelijk positiever tov het geaarde rooster. Anders gezegd wordt het rooster negatiever tov kathode. En daarmee regel je de buisstroom.

Frans.

[JoVe]

Bedankt Frans, dat verheldert een hoop.

Ok herkansing: om op 8,4 watt uit te komen is een stroom van 8,4 watt/329 volt = 25,5 mA nodig. Met een beetje extrapolatie kom ik dan op een roosterspanning van bijna -10 volt uit. 10 volt/25,5 mA = 392 ohm. Klopt?

[cluseau]

Bedankt Frans, dat verheldert een hoop.

Ok herkansing: om op 8,4 watt uit te komen is een stroom van 8,4 watt/329 volt = 25,5 mA nodig. Met een beetje extrapolatie kom ik dan op een roosterspanning van bijna -10 volt uit. 10 volt/25,5 mA = 392 ohm. Klopt?
Theoretisch wel, hoewel niet helemaal zuiver. Ik heb er namelijk niet bijgezegd dat door het hogere spanninsval over de kathode weerstand je Uak iets is afgenomen. Houd daar ook rekening mee. Wat er verder in de praktijk van terecht komt moet je zelf ervaren zoals Chris zegt. Het is een compromis tussen buizen vreten en smaak in geluid. Probeer het gewoon. Je kan ook een samenstelling van een paar weerstanden maken zodat je snel kan omschakelen zoals tommus42 ook doet. Maar oke, je wilde weten waarom.....

edit: jouw berekening is voor één buis he! Heb je er twee in balans op een enkele weerstand wordt Rk twee keer zo klein natuurlijk.



Frans.

[nico verduin]

Frans.

Frans.echo echo...:seriousf::seriousf::seriousf:

[JoVe]

edit: jouw berekening is voor één buis he! Heb je er twee in balans op een enkele weerstand wordt Rk twee keer zo klein natuurlijk.

Bedankt voor de toevoeging. Door mijn gebrek aan kennis is het helaas niet zo 'natuurlijk' voor mij :-(. Wellicht hier mee samenhangend: wat is de functie van de 62 ohm die bij de kathodeweerstand wordt geschakeld als er twee buizen worden uitgezet?

[nico verduin]

Bedankt voor de toevoeging. Door mijn gebrek aan kennis is het helaas niet zo 'natuurlijk' voor mij :-(. Wellicht hier mee samenhangend: wat is de functie van de 62 ohm die bij de kathodeweerstand wordt geschakeld als er twee buizen worden uitgezet?Precies het zelfde wat Frans net zegt. als je 2 buizen gebruikt moet je Rk halveren. U = R x I. Als je dezelfde spanning op de kathode wilt hebben moet je de weerstand halveren. Immers bij 2 buizen met een gemeenschappelijke kathode weerstand, gaat er 2 x zoveel stroom door die weerstand. U blijft dan constant als Rk wordt gehalveerd.
Hetzelfde geldt als je van 4 naar 2 buizen gaat.
U moet constant blijven (bias instelling).
U = I x R. I wordt gehalveerd (van 4 naar 2 buizen) dus moet Rk worden verdubbelt.

[JoVe]

Dank je Nico. Dit soort uitleg heb ik nodig voor het begrip.

[JoVe]

Nu ik toch bezig ben, volgende vraag:

Klopt het dat het bij kathode bias het losraken van het rooster geen ernstige gevolgen heeft voor de buizen (zoals de kapotte buizen bij fixed-bias)?

Ik heb nu dubbele 250K potmeter als master volume in plaats van de 220K 'grid-leak' weerstanden. Her en der wordt aangeraden weerstanden tussen de loper en massa te zetten. Zodat in het (zeldzame) geval van loperfalen er een 'grid-leak' blijft bestaan. Maar als ik de Valve Wizard (http://www.freewebs.com/valvewizard/) begrijp, is dat bij kathode bias sowieso niet nodig:


Power valves will usually have two maximum values listed: one for fixed bias and one for cathode bias, which will be somewhat higher. The reason for this is that with cathode bias, anode current cannot increase to such a great extent due to the selfregulating effect of the cathode resistor, inhibiting thermal runnaway. With fixed bias this is not the case so it is important that any charge that does collect on the grid can leak away quickly, which requires a smaller value of grid-leak. These values MUST NOT BE EXCEEDED.


http://verosurfcam.com/Lar-Mar_PPIMV.jpg

[nico verduin]

Nu ik toch bezig ben, volgende vraag:

Klopt het dat het bij kathode bias het losraken van het rooster geen ernstige gevolgen heeft voor de buizen (zoals de kapotte buizen bij fixed-bias)?

Ik heb nu dubbele 250K potmeter als master volume in plaats van de 220K 'grid-leak' weerstanden. Her en der wordt aangeraden weerstanden tussen de loper en massa te zetten. Zodat in het (zeldzame) geval van loperfalen er een 'grid-leak' blijft bestaan. Maar als ik de Valve Wizard (http://www.freewebs.com/valvewizard/) begrijp, is dat bij kathode bias sowieso niet nodig:




http://verosurfcam.com/Lar-Mar_PPIMV.jpg
Waarvoor dient het rooster? Het regelen van de electronen stroom vanaf de kathode naar de anode. Op het moment dat het rooster zijn referentie naar GND verliest kan het elke willekeurige waarde krijgen. Er is dan geen rem meer op de electronenstroom en de buis fikt gewoon uit.

[cluseau]

Op het moment dat het rooster zijn referentie naar GND verliest kan het elke willekeurige waarde krijgen.

+1
Vandaar de vraag van Joost over de extra lekweerstanden van 2M2. Die kunnen idd geen kwaad en dienen als backup voor die zeldzame gevallen van defecte MV potmeter. Als het je een lekker gevoel geeft, gewoon installeren. Een gnd level is zo altijd gegarandeerd, hoewel... bij 2M2 zie je regelmatig dat ze omhoog verlopen. Misschien een 4M7 als backup daar weer overheen :???:.

Frans.

[Puerco]

Ik had begrepen dat die 2m2 weerstanden over die 2x 250K pot tevens dienden om de waarde van de potmeter volledig open ongeveer gelijk te maken aan de 220K weerstanden die verwijderd zijn zodat als de PPIMV voluit staat er geen verschil is met de originele toestand zonder PPIMV...?

[cluseau]

Ik had begrepen dat die 2m2 weerstanden over die 2x 250K pot tevens dienden om de waarde van de potmeter volledig open ongeveer gelijk te maken aan de 220K weerstanden die verwijderd zijn zodat als de PPIMV voluit staat er geen verschil is met de originele toestand zonder PPIMV...?

Voor zover ik weet heeft de rooster lekweerstand maar één functie en dat is het duidelijk definieren van het spanningsniveau op G1. Deze weerstand mag natuurlijk niet te klein worden gekozen omdat dit invloed heeft op de load van voorgaande trap. Ook moet rekening worden gehouden met voorgaande koppelcap.

Frans.

[JoVe]

Maakt het voor deze situatie uit dat de Rg1 van een EL84 maximaal 1M ohm mag zijn volgens de datasheet? Met andere woorden: heeft deze weerstand nog wel zin bij loperfalen, wanneer hij groter is dan 1M ohm?

JJ EL84 (http://www.jj-electronic.com/pdf/EL84.pdf)

[cluseau]

Maakt het voor deze situatie uit dat de Rg1 van een EL84 maximaal 1M ohm mag zijn volgens de datasheet? Met andere woorden: heeft deze weerstand nog wel zin bij loperfalen, wanneer hij groter is dan 1M ohm?


Zeker wel, het rooster is heel hoogohmig. Al is het niet de meest veilige waarde, zijn werk doet hij vast wel. Overigens zou het idd ook best wel eens de intentie kunnen zijn geweest de lekweerstand te begrenzen door de 2M2 parallel aan de 250k te zetten zoals puerco al zei.

Frans.