Met al die misimpedanties maar eens gaan meten

[nico verduin]

Naar aanleiding van al die eindeloze discussies over mismatches etc ben ik maar eens een klein onderzoekje gestart met heel veel metingen. Er komt nog wel wat meer. Maar onderstaande schema heb ik vandaag toegepast om eens te meten wat er gebeurt met de spanningen in een Single Ended eindtrap waarbij verschillende mismatches zijn toegepast. Onderstaand schema is gebruik:
http://www.verelec.com/tijdelijk/images/Meet%20opstelling.jpg

In deze PDF: http://www.verelec.com/tijdelijk/images/Meetresultaten 23-7-2011.pdf (http://www.verelec.com/tijdelijk/images/Meetresultaten%2023-7-2011.pdf) staan de resultaten van de metingen. Ter toelichting:

De buis die gebruikt is is een 6K1B (poltlood pentode die op wat lagere spanningen kan werken). De Kathode spanning was rond de 1.9V. Dus max ingangsspanning zou rond de 3.8V moeten zijn voordat hij gaat clippen.

Trafo was een Hammond 125ASE (kleinste Single ended trafo).
Primair op 2.5K bij 4 ohm

Kolom A (Vi) is de ingangsspanning op de buis bij 1034Hz. (was te lui om hem op 1000 Hz te zetten)
Daarna volgen er een aantal metingen bij 2 verschillende voedingsspanning (130V en 150V)

Vl is de spanning op de speakeruitgang
Va is de spanning op de anode.

Beide gemeten op een 100Mhz GDS2102 Digitale scoop (geeft gelijk Vpp aan) en een 1:100 2kV probe op de anode en een gewone 1:10 probe op de load (potmeter van 100 ohm)

De spanningsverhoudingen en impedanties zijn berekend. Het uitgangsvermogen is eveneens berekend.

De spanningen in rood zijn de gevallen waardoor agv. de inductie de spanning op de anode hoger is dan de voedingsspanning.

Bij de open uitgang, ff de secundaire load op 1Meg gezet voor de formules (voor wat ze daar nog verder waard zijn).

Aan het einde van alle metingen ff de ingangsspanning op 10Vpp gezet bij een open uitgang. Gevolg was een Va van 1.3kV.

Verder heb ik ook gemeten bij de 2e voedingsspanning als de speakeruitgang is kortgesloten. Zal die er later nog eens bijzetten.

Verder hier een excell met de curves van de 6K1B. Adhv de russische data sheet gemaakt. met de loadlijnen etc.

http://www.verelec.com/tijdelijk/images/6K1B%20excel.jpg

De voorzichtige eerste conclusie die je wel mag trekken is dat bij hoog volume en een forse mismatch (grotere impedantie dan de trafo wil zien), dat de inductie spanningen ongekende hoogtes kunnen bereiken. als ik al met 150V een inductie spanning 720V en bij 20V lager toch nog 620V kan bereiken op de anode , dan kun je je wel voorstellen wat er met je Marshall of Fender gebeurt bij 450V.

Een paar kV is zomaar mogelijk en voor je het weet trek je een mooie vonk en koolspoor tussen pin 2 en Pin 3.

Overigens als de load is kortgesloten, dan stort de Va en Vl helemaal in. Is dus beduidend veiliger.

[master99]

Buitengewoon interessant Nico. Ik ga dit eens goed bestuderen.
Denk je dat je de secundaire ohms belast i.p.v. een combinatie ohms, capacitief en inductief zoals een speaker doet nog een grote rol speelt in het geheel?

[the sure thing]

Ik waardeer het enorm dat het goed onderzocht wordt!!!

Mag er ook iets meer in lekentaal geconcludeerd worden? Mede ook het antwoord op de vraag: welke mismatch is de "minst slechte"? Of gaat het op hoog volume met een mismatch "altijd" fout?

[nico verduin]

Buitengewoon interessant Nico. Ik ga dit eens goed bestuderen.
Denk je dat je de secundaire ohms belast i.p.v. een combinatie ohms, capacitief en inductief zoals een speaker doet nog een grote rol speelt in het geheel?Dan zou je moeten meten met een speaker, de rest van de familie de deur uit schoppen en de buurt op vakantie sturen:crazyhappy: Het zal zeker invloed hebben omdat de speaker impedantie oploopt als is het nog relatief weinig. En je ziet gelijk dat bij een mismatch er niet gelijk problemen ontstaan. Pas bij hoog volume krijg je de uitschieters. Ik zit al wat te brainstormen over een theorie hoet die inductie tot stand komt en te berekenen valt.
Mijn denkwijze is om de loadlijn door de 0-V as door te trekken en dan kijken waar je uitkomt. Immers de buis trekt stroom die wordt omgezet in energie. Een deel komt effectief op de primaire wikkeling en de rest wordt omgezet in een inductie spanning die bovenop de Va komt.
't is nog denkwijze......
Daarnaast ben ik wel een verhaaltje aan het maken over de hoeveelheid power (V x A) die in de OT gaat. Die zou weer vertaald moeten worden in het uitgangsvermogen (minus de warmte verliezen onderweg). Alleen bij een mismatch ga je dus mank op het moment dat er inductie spanning bijkomt. De totale energie is vast. dus zou de stroom moeten afnemen oid? Nou hier ben ik nog niet uit. Wel leuk onderwerp....

[HaroldA]

Mag er ook iets meer in lekentaal geconcludeerd worden? Mede ook het antwoord op de vraag: welke mismatch is de "minst slechte"? Of gaat het op hoog volume met een mismatch "altijd" fout?

Graag! :ok:

[nico verduin]

Ik waardeer het enorm dat het goed onderzocht wordt!!!

Mag er ook iets meer in lekentaal geconcludeerd worden? Mede ook het antwoord op de vraag: welke mismatch is de "minst slechte"? Of gaat het op hoog volume met een mismatch "altijd" fout?Samengevat:
Als de mismatch kleiner is dan de uitgangsimpedantie (dus 4 ohm speaker op 8 ohm uitgang) dan is er minder schade te verwachten omdat alleen de buis op zijn donder krijgt (pieken boven de maximale toegestane dissipatie). Echter doordat er bijna geen uitgangsspanning is, blijft de OT heel.
Als de mismatch groter is, dan is er bij laag vermogen nog niets aan de hand. Echter sommigen spelen met twee standen (uit en vol uit) bij dat laatste gaat elke mismatch die groter is een risico vormen voor zowel de uitgangstrafo (vonken tussen wikkelingen) alsmede de buizen (vonken tussen pin 2 en pin 3). Dit laatste kan zelfs een echte sluiting vormen en dan fikt je OT uit als de zekering niet snel genoeg is. Bij vonken in de wikkelingen, is het een geleidelijk proces..... En bij de tijd dat je het ontdekt, is het te laat.

[HaroldA]

Samengevat:
Als de mismatch kleiner is dan de uitgangsimpedantie (dus 4 ohm speaker op 8 ohm uitgang) dan is er minder schade te verwachten omdat alleen de buis op zijn donder krijgt (pieken boven de maximale toegestane dissipatie). Echter doordat er bijna geen uitgangsspanning is, blijft de OT heel.
Als de mismatch groter is, dan is er bij laag vermogen nog niets aan de hand. Echter sommigen spelen met twee standen (uit en vol uit) bij dat laatste gaat elke mismatch die groter is een risico vormen voor zowel de uitgangstrafo (vonken tussen wikkelingen) alsmede de buizen (vonken tussen pin 2 en pin 3). Dit laatste kan zelfs een echte sluiting vormen en dan fikt je OT uit als de zekering niet snel genoeg is. Bij vonken in de wikkelingen, is het een geleidelijk proces..... En bij de tijd dat je het ontdekt, is het te laat.

Samengevat:
Lagere belasting (4 ohm speaker op 8 ohm uitgang) kan soms goed gaan, maar veruit het veiligst ben je met een 100% match!

;)

[bass blom]

gaaf zeg nico!

ik zeg, sticky!
en dat is voor het eerst geloof ik :D

[nico verduin]

Samengevat:
Lagere belasting (4 ohm speaker op 8 ohm uitgang) kan soms goed gaan, maar veruit het veiligst ben je met een 100% match!

;)Het gaat wel goed alleen zul je wat sneller aan nieuwe eindpitten moeten. En je levert vermogen in. Datgene wat je dan inlevert wordt nu omgezet in extra warmte..

[guitarnijboer]

Ik ben het niet helemaal met je conclusie eens Nico. De gemeten hogere anode spanning betekent niet dat de dissipatie in de buis zelf ook toeneemt. In tegendeel zou ik zeggen. Het enige wat je zou kunnen zeggen is dat je buis de hogere spanning aan zou moeten kunnen. Je kunt volgens mij (maar dat is ook al weer lang geleden) niet 'recht toe recht aan' rekenen, maar moet rekening houden met fase verschillen. Als de stroom uit fase is met de spanning bijvoorbeeld valt het vermogen beduidend lager uit. Je hebt volgens mij te maken met een virtuele spanning en / of stroom en kunt het daadwerkelijke vermogen als ik mij het goed herinner berekenen met complexe getallen (complexe rekenwijze)

[nico verduin]

Ik ben het niet helemaal met je conclusie eens Nico. De gemeten hogere anode spanning betekent niet dat de dissipatie in de buis zelf ook toeneemt. In tegendeel zou ik zeggen. Het enige wat je zou kunnen zeggen is dat je buis de hogere spanning aan zou moeten kunnen. Je kunt volgens mij (maar dat is ook al weer lang geleden) niet 'recht toe recht aan' rekenen, maar moet rekening houden met fase verschillen. Als de stroom uit fase is met de spanning bijvoorbeeld valt het vermogen beduidend lager uit. Je hebt volgens mij te maken met een virtuele spanning en / of stroom en kunt het daadwerkelijke vermogen als ik mij het goed herinner berekenen met complexe getallen (complexe rekenwijze)Zou kunnen, maar je hebt ook nog een maximale stroom die door die buis mag los van de spanning. Zal het eens opzoeken. Overigens bij een open speaker aansluiting begon hij wel mooi rood te gloeien toen er 1.3kV op die anode kwam.

[guitarnijboer]

Zal het eens opzoeken. Overigens bij een open speaker aansluiting begon hij wel mooi rood te gloeien toen er 1.3kV op die anode kwam.

Ik heb wel eens een flinke steekvlam uit een oude LC zien komen waar een defecte speaker met doorgebrande spoel achter hing. Onbelast spelen is denk ik geen punt van discussie, gewoon niet doen.

[tommus42]

Ik heb wel eens een flinke steekvlam uit een oude LC zien komen waar een defecte speaker met doorgebrande spoel achter hing. Onbelast spelen is denk ik geen punt van discussie, gewoon niet doen.

Spelen niet, maar van luidspreker wisselen kan denk ik wel, na het volume even dichtgedraaid te hebben.

[cluseau]

.....als ik al met 150V een inductie spanning 720V en bij 20V lager toch nog 620V kan bereiken op de anode , dan kun je je wel voorstellen wat er met je Marshall of Fender gebeurt bij 450V.


Nico, je vergeet één ding. De trafo waar je nu mee test is gemaakt voor een kleine (laag vermogen) SE, heeft dus veel primaire windingen en een hoge primaire eigen inductie. Een 100Watter Marshall / Fender / LC whatever heeft een relatief lage primaire inductie vanwege het veel lagere aantal windingen. Het is nu juist dat aantal windingen wat voor de hoge spanningen zorgt bij onbelast aansturen. Naar mijn mening is het gevaar voor hoogspannings overslag recht everedig groter met het aantal windingen, bij laag vermogen trafo's dus. Je zou de meting eigenlijk eens moeten herhalen met een grote trafo.

Verder valt me op dat bij een load van 32 Ohm er nog steeds niet veel aan de hand is, pas bij een onbelaste uitgang gaat het echt mis en dat gevaar kennen we allemaal.

Super onderwerp trouwens

[nico verduin]

Je zou de meting eigenlijk eens moeten herhalen met een grote trafo.

Dat mag een ander doen:seriousf:Ik ga geen risico lopen om een trafo om zeep te helpen.

[cluseau]

Dat mag een ander doen:seriousf:Ik ga geen risico lopen om een trafo om zeep te helpen.

Tja, heb een 4 Ohm amp op 16 Ohm getest maar hoger ga ik niet hoor, ben toch nie gek. Met die amp op 16 Ohm kwam ik op vol vermogen (100W) trouwens niet veel hoger dan 1kV :crazyhappy:. Het moet wel gezegd dat dit in een zuivere Ohmse load was.

[nico verduin]

Frans de inductie is inderdaad hoger bij die kleine SE's. Maar de geinduceerde spanning is L * dI/Dt. L mag dan lager zijn, maar de stroom weer een stuk hoger. Daarnaast heb jij ook nog eens 2 pitten per kant. Tenslotte heb je bij een trafo met minder wikkelingen een groter spanningsverschil tussen de lagen en lijkt mij de spark kans groter. En 1Kv is ook niet niks.....

[cluseau]

En 1Kv is ook niet niks.....

Ik weet dat trafo's in de praktijk sneuvelen maar die 1kV staat niet tussen twee lagen. Ik heb dus mijn twijfels of dat nou zo schadelijk is. Ik weet dat ik een vervelende eigenwijze vent ben maar hoe zit het dan met hoogspanningstrafo's zoals deze bv voorkwamen in KTV's? Gewoon 30kV uit één wikkeling welke ook over elkaar was gewikkeld, en nog retestrak ook. Ja ik weet het, ze sneuvelden dan ook aan de lopende band.

[tommus42]

Ik begrijp het even niet, 1kV met 4 EL34's??

[nico verduin]

Ik begrijp het even niet, 1kV met 4 EL34's??
Klopt. of 6L6 maakt niet zoveel uit. Het gaat om de geinduceerde spanning die op de anodes komt. Die buizen kunnen dat meestal nog wel ff hebben alhoewel het ook vaak voorkomt dat er dan een vonk overspringt (of in de buis of tussen pin 2 (gloeidraad die vaak aan massa hangt door Centertap of humpot of 100 ohm weerstanden) en Pin 3 (de anode).
In mijn experiment wekte ik ff 1.3KV op terwijl dat buisje maximaal 200V mag hebben. Ik heb nog het voordeel dat de G2 er tussen zat en dat de 6.3V zwevend is. Anders sluit ik een vonk niet uit.

[josan]

Ik heb een Bugera V5 buizenversterkertje, waarbij de interne speaker van 4 Ohm met een jackplug in de versterker is ingeplugd. Volgens het opschrift kun je daar een externe speaker aanhangen. Er staat wel bij "minimaal 4 Ohm", wat ik raar vind omdat ik dacht dat hogere impedanties altijd schadelijker waren voor buizenamps dan lagere dan aanbevolen impedanties.

Hebben ze er een zwaardere OT ingestopt?

[Rinze]

Interessant onderwerp. Nu heb ik de afgelopen dertig jaar altijd begrepen dat een speaker met een te hoge impedantie minder schadelijk is voor je versterker dan een speaker met een te lage impedantie. Maar dat klopt dus niet? :crazyhappy:



Er beginnen nu toch wat herinneringen binnen te sluipen die misschien wel in deze context passen.. Een jongen die met zijn Bandmaster over mijn 16 ohm kast speelde en die versterker steeds weer weg kon brengen :soinnocent:

[nico verduin]

Ik heb een Bugera V5 buizenversterkertje, waarbij de interne speaker van 4 Ohm met een jackplug in de versterker is ingeplugd. Volgens het opschrift kun je daar een externe speaker aanhangen. Er staat wel bij "minimaal 4 Ohm", wat ik raar vind omdat ik dacht dat hogere impedanties altijd schadelijker waren voor buizenamps dan lagere dan aanbevolen impedanties.

Hebben ze er een zwaardere OT ingestopt?Als je er een speaker bijhangt en de bestaande blijft het ook doen. dan wordt je impedantie alleen maar lager. impedantie wordt dan:
nieuwe impedantie = 1 / (1/huidige impedantie + 1 / nieuwe speaker impedantie)

[tommus42]

Interessant onderwerp. Nu heb ik de afgelopen dertig jaar altijd begrepen dat een speaker met een te hoge impedantie minder schadelijk is voor je versterker dan een speaker met een te lage impedantie. Maar dat klopt dus niet? :crazyhappy:.....

Ja, bij transistorversterkers. In het kader van mis-match 'zien' buizenversterkers liever een lagere impedantie. Beter voor de OT.


.....Er beginnen nu toch wat herinneringen binnen te sluipen die misschien wel in deze context passen.. Een jongen die met zijn Bandmaster over mijn 16 ohm kast speelde en die versterker steeds weer weg kon brengen :soinnocent:

Tja, zou kunnen, de bandmaster heeft toch 2 en 4 ohm aansluitingen?


Ik heb een Bugera V5 buizenversterkertje, waarbij de interne speaker van 4 Ohm met een jackplug in de versterker is ingeplugd. Volgens het opschrift kun je daar een externe speaker aanhangen. Er staat wel bij "minimaal 4 Ohm", wat ik raar vind omdat ik dacht dat hogere impedanties altijd schadelijker waren voor buizenamps dan lagere dan aanbevolen impedanties.

Hebben ze er een zwaardere OT ingestopt?

Nee, geen zwaardere OT. Volgens mij zijn het lichtgebouwde transformators, dus beter zou het zijn als je een goede match houdt.
Kun je de interne speaker loskoppelen of schakelt ie uit als je er een externe speaker op aansluit?
Ik zou niet gaan spelen met een hoger speakerimpedantie, hoewel 8 ohm aan een 4 ohm versterker best kan denk ik.

[josan]

Nee, geen zwaardere OT. Volgens mij zijn het lichtgebouwde transformators, dus beter zou het zijn als je een goede match houdt.
Kun je de interne speaker loskoppelen of schakelt ie uit als je er een externe speaker op aansluit?
Ik zou niet gaan spelen met een hoger speakerimpedantie, hoewel 8 ohm aan een 4 ohm versterker best kan denk ik.

Bij de Bugera V5 moet je de interne 4 Ohm speaker uitpluggen. Pas daarna kun je een externe speaker inpluggen. Die moet volgens opschrift minimaal 4 Ohm zijn. Wat ik dus raar vind bij een buizenamp. Ik acht altijd dat die beter tegen een mismatch met lagerohmige speaker konden, dan tegen een mismatch met een hogerohmige speaker.

Ik dacht zelfs onthouden te hebben dat je een buizenversterker kunt kortsluiten (0 Ohm), maar absoluut niet zonder speaker (oneindig hoge Ohm) moet spelen. Bij een transistor is dat dacht ik precies andersom. Kortsluiten (0 Ohm) vernietigt direct de eindtransistors door een te hoge stroom, terwijl geen speaker totaal geen probleem is.

[tommus42]

Heb je helemaal gelijk in. Goed idee trouwens, zo'n bakje gaat echt beter klinken over een grotere luidspreker(kast).