13GB5-vs-300B.pdf




같은 Scale 로 비교해보면 300B Plate V/I 특성이 많이 누어져 있습니다. 즉 rp 가 크다는 것입니다 

 

rp 는 자기가 만드러낸 전력을 자기가 먹어버리는 크기를 의미합니다. 

클수록 출력이 적게나오고, 그만큼 더 자기/내부를 가열합니다.

저역에 가서 더 현저하게 느껴집니다.

 

300B Plate Load 는 3.5 K ohm --?????

OPT 업자의 광고 입니다. 모두가 광고를 믿고 Amp 를 만듭니다.

아래 표에서 3.5K ohm -- 찾아보기도 어렵습니다

 

 


 

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ㅡㅜ9.jpg

    

 ****** KD77 OPT 고역개선 의 속편입니다 ******


입력감도를 올리기 위해서 5CQ8 의 5극관부를  5극관으로 사용 했습니다. 

출력관이 약 -50V 의 고정 Bias 전압이 필요 합니다.  

간단하게 12V 전지 2개로 보충 했습니다. 전지의  "-" 쪽을 직접 grid 에 연결합니다. 

출력관 전류는 진공관 여러개를 교체하면서 비슷한 것으로 선택 했습니다.


vccrevvv.jpg

 

아래 1차<->2차 표현 잘못된 것 고첬 습니다.


ㅎㄹRE-1.jpg


        Inductance 를 1 Khz에서잰 것은 120 Hz 에서는 불안정---


**** 유명 OPT 특성 "저리가라" 입니다.

 rp 가 낮아서 1차 Inductance 가 낮아도 좋은 저역특성이 나옵니다.


아래특성표에서 낮은 THD를 얻기 위해서는 모든소자가 삽질대상 입니다.  

이런 삽질이 적성에 맞지 않으면 할수없는 지루한 작업 입니다. 

낮은 Distortion은 설계자의 궁극의 목표입니다.  이 특성이 설계자의 실력을 입증합니다. 


나뿐 특성은 동작점을 낮은 전류쪽으로 초단관의 G1 Bias 전압을 더 Negative 로 만들면 얻어집니다. 


옛날에는 이런 나뿐특성은 저의 관심밖 였습니다. 



좋다는 300B소리 - 이보다 더 좋다는  Shishido 소리는 측정기 없이도 파형의 찌그러짐이 전 출력대에서 


Scope 로 보고 알수 있습니다. 이런것이 좋은소리 라고들 하고 있스니 여러분들도 한번 시도해 보십시요.

  


Distortion 의 대부분이 2nd Harmonics 가 되어야 기대하는 좋은(?)소리가 날겁니다. 


그러기 위해서는  Linearity 가좋은 진공관을 택해서 linear 범위내에서  제가만든 정수 Lf 의값을 크게 잡는


입니다.



고차의 Harmonics가 섞여 나오면 그나마도 싸구려 Amp로 전락합니다.


ㅕㅡㅡㅓ.jpg 




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13GB5 para_KD77 test.pdf









  


회로는고쳐도 OPT 를 풀고 감고 하는 삽질은 아무나 할수있는 작업이 아닙니다


특성이 나쁘디고 OPT 해체해서 권선 풀고-더 감고 하는 이야기 들어 보셨나요?



밑의그림은 KDK 참고 편의상 올렸습니다





2차는 모두가 병열 입니다. 
Bobbin에 1차 500회만 남기고 다 풀어 버리고 그위에 처음 감은 2차 똑같이 감고 병열로 연결했습니다.
처음에는 LL이 약 1/1000 이였습니다.


저는권선기에 물려서 푸는회수도 Count 합니다.
103-500 권선의 500 권선 inductance = 3.09 H    

2차103 을 short 하면 3.12mH (1/1000)가 됐습니다

2차를 3층에 더 감고 병열 연결해서 1차 Leakage Inductance 를 재면 2.00 mH


여기서 제가 얻은 것은 - OPT 권선 분할없이 2층 구조로 1차 막감아도 20 Khz 까지는OK

즉 수준급은 됀다!


여러분에게는 결론 정리해서 올리겠습니다


여기서의 KD77 OPT  Test 는 最終 眞價 Test 는 안입니다.

<13GB5 (3극관접속) Para Amp 에서 쉽게 감아도 쓸만하다.  --  고가의 유명제품하고 충분히 경쟁할수있다.>

를 확인한 정도라고 보십시요.  


13GB5 의 3극관 병열특성에서 내부저항이 200 ohm 정도라서 낮은 OPT primary Inductance 로도 충분히 좋은 저역특성을 얻을수 있습니다.


이런점을 고려한다면--  "Very much  Output Tube dependent performances" 로 볼수 있습니다.

 Primary Inductance --->  Core shape, number of primary turns, Gap size 에  서로 엃긴 관계에서 최적조건은

저는 아직  잘 모르겠습니다. 특히 R-core 관련 정보는 우리자신이 만드러야 합니다.


앞으로 여러분들에게 드리는 과제 입니다


요번 Test는 얼마전에 올린 아래회로를 재생했다고  볼수 있습니다








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(1975년 발행  RC-30, RCA Receiving Tube Manual, page 281)


(박스에 들어있는  13GB5  벌크 관)


(벌크 관의 오염되어 있는 핀)


(9핀 -> 8핀 어댑터를 사용하여 TV-7D 로 시험중) 


6GB5 는 흑백티비와 소형 칼라티비에서 수평출력관으로 사용되었던 관이다. 칼라티비가 대형화 되면서 점점 사라지게 된 관으로 짐작된다. 히터전압만 다른 13GB5, 18GB5, 27GB5 관들이 있으며 유럽에서는 이 관들을 각각 EL500, XL500, LL500, PL500 으로 불리웠다. 히터 예열시간 11초 규약이 생기기 전에 나온 관들이라, 규격표에 11초 라는 언급은 안되어 있지만, 600mA, 450mA 로 표기된 것으로 보아, 11초 규약 이후 생산된 관들과 같이 이용할수 있으리라고 짐작된다. 


pl500.pdf


pl504.pdf


필립스 데이터 북을 보면, 500 시리즈 개량형인 504 시리즈가 나왔고, Pd 가 16 와트로 증가된 것을 볼수 있다. 그러나 미국의 RCA, Sylvania 데이터 북에는 504 시리즈에 대한 언급은 없지만,  Pd 가 17 와트로 명기된 것으로 보아, 미국서 생산된 관들은 이미 504 시리즈로 개선된 것으로 짐작된다. 또 13GB5 의 경우  XL504 라고 써 있는것 으로도 짐작할수 있다. 


http://www.diyaudio.com/forums/tubes-valves/265545-27gb5-pl504-same.html


인터넷을 찾아보아도 13GB5 에 관한 정보가 많지않다, 위 사이트에서 간단한 정보를 찾을수 있었으나, 미국서는 13GB5 (XL504) 는 생산되지 않았다고 써 있다. 다행히 우리가 구할수 있는 13GB5/XL504 는 아마도 마지막 생산된 관으로, 회사명이 인쇄되지 않았지만, 인쇄된 모양이 실바니아에서 생산되었고, 다른회사 이름이 인쇄되기 전의 벌크관으로 짐작이 된다. 


아마도 이 관들은 생산된지가 40년 정도는 되었으리라 짐작된다. 그동안 사용이 안되고 보관만 되어 있어서, 핀들이 심히 산화되고, 퍼런 녹이 보이고, 다른 이물질들이 묻어있었다. 사포로 닦기에도 쉽지않고 또 핀의 지름이 조금이라도 적어질수 있을까봐, Fantastic 같은 화학세정제를 이용하면 쉽게 제거될거 같았지만, 혹시라도 핀에 알수없는 화학반응이 나타날까봐, 가능한 화학물질이 덜 들어간 콜라(?) 에 밤새 담구어 보았다. 퍼런 녹은 제거가 되었고, 휴지로 핀을 닦으면 시꺼먼 이물질이 잔뜩 묻어 나왔다. 


이제 튜브테스터로 진공관 상태를 시험을 해 보기로 한다. 


수년동안 동작을 안 시키고 보관만 해 놓은, 높은 플레이트 전압이 가해지는, Pd 가 큰 수평 출력관이나 송신관 들의 경우, 히터만 수시간 먼저 예열을 해야 유리관 안에 있는 불순물들이 제거가 된다는 정설이 있다. 그러나 13GB5 를 오디오 앰프로 사용할 경우 그리 높지않은 전압이 걸리겠지만, 40여년 동안 전기를 안넣은 관을 바로 동작 시키기엔 뭔가 걱정이 된다...  얼마나 오랬동안 예열을 해야 하는지 정확히 알 수는 없지만, 일단 테스트 목적으로 히터만 약 1-2시간 정도 예열을 해 보았다.  450mA 나 흐르니 약 30분 정도만 지나도 손을 못댈 정도로 뜨거워 졌다. 플레이트에 전압을 가하지 않고 히터에만 전압을 공급하는 것이 과연 좋은 방법일지도 의문이다. 


수평출력관을 시험할수 있는 튜브테스터는 그리 흔치않다. 아마 Hickok 의 752 나 539 시리즈가 가능하겠다. 그리고 군용 튜브테스터로 유명한  TV-7 시리즈는 Hickok 에서 디자인 되었고, 워낙 많이 생산 되었어서 아직도 상태 좋은것을 구할수 있고, 망가져도 쉽게 고칠수 있는 많은 정보들을 구할수 있다. 그러나 수평 출력관들은 군용으로 사용된 적이 없어 이들을 시험할수 없다는것이 가장 큰 단점 이다.  


다행히 Daniel Nelson 박사가 9핀, 12핀 Compactron 관들을 시험할수 있는 핀 어댑터와 측정 데이터들을 발표하여 이제는 TV-7 으로도 수평출력관 Compactron 을 시험해 볼 수가 있다. 6GB5 테스트용 데이터만 나와있지만, 히터 전압만 바꾸면 다른 xxGB5 시리즈 관들도 시험할수 있겠다. 13GB5 의 경우 13볼트를 인가해야 하지만, TV-7 에는 12.6 볼트 만 가능하다. 확신할 수는 없지만 오차범위에 들 것으로 짐작하고 시험해 보기로 했다. 


데이터를 보면 최소값이 54, 최대값이 100 그리고 새 관일 경우 100 이상이 나온다고 되어있다. 

6GB5 (EL500) 4개를 시험해 본 결과 모두 80 ~ 90 사이의 값을 나타냈다.

13GB5 (XL504) 40개를 시험해 본 결과 32개가 100 이상의 값을 나타냈고, 8개가 80 ~90 값을 읽을수 있었다. 

일부 관은 약 10초 정도 누르고 있으면 값이 서서히 줄어드는 경우도 있었다. 


위 값으로 어느관이 더 좋다 나쁘다 를  판단할 수는 없을 것이다. 최소값 이상이면 사용가능 한 관일 것이다. 다만 PP 로 앰프를 제작할 경우 비슷한 치수로 페어를 미리 선별하여 사용하는 방법이 튜브테스터로만 시험해 보는 한계일 것이다.   


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조회 수: 3170, 2013-07-07 11:33:17(2013-06-29)


qwqw.jpg

 

제가 Heater 의 직류 점화에 집착하는 것은 60/120 Hz 잡음을 처음부터 진공관으로 끌어 들이지 않기 위해서 입니다60/120 Hz 잡음에서 해방되는 또 다른 조건은 EI core 를 사용한 Trans  R-core  교체하고, 제일 잡음을 많이 발생하는 Filter Choke 는 아에 쓰지 않는 것입니다.

이렇게되면 고수분들의 잡음 제거 Knowhow 는 무용지물이 됍니다.

초보자도 고수분들하고 똑 같아 집니다.

보통 Heater 는 저전압 고전류여서 직류 전환능률이 매우 낮습니다 

저의방식은 정전류관을 모두 직열로 연결해서 고전압 으로 만듭니다.

이렇게 고전압 으로 만드러진 직류 전압 (보통 30-100V) 이 충분히 높으면 C -전압이 동시에 얻어집니다수명을 생각해서 Heater 전압은 규격치의 90-95% 가 좋습니다100% 를 넘으면 수명 단축이 옵니다.


13GB5 PP 용 A 전원 T 에서 배전압회로로 공급돼는 AC전압은 대략 필요한 DC전압의 1/2.3 정도로 저는 잡습니다. 이 숫치는 사용 Capacitor의 용량, 회로의 저항성분에 따라 달라집니다. 

여기서는 67.3/2.3 = 29.3 V AC 입니다.


DC 공급전력은 67.3V x 0.6A =40.38 VA 입니다. (C 전원은 무시해도  OK)   

R-core 최대 용량이 50VA 라서 이왕이면  출력전류 가  50VA  감당할수 있도록 여유있게

권선을 택합니다.  즉 최대로 굵은 선을 쓰는 것입니다. R1은 Surge current 억제용으로

쓰이지만 출력 DC전압 미세 조절도 합니다.

전압을 올리려면 R1값을 작게 하고 Capacitor 의 용량을 늘립니다.

 

초보자들 에게 어려운 것이 Capacitor  Rectifier 의 선택입니다.   

선택에 상당한 지식이 있서야 합니다. 이들은 성능과 수명을 좌우 합니다.

대용량 전해 Capacitor 는 최신 개발품을 쓰도록 합니다 온도는 105C, ESR 은 작은 것으로 Surge Current 는 클수록 좋은 것입니다.

제가 쓰는 Nichicon  PW series 는 최신 제품은 아니지만 구하기 쉽다고 생각돼서  선택 했습니다. 더 Reliability 가 높은 제품이 매일 같이 개발돼고 있습니다. 더좋은 신제품을 알면 쓰도록 합니다.  전해 Capacitor는 소형화가  중요 개발 과제이지만  진공관Amp 에는 소형이 별 의미가 없습니다.

반도체의 선택은 Capacitor 보다 더 많은 전문 지식이 필요 합니다.

여기서 정류기는 Fairchild 제품을 일부러 택했습니다.  제가 1972년에 부천에 지은 공장에서 만드러 졌기 때문 입니다.  지금은 Fairchild 공장 입니다.

반도체 부품선택  방법은 다음 기회로 하고 그냥 넘어 갑니다.

잘 모르면 남이좋다고 하는것을 쓸수밖에 없습니다.



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조회 수: 17430, 2015-03-26 10:53:47(2013-08-04)


trt copy.jpg

 

출력단을  1.6K ohm 하고 3.8K ohm 의 2가지 Plate Load 로 설계를 했습니다.

Load 가 3.8 Kohm 는 SE Amp 에 가장 많이 쓰이는 표준 이라고 할수 있습니다. 

좋은 Linearity 를 얻기 위 해서 811/211 같은 SE Amp 에서는 10 K ohm 도 사용합니다.

 

여기서도 모든 특성이 높은 RL 3.8 K ohm 이 우수합니다. 다만  Grid Drive 전압 160Vpp 는  100Vpp 에 비하면 높은 수치 이지만 300B SE Amp 나 다르지 않습니다. 

 

13GB5를 2개 병열로 하면 1.6 K ohm Load 동작점에서의 내부저항은   225 ohm 이라는 매우 낮은 값이 됍니다. 내부저항이란 진공관에서 만든 전압/전력을 지기가 먹어치우는 저항이라고 생각하면 이해가 쉽습니다.

 

저의 선택은 낮은 Load Impedane 1.6 K ohm 동작 입니다.

고 성능 OPT 자작 -- 을 생각하면  -- 너무나 당연한 선택입니다.

OPT 의 권선수가 줄고 선이 굵어 집니다.  감기 쉬워지고 특성도 좋아집니다. 즉 Stray/ distributed Capacitance 의 감소 그리고  권선 발열 도 감소합니다.

 

동작점이 저전압 고전류로 이동 합니다. 특히 저전압은 저의 설계 방침 이기도 합니다. (Heater 는 그 반대) 단점으로 Linearity Factor가 좀 높지만 Distortion 이 주로 2nd Harmonics 로 저는 전단의  Linearity Factor 를 같게 선택해서 Distortion을 없에도록 설계 합니다. 원체가 Linearity 가 좋응 출력 관입니다. 2nd Harmonics 를 특별히 없애지 않으면 자동적으로 2nd Harmonics 우세형 특성이 됍니다.

 

Driving 전압이 100Vpp 도 저에게는 사용할수 있는 전단관의 선택 범위가 넓어집니다.

 

SK120 Trans 에 쓸려고 Phelps Dodge AWG28 6 inch spool 이 눈에 띄여서 구입했습니다.

중국제는 아무래도 고급 Trans 에는 쓰기가 꺼림직 합니다. 

 

WIRE.jpg

 

 

초단관 입력을 3Vpp 로 잡으면 필요한 초단  Voltage gain 은 100/3=33.3

2단 증폭 까지는 필요 없습니다. 

 

OPT Design Data :  Impedance Ratio = 1.61K : 8 = 201:1  Turn Ratio = 14.1 : 1

1차 권선 전류는 무신호 때 125ma 입니다.

최고 신호에서는 여기에 AC 전류가  겹치면  125ma를 중심으로 25-225ma 의 swing 이 됍니다. 

 

그러면 AWG28 은 일차 권선으로 적합한가?

출력 Peak 225ma 에서도 전류 용량에 여유를 두는 것이 좋겠습니다  그렇다면 AWG27 을 사용 해야 겠지요.  

아래 표는 저의 Trans design data Base 입니다.

 

 WW.jpg

 


권선에서의 전력 손실은 전류의 제곱에 비례합니다.

2차권선에  전류가 흘르기때문에 여유를준다면 2차 권선이 우선 입니다.

15W 출력시 8 ohm 권선에 흘르는 전류는  15 = i x i x 8    i = 1.37A  병열 연결시 한쪽 Bobbin 2차 권선은 1.37/2=0.69A 를 감당 합니다.

위 표에서 AWG22  또는 Bifilar로 AWG25 를 선택 합니다.  

 

권선수는 ? 

권선비가 14.1:1  -> 14:1    입니다.

지금까지 만드러온 경험을 토대로 권선수를 1400:100  로 시작 합니다.

한쪽 Bobbin 은 1 차 700번 감고  Full layer winding 가능성을 알아 봅니다.

 

제가만든 SK120 Bobbin 은 안쪽 기리가 2.5 inch 입니다.

#27 번선으로는 64.9 x 2.5 =162 turn 

700/162= 4.32      

5 layer 로 감기로 합니다.

그러면 5 x 162 =810 

2차는 116Turn    

AWG25 bifilar - 한층에 51.7 x2.5/2 =64.6  2층이면 129.2

AWG24 bifilar - 한층에  46.3 x2.5/2 =57.9 2층이면115.8 -- OK

 

감는 방법은 1차 중간에  2차를 끼어 넣습니다.  

1차가 기수인 5층이라서 2층과 3층 아니면 3층과 4층사이가 될것입니다.

 

여기 설명이 이해가 되는지 모르겠습니다.

이런식으로 종이위에서 여러번 감아보고 실전에 들어갑니다.

 

이렇게  만든 Trans 는 Data Base 용입니다. 여기서 얻은 실측 정보로 #2 Trans 를 만듭니다. 



 

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조회 수: 3981, 2013-09-08 08:15:21(2013-08-17)


opp.jpg

 

계속

Core 하고 1 차 권선은 이미 결정 됐습니다.

 

1차 권선수 810 x 2 = 1620 은 좀 모자랄것 같다는 KYJ님의 Comment 도 있고 일반적으로 SE Amp는 저역에 힘이 없다고 합니다. 그래서  1차측의  더 큰 Inductance  를 얻기 위해서 권선수를 늘려 잡기로 했습니다. Inductance는 Core (Gap을포함) 하고 권선수로 결정돼는 Trans 특성 이전의 권선의 고유 특성입니다. 

OPT 특성에서는  Inductance 의크기가  Pass band 의 하한 주파수를 결정합니다.

 

2차 권선은 굵기 층당 권선수를 Data Base 에서 또 실제로 감아보고 AWG23 두줄 같이 Bifilar 로 감기로 합니다.  2차출력에 4 ohm 단자도 추가 해서 아래 그림과 같이 만드렀습니다.  

 

최종층은 8 ohm 를 만들기 위해서  2차  4 ohm 권선의 0.414 배 인 40 Turn 을 감았습니다. Full Layer 가 좀 못 됩니다. Full Layer 는 47 - 48Turn 입니다.(#25 세가닥으로 감으면 Full layer winding 이 됍니다) 1. 2차선 더 감을수있는  공간도 충분 합니다.

  

실제로 Amp 만드러서 Test 했습니다.

 

Amp 출력관의 Unbalance 를  최대 가용 출력에서  위 아래의 Clipping/saturation 점이 같아 지도록 파형을 보면서 교정하고 약간의 파형 Distortion 은 6db  가 좀 넘는 Negative feed back 으로  교정했습니다.

 

주파수 특성은 20hz-30 Khz  변동 없습니다.  60-70 Khz 에 3dB 정도 크기의 Peak 가 있습니다.

Feed back loop 의 고주파  Bypass 용 소용량 Capacitor 로 고주파 영역에서 Positive Feedback 이 안 일어나는 것을 확인하고 이 Capacitor의 용량 조절로  10 Khz 이상의 고주파 특성을 좀더 평탄하게 Trim 할수 있습니다. 20 Khz 이상이면 관심 밖일수도 있지만 잘 만드러진 Trans 는 100 Khz 까지 특성이 Flat 합니다.

 

주파수특성이 충분이 좋아서 (OPT 의 Pass band 가 충분히 넓어서) --  Load Impedance 에 따른 주파수특성 변화는 모두가 대동소이 였습니다. 최대 출력은 2-3 % THD 에서 11W 내외 입니다.

THD 5% 가준에서는 15W 정도 는 됄겁니다. 

 

눈으로 파형을 보면서  Load Impedance 를 바꾸면서 최대 출력점을 읽는 것은 쉬운 일이 아닙니다. (약 2-3% Distortion) 그러나 Plate Conversion Efficiency 에는 약간의 변화를 알아냈습니다.

 

Load Resistance 가  1.5 Khz ( 여기서는 Impedance 와 Resistance 모두 동일) 가 제일 좋았습니다.

 

 lkj.jpg

 

두번째 試作  Sample OPT #2

 --1차권수를 1,877 turn 으로 줄여서 1차 Load 가 1.5 K ohm  가 돼도록 합니다.

 

저주파특성은 아주 우수하고 아무런 불만이 없는데도 여기에 손을 대기로 합니다.

 2차 4 ohm 권선은 AWG23 Bifilar 로 Full layer winding 이 98-99 Turn 이돼여 이것은 고처 지지 않고 또 그러고 싶지도않습니다. 2차를 고정하고 1차 권선으로 조정 합니다.

 

자작에는 작은 권수가 감기 쉬운것은 두말 할 것도 없습니다. 1차 권수를 줄이면 당연히 Main Inductance  와 동시에 Leakage Inductance 와 Stray Capacitance도 약간이나마 감소 합니다.  Trans 의 전체 Band Pass 특성이  높은 주파수 쪽으로 이동합니다.

 

60-70 Khz 의 Peak가 약간 높은 주파수쪽으로 이동할 것이고  저역의 이동도 생기지만   출력관 rp 가 낮아서 별 큰 변동이 없기를 바랍니다.


KYJ 님 말로는 OPT 의 주파수특성이 100Khz 까지 평탄하면  많은 악기가 동시에 소리를낼때 고역이 보다 더 깨끗하게 들린다고 합니다. 아마 Intermodulation Distortion / 2nd Harmonics 비의 상대적인 감쇠작용이 아닌가 추측 해봅니다. 


10-30 Hz 는 소리라기보다는 몸으로 느끼는 진동입니다. 고역 소리가 깨끗해진다면 고역으로의 Pass Band의 이동은 의미없는 (Spec 으로는 중요함) 초저역 보다는  높은 쪽에 비중을 더 두는 것이 좋다고 생각 합니다. 첫 시작 OPT 하고는 반대 개렴의 설계 입니다.  --  우선 만드러서 특성Test 하고 소리도 드러봐야 겠지요.


OPT #2

보내주신 Bobbin으로 다시 감았습니다. 전과 같은 조건 (1W P out. NFB 10db 정도) 에서 예상한대로  고역의 평탄한 부분이 110 Khz 까지 늘어났습니다. 200 Khz 까지는 서서히 감쇠합니다.

저역은 Scope로 보았슬때  별로 달라진 것 같지 않습니다.

 

NFB 없이는 10-20  Hz 에서 1-2 db 가 감쇠돼고 30 hz 부터 고역 60 Khz 까지는 평탄하고

서서이 감쇠하다  170 Khz 에 작은 Peak 가 있습니다. 

 

일차 Inductance 의 감쇠 보상으로  Gap을 약간 줄여서 양쪽합해서 7.5 mil 로 만드렀습니다.

120Hz 에서 1차 Inductance 가 6.85 H,   2차를 short 하면 2.2mH 가 돼서 Q factor는 3,114 로

상당히 좋은 값이 나왓습니다.

 

간단히 만든 Amp 로도 Pout 는 THD 2-3% 에서 14-15W (Pin=295v x 140ma=41.3W) 였습니다.

Trans 의 권선비가 예측한대로 잘됐습니다.

 

Bobbin 의 권선용 수직방향 공간이 반 정도 남아서 다음 개량은 좀 두껍게 감고 Bobbin 폭을 줄이고 자로를 10% 정도  단축하는 것입니다. 욕심을 낸다면 Core 의 단면적도 10-15% 정도 크게 하고 싶지만 R-core 를 새로 만드러야 가능합니다.  

 

현재 가능한 것은 Core 절단 단축 입니다.

 

120ss.jpg

 


Bobbin 이 좀 약했습니다.

자로가 줄면 그만큼 Inductance 가 증가하기 때문입니다.
물론 권선방식을 모두 다시 만드러야 하는 번거로움이 있습니다.

감는 직경이 커지면 권선의 DCR,  Leakage L 도 증가한다고 봐야 겠지만, 득이 실보다 크다고 봅니다.
Inductance 증가는 Primary Factor 이고 다른 것들은 secondary effects 들입니다.



종이 3층 정도에 단단히 굳어지는 금속에 쓰이는 Epoxy를 사용하면 강한 원통이 됍니다.


Ham Radio에서는 송신기 의 출력을 Antenna 로 보내는데 --Impedance Matching -- 대단히 중요합니다. 

주로 Toroid Core 로 Matching Trans 많이 자작 합니다.


Bobbin 길이 15mm . Core 의 자로는 30mm 단축 됍니다.


qqqqq.jpg


여기에 쓸 Bobbin 은 길이가 최대가 돼도룩 만듭니다.



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qwe.jpg


vcvc copy.jpg

 


OPT 개발 과정에서 만든 Test 용 Amp 제작 이야기 입니다. 

 

위는 13GB5 2개를 병열 연결한 Plate V/I 특성 입니다.   Load 를 1.5 K ohm 로 잡았습니다.

이렇게 하고 보니 linearity 가 아주 우수한 진공관이지만  저전압 고전류 동작이 돼서 동작 범위 양단에서는 증폭도만 해도  두배나 차가 납니다.  OPT 가 우선 이여서 최선 동장범위를 벗어나서 다른 방향으로 온것 입니다. 회로 구성/설계로 문제를 해결 해 보기로 합니다.  

 

작점에서 증폭도가 5 가 좀 안되는 값 이지만 낮은 Load Impedance 덕분에 Grid Drive 에 필요한 전압은 100V pp 로 300B SE Amp 160V - 180Vpp 보다는 훨신 Drive 가 쉽습니다.

 

저는 입력 전압  3V pp 를  최고 입력으로 잡습니다.  초단에서 33 배의 증폭이돼면 출력관 Drive 가 3극관 하나로 가능해집니다.

 

300B Amp 에서 Driver 1단 증폭은 mu 가 높고 Linearity 도 좋은 적당한 3극관을 찾기가 어려워서 3극관 증폭을 2단으로 하던지 300B의 original 영사기용 Amp 와 같이 5극관을 씁니다.  

 

(전에 올린글에서 3V pp 가  실제는 더 높은 전압으로 잘못 됀글이 있습니다.  Signal generator의 60 ohm  termination 이 빠저서 였습니다.)

 

초단관으로 4KN8 쌍 삼극관 (mu = 45  rp=2.8K)을  병열로 연결해서 간이 Amp를 만드러서 OPT 를 Test 했습니다. 4KN8은  잘 알려진 진공관은 아니지만 3극관을 병열로 연결하면 High Gm 관 WE437A 하고 비슷한 성능이 됍니다.  

 

Linearity 가 좋은 Drive 관이라서 도리여 출력관의 Linearity 보상이 안 되서 위는 둥굴게 되고 밑은 늘어나서 과잉 제2차 고조파가 망처버린 볼품없는 파형이 나옵니다. 정상적인 파형으로 교정 할려면 적어도 10db 정도의 NFB가 필요 합니다. 

입력을 6V pp 로 올리고 NFB를 걸고 OPT Test 를 했습니다.

 

정상 입력에서 NFB 에 필요한 증폭도 를 얻기 위해서 Lundahl 의 2:1 Interstage Trans 를  삽입 했습니다. rp가 낮은 진공관으로 gm 이 높으면 자기발진이 쉽게 일어납니다.

 

예측한대로 약간의 NFB 를 걸어도  발진이 일어납니다. Grid 에 삽입한 1-2 K ohm 발진 방지용 저항은 별 효력이 없었습니다. IST 를 여러가지로 바꾸어 봤습니다.


정도의 차는 있스나 모두가 불안정 합니다. 저의 간이 회로에서는 2개의 Trans 가 Feedback  Loop 에 들어가 있어서 이들의 합작 형상이라고 봅니다.

 

과도한 2nd Harmonics Distortion 의 치료를 NFB 에 의존하는 것 과 저의 이론인 Linearity Factor (Lf)로 상쇄해서 고치는 것의 2가지가 있습니다. NFB 는 특성이 나뿐 (NFB 에 부적절한) Trans 때문에  Feedback 양이 커지면 도리여 해가 됍니다. 

  

.NFB 에 의존하지 않으려면 출력관과 같은 Linearity (Lf) 의 Driver 관을 찾는 것입니다.

 

Driver 에 쓸만한 많은 진공관을 보유하고 또 이들의 Linearity 모양을 쉽게 볼수 있거나 그려내는 Test 장비가 마련돼지 않고는 실망 하실지도 모르겠지만 - 이런 선택이란 보통 DIYer 에게는 실질적으로 불가능 합니다. 

 

다음은 KYJ님 식으로 High mu + Buffer 방식으로 해 보기로 합니다.

보유하고 있는 진공관 6KT8 의 3극관부가 mu = 100 이 돼여  Linearity 보완도 하고

NFB에 필요한 증푹도 도 얻을수 있다고 봅니다. 

옆에있는 5극관은 3극관으로 연결해서 직결 Buffer 관으로 사용 합니다.

 

이 글을  올리고나서 6KT8 특성을 재 봤습니다.

제가 원하는 낮은 전류에서도 Linearity 가 너무 좋이서 출력관을 보완하는  Lf 값은 얻기가 어렵고 결국 NFB 로 파형수정을 해야 합니다. 이득이 충분해서 NFB 는가능 합니다. 

 

다른 각도로 본다면 NFB의 양으로 출력의 제2차 고조파 함유량이 조절됀다는 것입니다. 

 

056zx.jpg 

 

049a.jpg

 

위는 THD 재는 기계이고

아래는 신호의 크기를 주파수에 따라서 재는 voltmeter 로 Wave Analyzer 라고도 합니다.

간이 수동식 Frequency Spectrum Voltmeter 입니다.

 

046 c_ed.jpg

 

저의 Amp 제작후 조정 순서는

1) Oscilloscope 로 Sine Wave 파형보고 최대출력,  주파수특성을 확인하고 이들이 만족할 정도면

2) 위에서보는 THD meter 로 Distortion 크기를 재 봅니다.

3) Distortion 의 주요 구성 요소인 2, 3차 고조파 함유량도 비교 측정합니다.

4) 마음에 안 들거나 더 개량이 필요 하면 Amp 해체해서 다시 시작합니다.

   제가 만드는 Proto type Amp 는 간단한 기본회로 라서 만들기도 쉽고 해체 하기도 쉽습니다.

 

잘 선택한 부품으로 만드러서 제대로 조절이돼면 Tube Amp 도 듣는 Level 에서 0.1% THD 가 가능합니다.  이정도면 출력의 차이는 있어도 소리는 모두 비슷해집니다.

 

소리를 제가 좋아하는 곰탕으로 설명합니다.

곰탕 전문집에 가면 식탁위에  여러가지 양념이 준비돼여 있습니다. 곰탕의 진수는 양념 치기전의 국물 맛입니다.  뽀얀 국물의 곰탕맛이 따로 있습니다. 저는 여기에 소금만 약간 처서 국물 자체맛을Enjoy 합니다.  어떤 사람은 무조건 많은 양의 매운 양념을 듬뿍 넣어서 뽀얀 국물이 빨개지도록 합니다. 그러면 아무리 국물맛이 좋더라도 양념으로 덮혀 버립니다.

 

제가 추구하는 것이 양념 치기전의 최고 국물 맛입니다. 여기에 양념을 처서 자기에게 맞는 맛을 만드러 냅니다. 보통 만드는 Amp 는 양념을 미리 다 처서 나오는 곰탕 입니다. 먹어 보기 전에는 어떤맛이 나올지 모릅니다. 만드러 놓고는 이 Amp 는 좀 짜다.  전에 만든 Amp는 너무 싱거웠다. 등 등 --    

 

이렇게 여러가지 Amp 를 만들다가 "이거다" 하는 소리를 찾습니다.

 

진공관 전성기의 High Fidelity- High End Audio Amp 의 기술 목표가 high power 에 

Low distortion 이였습니다. 이 목표 달성에 PP Amp 가 기술면에서 우수합니다.

Audio 전용으로  5극관/빔 KT series 출력관 등이 개발 됐습니다.

SE Amp 는 Radio 나  값싼 1-3 W 양산용 기기에 주로 5극관 하나를 사용하는데 쓰엿습니다.

 

SE Amp 는 특성좋은 OPT 만들기도 어렵고, 고출력도 어렵고, 낮은 Distortion 도 어렵습니다.         또  grid drive 하는데도 3극관은 높은 전압이 필요 합니다. 

 

_______________________________________


참고로 300B Plate특성곡선상에 13GB5//el  동작상태 (Green) 를 그려 보았습니다

둘다 1.5 K ohm Load line 하고 Vg = -50V 는 동일하고  13GB5 는 Pin = 38.5W, 300B는 Pin = 32W 로 잡았습니다.

출력은 그림에서보는 3각형 면적으로 각각 12W 하고 5W 입니다. 보통 300B는 비싼 진공관이라서 입력을 크게 잡지 않습니다. 300B로는 저전압 고전류 동작에서는 Plate 전환 능률이 나빠서 부적절합니다.

  

 

a33 c.jpg




OPT Test 용 6KT8 - 13GB5//el SE  Amp 중간보고

 

증폭도가 100인 6KT8 의 3극관으로 신호 증폭하고  6KT8 5극관을 3극으로 사용해서 Cathode follower 로 drive 합니다. Cathode follower 를 직결로 하기위해서 Cathode follower 의 Cathode 전압이 B+ 의1/2 정도 돼도록 초단 설계를 했습니다. 

초단관이 제가 좋아 안하는 낮은 전류 동작이 불가피합니다,

 

높은값의 270 K ohm Plate load  resistor, -1.4V 의 grid bias 전압, 200V 의 Vp 로 여기에 흐르는 전류는 240 uA (micro A)의 동작 입니다.  

다음 단이 Buffer 역할을 해서 동작상태의 헝크러짐은 없을것입니다.  

 

1) 13GB5  5극관 동작 ------10db 정도의 NFB 로 입력 38W 로 최대출력 15W,  6W 이하에서는 1%      이하의 THD 입니다

2) 13GB5  3극관 동작 ------ 6db NFB 로도 충분 합니다. 출력관 grid bias 를 -58v 로 조절한 특성입      니다. 입력21W 에서 7.5W의 출력입니다. THD는 개선 됐지만 출력은 반으로 떨어졌습니다.   

 

아직 결론을 내리기는 이르지만 5극관 동작이 도리어 3극관 특성표에서 보는 동작상태입니다. 전에 만든 13GB5 SE Amp 하고도 다른 결과 입니다. 

 

THD이 1% 이하라면 구태여 출력이 낮은 3극관 동작을 고집할 필요는 없다고 봅니다.

NFB 도 Amp 가 안정하게 동작하는 범위에서는 나쁠것이 없습니다. 도리여 소리가 더 섬세해 진다고 합니다. Distortion 감쇠 효과가 겠지요. Damping 도 관계가 있겠고 --.

 

OPT의 특성으로 NFB 때문에 고생한 경험이 있스면  무조건 나쁘다고 NFB를 안 쓰기도 합니다.

여기서 자작한 OPT 의 TEST 결과는  IST를 사용 했슬때를 제외하면 아무런 NFB 문제는 없섰습니다. 

NFB 는 Error 을 감소하는 회로방식으로 사용할수 있는 환경에서는 쓰는것이 좋습니다.


 

hhh.jpg

 

Amp 회로에 따라서는 궁합이 맞는 OPT 가 따로 있는 것같습니다

 


출력특성은 13GB5 5극관 이 더 좋고 Distortion 은 더 나쁩니다.
그런데 5극관의 경우 이 Distortion 의 대부분 이 제2 고조파 입니다.
이 소리가 최고다 라고 하는 사람도 있슬겁니다.



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조회 수: 4865, 2013-09-13 00:41:02(2013-09-06)


13gbㅂ copy.jpg

 

한때 300B SE Amp 만을 신주 같이 모시던 시기는 지난것 같습니다.

13GB5 para 면 40W 의 Plate dissipation 을 감당합니다. 300B 와 같은 Pd 입니다.

 

성능좋은 OPT 를 사용해서 3극관이 아닌 5극관 동작으로도 3극관에 비해서 손색없는 특성이 얻어 졌습니다. 출력도 300B 로는 8W 인데 13GB5 para 5극관 동작으로는 20W 입니다.

 

300B SE Amp 개발계획을 이것으로 대체해도 돼겠습니다.

13GB5 para 진공관 자체 특성은 300B 하고는 비교도 안 됍니다.  

rp 만 해도 300B 는 따라올수도 없습니다.


13GBB5 값은 1만원 이내.  
13GBB5 para Amp는 OPT 를 자로 단축한 SK120로 다시 만들고 회로 재정리 해야 개발이 끝납니다. 
같은 전원으로 13GB5 Push Pull 회로를 저는 먼저 추천 합니다.

SK50 으로 Gap 없는 OPT 가 20W 출력을 감당 할수 있고 이론적으로도 PP 가 para 보다 저역 특성이 좋고
Distortion 도 낮게 나옵니다. 

 

저는 13GB5 하고 SK50 R-core 를 주 부품으로 이들을 수백 set  구입하면 단가가 많이 내려갈 것이고

성능 확인하고 중국서 사올수 있다면 상당히 싸게 가능 하다고 봅니다.


13GB5 para SE.JPG




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조회 수: 3346, 2013-10-27 05:32:10(2013-10-11)



new c.jpg

 

FF.jpg

 

여러번 수정해서 여러곳에 널려있는 것들의  10-10-2013 최종 수정 회로 입니다.

 


AMP 특징

진공관 Amp 설계에서 Taboo 시하는 많은 양의 Negative Feedback 으로 Linearity 를 개선해서 Low Distortion Amp 를 만든 것입니다.  출력관의 동작점도 저 전압 고 전류를 택했습니다.  이런 선택은 출력관의 내부저항이 낮고 OPT 특성이 좋아야 가능 하다고 봅니다. Plate Load 역시 낮은 값 입니다.

 

AMP 설계

여기서는 5극관 (빔관 포함) 은 5극관으로 동작 시켰습니다.  OPT 는 SK120 R-core 로 Gap 없이 만드렀습니다. 초단에  5극관을 사용해서  Input 최대 전압을 1V rms 로 잡고 잉여 증폭도를 모두 Global Negative Feedback (20db 정도) 에 사용 했습니다.

30W 출력에서 0.3% 의 THD 면  OPT 의 Ultra Linear Feedback 이 필요 없을 것 같습니다. 

 

5극관에는 Screen grid 전압 이라는 변수가 하나 더 있습니다.  삼극관에서 따지는 rp 는 5극관에서는 별 의미가 없습니다.

Screen grid 가 전자 통로에서 전계변동을 막아서서  Plate 전압이 변동해도 Plate 에 도달하는 전자의 숫자는 거의 달라지지 않습니다. 따라서 그 미분치 즉 전압변동에 대한 전류변동은 수십 K ohm 가 넘습니다.

 

여기서 사용한 9.3:1의 692 ohm 는 13GB5 Para 용으로 만든 OPT 를 Gap을 없애고 그대로 사용해보고 동작이 만족해서 그냥 쓴 계산기 숫자로 이렇다할 이론적인 근거는 없습니다. 

 

구태여 따진다면 아래 그림 참고로 보십시요. Distortion 촤소화 권선비하고 최대출력의 권선비 하고는 일치하지 않는다고 봅니다. 

좀더 세부로 들어가서 제2차 고조파 가 전 출력에서 더많이 나오는 그런 권선비도 있슬지도 모르겟습니다.  

 

출력관의 동작점은 Plate dissipation Pd 18W, Plate Vp = 290V, Vsg = 290V 일때  Vg = -50 +/- 2 V  가 됐습니다.

 

AMP 조정

"초단이 고 증폭도 저전류 (High Impedance) 동작 이여서 제일 먼저 자기 발진이 있는지 확인 꼭 하십시요" 

 

초단 5극관 Vsg 는 73V 로 잡았습니다. 5극관의 조정은 다음단이 직결이여서 V2의 Cathode 전압이 80-90V 가 돼도록 초단의 Bias 용 가변저항 2k ohm 값을 조절합니다.  초단 Bias 전압이  2.5V 가 됐습니다.

1.5 -2.5V 이면  좋습니다.  낮은 Ip 에서도 잘 동작하지만 s/n 를 생각해서  적어도 Ip 가 1 ma 는 되도록 했습니다. 

 

출력단은 무신호에서 Cathode 전류 70ma (관당 입력 20W) 로 C1, C2 (-50V 기준) 조절 했습니다.

진공관 방열/냉각이 잘돼면 전력을 더 올릴수도있고 그 반대면 내리는 것이 좋습니다. 출력관 수명하고 관련돼는 사항입니다. 출력이 커짐에 따라서 Plate 전류가 증가 합니다. 최대출력의 2배정도의 Plate 전원 전력 용량이 필요합니다.

 

NFB 양 조절은  NFB 극성을 확인하고 낮은 신호 (출력 1W 정도) 에서 가변100 ohm 저항을  "0" 에서 시작해서 출력을 약간씩 올리면서 최고 출력에서 Sine 파형이 찌그러지기 직전 까지 증가합니다. 

 

-------참고------

 

ㄷㄷ.jpg 

위 그림은 6V6 의 부하 저항 하고 2차 - 3차고조파 관계 입니다.  

PP 동작을 하면 2차 고조파는 상쇄돼고 3차만 남게 됍니다. 

출력을 60% 희생해서 부하를 1.5 K ohm 로 하고 남어지 고조파는 NFB 에 의해서 제거 하도록 한 것이 저의 설계 방식입니다. 

Beam 출력관은 Distortion 특성이 모두 비슷하다고 보고----.



UL (43%) 접속시의 특성입니다.

기대에 못 미치는 결과 입니다.


Finy.jpg



RSY질문입니다

OPT 권선비 9.3 :1 은 Para용 OPT 입니까? 이 OPT 로 PP Amp 출력 40W가 나옵니까?
그리고 SG탭40% (43%) 효과는 미미 하다고 기대에 못 미친다고 하셨는데요
전100R 로(컷트 코아) OPT 푸슈풀 만들고 싶습니다

APara 용 으로 만든것을 Gap 없에고 2차에 8 ohm 부하로 40W 나옵니다.

이때 1차는 9.3 x 9.3 x 8 = 692 ohm 이 됍니다. 1 K ohm 도 안 돼는 낮은 값입니다.
최대 전력을 내는 권선비는 아닌것 같습니다.

좀 경험있는 사람이보면 1차 Impedance 가 너무낮다고 엉터리라고 할겁니다.

대부분의 OPT 설계는 출력이 많이 나오도록 권선비를 정합니다.

Distortion 은 5% 이하면 더 관심 안둡니다.

100R 도 40W 나올겁니다.



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조회 수: 2240, 2013-07-20 22:57:29(2013-07-14)

Digita.jpgㅌㅋㅌ.jpg


출력관을 개별로 조정 하는 것은 현 단계에서는 Matched pair 선별 방법이 없기 때문입니다.

Matched pair 라고 하는것을 사더라도 믿을수가 없으니 처음에 한번은 아무래도 조정이 필요 합니다.

Aging 을 해야 제소리가 난다는 옛날 진공관은 조정을 해도 얼마 안가서 달라질 가능성이 높습니다.

 

정밀 조정이란 조정할때만은 가능하지만 그후에도 같은 상태를 유지 할려면 계속 조정을 해야 합니다.


통전 전의 출력관 보호 대책

 

 ㅕㅑㅊ.jpg

 

 초보자에게는 고정 Bias 는 잘못될경우 진공관에 치명일수가 있습니다.


최악의 경우를 대비해야 하는데 확실하고 간단한 방법이 없습니다.

진공관의 Control grid ( G1) 의 Bias 전압이 아주 낮으면 (여기서는 약 -100V 정도)

Plate/Cathode 전류가 차단 됍니다. Screen grid (G2) 의 ground 도 한 방법입니다.

 

윗 그림에서 (C) 전압 -68V 하고  Cathode 에 공통으로 삽입한 200 ohm 저항이 이 역할를 합니다.

완전 차단 (cut off) 는 않돼도 위험단계는 면할수 있다고 봅니다.

200 ohm 저항은 자동/자기 Bias 와 같은 역할을 합니다. 

C 전압 조정할때는 물론 이 저항은 제거 합니다.  

 

기타방법으로 B+ 전압을 250V 정도로 낮게 해서  첫 Amp 조절을 할수 있스면 좋겠습니다.

기타 방법이란 AC 입력 전압을  줄이거나 배전압 회로 입구에 저항을 삽입 하는 것 입니다.  



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조회 수: 6567, 2013-07-08 14:53:29(2013-03-02)


gb5-1h.jpg


ui-bb copy.jpg


gg.jpg


To test R-core OPT, I set up a textbook type 13GB5-4KE8 two stage amp.

My SMPS is designed to connect heater circuits in series  


The pentode section of 4KE8 is connected as a triode. It has a reasonably high mu, 

around 70. The triode section has a lower muSince I could not find any other 600ma heater tube, I decided to try this tube. It might work.


There are no large capacitors in the B+ return path. The B+ source impedance of SMPS is low and there is no AC power line ripple noise. Why do I need capacitors there?      

I set my output power target at 8 watts with 3V pp input.

(Excess gain if any, goes to NFB)

 

Carefully tweaking I was able to get 1% of THD at 11W.

This means two amp stage have a closely matching 2nd Harmonic dominating distortion characteristics. When the phase of two stage is reversed, the matching distortions can compensate each other by canceling out 2nd harmonics thus restoring original wave form at the output.


A few spot checking has verified that the remaining 2nd Harmonics are very low and the 3rd Harmonics are dominating.


Please note the picture below. The distorted input wave form (output of driver tube) is to compensate or cancel out the Power stage distortion. 


io.jpg

The purpose of this test is to check the gap setting and power handling capability of the R-core Output transformer. The gap setting , power handling – all OK.

 

For the 13GB5, the data book says Pd max= 17W and Pd sg max = 6W.

On top of that I can go 20%  further without hesitation.  ------ ($1 tube)--


New maximun Pd is : Pd = (17+6) x 1.2 =27.6 W

Thanks to the low rp value of the 13GB5, the plate conversion efficiency could go as high as 40%,

 

Pout = 27.6 x 0.4 = 11.04 W 


Though this amp has very low distortion, the residual distortion components are primarily 3rd Harmonics. The sound is flavored by the 3rd Harmonics and it approaches that of a low distortion transistor Amp.


Knowing the level of 3rd harmonic is very important  for re- tuning distortion spectrum to create a 2nd Harmonic rich tube amp. This issue will be separately addressed  later .


During the test, I have noticed

1) Unusually heavy loading effects of 13GB5 to the driver. 

    The power stage is supposed to operate as an A1 class (no grid current).

2) Strangely, the plate DC current increases as the power output increases..

 

                                                      Send question to:  kdkang@gmail.com




**************FYI*************


13gb.jpg


Q: 박사님 6dB NFB 라면 NFB 후의 이득이 NFB전의 이득에 절반이 되도록 한다는 의미입니까?

6dB (2배)라는것은 상대적인 개념인데 어느곳을 기준으로 6dB인지 잘 모르겠습니다. 
또 실제로는 -6dB 가 되는것이 아닐까 합니다.

A: 이득이 반이돼면 -6db,가되고 +6db면 2배 가됍니다. 
얼밀히 따지면 NFB 6db 면 -6db 를 의미하고 
NFB -6db 는 +6db 로 볼수있습니다. 
보통 +/- 상식으로 알아보고 특별히 기준점을 명시 안하면 측정대상의 전후치를 비교한 것 입니다.




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13GB5-PP-40W.pdf


 

aak.jpg

 


초단회로 다시 설계 해서 밑에 올렸습니다

 

 

PP 회로 OPT Test 용으로 만든 간이 Amp 로 의외로 40W 란 큰 출력이 나왔습니다.

 

5GH8 의 5극관을 조정하면서 측정기와 씨름하다가  드디어 위와같은 특성이 얻어졌습니다.

Distortion 의 내용이 밝혀진 것입니다. 이 Amp 에서는 이 이상의 개선은 없습니다. 제가 사용하고있는 측정기의 한계 입니다.

 

PP 동작에서 2차 고조파가 거의 완벽하게 제거돼였고  3차 고조파는 NFB 로 많이 감쇄 됐습니다. PP balance 가 흐트러지면 많은 2차 고조파가 나옵니다. 이들은 모두가 진공관 동작 변동/오차 내에서의 조절입니다. 시간이 지나면 미세조정이 달라집니다. 그래도 측정기로 할수 있는데 까지 해봅니다. -- 자기설계를 Check 해본다는 의미에서 --- 

 

주파수특성은 20 hz -50 Khz 1-2 db 내에서 평탄합니다.

 

출력 Trans 는 전에 올린글에있는 13GB5 Para 용으로 SK120 R-core 를 절단해서 만든 Trans 입니다. Gap 에 삽입한 Spacer 는 제거했습니다. 그 정도의 크기면 PP OPT 로 60W 는 충분히 감당할수 있습니다.

 

이 Amp 의 출력단은 저전압 고전류 1K ohm 도 안돼는 690ohm의 출력관 Load Impedance 동작입니다

 

회로를 간단히 하기 위해서 Drive 에 필요한 전압증폭을  5극관 하나로 했습니다. 3극관 하나로는 증폭도가 큰 적당한 진공관을 못 찾았습니다. 좀 무리해서 소형 5극관으로 가용 동작범위를 전부 이용해서 큰 Drive 전압이 만드러젔기 때문에 


(1)초단관의 동작점 선택, 

(2) 대량의 NFB가 이 Amp 의 성공/성능을 좌우 합니다.

  

Plate Load 저항 0.7meg 는 저의 설계 manual 에는 없던 높은 값으로 직결을 위해 선택 했습니다.

 

(이글 끝에  초단설계 다시해서 올렸습니다.)

 

Drive 전압의 찌그러짐은 여분의 증폭도를 전부 이용해서 NFB 를 거의 20dB 가까이 걸어서 감소 했습니다. Signal 통로에 Trans 가 있스면 NFB 가 회로의 안정도를 해칠 수가 있어서 대량의 NFB는 확인하고 사용해야 합니다. 

 

많은양의  NFB는 현대 고성능 Amp 고정밀도 자동제어장치 설계에 쓰이는 회로방식 이기도 합니다.

 

위 회로에서 입력전압이 커지면 출력관 Plate 전류가 증가해서 최대 출력 40W 에서는 전류도 무 신호시의 2배가 됍니다. 아직 확실한 동작 mechanism 은 알수 없지만 동작점이 큰 출력을 내는 방향으로 이동합니다.

 

제가 원하는 아주 바람직한 동작 특성입니다.  입력이 작아지면 원 동작점으로 돌아 갑니다.

출력관이 자동 Bias 로 동작하면 이런현상이 나타날 수가 없습니다.

 

보통 2~5W 출력으로 음악을 듣는다면 Peak Power 40W 가 돼는 신호도 Clip 없이 충실히 재생해 줄수 있는 Amp 입니다. Plate Current Runaway 가 생길 경우에 대비해서 B전원의 과전류 보호 장치가 필요 할지도 모르겠습니다.   

 

위 Amp 회로도 에서 RCA 초단관을 사용했슬때의 최적전압 입니다. 반듯이 Oscilloscope 로 출력 Load 파형을 보면서  V1 cathode 저항을 조절합니다.

(A) = 72V,  (B) = 1.2V  Vsg = 36V  (C) = 78V. V2 plate load resistor 양단도 78V 입니다.

진공관 마다 조금씩 달라집니다.

 

모든 저항은 1/4W 면 충분하고 위상 반전관의 24 K ohm 2개는 2W 를사용합니다. 0.47uF Capacitor 는 음질에 관계됍니다. 400V 전압을 사용 합니다. 

 

위의 경우 초단 Bias 전압이 -1.2 V 에 불과해서 최대입력 1.1V rms (peak는 1.5v) 에서 초단관 grid 가 약간 + 영역으로 들어가는 것을 염려 했지만 아무 문제가 없었습니다.


저의 sine wave generator  termination 으로  600 ohm 를 사용했습니다. 

출력 Impedance  가 높은 입력장치는 초단 grid 가 +로 돼면  Input Impedance 의 저하로 matching 에 문제가 있슬 수도 있습니다. 즉 Driving 능력을 상실할 수도 있습니다.

 

B 전원의 출력측에 적어도 100 uF 의 Capacitor가 Signal Return path 로 있어야 합니다.

회로도에서는 전원 자체의 Output Impedace (Amp 에서 전원을 드려다보는) 는 당연히 낮아야 해서 따로 그려넣지 않았습니다. 도면에는 없어도 항상 염두에 두어야 합니다. 전기회로는 모두가 Closed circuit 로 만드러저 있습니다. 돌아오는 길도 반듯이 챙겨 보셔야 합니다..

 

또한 B 전원은 총 출력의 3배정도의 전력 공급 능력이 있어야 합니다.

 

대단한 고출력 진공관 Amp 가 만드러 집니다.

 

초보자가 만들기에 회로는 간단 하지만 진공관 마다 최적 동작점이 달라 조립후의 조정이 까다롭습니다. 

  

 

******초단 설계 다시했습니다*******


초단 5극관 Vsg 는 70-80V 가 적절한 전압인것 같습니다. 5극관의 조정은 다음단이 직결이여서 V2의 Cathode 전압이 80-90V 가 돼도록 초단의 Bias 저항 2k ohm 값을 조절합니다.


Bias 전압은 1.5 - 2.5V 면 좋습니다.

출력단은 무신호에서 Cathode 전류 70ma (입력 20W) 로 C1, C2 조절 했습니다.


NFB 조절은 NFB 극성을 확인하고 소신호 (출력 1W 정도) 에서 100 ohm "0" 에서 시작해서 큰 출력에서 Sine 파형이 찌그러지기 직전 까지 증가합니다. 

동작원리를 확실히 모르고는 어려운 조절입니다.

 


Finalㅕ copy.jpg


PK 분할형 Phase Inverter 는 두 출력의 Output Impedance 가 다르다고 따지기도 하지만 실제로는 두개의 진공관 특성차가 더 문제라는 것을 알아야 합니다. 위 회로에서 P-K resistance 24K ohm 로 이 정도면 충분히 낮아서 아무 문제 없습니다.

 

앞으로 참고 할려고 Ultra linear Tap 정보 올립니다

 

ultral2.jpg





Q: 초단 5극 의 전압증폭이 대단한것 같습니다 
13GB5 C전압이 높아지면 출력이 증가는 되겠지만 40W 까지 나온다니 역시 대단한 관 입니다
40W 시에 동작 스코프 사진 궁금합니다. 전원트랜스도 B+ 전류증가로 훨씬 커져야 될것 같습니다.


A: 예, 증폭도가 높습니다. 거의 20db의 NFB 가 가능 합니다. 

36W 에서는 아주 깨끗한 Sine 파입니다. 40W 는 위 아래가 약간 짤립니다.

초단 5극관이 너무 소전류에서 동작해서 다시 설계해서 맨끝에 올렸습니다.


참고로 NFB를 제거했슬때의 THD 올립니다.

Scope 파형으로는 구별할수가 없습니다.

당연히 입력감도는 몆배로 증가합니다.

 

kkll.jpg



최대출력 40W - Stereo 면 2배 로 80W - Plate conversion efficiency 를 1/3 로 여유있게 잡으면 240W 의 B 전원이 필요 합니다. Trans 에서 140V 권선이 240W 의 전력을 공급하는 것입니다. 강력한 초저음 재생에는 여유있는 B전원이 도움이 됍니다. 출력관 Plate return path 에도 큼직한 용량의 Capacitor 를 사용합니다.

 

출력이 30W 면 충분 하다고 한다면 240W 까지는 필요 없겠지요 -- 설계자의 선택입니다.

 

300B SE Amp 5대분의 출력을 내는 Amp 를 만드는 겁니다.

300B Amp 가 15Kg  무게라면  75Kg 의 무게의 Amp 를 만든다고 생각하십시요. 

 

저는 쉽게 출력 전력의 3배를 B전원의 필요 전력 용량으로 봅니다.

역으로 60W 출력의 B 전원이면 20W (1 channel) 출력의 Amp 를 만들 수 있습니다.





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49eaecce7.jpg13gbㅂ.jpg

 

위와 같은 특성이 나왔습니다.

 

1)  13GB5 정상 5극관 동작은 1% 이하의 THD 에서도 많은 2차 고조파가 나옵니다.

 

2)  50% Tap 의 Ultra linear 동작으로 2차 고조파가 많이 줄어들어  출력 1W 근처 에서는 2차 고조파가  30-50% 정도 우세하다.  5W 이상에서는 2차 고조파가 더 감소돼서  3차 고조파와 거의 비슷한 양이 출력 합니다.

 

Ultra linear tap 과  Global NFB 를 조절해서 출력을 희생 안하고 Distortion- 2차/3차 고조파 조절이 가능한 고성능  Amp 가 만들어 질것 같습니다. 

 

진공관 전성기에  Amp 설계에서 3극관을 찾아볼 수 없는 이유를 설명해 주는 특성입니다.

5극관 으로도  3극관에 버금가는 좋은 특성에다 덤으로 고출력 까지 쉽게 얻어집니다.

 

THD 이 1W 이하에서 증가하는 것은 signal generator 자체 Distortion 때문입니다

 

Pentode - 50% UL 의 동작특성 추가합니다. 주파수 특성은 40Khz 에서부터 서서히 감쇄하고 150 Khz 까지 peak 나 dip 은 볼수없습니다.


 

wqq.jpg







설명에 누가 보아도 뻔한 것이라고 생각돼서 쉽게 글 올렸는데---
Global feedback 은 회로를 보면 " Output to Input -> Input to Output " Around the world circulation " 입니다. -- It is obviously "GLOBAL"--

영어도 좀 알아야 의미가 통하겠네요 - 이것도 GLOBAL 은 모두가 알거라고 해서 일부러 사용했는데 --죄송합니다.

제가 신경을 더쓰지 않아서.


같은 이유로 Feed back 이라고 하면 Negative를 의미했는데 이런것 모르는 분에게 신경 안써서 이것도 죄송합니다.


Feedback에 negative , positive 둘다 있고 전지에는 +, - 가있고 전압에도 AC, DC 두가지가 있어서 반듯이 어느쪽이라고 명시 안 해도 많이 쓰는 것은 다 알아서 이해합니다.

 

물론 듣는사람의 수준에 따라서 모를수도 있습니다.

저는 이정도는 알겠지 해서 오는 실수입니다.

이런 실수는 앞으로도 계속 됄겁니다.







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http://www.diyaudio.com/forums/tubes-valves/265545-27gb5-pl504-same.html


According to the RCA tube manual there's a 27GB5/PL500. The PL504 is supposed to be a "sensibly equivalent" replacement for the PL500.

The EL500 XL500 and PL500 (6GB5, 13GB5 and 27GB5) all carry a published plate dissipation rating of 12 watts (Philips data). 

The EL504 and PL504 (there is no XL504) have a published plate dissipation rating of 16 watts (Philips data).

Most of the US data books show the EL/XL/PL500's with a plate dissipation rating of 17 watts. These tubes were used in some small color TV's in the US. The '504 was not given a US (JEDEC) type number. 

I have some Samsung XL500 and their internal structure resembles the older Philips EL500. I have 100+ XL500/13GB5 tubes with various US brands on them , and a few that are Mullard or Amperex branded. ALL of them are Mullard "made in Great Brittan tubes. These tubes have a larger internal structure than the Samsung tubes, that appears identical to the Philips PL504's that I have.

I suspect that at some point the tubes for the US market, and perhaps all of the '500 tubes got '504 guts to improve reliability. This was common with US made sweep (line output) tubes like the 6AV5. The 6FW5 was the higher spec version, but eventually all GE sourced 6AV5's had 6FW5 guts in them.


I know you want to use them at low voltage in my stereo tube amplifier for dummies 

PL 504 Vplate min = 50Vdc @ Vg1 = 0V
PL 500 Vplate min = 75Vdc @ Vg1 = 0V

PL 504 works a little better at low anode voltage than PL 500

Everything else is about the same.


pl500.pdf


pl504.pdf


I tested PL 504 starting from 24 Vdc anode voltage (it works with a very little audible distortion), it works quite well starting from 36 Vdc, instead PL 500 needs a minimum of 50 Vdc.


the big pentode EL5xx ( only pentode ) is EL 502 or EL 511 .
 
EL 500 ( PL ) = 12 W

EL 502 ( PL ) and EL 511 ( PL ) ( heater is 6.3 V~ 1.7 A or 1.3 A ) = 20 W

EL 504 ( PL ) = 16 W

the EL 502 is +/- EL 34 and socket is Magnoval , the mode " Triode " is very good 


RCA Tube Manual, RC-30, 1975, page 281





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13GB5-pp-circuit-detailed.pdf


ㄷㅈ.jpg

ㅎㄹㅠ.jpg


ㅁㄴㅂ.jpg

 

Trans 개발 시작품의 미국 으로의 송료도 무시할 수가 없어 망서리고 있었으나 너무 RSY님께 부담만 드리고 있어서 저도 참여 합니다..

 

zxcg.jpg








초단 은 3극관 으로 A1급 전압 증폭입니다. 입력신호를 증폭헤서 출력단 13GB5 Control Grid 에 공급합니다.  

둘째단은 위상반전 회로 입니다  

 

위상반전회로 Plate  Cathode 에 같은 값의 저항을 사용하면 여기에 유기되는 전압은 똑 같습니다. 출력은 Ground 를 기준으로 해서 볼때 Plate  Cathode 의 신호는 180도의 위상차가 생깁니다. 저는 이회로를 PK 분할형 위상 반전회로라고 부르겠습니다.

 

Cathode 저항에 Bypass Capacitor 가 없기 때문에 전부가 Negative Feedback으로 돼서 Gain  이 됩니다. (사실은 보다 약간 낮은 값). Plate 에 저항이 들어가 있는 Cathode follower 라고 보면 이해가 쉽습니다. 

특이한 점은 위상반전 회로가 전단 Plate에 직결 돼서 Cathode 저항이 충분히 높으면 A1급 동작이 자동으로 설정 됍니다.

저는 이 저항치를 진공관 증폭도 mu  1,000 ~ 2,000 로 잡습니다 mu  40 이면 40K ohm 이 됩니다. Plate 측과 Cathode 측의 Impedance의 불균형이 있지만 문제가 된다면 A2 급이 시작 돼는 최대출력 근처에서 입니다. A1 급 동작에서는 무시해도 상관없습니다.


13GB5 5극관으로 동작 시키면 출력단에 필요한 Drive 전압은 3극관으로 동작할때 보다는 좀 낮아 집니다.

실측한 3극관 동작 Plate V/I 특성에서 미루어 보면  100V pp 정도가 됍니다.  Max. Power  Input  1.5V rms로 잡으면 100 Vpp/(1.5x2.8Vpp) = 23.8, 최소한 25 배의 전압증폭이 초단에서 이루어져야 합니다.


저의 공식 - Class A1  Grid Drive Voltage (Peak to Peak) = Grid Bias Voltage x 2 

 

5GH8 3극부의 공칭 mu = 40, 이 정도면 쓸수 있을것 같습니다. 저의 1.5V 입력전압의 선택은 일반 Amp 보다 높아서 Volume 위치가 9시나 10시 에서 듣던 것이면 여기서는 1-2 시가 됄겁니다. 그 이상의 이득은 천체 NFB 에 사용 합니다. 쓰지 않는 필요이상의 이득 (높은 입력 감도) 은 S/N 비를 나쁘게 합니다.

초단의 Plate Load 저항은 되도록 높게잡고 공급 B 전압도 높게 했습니다.

Linearity 도 좋게, Gain 도 높게 하기 위해서 입니다.

위상반전 회로가 직결인 관계로 초단관 Plate 전압을 Bias resistor 를 조절해서 여기에 연결된 위상반전 관의 Cathode, Plate 전압이 B+ 전압의 1/3. 2/3 가 되도록 합니다. 즉 전압이 3등분 되는 것입니다.

(초단 Cathode에 2K ohm 가변 저항을 사용 하십시요)

출력단은 Plate 전류가 50ma 가 되도록 Bias 전압을 조절 합니다.

회로 오배선이 없으면 소리를 내서 최적 부하 를 알아봅니다AF Generator 하고 Oscilloscope 가 필요 합니다.

OPT 와 전원 Trans 관련글, 복합관 5GH8 관련 글은 이미 올려저 있습니다.

전압 증폭단과 위상 반전관으로 사용할수있는 복합관은 회로도에 나와있는 진공관 외에도 많이 있습니다. 


13GB5 는 Trans 와 충분한 간격을 유지하고 밑에서 많은 양의 공기가 공급 되도록 합니다. 진공관 수명이  뜨거울수록 단축 됩니다. (열 처리/관리를 보면 첫눈에 설계자의 수준을 알수 있습니다)

 

Phono 단은 Heater 만 점화 해서 Amp부를 완성하고 그 후에 2차로 Phono 단을 만듭니다.



 

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ff.jpg 


sasx.jpg

 

sxz.jpg


(1) Make sure the THD is below 1%.

(2)  Re- tuning the amplifier, raise the THD level by 2.5 times 


Now at 1W level, the amp puts out 10 times more and at higher power level  3-4 times more 2nd harmonics than 3rd harmonics.

The sound becomes more tube like soft/warm sound. 


第二次 高調波 優勢型 13GB5 Amp 가 만드러지는 과정입니다.
"13GB5 Challenges 300B"와 연결해서 보십시요.

첫째조건이 Linearity 특성이 같은 Driver 관과 출력관을 찾는것입니다.

3단 증폭인 경우는 위상이 같은단을 합칩니다. 선택이 그만큼 어려워 집니다.



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씽씽오리

이번 모임에 소개하려고 급하게 만들어 가지고 갔습니다

박사님께서 300B와 흡사한 특성을 가진 진공관이라 하여 13GB5 PP를 제작하였습니다

초단은 12AU7를  OPT는 R core 자로단축 KD-55를 사용했구요


고정바이어스에 출력관 케소드전류는 50mA, 전원전압은 310V, 최대출력은 15W*2 입니다

300B SE 와 소리결을 비교해보니 제귀로는 구분하기 어려웠습니다 (스피커는 JBL)

저역과 고역에서도 300B SE보다 힘있게 느껴졌습니다


진공관 에이징이 더 된다면 보다 낳은 소리를 들려줄것 같습니다

13GB5 SE 소리가 궁금해져서 이번에는 para로 제작해 보겠습니다

완성되는데로 PP 와 SE 특성도 함께 올리겠습니다



0623131637139949.jpg 



13GB5 는 Audio 용은 아니지만 300B 보다 Drive 가 쉽고 

KD55 로만든 OPT 는 고역이 월등하게 우수합니다.
저역도 PP라서 SE 보다 더 잘 날겁니다.



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<이 이상은 없다>  대단한 Amp 입니다.

최종 회로도 올려주십시요  Driver 단 삽질좀 했스면 하는 생각입니다.

제가 못한 것을 대신 해주시는 겁니다.


PARA  X 3.JPG

위   회로도 입니다


---


ㅔㅔㅔ.jpgㅏㅕ.jpg


R1-> 5K, R2->1K 가 좋을것 같습니다.


---


Mayo

10HF8 TUBE.JPG

 

처음으로  3극  Plat  특성을  체크 했습니다

올바르게  되었는지 . 밑에 그림과 비교하니  비슷하게 되었습니다.

 

한국에서도 진공관이  만들어 졌었군요..

언제 만들어져서  어떤 용도로  사용 되었슬까요?

전에  para  x   3  자작할 쩍에  위  tube 를  사용  테스트 했봐는데  소리가 좋아습니다


---


용도에 따라서 mu, rp 를 알아보고 동작점을 택합니다.

아래 동작점은 PP 회로 의 초단에 쓸려는 동작점입니다.

직결을 한다면  Vp=80v 에서의 동작상태를 Load 230 K 에서 알아본 것입니다.

Ip=0.8ma 라서  rp=25K 입니다.


10HF8 (K)-n.jpg


동작점은 용도에따라서 선택이 달라집니다.

rp 는 낮을수록 특성이 좋은 진공관이라고 볼수 있습니다.
rp 는 진공관 내부에서 자기가 만든 전력을 잡아먹는 역할을 합니다
따라서 전력을 취급하는 진공관 선택은 rp 가 낮은 것이 좋습니다.


위  5>3   진공관 

동작점을   1mA  이하에서 구동시킬려면  rp 가 높게  나오는군요..

같은 진공관이라 하더라도 rp 가 같은게 아니라는걸  이제야 알았습니다


---

바이어스.JPG

 

몇일을 두고 씨름을 하다 답이 나오질 않아서  질문 올립니다

위 회로도 점 A 까지는 사인파  가   입력신호 30배  가까운  파형이 나옵니다

점  B~~C  까지는  파형이 너무나 미세(입력 -30정도)하게  나옵니다

위  사항에서  출력관만  테스트 할수 있는 방법이  있는걸로 아는데..

 

제네레다 신호를  점 B 에  연결하니 바이어서 전압이  올라와서 않되는데..

부탁 드립니다

 

전에 이 회로도 대로  PARA  도 만들었는데.. 어찌된게 요번에는 신호 통로가  꽉 막혀 있습니다

 

출력 트랜스 는 이상 없습니다 ( D**  사 제품을  연결해도  안됨)

더운 여름날  건강 하십시요..


제네레다 FINE 을 이빠이 올리고 오실로프 게이지를 최대한 낯추고 8옴 출력단자 에 제법 큰 파형이 나오긴 합니다
근데 전원 볼트 는 전혀 나오질 않네요.  0.007V (AC)
출력단이 문제인것 같은데.. 관을 바꾸고 .47 케피시터도 바꾸고 교환 할건 다하고 ,
접지 다시 한번 확인하고...  귀신 곡할 노릇이네...
씽오리님 추천데로 2.5K OPT 1차에 220 인가하니 .. 8옴 단자에 13V나옵니다
잘못 된걸까요?



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조회 수: 1486, 2015-04-19 01:38:04(2014-04-07)


 


 

마요님 따라서 저도 13GB5  x3 Para 로 Amp 만드러 어렵게 만든 OPT  (4, 8, 16 숫자에 너무 집착 말도록 !  에서 만든 UL tap 없는 첫번째 OPT) 를 Test  했습니다. Driver 관은 마요님게 보낼려고 준비한 6LF8 을 사용 했습니다.

 

결론부터 이야기한다면 KD128 opt 성능 매우 좋습니다. 소출력에서 주파수특성은 10Hz 에서 20 KHz 까기 변동 없고 (+/- 1 db) 20 Khz 에서 서서히 감쇄합니다. 구형파 응답도 20Khz 에서 매우 우수합니다. (위 사진- 미세 noise 끼여있슴) OPT gap 은 약 12 mil 이고 1차 Inductance 는 8.6H (120Hz), Leakage inductance 는 120Hz 에서는 잴수가없고 1Khz 에서1.7mH 였습니다.

 

문제는 Amp 입니다. 매우 만들기 어려운 고난도 Amp 입니다. 제가 원하는 동작을 시킬수가 없어서 소출력에서 겨우 OPT Test 로 끝냈습니다. Bias 전압은 3개의 진공관이 같은 회로에 묶어 있습니다.


동작점은 Ip=120ma, Vp=220V, Vg= -40 로 측정 됐지만  3개의 출력관 동직점은 Grid Bias 전압만 같고 전류는 모두가 달랐습니다. 여러개 의 진공관을 갈면서 Test 했지만 50년을 방치한 NOS 진공관 의 첫 점화라서 초기 Aging 이  필요 한지 알수도 없고 더욱이 진공관 갈아끼고 마냥 기다릴 수도 없습니다.

 

상식으로 현대관이라고는 하지만 초기변동은 피할수 없을 것같습니다. Amp의 3개의 진공관은 개별 고정 Bias 로 해서 수동으로 조절하고 각 진공관 Cathode 에 전류계를 설치 해야할 것 같습니다. 앞면에 6 개의 전류계를 설치한다면 발전소의 배전판  같은 Amp 가 만드러 집니다. 본 Amp는 SE 로서 고전압 대형 송신관으로 간 것과는 달리 저전압 고전류를 시도해 보는 겁니다.   

 

동작점 Vp=275V, Ip=200ma,  Vg= -40V, Pout= 20W 가 Target 입니다.

특성 편차가 큰 3개의 진공관이 출력을 똑같이 부담하도록  설계- 제작 조정 --- 고수, 대가 할것없이 제대로 만들기 어려운 Amp  입니다.

 

OPT 자작을 하는 초보자에게는 같은 출력범위의  21LR8 쌍쌍(PP) Amp 를 추천 합니다. 



13GB5 3 tube- para  SE Amp 를 KD77 R-core OPT 로 만드러보면 어떨가요?

1)  DC 전압측정으로 정특성 조정

2) 신호 출력파형 Scope 로 보면서 조절

3) 구형파 응답특성으로 출력 대역폭  확인

4) 귀로 실제로 소리 듣고 최종조절


이제는 R-core OPT 로 최고급 SE Amp 만들수 있습니다.



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조회 수: 4267, 2014-04-23 01:11:35(2014-04-03)



 

마요님의 13GB5 3개를 Para 로 연결한 SE Amp 입니다.

KD128 R-core 로 만든 대출력 Amp 입니다. Mayo Amp 로 부르기로 합니다.

 

처음 KD128 OPT 사용은 RSY님의 808 입니다. Amp 특성 기다리고 있습니다.

KD128 OPT 검증 겸 Mayo Amp 를 여기서 다시 검토 해 볼려고 합니다.

Mayo Amp 관련 모든 댓글/질문은 여기 한곳으로 올려주십시요

 

아래 특성표는 참고로 올렸습니다.

rp=128 ohm 로 매우 낮아서 동작 전압  Load Impedance 모두 낮은 값을 택해서 설계 했습니다.

 

 




Mayo

opt 특성 이라고 해야 하는지..?
입력 3w 에서 100hz 부터 5khz 까지는 큰 변화 없다가 ....

그 이후 부터 서서히 떨어져 10khz 에서는 1.28w 로 떨어 집니다.


출력 임피던스 kyj 님 계산대로 한번 해봤습니다. 부궤환 을 걸지 않은 상태 입니다
제네레타 입력 2.8v, 8옴 단자에 8옴 저항 떼면 3.4v 입니다.
이것을 계산하면 (3.4 / 2.8 -1) x 8 = 1.71 입니다. 좋은건지 별로 인지는 저도 잘 모릅니다 ㅎㅎㅎ

-----

고역 특성이 좋지 못합니다.

1차 와 Leakage Inductance 를 재보십시요.  Leakage Inductance 는 2차를 Short 한 1차측 inductance 입니다.


1 Khz 에서 입력 하고 출력파형 같은 화면에 올려주십시요. 50 Hz 파형은 정상으로 보입니다.

기생발진 방지회로 가 고역을 Cut 한 것 아닌지 Check 해 보십시요

----


KYJ

저역도 그렇지만 고역특성에 문제가 있어 보입니다. 이것은 꼭 출력단만의 문제가 아닐 수도 있습니다. 각 단의 출력 파형을 살펴 보십시요. 입력단부터 차근차근 조사해 보아서 어디서 파형이 이렇게 일그러지는지 찾아보십시요. 파형을 볼 때 직류 고압이 스코프 입력에 걸리지 않고록 적당한 크기의 캪을 사용하던가 아니면 스코프 입력을 AC 카플링으로 놓고 보십시요.

3개 병렬로 한 출력단이 10KHz 방형파 특성이 이렇게 나쁠 수는 없습니다. 이것이 출력단의 문제로 판명된다면 출력트랜스에 문제가 있다는 말이 됩니다. NFB가 없어도 이보다는 파형이 깨끗하게 나와야 됩니다. 우선 1KHz 방형파 특성도 신통치 못하네요. 이 주파수의 방형파는 매우 깨끗하게 나와야 합니다. 여러가지 이유로 입력단에 부유용량 (배선 등등)이 많아지면 고역을 많이 잡아먹게 되어 특성이 나빠집니다. 이 상태에서도 소리는 웬만큼 나겠지만 고역이 그리 좋게 들리지 않을 것 같습니다. 오디오 라고 해서 배선을 적당히 하게 되면 고역을 잡아먹는 일이 흔합니다.


0.7H 라면 700mH 라는 말인데 누설인닥탄스가 정상보다 100배가 크다는 말입니다. 7mH도 그리 적은 수치가 아닙니다. 강박사님 말씀대로 2차 결선이 잘못되어 있을 가능성이 있습니다. 권선 방향, 즉 극성을 잘 따져 보아야 하는데... 이때 LCR메터가 있으면 편합니다. 직렬인지 병렬인지 아니면 극성이 반대로 되어 있는지 금방 알 수 있습니다.

---


Mayo

LCR   메타는 있는데...응용을 다하지 못하고 있습니다.

OPT 에서  나와있는선은

P..B+    1차

0 R  ,    4R     8R    2차 입니다

누설 인닥턴스는 이 2차를 전부 묶고  P와 B+ 을 테스트 했습니다.

다시 해도  0.7 H   이군요.

배선을 확인 해 보겠습니다. 그런데  LCR  메타로 확인가능한  팁을  조금만 주시죠.



KYJ

일차 직류 저항은 작은 편이라 좋습니다. 일차 인닥탄스도 그 정도면 3병렬 암프에서는 낮은 편은 아닙니다. 다만 누설 인닥탄스가 엄청나게 큰 것이 문제 입니다. 정상이 아닙니다.

---


초단 플레이트 저항만 바꿔 달았습니다13gb5 x 3 1.JPG

13gb5 x 3 1.JPG 

NFB  사용한  최종 회로도  및   구형파형  올려봅니다

------

진공관 시대 에는 진공관 Amp 의 설계에서 출력을 가장 중요시 했습니다.

일차적 으로 출력이 몇 Watt 냐가 Amp 의 크기와 값을  정합니다.

 

지금 장사가 목적이 아닌 자작인에게는  자기가 원하는 출력에 맞는 Amp 를 만들고  특성에 중점을 둡니다.

고역 저역  기술적인 면에서는 같은 비중을 두어야합니다.  20hz-20 Khz 라는 넓은 대역에서 사람에 따라서

강조하는 것이 모두 다릅니다. 귀의 감도 특성 역시 모두 다릅니다.


자기가 원하는 소리 (Reference) 가 없으면 Amp 는 당연히 전 대역에서 Low distortion 이 제작 목표가 됍니다.

60hz 이하 저역 재생에서 Distortion 이 크면 2-3차 Harmonics 가 많이 방출돼서 저음이 잘 난다고  Distortion 을

즐깁니다. - 즉 가짜 저음을 만드러 내서 즐기는 겁니다.

 

우리가 소리를 듣고 식별하는 주파수대는 중역이고 세밀한 (해상도) 소리는 고음부가 만드러 줍니다.

악기는 기수차  우수차 Harmonics 를 모두 만드러 내면서  그악기의 소리 특성이 정해집니다.


일부러 진공관에서 나오는 2차 Harmonics 를 3차 Harmonics 에 뒤집어 씌워서 소리가 부드러워 졌다, 따뜻해 졌다고 합니다. 정도가 지나치면 소리가 뭉게지고 저급 Amp 특성이 됩니다. (진공관 Amp 의 특징)

---


opt  특성.JPG

스코프 사진 및  opt  주파수 특성 올려봅니다

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ㅊㅊ.jpg


입력 파형에도 약간의 흔들림이 있습니다. 적어도 입력 신호는 직각이 돼도록 조정해야합니다.

Generator/ Scope/ Probe 3기계를 모두 점검 조절해야 할것 같습니다.

Instruction Book 를 보시면  Calibration  방법이 있슬 겁니다.

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KYJ

방향파 응답특성이 많이 좋아졌습니다. 그런데 양극저항 바꾼 것 만으로 이런 개선이 되었다는 것은 이해할 수 없겠습니다.

참고로 전에도 한번 올린일이 있는데, 
누설 인닥탄스는 주먹구구식 으로 말하면 출력 트랜스 1차 임피던스 1K ohm 당 1mH 면 상당히 우수한 편이라고 합니다. 

출력 트랜스 1차 임피던스가 3 키로 옴이라면 3mH 정도라는 말입니다.

1차 인닥탄스와 누설인닥탄스의 비를 퀄리티 팩터라고 하는데 유명한 맥킨토시 암프 출력트랜스는 그 비가 80,000:1이라고 합니다. 토로이달 출력트랜스 중에는 100,000:1 혹은 200,000:1을 주장하는 것들도 있는데 얼마나 믿을 수 있는 숫자인지는 잘 모르겠습니다.

-----

Mayo


kd 128 opt  주파수 실험 

인탁던스  6.3h  와  3.0h  차이점을 여기에 올립니다.

박사님을 비롯한 고수님  고견 부탁드립니다.


opt  특성.JPG

위에 사진은 인탁던스 6.3H  입니다


opt 특성1.JPG

초보인 제가 봐도  아래 그림이 나은것  같은데....


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KYJ

6.3H의 것이 위의 파형이라면 상당히 우수한 결과로 보입니다. 3H의 것은 인닥탄스가 작음에도 불구하고 고역이 더 나쁘게 나왔네요. 같은 10 KHz 방형파 특성에서 아랫 것은 링잉이 보입니다. 이것은 고역의 밴드폭이 제한되어 있다는 의미입니다.

보통 방형파 특성이 깨끗하게 나오면 방형파 주파수의 거의 10배 정도 까지 주파수 특성이 어느정도 평탄하다는 의미로 볼 수 있습니다.

한번 1W 에서 주파수 특성을 재 보시고 정격출력에서 다시 재 보십시오. 정격출력에서 20Hz ~ 20KHz 에서 비교적 평탄하다면 우수한 암프로 볼 수 있습니다. 이를 Power Bandwidth 라고 합니다. 

1W 에서 잴 때에는 4옴 부하 때에 출력 사인 웨이브의 피크전압이 2.8V 가 되도록 입력전압을 조절한 후에 재시면 됩니다.


그런데 나는 옆에 있는 데이터는 자세히 보지도 않고 파형만 보았습니다. 그런데 이 데이터 상으로 보면 6.3H 쪽이 역시 고역이 빨리 감쇄하는 것을 볼 수 있습니다. 그렇긴 해도 종합적으로는 역시 6.3H 쪽이 좋습니다. 그리고 1dB 감쇄점은 1KHz 때의 레벨 보다 10% 떨어지는 점입니다. 대략 2dB, 3dB 감쇄점은 각각 20%, 30% 감쇄하는 점입니다. 고역은 30KHz 에서, 1 혹은 2dB 떨어진다 해도 음질의 변화는 별로 느낄 수 없는 것 같습니다. 


물론 스피커에 따라 다르겠지만 더 이상의 고역은 어차피 듣지도 못합니다.





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조회 수: 2063, 2013-09-17 09:33:18(2013-09-09)


 

 

 

 

새로 얻은 정보로 좀 더 보완해서 다시 올리겠습니다


아래 회로의 문제점들

(1) 출력관 Cathode 에 공통으로 삽입됀 100 ohm 이 너무 커서 출력 저하를 초래 합니다.

(2) 5GH8의 rp 가 커서 위상반전관 전압을 3등분하면 초단관의 grid bias 전압이 너무 내려갑니다.

 

 

 

 



* 회로 변경/설명

Feedback 회로의 100 ohm 저항을 가변으로, 2K 저항을 200 ohm 고정으로 고첬습니다. 

이렇게 하면 NFB 조절이 좀 더 쉬워집니다.

 

(A) 출력관 Cathode 에 공통으로 들어가있는 100 ohm 저항은 3가지 역할을 합니다 

1) grid bias 전압공급 - 부분적으로  

2) plate 과전류 보호 - 부분적으로  

3) 일종의 NFB 로 신호 전류 불균형 조절 - (직류 전류에는 효과 없슴)

 

(B) Cathode 10 ohm 저항은 전류 측정용, (Plate 에 삽입할수도 있습니다)

 

(C) Screen grid 의 100 ohm 저항은 Plate Cap 연결이 open 됐을때에 과전류 보호 --- 중국제 Plate Cap은 

접촉이 나빠서 조심 해야 합니다. 저는 100 ohm 저항 을 1/8W 급을 사용해서 Fuse 대용으로 씁니다.

 

Bias 전압  한계를 -46V 로 넓혔습니다.

 

Push Pull 회로에서는 2개의 진공관 특성이 서로 같아야 Push Pull 동작이 제대로 됍니다.

그래서 돈 더주고 누구나 "Matched Pair" 를 삽니다. eBay 에서 보면 무조건 "Matched Pair" 라고 하는것 같습니다.

저는 특성이 같은 것이 필요하면 특성을 재보지만 대부분의 사람들은 믿고 그냥 씁니다. 가장쉽게 재는 기계로 진공관 Tester 가 있는데 Gm 을 meter 로 읽는 기계 입니다. 이 수치가 같으면 "Matched Pair" 라고 하는 것 같습니다.


이 수치는 증폭도 mu  와 rp 의 비율을 표시하는 것으로 특성이 다른 진공관도 얼마던지 같은 Gm 일수가 있습니다. 우리가 원하는 것은 동특성의 Match 입니다. 동특성 Match 는 Plate V/I 에서나 판단이 가능 합니다. 그래서 저는 적어도 출력관 전류만이라도 개별적으로 조절 하도록 했습니다.

 

Matching 이 잘 않돼면  Distortion 이 증가 합니다. 특히 제2고조파가 많이 출력해서 SE Amp 특성에 가까워 집니다.

 

* Amp 조정

1) 출력관 Cathode 의 10 ohm 양단 전압이 0.5 ~ 0.6V 가 돼도록 Bias 전압을 조절 합니다.  

회로의 시정수가 커서 Setting 이 안정돼는데 시간이 걸립니다.

 

2) Feedback 회로의 100 ohm 저항을 "0" 로 하고 5GH8A (T)  cathode 가변저항 2K ohm 로 5GH8 (P)  Cathode 전압이 103V 가 되도록 조절합니다.(Vb- B 공급 전압의 1/3)  rp가 높은 진공관은 vp 전압을 낮게 (103V) 조절이 안됩니다. 반드시 복합관을 시용할 이유는 없고 TV RF Amp 용 3극관에 rp 가 낮은 관들이 많이 있습니다.

 

3) Feedback 회로의 100 ohm 가변저항을 출력파형을 보면서 잉여 이득을 이용해서 Distortion 을 최소화 합니다

 -- 제작/사용자의 선택으로 동특성 조절용입니다. 

 --고급 topic 입니다만 2차 고조파 출력양 조절을 할수가 있습니다.  

 

 자기발진이 생길 경우 1-2 K ohm 1/4W resistor 를 각 진공관 Grid 에 최단거리로  삽입해 주십시요.

 Grounding 하는 것과도 관련이 있습니다.



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