Série de PCB universels pour la construction d'amplis à lampes : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Les circuits à tubes ont été une étape cruciale dans le développement de l'électronique. Dans la plupart des domaines, ils sont devenus complètement obsolètes par rapport aux technologies à semi-conducteurs moins chères, plus petites et plus efficaces. À l'exception de l'audio - à la fois en reproduction et en direct. Les circuits à tubes étant relativement simples et principalement des travaux mécaniques liés à la fabrication d'un amplificateur à tubes, ils sont idéaux pour l'auto-construction - le bricolage. Ils sont sûrement connectés à une haute tension et peuvent donc être dangereux, mais si certaines directives de base sont suivies, la plupart des dangers peuvent être évités.

La première approche de la construction de circuits à tubes était ce qu'on appelle le point à point, où les fils d'éléments étaient directement fixés aux douilles de tubes, pots, prises.. à l'aide de diverses bornes. Pour faciliter la production de masse, les entreprises ont alors commencé à mettre les éléments sur différentes planches (certaines approches s'appelaient encore point à point, même si ce n'était pas vraiment le cas). De nos jours, la plupart des composants électroniques sont fabriqués sous forme de PCB - des cartes de circuits imprimés. De nos jours, même la plupart des conceptions de tubes produites en série sont fabriquées sur des PCB. Mais les PCB présentent certains inconvénients pour le monde des tubes: - les tubes produisent beaucoup de chaleur lorsqu'ils sont allumés, donc même en fonctionnement normal, ils sont susceptibles de réduire considérablement la durée de vie du PCB - la plupart des circuits à tubes sont si simples et directs, et l'utilisation (haute tension) éléments si gros qu'il n'a pas vraiment de sens de produire des circuits à tubes sur des cartes entières - il y aurait principalement de l'espace vide et peu de traces avec quelques tampons - vraiment un gaspillage de matériau FR4 - de nombreux composants du circuit à tubes sont trop lourds ou trop encombrants pour être montés directement sur le PCB (transformateurs, selfs), d'autres sont inadaptés au PCB en raison de contraintes mécaniques (les tubes dont les embases sont montées directement sur le PCB doivent être remplacés avec précaution)

D'un autre côté, il est parfois difficile de souder directement sur les pièces de l'ampli, et certaines ont tendance à être endommagées au cours du processus (j'ai réussi à ruiner pas mal de commutateurs en les soudant). Il est également difficile de dépanner et d'entretenir les appareils construits classiquement point à point, encore plus s'ils ne sont pas construits avec une très bonne planification. Le PCB offre un moyen solide et détachable du châssis de fixer les éléments.

La situation appelle donc un câblage à moitié point à point, similaire à ce qu'ils ont fait dans des amplis de guitare connus comme Marshall ou Fender. Beaucoup de constructeurs utilisent encore leur approche avec d'excellents résultats. Mais l'approche Fender - Marshall présente quelques inconvénients:

- ils utilisent principalement des composants axiaux, qui sont rares et donc moins abordables- la plupart des éléments du circuit sont en parallèle, ce qui entraîne une perte de place et peut entraîner du bruit, des oscillations et un couplage d'éléments- il y a de longs fils exposés sur les cartes- ceci La carte est alors souvent montée au centre du châssis, poussant tout le placement du tube hors de celui-ci, ce qui est encore une fois sous-optimal

La conception simple et assez similaire de la plupart des circuits hi-fi et guitare nous permet d'utiliser une approche modulaire dans la construction d'amplis à lampes, en utilisant des modules PCB. L'étude des schémas nous aide à concevoir des circuits imprimés, où il n'y a pas d'espace perdu avec des éléments en parallèle, mais suivez les règles de routage des traces. La conception double face nous permet de réduire la taille des modules et d'utiliser les deux côtés de la carte. Nous pouvons souder des connecteurs sur des circuits imprimés, ce qui facilite encore plus le dépannage et l'entretien des appareils.

Pour un bricoleur ce n'est pas pratique de concevoir un PCB pour chaque projet, ce serait assez cher ! Mais la simplicité et la similitude des conceptions de tubes communs nous permettent de concevoir des PCB, qui sont utiles pour la plupart des applications.

Voici une "collection" de quelques PCB que j'ai conçus pour faciliter la fabrication d'amplis à lampes.

• PCB point à point double triode
• carte PCB de pile de tonalité
• PCB stompswitch
• PCB à deux commutateurs

Étape 1: Double Triode/Noval/Préampli PCB

La section préampli est assez similaire dans la plupart des applications à lampes et se compose généralement de séries de doubles triodes dans des boîtiers novateurs, souvent des tubes 12AX7. Parfois, il y a une configuration de suiveur de cathode, mais la plupart du temps, il n'y a que différentes combinaisons de valeurs d'arrêt de grille + résistance de plaque + capuchon de dérivation de cathode + résistance de polarisation + valeurs de capuchon de couplage. Ce n'est donc pas une tâche si exigeante de concevoir un circuit imprimé, qui serait assez universel pour la partie préampli du circuit d'ampli - ou pour le tube noval (les filets sont faits de telle sorte que la plupart des triodes non doubles noval les tubes peuvent être utilisés facilement). PCB a été conçu pour s'adapter à un boîtier rack 1U (le tube étant horizontal) - sinon il serait avantageux de l'agrandir un peu. C'est à l'utilisateur de déterminer quels éléments vont de quel côté du PCB. La sérigraphie n'est ici qu'une aide à l'orientation.

Le circuit imprimé est conçu pour être associé à une prise Belton neuve. Il est fixé à travers la prise (donc l'échange des tubes n'est pas une contrainte pour le PCB). Il doit être fixé aux prises avec quelques entretoises entre les deux. Une extrémité de certains fils d'élément est soudée directement à la prise, d'autres sont soudées au PCB. Il y a quelques groupes de trace de tampon supplémentaires (le nom commun est net) sur la carte pour aider avec différentes configurations. Pour mieux expliquer le PCB, il est probablement préférable de passer par les broches du tube. _

- au "sud" du PCB il y a un "ground bus" avec quelques traces allant aux endroits correspondants sur le PCB- au "nord" il y a deux filets prévus pour B+ - il doit y avoir un cavalier (ligne blanche) installé pour les connecter (ce détail rend ce PCB utile également pour les tubes noval non double triode)

1 - plate1 - (ligne blanche marquée d'un 1 sur le côté opposé) - fait de manière à ce que le fil aille vers le filet marqué sur le PCB, puis il y a la place pour la résistance de plaque (marquée R7) et le couplage de l'étage le capuchon peut être soudé dans l'un des filets de "réserve"2 - est la grille1 (ligne blanche marquée d'un 2) - le capuchon de couplage ou le bouchon de grille peut être monté directement sur la cosse à souder de la prise si nécessaire - R1 est dessiné pour être une fuite de grille résistance - le pad R1 à la terre peut également être utilisé pour connecter l'écran du câble blindé3 - est cathode1 (ligne blanche marquée d'un 3) - conçu de sorte qu'il y ait une résistance cathodique et un capuchon de dérivation soudé sur la cosse de la prise et dans le plot de terre directement à l'autre extrémité 4 et 5 ne sont pas marqués, 9 est marqué mais n'a pas de réseau dédié - 4, 5 et 9 sont des broches chauffantes - en tant que fervent partisan du chauffage CC, je ne connecte toujours que 4 et 5 dans mes doubles triodes et suplly 12, 6V - les fils pour le chauffage vont directement aux cosses à souder de la prise, mais passent deux gros tampons comme une forme de contrainte ef6 - est plate2 - même fonction que 1 - est conçu pour avoir un fil allant au réseau dédié, puis il y a R9 comme résistance de plaque et vous pouvez utiliser l'un des réseaux "de réserve" pour fixer le condensateur de couplage de l'étage7 - est grid2 - la même fonction que la broche 2, mais au lieu de cela, R8 est dessiné comme emplacement pour la résistance de fuite de la grille8 - est la cathode2 - la même fonction que la broche 3 (9 - est la prise centrale de l'appareil de chauffage dans une configuration à double triode, dans certains tubes nouveaux ayant l'autre fonction. Habituellement, j'omet cette broche ou même je casse la cosse à souder de la prise)

De l'alambic, j'ai pris l'habitude d'ajouter un condensateur de filtre de puissance dans le cadre du circuit, j'ai donc inclus de gros plots connectés à la fois à la terre et à B + sur le bord est pour cela..

Étape 2: PCB de pile de tonalités

Dans les schémas de la plupart des amplis de guitare à lampes, vous remarquez que les "tone stacks" sont assez similaires. Selon l'impédance de sortie de l'étage précédent, il existe deux conceptions principales (avec de légères variations, connues sous le nom de Fender et Marshall). Je les ai combinés tous les deux dans un seul PCB. J'ai également écrit la plupart des valeurs communes des éléments utilisés dans le tableau de sérigraphie sur la couche inférieure. (La raison pour laquelle j'ai conçu un PCB séparé pour la pile de tonalité est que toutes les autres pièces du préampli sont rassemblées autour du tube, mais la pile de tonalité est faite autour des potentiomètres. D'après mon expérience, il est tout à fait possible de mélanger le câblage dans cette partie de le circuit. Les éléments utilisés dans la pile de tonalité de tube sont à haute tension et ont donc tendance à être trop gros pour être pratiquement fixés sur les cosses à souder du pot. Étant également à haute tension, je ne me sens pas risqué de les laisser pendre contre la plaque avant (conductrice) D'un autre côté, les avoir avec d'autres éléments de préampli autour du tube apporte de longues longueurs de câblage inutile. Le PCB est fait pour les potentiomètres à montage sur PCB - certains puristes sont contre cela, mais ce PCB est si petit et léger qu'il n'y a aucune chance de tourner les pots visseraient la connexion. Pour les âmes sensibles, il y a trois trous de montage fournis. Les plus petits trous non plaqués sur le circuit imprimé sont destinés à réduire la tension des fils. R1, C1, C3 et C4, ainsi que le les pots VR1-3 sont parties ordinaires du circuit, pots disposés à la manière TMB. Il n'y a pas de place pour le pot de volume - j'étais limité à 10cm de largeur à la planche pour l'avoir au prix de vente… Et le pot de volume n'est pas toujours directement après la pile de tonalité - il y a J3 pour le connecter, au nord le signal, au sud la terre. C2 est là pour ponter C1 avec une capacité supplémentaire, ce qui rend les médiums un peu plus élevés - il peut être activé sur le J2. Le grand pavé carré dans le réseau de terre est là pour permettre la connexion de l'écran d'entrée

Étape 3: Commutez le PCB d'en-tête

Je ne crois pas avoir déjà fait frire un seul élément électronique avec de la chaleur de soudure, et tout le monde met autant en garde à ce sujet. Les circuits intégrés, les transistors, les diodes, etc. peuvent subir de nombreux abus thermiques avant de vous arrêter. A l'exception des interrupteurs et potentiomètres (piher en plastique). Le fil ne colle pas bien, vous remettez votre fer à souder sur la cosse… et la cosse bouge à sa place, vous avez fait fondre du plastique mou autour d'elle. Il y a de fortes chances que l'interrupteur commence à coller et à se fissurer tôt ou tard. Avec tous les éléments, pour lesquels il est le plus pratique de les faire souder directement sur le switch (rappelez-vous essayer de souder un composant en série avec le switch) il est beaucoup plus probable que vous le ruiniez. Ou faites un nid en désordre sur ses cornes. Le problème suivant est la tension du fil - vous terminez votre projet, mettez tous les fils dans un ordre précis, puis attrapez l'un des fils de l'interrupteur par accident et il casse - adieu les efforts de la dernière heure, vous devez le dévisser par l'avant plaque (ou une pédale) et ressouder les fils. Parfois, il est pratique d'avoir la possibilité d'utiliser un connecteur ordinaire sur un interrupteur, de ne pas le dessouder à chaque fois qu'il doit être retiré. Et s'il y a une force excessive sur le fil, il ne casse pas, mais le connecteur lâche - et vous le reconnectez simplement.

Ainsi, au lieu d'un interrupteur à cosse à souder, vous utilisez un montage sur PCB. Vous pouvez souder tous les fils en place et souder également les broches du commutateur sans craindre de détruire le commutateur. La connexion est organisée sous la forme d'un en-tête bien connu à une rangée de 2,54 mm - vous pouvez l'utiliser pour effectuer des connexions internes ou installer un connecteur. Il y a quatre grands trous traversants plaqués, qui peuvent être utilisés comme décharge de traction pour le fil entrant ou pour effectuer des connexions supplémentaires nécessaires.

Il existe deux variantes de ce PCB, une basse et une haute tension. HV n'est pas fabriqué avec le modèle de 2,54 mm, car cela viole la distance de fuite / d'isolation normalisée nécessaire. J'ai commandé que ces PCB soient uniquement marqués, pas coupés, afin que je puisse créer des lignes ou des colonnes entières sans effort si l'utilisation de plus de commutateurs est souhaitée. Conçu pour le commutateur DPDT (le plus utilisé).

Étape 4: PCB Stompswitch TB

Je sais que personne n'utilise de stompswitches dans les constructions d'amplis à lampes, mais ce PCB faisait partie du même lot - et faisait partie du même état d'esprit. Disons une mise à niveau de la plaisanterie précédente du commutateur DPDT. C'est juste mon rendu du petit PCB que chaque vendeur de kit de pédale propose à un prix nauséabond.

Si le câblage des commutateurs peut généralement être gênant, il est deux fois plus gênant de câbler correctement un stompswitch 3PDT pour un true bypass. Cela peut vous prendre le même temps pour souder l'ensemble du circuit de pédale que pour faire le câblage des jacks et des stompswitch. Et c'est à chaque fois les mêmes pâtes, pas la belle aventure de faire un nouveau circuit.

Ce PCB comprend: - des plots pour un stompswitch 3PDT à montage sur PCB - des plots de connexion jack d'entrée et de sortie séparés avec des trous de décharge de traction - les jacks seront enfin soigneusement câblés et le fil ne se cassera pas même après avoir retiré le circuit pour la 10ème fois de le boîtier - 4 plots d'en-tête à broche simple ligne de 2,54 mm. Cela vous permet de mettre un connecteur sur l'un ou l'autre côté de la connexion avec le pcb principal de l'effet. La décharge de traction ici est un grand rectangle car j'aime utiliser un câble plat pour cette connexion. Le brochage (I-gnd-B+-O) convient à mon brochage standard lors de la fabrication de pédales à partir de zéro. - disposition pour résistance compte-gouttes LED et LED pour ne pas faire de ces connexions un désordre malsain suspendu dans votre boîtier de pédale- distance zéro au périmètre du commutateur sur le bord sud pour vous permettre de monter le commutateur aussi près que possible du mur du boîtier - pour donner placer d'autres segments importants.

Étape 5: Je veux les faire aussi…

google moi pour les gerbers ou les PCB si vous en avez besoin.

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Ceux qui demandent les schémas ne comprennent certainement pas le concept de ces PCB. Ils sont conçus pour être universels, multi-applicables ou quel que soit votre nom. Vous prenez le schéma que vous souhaitez utiliser, l'analysez puis choisissez quel élément va où dans mon tableau pour le rendre optimal. Vous ne demandez pas où mettre vos chaussettes lorsque vous achetez le tiroir.