De Bouw van een Audio Compressor met Buizen
Nu we met de bouw van een audio compressor met buizen beginnen bedenk ik me dat het handiger is als op deze compressor voor LPAM doeleinden ook een 4500Hz filter bevat.
Ook vaste site bezoekers zoals Rob doen de suggestie om zo’n filter in de compressor mee te nemen. In het chassis ontwerp hierboven zie je dat ik dat idee al heb geïntegreerd.
We bouwden al eerder een succesvol werkend 4500 Hz filter maar met enkele kleine aanpassingen worden de prestaties van dit filter nog beter.
Je leest er meer over in DIY 4500Hz filter 2.0.
Het chassis
Het chassis voor de Bouw van deze Audio Compressor.
Het vergde een ruime middag in de garage om dit te fabriceren. Aan de slag met Workmate, schuifmaat en boormachine en dan krijg je bovenstaand resultaat.
Het ontwerp en de indeling van dit chassis voor de compressor en het 4500Hz filter vind je bovenaan deze pagina.
De basisvorm van het chassis heb ik weer van Andre van Beynum betrokken. De tekening op basis waarvan je hem kunt verzoeken dit ook voor jou te doen vind je op de pagina Waar vind je die Radio Onderdelen?
De ruwbouw van onze Compressor met Buizen
Na weer een avondje knutselen zitten de grote componenten op hun plaats en kunnen we met de naughty details beginnen.
Stap voor stap
Stap voor stap bouwen en testen is mij bij de audio power versterker goed bevallen dus ik besluit die werkmethode ook bij de bouw van een audio compressor toe te passen.
Ik begin met de eindtrap en de negatieve roosterspanning voor die trap. Ik sluit de ingangsroosters van de eindtrap aan op de eerste triode van de ECC83 en ook die triode sluit ik volledig aan.
Nu kan ik de eindtrap testen zonder dat de sidechain daar nog enige invloed op heeft. Het resultaat moet goed zijn voordat we met de side chain, het compressie regelcircuit, aan de slag gaan.
De eerste test
Alle theorie, experimenten en leerervaringen overslaan en direct naar het eindresultaat? Klik hier op audio dynamiek compressor voor radiozenders
De eerste test met deze audio compressor met buizen kan beginnen. Spannend moment altijd. We beginnen weer met het voorzichtig onder spanning brengen van de compressor via de Variac. Eerst 50 V dan 100, 150, 200 en tenslotte 230.
En ondertussen goed luisteren, ruiken en kijken. En meten. Hoe zien alle spanningen op belangrijke plaatsen er uit? Is dat in overeenstemming met mijn verwachtingen?
- De Bouw van een Compressor met Buizen -
Spanning is te hoog!
Bij het ontwerp van deze audio compressor met buizen heb ik even geen rekening gehouden met het gegeven dat 240 V wisselspanning ruim 300 V gelijkspanning oplevert.
Ik besluit de hoogspanning te halveren. Dat kan omdat de voedingstrafo zijn hoogspanning afgeeft wie twee aparte wikkelingen die allebei 120 V wisselspanning leveren. Die 120 V gelijkgericht levert 168 V gelijkspanning op. Met wat weerstanden en flinke Elco’s maken we daar 150 à 160 V van.
Met deze lagere voedingsspanning kunnen we met een veel lagere negatieve roosterspanning volstaan. Het schema van de voeding vind je op de volgende pagina.
Even opnieuw de karakteristiek van de ECC82 erbij halen en nu bij 150V een werkpunt bepalen.
10 mA lijkt me aardig midden in de karakteristiek en gezien de anode loadline kom ik dan bij -3V uit. Voor - 3V bij 10 mA hebben we een kathode weerstand van 300 ohm nodig. Dat moet te doen zijn.
Maar nu doemt er een ander issue op in de audio compressor met buizen !
Wat gaat er mis in de push-pull schakeling
We zien bij eindbuizen die in een push-pull schakeling worden gebruikt dat hiervoor een zogenaamd paired koppel buizen worden gebruikt. Die buizen zijn er dus op geselecteerd dat ze precies dezelfde gedragingen vertonen.
Ik ging er in mijn naïviteit vanuit dat dit laatste bij twee trioden in dezelfde glazen ballon gemonteerd ook wel het geval zou zijn. Niets blijkt minder waar. De twee triodes vragen een verschillende negatieve roosterspanning om op dezelfde anode stroom uit te komen.
Gelijke anodestromen realiseren
Met wat experimenteren leren we dat bij deze buis de rustspanning (kathodespanning) van de beide trioden ongelijk moet zijn. Op punt 8 hadden we 2,25 V nodig voor ruststroom van 10,63 mA.
De andere triode heeft op punt 3 een spanning nodig van 2,46 V om op dezelfde ruststroom uit te komen.
De verhouding is die twee spanningen is 2,46/2,25= 1,093333
Die verhouding nemen we mee naar de berekening van de kathode weerstanden die we nu gaan inzetten.
We gaan rommelen in de weerstandenbak om weerstanden van precies de juiste waarde vinden.
In dit geval kwam ik uiteindelijk uit bij twee meetweerstanden die exact 10,1 ohm zijn. Deze weerstanden gebruik je om de stromen door de buisjes te meten. De spanning over deze weerstanden moet exact gelijk zijn.
Voor de triode van aansluiting K3 op drie weerstanden parallel van (10K) 9800, (680) 679 en (560) 558,5 ohm. Plus 10,1 levert bij elkaar 307,24 ohm op. Bij een verhouding 1,093 moet dan de andere kathode weerstand worden 307,24/1,093 = 281,10 ohm.
Voor de triode met aansluiting K7 werd het (1000) 999, (380) 382, (15k) 15,24k en (220) 221k. Samen met de meetweerstand leverde dat 281,1 ohm op.
Het resultaat is 9,9 mA op beide trioden :-). Muziek aansluiten en luisteren.
- De Bouw van een Audio Compressor met Buizen -
De side chain in actie ☹
De tweede triode aangesloten en vervolgens een signaalgenerator met 1000 Hz 0,2V – 0,5V op de ingang gezet van deze audio compressor met buizen.
Dat valt tegen.
De tweede triode versterkt die spanning ongeveer 10 maal. Dat levert dus 2 tot 5 volt signaal op de gelijkrichter op. Daar blijft 1,3 tot 4,3 V van over na de brugcel. Dat is te weinig.
De oplossing
Ik ga dit proberen op te lossen door de anode weerstand van de tweede triode te vervangen door een trafo die daar ongeveer 50 kohm impedantie gaat aanbrengen en secundair 3,3 kohm belasting aan kan.
Daarvoor heb ik een Hammond 1140-LN-D trafo besteld. Die trafo staat voor 40k primair en 2,4k secundair bij een wikkelverhouding van 4:1. Door de impedantie van de belasting secundair iets hoger te nemen moet de primaire impedantie ook iets stijgen. Zo kom ik op 50K:3.3K.
De audiotrafo moest uit Canada komen maar binnen een week leverde Mouser hem netjes af. Het beoogde resultaat was er toch nog niet helemaal. Het signaal dat de side chain produceerde was nog steeds niet krachtig genoeg.
Wat nu?
Het chassis biedt nog ruimte voor een extra buis. Die ruimte was bedoeld voor het 4500Hz filter maar dat is nu even van later zorg. We gebruiken een halve ECC83 voor extra versterking in de side chain.
Het schema van de analoge audio compressor met buizen ziet er nu in deze testfase als volgt uit. (schema verschijnt deze week)
Klik op afbeelding voor grotere weergaveJe ziet dat in de side chain de attack-time-instelling en de release-time-instelling nu uit elkaar zijn getrokken wat een betere regelmogelijkheid biedt. Hiervoor moest in het chassis ruimte worden gemaakt en een gat aangebracht voor een extra potentiometer. Verderop meer over deze regeling.
De bouw van een audio compressor met buizen II
Een toongenerator aangesloten en de scoop met één kanaal op de side chain en één kanaal op de uitgang laten een fantastisch beeld zien.
Er is een kleine condensator nodig om het gelijkrichtte signaal van de side chain iets af te vlakken. Zonder die condensator veroorzaken inschakelpieken van de side chain enige vervorming
De compressie van het signaal laat zich regelen tot 90% signaal reductie zonder dat vervorming zichtbaar is.
Frequenties van 50 - 200Hz dempen iets minder dan hogere frequenties. Dat betekent dat die transformator in de side chain iets meer moeite heeft met deze lage frequenties.
- De Bouw van een Audio Compressor met Buizen -
Muziek aangesloten
We lijken de bouw van een audio compressor met buizen te kunnen gaan afronden en sluiten muziek aan op de ingang en een versterker op de uitgang.
De bouw van een audio compressor met buizen III
Er begint muziek uit te komen. Maar er is veel demping, en vervorming in het geluid.
Voor de afregeling van deze audio compressor met buizen had ik een metertje aan de uitgangstransformator gehangen. Dat metertje moet een indicatie van de gerealiseerde compressie geven.
Die aansluiting daar was een vergissing. Het leverde te veel demping en vervorming van het signaal op.
We hangen de meter nu aan de side chain en meten gewoon de compressiespanning die wordt aangevoerd. Hiermee is de trafo van elk stoorstroompje verlost.
The proof of the pudding is in the eating
De testresultaten zijn fenomenaal. Prima geluidskwaliteit, goede effectieve release en attack regeling. Uitstekende compressie die doorloopt tot minder dan 20% (bijna 10dB).
Het eindresultaat vind je op de pagina Audio Dynamiek Compressor voor Radiozenders
-Koos Overbeeke
Terug van de bouw van een audio compressor met buizen naar LPAM