[456Onno456]

Hallo,

ich habe eine Frage an die Trafobrumm-Erfahrenen unter Euch. Es geht um einen Toneking Meteor II 740A, welcher per Vorschalttrafo (da USA-Version) betrieben wird. Der Verstärker hat prinzipiell eine Fender blackface Topologie (wenn es jemanden interessiert, dann setzte ich mich hin und zeichne den Schaltplan raus). Zusätzlich gibt es einen heftig getriebenen Reverb ( 2x Triode und dann 6V6) welcher auch über zwei Trioden aufgeholt wird (gain der recovery stage ist ca. 30x50). Das verstärkte Reverbsignal wird dann an über einen geteilten Kathodenwiederstand mit den beiden Kanälen gemischt. D.h.

 -> reverb return -> Stufe1 (30x) + Mix pots -> Stufe2 (50x) -> mischen am Rk der V1 (ist die Eingangstriode für den Amp/beide Kanäle).

Nun hat der Verstärker bei voll aufgerissenen Reglern (reverb return jack grounded) ein Grundrauschen (white noise - hiss) dass es einem den Deckel hebt. Naja, ist halt ein Boutique-Fehldesign par excellence. Mit einem low-noise reverb recovery ( http://roymal.tripod.com/ultimate.htm ) anstelle der ersten Aufholstufe lässt sich das Rauschen schon mal um bis zu 22dB verringern.

Das offenbart aber das eigentliche Problem des Verstärkers:

Über die reverb recovery stage (reverb return chinch am chassis mit 100k gegen Gnd, tank nicht angeschlossen) kommt ein 50Hz (+ Harmonische) Brummen hinzu, dass es pfeift (wortwörtlich: Der Amp schwingt sich durch seinen idle-state noise auf).

Röhren sind fein, Elkos sind fein, Schaltung ist fein, Amp hat eine regulierte 12V6 Heizung. Habe ich alles mehrfach überprüft.

Ich habe den Powertransformer im Verdacht. Der brummt schon im Standby nicht schlecht (und vibriert, was sich auf das Gehäuse übertragt). In einer einfachen Messanordnung mit einer Spule am Oszi habe ich die mag. Felder am Vorschalttrafo und Netztrafo 'ermittelt'. Die Bilder sind im Anhang, als Referenz die Messdaten am Netztrafo eines 'ruhigen' 50W Marshall. Das Streufeld des Toneking ist somit um fast eine Größenordnung höher.

Meine momentane Interpretation ist, dass die hochohmige und hochverstärkende reverb-recovery Stufe durch die Streufelder von dem 'teildefekten' (für Audioverstärker, da zu hohe Streufelder) Netztrafo eine Brummspannung induziert bekommt und diese eben mit hohem Gain (Gain aller stufen zusammen vom rev return gerechnet ist schon in der Liga eines SLO) verstärkt.


Habt ihr solche Brummsymptome schon mal bei Netztrafos gehabt? Was war eure Lösung?

Vielen Dank für Eure Hilfe/Gedanken,

LG,

Max

[456Onno456]

Bild

[456Onno456]

Bild mal wieder

[GeorgeB]

Hi,
Um die Streufeld-Hyphothese zu stützen, mal mit einer externen Störquelle (Tonkopf-Entmagnetisierdrossel) nachprüfen wo und wie der Schaltungsaufbau in der betreffenden Gegend überhaupt induktiv störempfindlich ist, und zwar in den verbleibenden ein, zwei Sekunden nachdem man den Netztrafo abschaltet.

Dass der Netztrafo induktiv so direkt übel in die Schaltung einstreut ist eigentlich nicht üblich und auch nicht zu erwarten, ist ja noch das Chassis dazwischen, das ist ja aus Stahl(?), aber möglich mag es bei extrem doofen (Masse-)Layout sicherlich sein. Die Wirbelströme im Chassis erzeugen ja auch Potentialdifferenzen und wenn der Amp blind von Chassis = "ganz prima Ground" ausgeht bei Mehrfacherdung, dann kann das schiefgehen.

Warum das Streufeld hoch ist, so wie es scheint, ist aus der Ferne schwer zu sagen. Ich hatte mal einen geführchteten Fall, einen primärseitigen Teilwindungsschluss... aber da hat man auch andere deutlich Symtome.
Ggf mal den Trafo sekundärseitig komplett abklemmen und dann am besten mit deutlich Unterspannung (Regeltrenntrafo) laufen lassen, wenn der dann Wirkleistung zieht oder mechanisch brummt zieht ist was faul.

Grüße, George

[456Onno456]

Hi Georg,

vielen Dank, das sind alles gute Punkte.

a) Das Chassis ist lupenreines, schwarz eloxiertes Aluminium. Schirmt Wechselfelder so gut wie Luft. Ist doch schließlich ein Boutique Amp, da nimmt man kein Stahlchassis ;-).

b) Das Masselayout mag doof sein. Das ist vieles vom Layout in diesem Amp. Die Hochspannung wird im Chassis in Form eines liegenden 'U's geführt, mit den Abemessungen 60cm x 25cm. Alle!!! Vorstufenröhren hängen an einer HV-node. Das ganze Layout ist sehr schwierig nachzuvollziehen, da es ein Platinenamp (2mm dicke Platinen) ist und manche davon fast nicht zu entfernen sind, ohne 30 Leitungen aufzutrennen. Ich gehe davon aus, dass es keine absichtlichen Groundloops gibt (das würde mich bei dem Designer Mark Bartel wundern, auch wenn dieser Amp außerordentlich schlecht gemacht ist). Für die Signalführung bin ich mir da ziemlich sicher. Es könnte aber sein, dass die 12.6V DC-Heizung mehrfach über die Novalsockel auf die Chassismasse geerdet ist. Das checke ich noch mal.
     
      in kurz: keine Groundloops für die eigentliche Schaltung und Chassis nicht als Masse genutzt.

c) Warum sollte ich einen Regeltrafo benutzen, wenn ich alle Sekundärleitungen abgeklemmt habe?

d) Die Entmagnetisierungsdrossel induziert in meiner selbstgewickelten Spule ein Signal welches dieselbe Größenordnung hat, wie direkt am Netztrafo des besagten Verstärkers. Nur eben saubere 50Hz und nicht diese invertierten Nippel wie beim Netztrafo (was ja ordentlich 100Hz-Komponente macht - diese messe ich auch am Ausgang des Amps).

LG,

Max

[GeorgeB]

Hi Max,

Alu schirmt Wechselfelder schon auch induktiv durch Wirbelströme, aber nicht so gut je tiefer die Frequenz.


Trenntrafo ist immer ne gute Idee, und regelbar eben wegen deutlicher Unterspannung die du brauchst um den Trafo im Leerlauf vernünftig zu messen.
Ist ja ein 60Hz-Modell, d.h. uU bei 50Hz eh schon grenzwertig wenn an Kupfer gespart wurde, und im völligen Leerlauf sättigt der Kern noch schneller.

Ich messe sowas meist bei der halben Betriebsspannung oder noch weniger, also <=60Vac dann muss das Ding ruhig sein, Strom gering und ein ziemlich sauberer Sinus und genau 90° gegen die Spannung verschoben. Idealweise mit einer Stromzange messen, aber mit Trenntrafo kann man das auch tricksen mit einen Wid, und ein Ende davon (das kalte) an PE, natürlich (Leckstrom soll nicht durch die Tastkopf-Masseleitung). Deine Schnüffelsonde muss dann auch einen Sinus anzeigen.

Danach mal nur die AC-Heizung anklemmen als Grundlast und die Spannung hochfahren, und schauen wie sich der Primärstrom bzw das Streufeld entwickelt. Wenn es das Streufeld allein sein sollte, würde ein Test mit signifkantem Abstand NT zu Schaltung, also NT auslagert >= 50cm, auch Information bringen. Ich bin nach wie vor skeptisch, und würde direktere Ursachen erwarten.

[456Onno456]

Hi Georg,

Naja \mu_r von Alu ist ziemlich nahe dem \mu_r von Luft, daher betrachte ich die Schirmwirkung von 3mm Alu auf 50Hz und 100Hz Wechselfelder als vernachlässigbar. Das wäre die präzisere Aussage gewesen.

Ich bin nach wie vor skeptisch, und würde direktere Ursachen erwarten.

Ja, ich auch, aber das ist einfach die einzige Möglichkeit, welche ich noch sehe. Dieser Reverb recovery kann ja prinzipiell als zweistufiger Booster verstanden werden, ich habe mal eine Art Blockdiagramm gezeichnet (siehe Anhang). Ist das mix-Poti voll abgedreht, dann habe ich minimales Brummen (Gitter von V4b liegt ja direkt auf Masse). Drehe ich das mix-Poti auf kommt eben das Rauschen und Brummen von V4a hinzu, welches auch noch durch V4b und die restlichen Stufen verstärkt wird.

Ich habe momentan keinen Stelltrafo, das dauert min. bis Ende der nächsten Woche. Ich habe allerdings zwei Step-down Trafos:

Der ursprünglich verbaute liefert 120Vac und der Leerlaufstrom des Netztrafos im Verstärker liegt bei 0.8A und bei sekundärseitiger Belastung der 6.3V Heizwicklung mit 2.8A steigt der primärseitige Strom nur minimal auf 0.83A.

Der zweite step-down liefert 110Vac und hier liegt der primärseitige Strom des Meteor 2 PTs bei 0.55A, respektive 0.59A.

Das Streufeld hat in allen Fällen dieselbe Stärke wie in den bereits geposteten Bildern.

LG,

Max

[456Onno456]

Hi,

ein kleines Update: Der Leerlaufstrom eines Classictone Marshall 50W Netztrafos liegt mit 230Vac an der Primärwicklung bei 0.1A. Wiederum ist mir die Phase zwischen Strom und Spannung nicht bekannt (Messequipment nicht vorhanden).

LG,

Max

[GeorgeB]

Naja \mu_r von Alu ist ziemlich nahe dem \mu_r von Luft, daher betrachte ich die Schirmwirkung von 3mm Alu auf 50Hz und 100Hz Wechselfelder als vernachlässigbar.

Das gilt halt nur bei nichtleitenden Materialien (Ferrit). Bei Leitern gibt's noch 9dB Absorbtion Loss pro Skintiefe, 100Hz in Alu haben 8mm Skintiefe, d.h. wir haben 0.4 Skintiefen gibt 3.5dB, immerhin eine Reduktion auf unter 0.7x (alles aus Ott, Electromagnetic Compatibility Engineering).

Aus der Ferne wie gesagt ist alles schwer abzuschätzen, aber in so einem offenbar harnäckigen Fall hilft streng systematisches Vorgehen.
Also a), was ist das 'Victim', d.h. wie ist der Störeinkoppelmechanismus. Ist es das mag.Feld, dann sollte die Schaltung erheblich empfindlich auf Einstrahlung aus kurzer Distanz aus der Test-Drossel sein. Bzw Ruhe im Karton wenn der Netztrafo 50cm++ weg ist.
Ist es ein Masseproblem in der üblichen Form von gemeinsamer Impedanz eines starken Stroms mit einem schwachen Signalstrom bzw der Masse-Referenz, dann muss ein eingespeister Strom zwischen zwei Massepunkten das Störpotential ändern.
Oder ist es eine Röhre selbst, über Brummkopplung aus der Heizung? Dann diese mal mit DCaus einem Labornetztiel heizen. Oder streut der Trafo direkt in die Röhre bzw wie empfindlich ist diese auf die Testdrossel?
Und äh, warum hat der Trafo eigentlich kein Fluxband aus Kupfer (das hilft nämlich deutlich gegen Streufeld, ezeugt aber etwas Verlustleistung)?
Und dann b), was ist der 'Aggressor', was verursacht die Störungen. Beim Magnetfeld ist es einfach, bei einem Masseproblem weniger...

[456Onno456]

Einen schönen Abend Georg,

danke, ich glaube der Ott könnte meine nächste Literatur werden. Und danke auch, weil dein Beitrag wirklich hilft.

Ich stimme dir vollkommen zu, das sollte man am besten systematisch angehen. Hab ich auch gemacht:

a) Alle (bis auf PI) ECC83 sind aus regulierter Gleichspannung (LM317T) geheizt.
b) PI ECC83 und die 6V6 sind ac-geheizt. Die 6.3Vac sind auf separat stabilisierte 12.6V gelegt (der zweite LM317T)
c) Es gibt keine Masseschleifen und die HV-ripple für gleichtaktempfindliche Stufen ist vernachlässigbar (20mV RMS)
d) Es sind nicht die Röhren (handselektiert, Kennlinien aufgenommen und in anderen Verstärkern probegehört (Rauschniveau, Mikrophonie, eventueller Heizungsbrumm))
e) Es ist nicht der step-down Transformator
f) Der Eingang vom Reverb recovery zu den G1 der 6V6 hat eine Verstärkung von 9000. Komme ich hier mit der Entmagnetisierungsdrossel zu nahe ran (Röhre oder Chinchbuchse), dann brummt es ordentlich. (Mit einer Hallspirale und deren Abnehmer wird das natürlich noch heftiger)

Dahingegen hat der Netztrafo eine mechanische Vibration, einen hörbaren Brumm, ein hohes Streufeld und einen hohen Leerlaufstrom.

Ich verstehe, dass dies kein strenger Beweis der Trafoschadhaftigkeit ist (Es könnte das Fluxband fehlen und dafür ist das Streufeld eventuell OK). Um diesen zu führen sind die von dir vorgeschlagenen Methoden auch bestimmt die richtigen, ich hab sie auf jeden Fall in meinem Buch für wertvolles Wissen notiert. Aber wenn wir die korrekte Beweisführung kurz außer Acht lassen: Was außer dem Trafo könnte es denn noch sein?

LG,

Max

PS: Ich möchte den Transformator nicht ausbauen und 13 Leitungen mit min. 50cm verlängern. Also nur sehr sehr ungern. Und ja der Sinn dieser Aktion leuchtet mir ein.

[GeorgeB]

Ich möchte den Transformator nicht ausbauen und 13 Leitungen mit min. 50cm verlängern. Also nur sehr sehr ungern. Und ja der Sinn dieser Aktion leuchtet mir ein.

Ja, Spaß macht das keinen, vor allem wenn sich herausstellen sollte dass es doch nicht dominant das Streufeld ist.
Die Recovery neu aufziehen ist uU zielführender, wenn der Amp ansonsten OK vom Störniveau her ist. Also OpAmp (gleich ins Gehäuse der Hallspirale) der schon mal das Signal aufbläst, halt so weit wie möglich damit es da gerade noch nicht clippt selbst wenn vorne am Send mit uU voller Übersteuerung breitbandig reingeballert wird. Da der Transducer potentialfrei ist aussser einer marginalen Koppelkapazität geht das auch recht gut mit hoher Qualität bzw Null zusätzlichem Brumproblem ausser dem Transducer selber.

[456Onno456]

Moin Georg,

Ja, Spaß macht das keinen, vor allem wenn sich herausstellen sollte dass es doch nicht dominant das Streufeld ist.

Das wäre höchst interessant und den Aufwand wert. Weil dann würde etwas vorliegen, was ich so noch nie gesehen habe. Verzweifeln würde ich dann erst später ;-). Wenn ich an einem der nächsten Tage eine masochistische Grundtendenz verspüre mach ichs.

Die erste recovery stage hatte ich testweise mit einer low noise Variante ersetzt, das Ergebnis siehe Anhang. Wichtig wäre noch anzumerken, dass die low noise recovery direkt an der reverb Pan saß und daher für die rote und grüne Kurve der Eingang an dieser geerdet wurde, d.h. es lagen noch gut 1m geschirmtes, signalführendes und auch ungeschirmtes versorgungsspannungführendes Kabel als Antenne herum.

Ergebnis: Brummen bleibt, Rauschen geht um ca. 16dB bis 20dB runter.

Da der Transducer potentialfrei ist aussser einer marginalen Koppelkapazität, ...

Bei dem verbauten Reverb tank ist gerade der Ausgangs-transducer derjenige, welcher am Gehäuse geerdet ist (via geerdete Chinchbuchse). Ich habe eine symmetrische Versorgung genutzt und das so gelassen, man kann das natürlich ändern.

LG,

Max
 

[456Onno456]

Moin Georg, liebe Mitleser,

Savino von InMadOut war so nett mir innerhalb kürzester Zeit einen Ersatztrafo zu wickeln. Der ist mittlerweile eingebaut und der Toneking läuft wieder, das Brummen ist Vergangenheit (im Anhang die Stärke der Brummfelder, gemessen an der Netztrafooberfläche mit oben erwähnter selbst-gebastelter Sonde - das ist im Lot).

Ich habe wiederum das Leerlaufsignal des Amps gemessen, da der Aufbau fliegend ist lassen sich die Absolutwerte nicht mit denen, welche ich vor 2 Wochen gepostet habe vergleichen. Die relativen Änderungen für unterschiedliche Betriebsarten aber schon (all controls max <-> all controls max & rev returned pulled (100k to gnd) <-> all controls max &rev return tube pulled). Das ist im angehängten Bild 'Meteor 2 noise_new_PT_v2.png' dargestellt.

Meine Interpretation sieht folgendermaßen aus: -12dB bei 50Hz spricht für die wirksame Verringerung des Netztrafo-Streufelds. Nur -2dB bei 100Hz ist ein Indiz für die schlechte Siebung des Netzteils. -10dB bei 150Hz ist wiederum dem verringerten Streufeld zuzuordnen.

Vielen Dank nochmal an Georg, durch ihn und auf seine Anregung hin habe ich viel gelernt.

Aus meiner Warte könnte der thread damit geschlossen werden.

Gruß,

Max

[bea]

Aber doch eine Frage: was war es den konkret? War der 60Hz Trafo mit den 50Hz überfordert? Und ich der neue Trafo für unser Netz ausgelegt?

[GeorgeB]

Bestimmt die 50Hz-Problematik. Ein Entwickler hat in einem 60Hz-Land wenig Möglichkeiten seine Konstruktion auf 50Hz-Tauglichkeit zu überprüfen, ohne Netz-Synthesizer (und den haben nicht alle Trafowickler, vor allem nicht die vor Jahrzenten)... incl. einer sauberen Strommessung am Oszi (also mit Beurteilung der Wellenform des Erreger-Stroms), machen offenbar auch nicht alle.
Leerlauf-Test mit 20...30% Überspannung ist aber ein recht gutes Indiz.

Vlt. hatten auch einzelne Kernbleche mittlerweilen eine leitende Verbindung zueinander, das führt ebenso zu stark erhöhten Wirbelstromverlusten samt hohem Streufeld.

Aber schön, dass ein offenbar kompetenter Wickler jetzt einen g'scheiten Ersatz-Trafo gebaut hat.