[DIYPCB]

Zum BIAS Abgleich für die Endröhren ist mir beim SLO folgendes eingefallen, da viele hiermit Probleme hatten und die Einstellung u.U. nur sehr schwer vorzunehmen war. Ich übrigens auch :-)

Probleme:

a) Regelbereich der negativen Spannung auf der PreAmp Platine
b) Dissipation Wert für die verwendeten Endröhren gerechnet in mA (65%-70%)
c) Sinusabgleich mit einem Oszilloskop sofern es vorhanden ist

Lösungen zum BIAS Netzwerk beim SLO 100

R1 = 15000 Ohm (auf dem Netzteil R71)
R2 = 56000 Ohm (auf der PreAmp Platine R70)
RPot = 25000 Ohm (auf der PreAmp Platine R73 )

Unbelasteten Spannungsteiler errechnen aufgrund der vorliegenden Widerstände R1, R2, RPot und U- = U~ * 1,414 * (-1)

Die gleichgerichtete BIAS Spannung errechnet sich aus der anliegenden Wechselspannung 60V multipliziert mit dem Wert 1,414 = -84,84 Volt (minus) unbelastet.

Die Gleichspannung teilt sich jetzt im Verhältnis über die Teilwiderstände auf.

(U1) an R1 = 15000 Ohm
(U2) an R2+RPot = 56000 Ohm + 25000 Ohm = 81000 Ohm

U1 = -13,2562V = (U-ges * R1) / (R1 + R2 + RPot)
U2 = -71,5837V = (U-ges * (R2+RPot)) / (R1 + R2 + RPot)

Das Ergebnis sagt aber noch nichts über den verfügbaren Regelbereich des BIAS Potis aus.

Jetzt können wir mit dem Ohmschen Gesetz und dem Wert für I1 und I2 den tatsächlichen Regelbereich des BIAS Potis errechnen.

RPot=0      I1=84,84V / (15000 + 56000) = 0,001195 mA
RPot=25000    I2=84,84V / (15000 + 56000 + 25000) = 0,000884 mA

Min. Regelbereich des Potis wäre dann bei

R71=15K
R70=56K
RPot=25K

RPotmin=0 = R2 * I1 = 56000 * 0,001195 mA = -66,92V
RPotmax=25000 = (R2+RPot) * I2 = (56000+25000) * 0,000884 = -71,58V

U-min= -66,92V
U-max= -71,58V

Sehr kleiner Regelbereich ..  optimal wären ungefährt -59V abhängig von Endröhre und deren Qualität und der "Sichtprüfung auf dem Oszilloskop" wegen der entstehenden Übernahmeverzerrungen beim Sinusabgleich - Master voll aufgedreht.

Um den Regelbereich des Potis jetzt optimal einzustellen benötigt man zunächst die minimale Spannung und die maximale Spannung die eingestellt werden kann

bspw.

U-min = -55V
U-max = -61V

Jetzt gibt es drei Möglichkeiten dies zu tun.

a) man schaltet einen geeigneten Widerstand Rn zwischen den BIAS Ausgang Netzteil und der PreAmp Platine
b) man verringert R70 auf einen geeigneten Wert auf der PreAmp Platine
c) man verringert R70 auf 15K und tauscht das Poti gegen ein 50K Poti aus

Bei Lösung a) würde dies so aussehen:

Man schaltet eine  15K Widerstand zwischen den BIAS Ausgang Netzteil und der PreAmp Platine in Reihe zu R71 auf dem Netzteil
Damit würde sich R1 auf 30K (30000) Ohm erhöhen.
Damit würde der Regelbereich auf -55,24V und 61,91V erweitert.
Das wäre auch in Ordnung.

Bei Lösung b) würde dies so aussehen:

R2 (R70) auf 25K verringern.
Damit würde der Regelbereich zwischen -53,06V und -65,26V liegen
Das ist ein ausreichend großer Regelbereich.

Wie kommt man zu a) und wie kommt man zu b) und zu c)

a) man schaltet einen 15K Widerstand zwischen den BIAS Ausgang Netzteil und der PreAmp Platine BIAS Eingang, jetzt liegt der Widerstand in Reihe zu R71=15K auf dem Netzteil. Damit erhöht sich R71 bzw R1 auf 30K Ohm. R70=56K und das Poti=25K

Regelbereich :
U-min = -55,24V
U-max = -61,91V

b) man klemmt einen 47K Widerstand parallel im "AlligatorClip" auf den R70=56K und bekommt dadurch ~25K. R71=15K, R70=25K und Poti=25K

Regelbereich :
U-min = -53,06V
U-max = -65,26V


C) man verringert R70 auf 15K und tauscht das Poti gegen ein 50K Poti aus, das war Jo's Lösung aus dem Forum. R71,R70=15K und das Poti=50K

Regelbereich:
U-min = -42,42V
U-max = -68,93V

Dabei wäre U-min schon sehr weit unten, aber der Regelbereich ist ausreichend groß.

Das wäre mal ein Ansatz, wie man damit zu einer Lösung kommt.
Ungeachtet, ob eine Sinuswelle mit Sichtprüfung auf dem Oszilloskop Übernahmeverzerrungen erzeugt.
Ich hoffe die Berechnungen stimmen auch soweit.

Nur .. welche der Lösungen ist die klanglich die Beste ?

a, b oder c ??

Es würde mich freuen, wenn ihr Euch an diesem Thema beteiligen würdet.

[DIYPCB]

Ich hatte am Wochenende mal Zeit mich mit dem Thema zu beschäftigen und habe mir zunächst einmal die Schaltpläne angesehen.
Hier habe ich  die Auswirkungen auf den Regelbereich des Bias Potis mit 25K und Originalbauteilwerten mit 60V ~ Volt Bias Spannung berechnet.

Bias Spannung original = 50V - R1=15K - R2=56K und Bias Pot=25K
Bias Spannung vom Clone = 60V - R1=15K - R2=56K und Bias Pot=25K

Jetzt habe ich den Regelbereich für das 25K Poti bei a) 50V und b) 60V BIAS Spannung berechnet.

Die Werte beziehen sich auf folgendes BIAS Netzwerk: 50V - R1=15K - R2=56K und Poti=25K, also so wie im SLO-100 Schaltplan beschrieben. Mit einem Unterschied, wir haben beim Clone 60V und somit -84,84V negative Spannung und im original 50V und -70,7V negative Spannung.

-- BIAS 50V + 25K Poti Berechnung mit den original Bauteilwerten

Bias Spannung = -70,7V
R1 errechnet  : 16.341 KOhm
R2 errechnet  : 57.339 KOhm
R1 Normwert   : 15.000 KOhm
R2 Normwert   : 56.000 KOhm
Regelbereich  : -55.4 bis -59.1 Volt
Strom min/max : .730 mA / .990 mA
Belastung des Bias Potis : .139 Watt

Der angegebene Strom in mA bezieht sich auf den Poti=min und Poti=max Wert. Daran kann man zunächst erkennen, wie Mike Soldano den BIAS Regelbereich für das 25K Poti vordefiniert hat. Errechnet wurden die Normwerte für die Widerstands Auswahl des BIAS Netzwerks R1=15K R2=56K mit dem Bias Poti=25K.

Der daraus resultierende Regelbereich liegt somit zwischen -55.4V und -59.1V und ist somit genau das was man eigentlich auch benötigt.

Wie sieht das jetzt bei der uns vorliegenden 60V Bias Wechselspannung aus.

-- 60V + 25K Poti Berechnung mit original Bauteilwerten

Bias Spannung = -84,84V
R1 errechnet  : 15.421 KOhm
R2 errechnet  : 54.112 KOhm
R1 Normwert   : 15.000 KOhm
R2 Normwert   : 56.000 KOhm
Regelbereich  : -66.6 bis -71.2 Volt
Strom min/max : .880 mA / 1.19 mA
Belastung des Bias Poti : .203 Watt

Der daraus resultierende Regelbereich liegt deutlich zu hoch zwischen -66,6V und -71,2V. Schuld daran ist die uns vorliegende höhere Spannung von 60V - gleichgerichtet U~ 60V * 1,414 = -84,84V. Auch sind die am 25K Poti anliegenden Ströme etwas höher, die allerdings zu vernachlässigen sind.

Was uns nun interessiert ist, wie kann man die uns vorliegende Schaltung  bei Bias -84,84V adaptieren, so dass wir den nahezu gleichen Regelbereich für das 25K Poti bekommen und dabei auch nicht mehr Strom über das Poti fließt, als im Original.

Adaption R1=33K (R1=15K + Rn=18K)

Bias Spannung = -84,84V
R1 errechnet  : 31.032 KOhm
R2 errechnet  : 54.347 KOhm
R1 Normwert   : 33.000 KOhm
R2 Normwert   : 56.000 KOhm
Regelbereich  : -53.2 bis -59.9 Volt
Strom min/max : .740 mA / .950 mA
Belastung des Bias Poti : .143 Watt

Der Regelbereich liegt jetzt nach der neuen Berechnung von R1 auf 33K zwischen -53.2V und -59.9 Volt. Also noch etwas zu groß. Ideal wären hier für die untere Grenze ca.  -55V. Da rechnerisch für R1 ein 31K Widerstand errechnet wurde, habe ich R1 auf 30K verringert.

Bias Spannung = -84,84V
R1 errechnet  : 31.032 KOhm
R2 errechnet  : 54.347 KOhm
R1 Normwert   : 30.000 KOhm
R2 Normwert   : 56.000 KOhm
Regelbereich  : -55.2 bis -61.91 Volt
Strom min/max : .764 mA / .987 mA
Belastung des Bias Poti : .153 Watt

Jetzt stimmt die Rechnung für den Regelbereich von -55,2V bis 61,91V. Der anliegende Strom am 25K Poti liegt auch im nahezu gleichen Bereich, wie bei der Lösung a) im Schaltplan vom SLO-100.

Technisch sollte also für Rn=15K zwischen den Ausgang BIAS am Netzteil und dem Eingang BIAS an der PreAmp Platine geschaltet werden. Vorteil hier, kein zusätzliches Auslöten von Bauteilen, lediglich muß ein zusätzlicher Widerstand vor oder hinter die Bias Leitung gelötet werden. Das ist vom Aufwand in Ordnung .. auch kann man über diesen Weg andere Konfigurationen berechnen.

( ** Siehe hierzu die Anhänge slo_bias_50v.png und slo_bias_60v.png)

Tools:

- bias_nt.sh

berechnet die entsprechenden Widerstandswerte R1 und R2 für den Regelbereich eines verwendeten Potis bei einer bestimmten anliegenden BIAS Spannung.

Das Werkzeug bias_nt.sh ist ein Shell Script für Linux, welches uns die benötigten Widerstände berechnet.
Eingegeben werden müssen hierbei nachfolgend :

a) die Bias Spannung in V
b) der gewünschte unterere Regelbereich in Volt
c) der gewünschte obere Regelbereich in Volt
d) der Widerstandswert für das eingesetzte Bias Poti in KOhm.

Verwendung : in einen Ordner kopieren und mit einer Shell das Script mit ./bias_nt.sh starten.

- BIAS.ods

Ich habe hierzu noch zusätzlich eine Excel Tabelle BIAS.ods erstellt, die diese Berechnungen ebenfalls ausführt, wobei hier die Werte nachträglich manuell noch granularer angepaßt werden können, je nachdem wie der berechnete Regelbereich aus dem Script ausgefallen ist. Auch kann die rechnerische Ermittlung der Widerstände auf die eigenen Bedürfnisse angepaßt werden, so daß man nicht sehr viel Zeit benötigt, um die richtigen Werte zu errechnen. Hiermit kann man auch die Adaption von 50V auf 60V oder andere Bias Spannungen vorgenommen werden.

Eingabefelder sind:

U~ = Bias Spannung
R1 = ??
R2 = ??
Potentiometer = ??

Der Rest wird berechnet.
Achtung: die Formeln sind nicht geschützt vor dem Überschreiben.

Die Tools findet ihr in den Anhängen im File Bias.zip (zip archive compressed)

Jetzt sollte das alles viel einfacher funktionieren.

Das war es erstmal für Heute.

Viele Grüße
Euer Dieter 

[hako]

Hallo Dieter,

vielen Dank erst mal für Deine Mühe und die Ausführungen!
Ich selbst nutze das o.g. Script schon seit Jahren und es hat mir viele gute Dienste geleistet.
Ich möchte einmal mehr auf die Homepage von Merlin Blencowe (valvewizard.co.uk) hinweisen, wo noch ein paar weiterführende Informationen zum Thema Bias zu finden sind.

VG Heiko