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

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 - bricolage. Ils sont sûrement connectés à une haute tension et peuvent donc être dangereux, mais si certaines directives de base sont suivies, la plupart du danger peut être évité.

La première approche de la construction de circuits de tubes a été appelée point à point, où les fils des éléments étaient directement fixés aux prises de tubes, aux pots, aux prises .. à l'aide de divers terminaux. Pour faciliter la production de masse, les entreprises ont alors commencé à placer les éléments sur différentes planches (certaines approches étaient encore appelées point à point, mais pas vraiment). De nos jours, la plupart des composants électroniques sont fabriqués sous forme de PCB - circuits imprimés. De nos jours, même la plupart des modèles de tubes produits en masse sont fabriqués sur des PCB. Mais les PCB ont 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 du temps, les circuits à tubes sont si simples et directs, et les éléments (haute tension) utilisés sont si gros qu'il n'est pas vraiment logique de produire des circuits à tubes sur des cartes entières - il y aurait principalement de l'espace vide et quelques traces avec des pads - vraiment un déchet de matière FR4

- de nombreux composants du circuit de tubes sont trop lourds ou trop encombrants pour être montés directement sur le PCB (transformateurs, selfs), d'autres ne conviennent pas au PCB en raison de contraintes mécaniques (les tubes dont les prises sont montées directement sur le PCB doivent être échangé avec soin)

D'un autre côté, il est parfois difficile de souder directement aux parties de l'ampli, et certains ont tendance à être endommagés au cours du processus (j'ai réussi à ruiner pas mal de commutateurs lors de la soudure). Il est également difficile de dépanner et d'entretenir des appareils construits point à point de façon classique, encore plus s'ils ne sont pas construits avec une planification extrêmement bonne. Le PCB offre une manière solide et détachable du châssis de fixer les éléments.

La situation nécessite donc une méthode de câblage demi- 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 certains inconvénients:

- ils utilisent principalement des composants axiaux, qui sont rares et donc moins abordables

- la plupart des éléments du circuit sont parallèles, ce qui entraîne un gaspillage d'espace et peut entraîner du bruit, des oscillations et un couplage des éléments

- il y a de longs fils exposés sur les planches

- cette carte est ensuite souvent montée au centre du châssis, repoussant tout le placement des tubes, ce qui est encore 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 PCBs, où il n'y a pas d'espace perdu avec des éléments parallèles, mais respectons 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 aux PCB, ce qui facilite encore le dépannage et l'entretien des appareils.

Pour un bricoleur, il 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 standard nous permettent de concevoir des PCB, qui sont utilisables pour la plupart des applications.

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

PCB poin-to-point double triode
PCB de pile de tonalité
PCB stompswitch
deux PCB de commutation

Étape 1: PCB double triode / noval / préampli

La section du préampli est assez similaire dans la plupart des applications à lampes et consiste généralement en une série de triodes doubles dans des boîtiers novaux, souvent des tubes 12AX7. Parfois, il existe une configuration de suiveur de cathode, mais la plupart du temps, il n'y a que différentes combinaisons de butée 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, ce qui serait tout à fait universel pour la partie préampli du circuit d'ampli - ou pour le tube noval (les filets sont faits de telle manière que la plupart de la triode non double non novale les tubes peuvent être utilisés facilement).
Le PCB a été conçu pour s'adapter à un boîtier rack 1U (le tube étant horizontal) - sinon il serait avantageux de le rendre un peu plus grand.
Il appartient à l'utilisateur quels éléments vont de quel côté du PCB. La sérigraphie n'est là que pour aider à l'orientation.

Le circuit imprimé est conçu pour aller de pair avec la prise noval Belton. 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 sockets 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 pad-trace supplémentaires (le nom commun est net ) sur la carte pour aider avec différentes configurations. Pour expliquer davantage le PCB, il est probablement préférable de passer par les broches du tube.
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- au "sud" du PCB il y a un "bus de masse" avec peu de traces allant aux endroits correspondants sur le PCB
- au "nord" il y a deux réseaux prévus pour B + - il doit y avoir un cavalier (ligne blanche) installé pour les connecter (ce détail rend ce PCB utile aussi pour les tubes novaux non à double triode)

1 - plaque 1 - (ligne blanche marquée d'un 1 sur le côté opposé) - faite de manière à ce que le fil passe au filet marqué sur le circuit imprimé, 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 grid1 (ligne blanche marquée par 2) - le capuchon de couplage ou le bouchon de grille peut être monté directement sur la cosse de soudure de la prise si nécessaire - R1 est dessiné pour être une résistance de fuite de grille - R1 à la terre peut également être utilisé pour connecter l'écran du câble blindé
3 - est cathode1 (ligne blanche marquée par 3) - conçu pour qu'il y ait une résistance de cathode et un capuchon de dérivation soudé sur la cosse de la prise et dans le plot de mise à la terre directement à l'autre extrémité
4 et 5 ne sont pas marqués, 9 est marqué mais n'a pas de filet dédié - 4, 5 et 9 sont des broches de chauffage - en tant que fervent partisan du chauffage CC, je ne connecte toujours que 4 et 5 dans mes triodes doubles et 12, 6V - les fils du radiateur vont directement aux cosses à souder de la prise, mais passent deux gros coussinets comme une forme de décharge de traction
6 - 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 d'étage
7 - est grid2 - la même fonction que pin2, mais au lieu de cela, R8 est dessiné comme un emplacement pour la résistance de fuite de la grille
8 - est cathode2 - la même fonction que la broche3
(9 - est le robinet central du réchauffeur en configuration à double triode, dans certains tubes novaux ayant l'autre fonction. Habituellement, j'omet cette broche ou même casse la cosse de soudure de la prise)

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

Étape 2: PCB Tone Stack

Dans les schémas de la plupart des amplis de guitare à lampes, vous remarquez que les "piles de sons" sont assez similaires. Selon l'impédance de sortie de l'étage précédent, il existe deux conceptions principales (avec de légères variations, appelées Fender et Marshall). Je les ai combinés tous les deux dans un PCB. J'ai également écrit la plupart des valeurs communes des éléments utilisés dans la table sérigraphique sur la couche inférieure. (
La raison pour laquelle j'ai conçu un PCB séparé pour la pile de sons est que toutes les autres pièces du préampli sont rassemblées autour du tube, mais la pile de sons est faite autour des potentiomètres. D'après mon expérience, il est tout à fait possible de mélanger le câblage dans cette partie du circuit. Les éléments utilisés dans la pile de tubes sont à haute tension et ont donc tendance à être trop gros pour être pratiquement fixés sur les cosses de soudure du pot. Étant également à haute tension, je ne me sens pas en sécurité 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 pour visser la connexion. Pour les faibles de cœur, trois trous de montage sont fournis. Les petits trous non plaqués sur le circuit imprimé sont destinés à être un réducteur de tension pour les fils.
R1, C1, C3 et C4, ainsi que les pots VR1-3 sont des parties ordinaires du circuit, des pots arrangés de manière TMB.
Il n'y a pas de place pour le potard de volume - j'étais limité à 10 cm de largeur à la planche pour l'obtenir au prix de vente ... Et le potard de volume n'est pas toujours directement après la pile de tonalités - il y a J3 pour le connecter, au nord le signal, au sud le sol . C2 est là pour combler C1 avec une capacité supplémentaire, ce qui rend les médiums un peu plus élevés - il peut être allumé sur le J2. Le grand pavé carré dans le filet de sol est là pour permettre la connexion de l'écran d'entrée

Étape 3: Commutateur PCB d'en-tête

Je ne crois pas avoir jamais frit un seul élément électronique avec de la chaleur de soudure, et tout le monde en met tellement en garde. Les circuits intégrés, les transistors, les diodes, etc. peuvent subir beaucoup d'abus thermiques avant de vous quitter.
À l'exception des interrupteurs et potentiomètres (ceux en plastique Piher). Le fil ne colle pas bien, vous remettez votre fer à souder sur l'ergot ... et l'ergot se déplace à sa place, vous avez fait fondre du plastique souple autour. Il y a de bonnes chances que l'interrupteur commence à coller et à se fissurer tôt ou tard. Avec tous les éléments, pour lesquels il est plus pratique de les faire souder directement au commutateur (n'oubliez pas d'essayer de souder un composant en série avec le commutateur), il est beaucoup plus probable que vous le ruiniez. Ou faites un nid en désordre sur ses pattes. Le problème suivant est la tension des fils - vous terminez votre projet, placez tous les fils dans un ordre bien net, puis attrapez l'un des fils du commutateur par accident et il se casse - adieu les efforts de la dernière heure, vous devez le visser 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 commutateur, et non de le dessouder à chaque fois qu'il doit être retiré. Et s'il y a une force excessive sur le fil, il ne se casse pas, mais le connecteur lâche - et vous le reconnectez.

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 de commutation sans craindre de détruire l'interrupteur.
La connexion est organisée sous la forme d'un en-tête bien connu d'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 les connexions nécessaires supplémentaires.

Il existe deux variantes de ce PCB, une basse et une haute tension. HV n'est pas fabriqué avec le motif de 2, 54 mm, car cela viole la distance de fuite / isolation normalisée requise. J'ai ordonné que ces PCB soient seulement marqués, pas coupés, donc je peux faire 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 TB Stompswitch

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

Si le câblage des commutateurs peut généralement être gênant, il est deux fois plus gênant de bien câbler un interrupteur à coupure 3PDT pour une véritable dérivation . Il peut vous falloir le même temps pour souder tout le circuit de la pédale que pour le câblage des prises et des interrupteurs. Et ce sont les mêmes pâtes à chaque fois, pas la belle aventure de faire un nouveau circuit.

Ce PCB comprend:
- tampons pour un interrupteur stomps à montage PCB 3PDT
- Cosses de connexion de prise d'entrée et de sortie séparées avec trous de décharge de traction - les prises seront enfin soigneusement câblées et le fil ne se cassera pas même après avoir retiré le circuit pour la 10e fois du boîtier
- Tampons d'en-tête à 4 fils de 2, 54 mm à une seule ligne. Cela vous permet de mettre un connecteur d'un côté ou de l'autre de la connexion avec le circuit imprimé principal. Le réducteur de tension ici est un grand rectangle car j'aime utiliser un câble ruban pour cette connexion. Le brochage (I-gnd-B + -O) convient à mon brochage standard lors de la fabrication de pédales à partir de zéro.
- Provison pour la résistance de compte-gouttes LED et la LED pour ne pas faire de ces connexions un désordre malsain accroché dans votre boîtier de pédale
- distance zéro par rapport au périmètre du commutateur sur le bord sud pour vous permettre de monter le commutateur aussi près que possible de la paroi de l'enceinte - pour donner lieu à d'autres segments importants.

Étape 5: Je veux les faire aussi ...

google moi pour gerbers ou 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 faits pour être universels, multi-applicables ou quoi que vous l'appeliez. Vous prenez le schéma que vous souhaitez utiliser, l'analyser, puis choisissez quel élément va où dans ma planche pour le rendre optimal. Vous ne demandez pas où mettre vos chaussettes lorsque vous achetez le tiroir.