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EF800推EL153SE,用图片讲述一个DIY制作故事。

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发表于 2016-1-31 23:25:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
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原帖在此,此为汉语版本。
http://www.diyaudio.com/forums/t ... re-tells-story.html

德律风跟的EL153拿到手有一种爱不释手的感觉。40W的屏耗比起他的同门兄弟“EL156"差不了多少,却有着更低的内阻,更小的极间电容。EF800更是EF80的长寿命款,更为精密长寿。配合起EL153,可谓是英雄佳人、门当户对。



















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 楼主| 发表于 2016-1-31 23:30:50 | 显示全部楼层
实际制作前的仿真,为成功完成这台胆机提供了基础。






EF800提供的25v推动电压已经足够推动EL153.此时前级失真低于0.3%




电源设计更是重中之重,在减低交流波纹的同时,更要减低电源谐振幅度。这里采用了胆整流,只为减低电源谐振幅度,以提高更为优质的声音。


图中借用了一只三极管作为整流参与仿真,实际使用采用3DG4,以求足够的整流电流。双扼流圈的设计将波纹减低到-70db以上.




仿真出来的C4上端波纹。细小波纹是交流声波纹低于0.3mvRMS,较大的低频波纹是电源谐振波纹低于1mvRMS。如果不是胆整流,这个8hz左右的电源谐振波纹会高达200-400mv,将是整机音质变差的罪魁祸首。






这里是单扼流圈滤波时的波纹。采样点在C3上端。图中可见,单扼流圈整流输出电源仍有近200mv  p-p的波纹电压,有效波纹电压高达70mv,经由输出变压器变压、前级回路抵消,2500欧输出变压器16.7:1的变比,在8欧输出端仍然会有2-4mv的交流声输出,对于这样低阻抗的多极管旁热单端胆机来说,这是万万不能接受的。故,本机采用双扼流圈滤波,将电源波纹降至1mvRMS.这样,输出端因电源引起的100hz波纹也会低至0.07mv以下。期待有着满功率输出-80db以上的电源信噪比。









这里是C1上端采样结果









C4上端剩余电源波纹在-70db



C1上端,提供给前级的电源波纹更是低至-110db。






300v125mA,负载阻抗2500欧,栅负压-25v。输出功率14.83w。预计输出变压器大小为96*45.






使用阳极屏耗37.5w,加上帘栅极功率,应当不低于40w。预计EL153不会太清凉,表面温度应当接近200度。
根据仿真结果,一个高质量,低波纹的电源电路就出来了。










点评

说白了,在等效电路里,20u电容、3.3h电感并不存在,图上的这两个表识只是实际使用的零件单元数值,用这两个数值独立计算谐振频率就变得没有意义且不科学了。不知我叙述清楚了没。  发表于 2016-2-19 01:15
谐振是由20u与後级的350u、190u组成的串并联回路,与两只3.3H的电感串联并中间有350u电感组成的谐振,或更加复杂,电源牛也有电感。单独的20u、3.3h谐振并不独立存在。单独拿出这两个零件来叙述出某个频率,不科学.  发表于 2016-2-19 01:11
其实一个LC滤波,在整个频率响应阶段技术分析更要复杂 不知道哪来的,20Hz低频谐振频率来的不科学的推断。低通滤波器的低频谐振频率为:1/2π√LC。因为低频谐振频率每降低一个倍频程,就可以多获得12dB的滤波效。  发表于 2016-2-19 00:29
电源谐振避开4hz就好了。20hz对于扬声器系统来说可以不与理会,灵敏度相对1000hz,通常在-40db以上,加上此点纵然有谐振,经由后端滤波,已经极低.再者,不存在单一谐振计算方式的。20hz的频率得来不科学。  发表于 2016-2-18 22:54
第一级滤波,20UF电容与3.3H扼流圈构成的滤波网络的,低频谐振频率在20Hz处。这完全靠近了音频低段,建议容量提高到47U或68U。3DG4的容限值应该接近80U  发表于 2016-2-18 22:41
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 楼主| 发表于 2016-1-31 23:32:52 | 显示全部楼层
前级电路也是经仿真实验后绘出的






仿真实验时满功率推动EL153时,EF800输出+-25v推动电压的仿真输出波形。




EF800输出+-25v时的失真:大约-46db





有了仿真,电路也出来了。电路里的器件数值是预估数值,具体使用器件数值会根据完成后的测试进行调整。









点评

我应当相信你见过航天飞机!岂止“数控中芯”。只是希望你自己也学学仿真,没料到会遭你非议。  发表于 2016-2-20 16:48
呵呵,不玩仿真没意味着身边没有更高的高手,也不意味着不懂。反过来也应该看到别人身边有玩仪器的高手,不一定是我玩得比别人好。没有小型CNC机器,并不意味着没见过数十数、百万一台的大型数控中芯。再见!  发表于 2016-2-20 10:01
有准确的需求很好,那就抓紧拿起仿真武器,不要建议别人,自己仿真自己的需求。再多能看懂的也没用,需要你自己看懂,自己做自己准确的仿真结果!Join us。  发表于 2016-2-19 21:59
你用示波器在你的总电路上量一下R4得到的高频特性对比一下仿真结果。我不懂仿真。但建议楼主把156后的等效电容数值和电感量标示到R4边上,相信坛上高手还是挺多的,会看得懂。  发表于 2016-2-19 12:25
看走眼了吧!我只仿真了前级电路。并未对後级电路做仿真。还有,漏感参数可以在仿真里直接设置、分布电容参数也可以在仿真电路里加上,当然这取决于对仿真软件的熟悉程度。多花些时间在了解仿真软件上,或许更好。  发表于 2016-2-18 20:49
电源要有等效负载,是电抗式。功率管输出端要并有一支输出变压器的等效电容。以上的等效措施没做。这仿真准确性大打折扣。  发表于 2016-2-18 10:20
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 楼主| 发表于 2016-1-31 23:37:07 | 显示全部楼层
纸上谈兵走到机器顶板CNC设计这一步了,
做了好多种方案
方案1:




这只是布局设计,离cnc加工的刀路程序还有很远的距离呢
方案:2






方案:3




后面的设计没有满意的,最终定稿方案2.顶板尺寸360*270.

CNC加工不适合生产,加工时间比较长,成本很高。好在我只是自己DIY玩玩,一台机器类型只做一个,无所谓了。









设计软件非常简单,使用的是ARTCAM PRO。在这个软件里可以完成这里需要的所有矢量设计、模拟设计。并且可以生成三维图像,可以生成刀路,可以进行模拟加工。总之,还是可以全部进行纸上谈兵。待到全部设计满意了,就可以根据设计生成的刀路进行cnc加工了。

下图可见原先方案2的布局图已经可见开孔图了。




做到这里就可以出刀路了





加工完毕的板子应当是这样的。









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 楼主| 发表于 2016-1-31 23:37:47 | 显示全部楼层
电源变压器的设计,同样是依靠先前的仿真电路,初级230v次级350v、6.3v、3.3v
国产50w360白片,
大小:105*50
设计磁通密度10200
初级匝数:597匝/0.6
次级匝数:350v-956匝/0.41           6.3v-17匝/1.24          3.3v-9匝/1.24


输出变压器设计:96*45
初级2440匝
次级148匝
初级铜阻:151欧
次级铜阻:0.55欧
设计电感量:17H
漏感:7mH
振铃频率应当在70-100k

以上为设计参数

本机至此只是纸上谈兵,下一步就要进入实质性的制作了。
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 楼主| 发表于 2016-1-31 23:38:15 | 显示全部楼层

生成刀路程序文件


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 楼主| 发表于 2016-1-31 23:41:03 | 显示全部楼层
软件仿真预加工,这只是大通孔加工















仿真后的效果与加工后的结果无二。整个加工过程历时大约9小时。无人工干预,全程自动进行。









刻字深度0.6mm












面板两面加工出来了。很难看,为了达到漂亮的效果,我使用了最难加工的1050纯铝板。方便在后期加工的化学反应中生成致密纯净的透明氧化铝(红宝石)表面。生成的氧化铝表面厚度大约30-40微米,颜色透明。铝合金加工比较简单,表面处理后生成的氧化铝表面因为有杂质,颜色灰暗。这里是整个机器DIY最为难点的地方。很多同好的发烧友都是止步于此。

下面就要进行的是表面处理


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 楼主| 发表于 2016-1-31 23:45:23 | 显示全部楼层
牛盖的制作最为繁琐,是整块铝合金掏出来的。



索性一次多做一些备用












cnc控制界面

















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 楼主| 发表于 2016-1-31 23:49:57 | 显示全部楼层
面板加工完成了,已经做好了表面处理



输出牛已经安装上了
















接上了灯丝,仅仅接了灯丝。先欣赏一下。漂亮是必需的。




橘红色的光亮使得EL153异常漂亮
























.








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 楼主| 发表于 2016-1-31 23:55:57 | 显示全部楼层
调整测试。机器的反馈量大约-4db。这是1khz的方波信号。频率和输出电压图上可见。






10khz的方波信号






反馈电容略有点大,这是20k方波信号。




100hz方波信号




0dbv输出时,机器谐波失真大约二次谐波0.1%,三次谐波0.03%。




下面测试1w输出时的情况。此时输出有效电压已经2.8v多了




输出1w,仍然有-52db的偶次谐波,-55db的奇次谐波,失真0.2%







输出10w的时候会是什么样子呢?如图,输出有效电压已经8.9v,VPP已经25v了。






虽然从示波器波形图上仍然看不出失真,可谐波分析的结果已经有了-32db的偶次谐波,2%的偶次谐波失真,-37db的奇次谐波。1%。




输出10v有效电压,峰值VPP已经超过了27v,在示波器上仍不宜察觉失真。





惨不忍睹的输出了11v多,虽然不是最大输出,可是波形已经很难看了,上下都有削波失真了。此时输出功率15.18w。不过完全吻合德根厂家给出的EL153特性曲线与当初设定的阻抗2.5k负载线的情况。满功率输出上下都有削波失真。






有着较大负反馈电容情况下的扫频曲线:20-20khz   +-0.2db

















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 楼主| 发表于 2016-1-31 23:56:22 | 显示全部楼层
EL153是EL152的束射四极管版本,曲线略有不同,可以替换。EL152=LS50=FU-50.EF80就是国产6J5的9脚版本,原生的9脚,国产后变成了7脚而已。此机实际就类似是国产6J5推FU50,只是用了德根的电子管。

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应该是EL153=LS50=FU50吧?  发表于 2016-2-4 05:43
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 楼主| 发表于 2016-1-31 23:58:46 | 显示全部楼层




























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发表于 2016-2-1 07:03:58 | 显示全部楼层
工程巨大,楼主辛苦了。

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发表于 2016-2-1 08:03:05 | 显示全部楼层
灯丝点亮后更加迷人。

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发表于 2016-2-1 08:04:32 | 显示全部楼层
漂亮至极!

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发表于 2016-2-1 08:39:36 | 显示全部楼层
怎么看都好像同一台JJ
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发表于 2016-2-1 10:24:02 | 显示全部楼层
急先锋 发表于 2016-1-31 23:41
软件仿真预加工,这只是大通孔加工


CNC加工胆机,牛!

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发表于 2016-2-1 10:27:43 | 显示全部楼层
本是同根生,相煎何太急.............以后这么靓丽的厂机不要再上这坛子了,我等再也不敢露面了
想玩胆

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 楼主| 发表于 2016-2-2 01:07:53 | 显示全部楼层
janry 发表于 2016-2-1 10:27
本是同根生,相煎何太急.............以后这么靓丽的厂机不要再上这坛子了,我等再也不敢露面了

今年天气阴冷,也不至于叫你嘴这么潮。坐等看你的EL153,叫唤好久了,你得要做出个模样来。
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