Identifizieren von Rauschen in einem 12AU7-basierten Kopfhörerverstärker

Ich habe daran gearbeitet, einen röhrenbasierten Kopfhörerverstärker als ein lustiges persönliches Projekt zu bauen. Der Verstärker basiert auf dieser 12AU7 Vakuumröhre. Das Projekt folgt größtenteils diesem bestehenden Design . Es wird derzeit von einer 12-V-Blei-Säure-Batterie betrieben. Hier ist der Schaltplan:

ckt-Diagramm

Nachdem ich alles auf einem Stück Perfboard zusammengebaut und getestet habe, klingt es großartig! Allerdings scheint es ein sporadisches Geräusch zu geben, das ich nicht zuordnen kann. Dieses Geräusch ist nicht immer vorhanden; Manchmal läuft der Verstärker mehrere Minuten lang ohne Probleme, manchmal beginnt das Geräusch und dauert nur wenige Sekunden, aber manchmal dauert es mehrere Minuten. Es erscheint unabhängig von der Eingabe. Ich habe es sowohl beim Musikhören als auch ohne angeschlossenen Eingang gehört. So sieht es aus. Dies wurde erstellt, indem ich den Ausgang des Verstärkers mit dem Line-In meines PCs aufzeichnete und die Daten in Matlab analysierte.

Lärm

Es gibt starke Spitzen bei 60 Hz (ich bin in den USA) in beiden Kanälen, was Sinn macht, da der Eingang von einem 1 m langen Kabel kommt, das über meinen Schreibtisch verläuft. Was ich nicht verstehe ist das Knallen. Es scheint auch im linken Kanal schlimmer zu sein, obwohl die beiden Pfade identisch sind. Dies ist nur ein Sample, aber das Knacken scheint über alle Vorkommnisse hinweg konsistent zu sein, basierend auf dem, was ich gehört habe, und anderen Samples, die ich aufgenommen habe.

Folgendes habe ich bisher versucht:

  1. Entfernen der Eingabe. Selbst wenn kein Eingangskabel an den Verstärker angeschlossen ist, ist dieses Knacken immer noch vorhanden. Das bedeutet auch, dass das Rauschen unabhängig von der von P1A eingestellten Lautstärke ist.
  2. Schlauch wechseln. Das Rauschen ist mit der zusätzlichen 12AU7-Röhre vorhanden, die ich habe, und sogar ohne Röhre.
  3. Verwendung verschiedener Kopfhörer. Normalerweise verwende ich diesen Verstärker mit meinem Audiotechnica ATH-M40X mit einer Impedanz von 35 Ohm, aber das Rauschen existiert auch mit meinen billigen Ohrhörern (8 Ohm, glaube ich).

Dies lässt mich vermuten, dass dies wahrscheinlich entweder mit dem IRF510-MOSFET oder dem LM317-Linearregler (der als Stromquelle fungiert) zu tun hat. Ich weiß nicht genug über das Rauschverhalten dieser Komponenten, um die Schuld eindeutig auf einen von ihnen zu schieben. Wenn es darauf ankommt, laufen beide sehr heiß. Bei Bedarf kann ich später einige genaue Temperaturen aufzeichnen. Ich kann die Stromquelle oder Passive als potenzielle Schuldige nicht ausschließen, aber auch dies entzieht sich meiner Kenntnis.

Irgendwelche Vorschläge? Was ist die wahrscheinliche Ursache für dieses Geräusch? Gibt es Dinge, die ich tun kann, um mehr über das Rauschen zu erfahren und die Möglichkeiten einzugrenzen? Wie kann ich es loswerden?

Ich frage mich, ob es irgendwo eine schlechte Verbindung gibt. Das kann viel Knallen verursachen. Überprüfen Sie Ihre Lötstellen?
Willkommen bei EE.SE. Betreibst du die Röhrenfilamente mit Wechsel- oder Gleichstrom? Auch R1 und R2 könnten leicht 1M-Widerstände sein. Ist das in einem Metallgehäuse?
Wenn MOSFETs und LM317 heiß laufen, ist das überhaupt nicht gut. Knackgeräusche können ein Zeichen für einen schlechten Halbleiter sein. Das Knacken wird mit der Zeit schlimmer. Welche Spannung ist Vcc und ist sie für die Röhrenanoden gleich?
@ Sparky256 Derzeit läuft Gleichstrom aus einer Blei-Säure-Batterie ab. Es ist nicht in einem Metallgehäuse, im Moment ist es überhaupt in keinem Verschluss. Vcc beträgt nominell 12 V und ist die einzige positive Spannungsschiene im System.
In der Amateurfunk-Literatur sind die LM78xx-Regler berüchtigt für „Popcorn-Rauschen“. Ich wiederhole hier nur Hörensagen, und das ist nicht der Regulator, den Sie verwenden – aber ich würde die Regulatoren vermuten. Können Sie einen von ihnen austauschen (vielleicht den linken Kanal, da es der lautere ist).
IMHO ist die Verwendung eines 317 als Stromquelle hier eine Art dummer Haustiertrick. Sie brauchen nicht viel Präzision, und ein einfaches altes NPN mit richtiger Vorspannung würde auf Kosten von ein paar weiteren Widerständen gut funktionieren.
Sind Sie sicher, dass Pin 9 geerdet werden sollte? Sein PCB-Layout zeigt es offen. Sie legen 12 V an jedes Filament an. 12V sollten zwischen Pin 4 und 5 angelegt werden.
@TimWescott Was denkst du wäre der beste Weg, dies zu tun? Sollte ich versuchen, eine Ersatzkomponente zu finden, meine Gleichstromversorgung an ihrer Stelle als Konstantstromquelle konfigurieren oder etwas anderes?
@glen_geek Du hast vollkommen Recht. Das habe ich im Originaldesign irgendwie komplett übersehen. Obwohl ich nicht sicher bin, ob ich verstehe, welchen Unterschied dies abgesehen vom Stromverbrauch macht. Wird es die Lebensdauer der Röhre verkürzen, wenn sie so weiter betrieben wird?
Sie führen Filamente sehr heiß aus - die Lebensdauer der Röhre wird erheblich verkürzt.
@glen_geek: Ja, das ist wirklich seltsam. Ich stelle mir vor, sie in Reihe von +12 V zu betreiben, wäre immer noch nahe genug an den "nominalen" 12,6 V, die Sie hier benötigen würden (6,3 V pro Heizung), oder?
@glen_geek Gut zu wissen! Ich werde das reparieren lassen, damit Vcc auf Filamente aufgeteilt wird.
Spannungsteiler von +12 V nach Masse, der Ihnen ungefähr 2 V (dies ist wahrscheinlich ungefähr so ​​​​gut wie die LM317-Dropout- + -Adj-Spannung) und 12 mA Stehstrom oder mehr liefert. Also 820 Ω am Bodenende 4,7k Ω auf +12 V (beachten Sie, dass ich dies in meinem Kopf mache, überprüfen Sie meine Mathematik). Transistor, der einen HFE von mindestens 100 bei 125 mA hat und 1,5 W leicht abführen kann (BD437G, sez DigiKey, zusammen mit ein paar hundert anderen). Emitter-Masse-Widerstand von 10 Ω . Ich gebe keine Garantie, dass es funktioniert – aber ich würde es versuchen.

Antworten (1)

Nachdem ich mir verschiedene Formen von Transistor- und allgemeinem Schaltungsrauschen angesehen hatte, entdeckte ich zufällig, dass die Antwort HF-Störungen von meinem Handy waren. Ich bin mir nicht sicher, um welches Teilsignal es sich handelt, aber ich bemerke es eher, wenn mein Telefon Textnachrichten sendet und empfängt. Mein Mobilfunkanbieter ist Verizon und mein Telefon Samsung. Ich habe keinen Zugriff auf andere, um festzustellen, ob es sich um ein spezifisches Problem oder ein allgemeines Problem handelt.

Dieses Rauschen ist nicht einzigartig für meinen Verstärker. Seitdem habe ich das Rauschen in mehreren Solid-State-Verstärkern gehört, darunter ein Plattenspieler mit eingebautem Equalizer-Verstärker und ein Digitalpiano mit eingebauten Lautsprechern. Ich gehe davon aus, dass die HF-Störungen durch ein besseres Design gemildert werden könnten, aber das muss auf einen anderen Tag warten.

Identifizieren von Rauschen in einem 12AU7-basierten Kopfhörerverstärker
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