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Auto-Bias mit Arduino
Doublecut:
Hallo Leute,
danke für die schnellen Anregungen, ein bischen hatte ich schon nachgedacht bevor ich die Frage gepostet hatte:
--- Zitat von: es345 am 23.01.2016 09:55 ---- Eingabe des Zielwertes mit optischer Kontrolle und permanente Abspeicherung (Front oder Back)
--- Ende Zitat ---
Der Zielwert wird hart codiert im Programm abgelegt
--- Zitat von: es345 am 23.01.2016 09:55 ---- Sperre der Endstufenansteuerung beim automatischen Einstellvorgang.
--- Ende Zitat ---
wenn das notwendig ist lasse ich ein Relais die beiden Vorstufensignale auf Ground ziehen und trenne den g1-Eingang der Endstufenröhren
--- Zitat von: es345 am 23.01.2016 09:55 ---- Indikator an Front über den Fortschritt des Einstellvorgangs. (onging, pass, fail)
--- Ende Zitat ---
als Indikatoren werde ich zwei dreifarbige LEDs verwenden, einmal mit Dauerlicht, einmal blinkend. Damit lassen sich 6 Betriebszustände abbilden
--- Zitat von: es345 am 23.01.2016 09:55 ---- Freigabe der Ansteuerung bei "pass"
--- Ende Zitat ---
klaro
--- Zitat von: es345 am 23.01.2016 09:55 ---- Speichern der Biaswerte, damit beim nächsten Einschalten der Vorgang schneller geht
--- Ende Zitat ---
da bin ich Anfänger, habe gelesen dass ein Neustart besser vom "sichersten" Wert aus geschieht
--- Zitat von: es345 am 23.01.2016 09:55 ---- Neujustierung auf Zielwerte im Betrieb (Spielpause) durch Taster (Front oder Back), Komfortfunktion
--- Ende Zitat ---
es wird zwei Schalter geben, einer wählt den verwendeten Röhrentyp ( definiert damit Iksoll, im Programm als Variable hinterlegt. Der andere ist ein Taster, 1x Tasten: Trennung des Eingangssignals mit Relais, Hochfahren der Bias auf max, gelbe Front-LEDs blinkt. Gegebenenfalls lässt sich hier auch der Röhrentausch vornehmen.
nochmal tasten: Programmstart zum hochfahren ( eigentlich runterfahren) der Bias bis zum Zielpunkt, gelbe Front-LEDs Dauerlicht.
nach Erreichen und "einrasten des Zielpunktes: grüne LEDs leuchten 5 sec.
--- Zitat von: SvR am 23.01.2016 09:57 ---Du musst die Spannung des Shunt-Widerstands noch Tiefpassfiltern um den Signalanteil weg zubekommen.
--- Ende Zitat ---
Meinst Du mit Shunt-Widerstand den 1-Ohmer? Hier dachte ich eine simple SI-Diode parallel zu schalten um die Reste der Wechselspannung direkt auf Ground zu leiten.
--- Zitat von: SvR am 23.01.2016 09:57 ---Das würde so aber auch nur bei Klasse A-Endstufen funktionieren, weil dort der Strom im Mittel dem Ruhestrom entspricht.
Bei Klasse B oder AB schwankt der mittlere Strom in Abhängigkeit von der Aussteuerung. Hier könnte man im µC ein Modell der Röhre ablegen, zusätzlich die Gitterwechselspannung messen und daraus versuchen vom mittleren Strom auf den Ruhestrom zurück zurechnen.
Aber der Aufwand lohnt sich doch eigentlich nur bei Röhren die stark driften!?
--- Ende Zitat ---
sollte doch im Ruhebetrieb keine Rolle spielen, ich will den Abgleich nur temporär anstoßen, nicht dauerhaft lauf lassen. Wenn die Drift im laufenden Betrieb zu stark ( 3mA?) vom Sollwert abweicht, wird das über LED an der Front gemeldet und kann ich den Abgleich erneut vornehmen lassen.
--- Zitat von: SvR am 23.01.2016 09:57 ---PS: Ich würde die Spannung am Shunt-Widerstand mit einem OPamp noch verstärken um den Bereich des AD-Wandlers besser auszunutzen. Dazu noch Dioden zur Spannungsbegrenzung etc. Die PWM müsste man auch noch filtern, damit nichts davon auf das Gitter gelangt.
--- Ende Zitat ---
Daran hatte ich noch nicht gedacht, ein kleiner 2-fach-OP mit 10-facher Verstäkung, zusätzlichen Glättungs-Cs am Ausgang und ich habe am Messeingang 300 - 520 mV !! Coole Idee
--- Zitat von: KippeKiller am 23.01.2016 10:51 ---man könnte auch über SPI oder I2C ein digitales Potentiometer ansprechen, damit hätte man eine etwas ruhigeres und glattere Bias-Versorgung.
Solange man die Bias Einstellung nur in Spielpausen ohne Signal am Eingang misst ist das ein garnichtmal so umfangreiches Projekt, viele wichtige Punkte wurden schon genannt.
--- Ende Zitat ---
Auch coole Idee, muß ich mal googeln, das kannt ich noch gar nicht
--- Zitat von: smid am 23.01.2016 11:08 ---Hi, die Steuerspannung könnte man auch direkt aus dem Arduino über das Zusammenschalten mehrerer Digitalausgänge mit einem R2R-Netzwerk erzeugen. Das wäre, je nach Anzahl der verwendeten Ausgänge, einer pro Bit Genauigkeit, präziser als die, soweit ich mich erinnere, 0-256 die die PWMs haben. Und sieben müsste man das auch nicht, weil es ja saubere Gleichspannung ergibt.
--- Ende Zitat ---
noch mehr Anregungen, das Arduino-Buch ist gerade mit der Post gekommen, ich muß jetzt lesen :)
nochmals Danke Leute :topjob:
Robert
SvR:
Salü,
--- Zitat von: smid am 23.01.2016 11:08 ---die Steuerspannung könnte man auch direkt aus dem Arduino über das Zusammenschalten mehrerer Digitalausgänge mit einem R2R-Netzwerk erzeugen. Das wäre, je nach Anzahl der verwendeten Ausgänge, einer pro Bit Genauigkeit, präziser als die, soweit ich mich erinnere, 0-256 die die PWMs haben. Und sieben müsste man das auch nicht, weil es ja saubere Gleichspannung ergibt.
--- Ende Zitat ---
Da die Widerstände Toleranzen haben, ist mit R2R aus Einzelwiderständen "nur" 6 bis 8 Bit machbar. Mit der Standard-Arduino-PWM-Lib erreicht man auch 8 Bit. Der Atmega32 (wie er beim Arduino Leonardo verbaut ist) hat laut Datenblatt bis 16Bit Auflösung bei manchen PWM-Kanälen. Da müsste man mal schauen ob man aus der Arduino-Umgebung da ran kommt oder ob man das Board mit den C-Tools von Atmel programmiert. Man müsste sich auch Gedanken machen, welche Auflösung man überhaupt benötigt. Will man eine Bias-Spannung von 0...-60V aufbauen, erreicht man mit 8Bit immerhin eine Stufung von ca 235mV. Mit 10Bit sind es ca. 60mV.
Die PWM-Idee finde ich gar nicht so verkehrt. Bei R2R-, Digitalpoti- oder DA-Wandler-Lösungen müsste man den Wert von klassisch 0...5V irgendwie noch invertieren und auf den benötigten Bias-Spannungsbereich verstärken. Die PWM könnte man auf einen MOS-Fet geben, der die vorhandene Bias-Spannung schaltet und das Ausgangssignal wird noch mit einem RC-Glied gefiltert. Der Aufwand wäre deutlich geringer.
mfg Sven
SvR:
Salü,
Warum wollte ich den Bias den gesamten Betrieb über nachstellen? Mein Gedanke war dabei, dass der Arbeitspunkt aus zwei Gründen driften kann.
1. Alterung der Röhre: der Prozess geht (je nach alter der Röhre) langsam. Ist mit der Lösung "nur beim Einschalten regeln" durch aus abzufangen.
2. Thermischer Drift der gesamten Schaltung: die Bauteilwerte ändern sich teilweise mit der Temerpatur. Würde man diesen Drift nur am Anfang ausregeln wollen, müsste den Verstärker einschalten und mit dem Spielen warten bis er sich auf eine feste Temperatur "eingeschwungen" hat. Wie lange dauert sowas aber? 10Min/30Min/60Min? Will man solange warten, bevor man mit dem Gitarre spielen begingt.
Worüber ich mir keine Gedanken gemacht habe ist die Frage welcher Drift überhaupt relevant ist?
--- Zitat von: Doublecut am 23.01.2016 11:19 ---[...]
Meinst Du mit Shunt-Widerstand den 1-Ohmer? Hier dachte ich eine simple SI-Diode parallel zu schalten um die Reste der Wechselspannung direkt auf Ground zu leiten.
[...]
sollte doch im Ruhebetrieb keine Rolle spielen, ich will den Abgleich nur temporär anstoßen, nicht dauerhaft lauf lassen. Wenn die Drift im laufenden Betrieb zu stark ( 3mA?) vom Sollwert abweicht, wird das über LED an der Front gemeldet und kann ich den Abgleich erneut vornehmen lassen.
[...]
Daran hatte ich noch nicht gedacht, ein kleiner 2-fach-OP mit 10-facher Verstäkung, zusätzlichen Glättungs-Cs am Ausgang und ich habe am Messeingang 300 - 520 mV !! Coole Idee
--- Ende Zitat ---
Ja den meine ich. Wenn dann zwei antiparallele Si-Dioden. Aber auch dann hätte man doch immer noch einen AC-Anteil von +/- 700mV auf dem Messsignal oder? Ein Tiefpass wirst du auf jedenfall benötigen.
Auch bei der LED hast du bei AB- oder B-Betrieb die gleiche Problematik.
Skalier das Signal doch gleich auf 0...5V (oder 0...3,3V je nach µC). Dann nutzt du den Bereich des AD-Wandlers bestmöglich aus.
mfg Sven
Doublecut:
--- Zitat von: SvR am 23.01.2016 11:33 ---...Die PWM könnte man auf einen MOS-Fet geben, der die vorhandene Bias-Spannung schaltet und das Ausgangssignal wird noch mit einem RC-Glied gefiltert. Der Aufwand wäre deutlich geringer.
--- Ende Zitat ---
so hatte ich mir das auch gedacht. Die vorhandene Bias-Spannung wird bei ca. -45 Volt liegen, das hängt von den Röhren ab, die zum Einsatz kommen sollen. Da muss ich nochmal Datenblätter checken. Der FET liegt dann in der Bias-Linie und wird über den Arduino am Gate als regelbarer Widerstand angesteuert.
--- Zitat von: SvR am 23.01.2016 11:47 ---Warum wollte ich den Bias den gesamten Betrieb über nachstellen?
--- Ende Zitat ---
genau, der Einstellbereich wird sich vermutlich von -45V( 6l6-Familie) bis - 20V(EL34) erstrecken. Damit wäre ein Delta von 25 Volt zu regeln.
--- Zitat von: SvR am 23.01.2016 11:47 --- Mein Gedanke war dabei, dass der Arbeitspunkt aus zwei Gründen driften kann.
1. Alterung der Röhre: der Prozess geht (je nach alter der Röhre) langsam. Ist mit der Lösung "nur beim Einschalten regeln" durch aus abzufangen.
2. Thermischer Drift der gesamten Schaltung: die Bauteilwerte ändern sich teilweise mit der Temerpatur. Würde man diesen Drift nur am Anfang ausregeln wollen, müsste den Verstärker einschalten und mit dem Spielen warten bis er sich auf eine feste Temperatur "eingeschwungen" hat. Wie lange dauert sowas aber? 10Min/30Min/60Min? Will man solange warten, bevor man mit dem Gitarre spielen begingt.
Worüber ich mir keine Gedanken gemacht habe ist die Frage welcher Drift überhaupt relevant ist?
--- Ende Zitat ---
Beim manuellen Einstellen der Bias geh ich ja in aller Regel auch nur einmal ran. Solls doch driften ;D.
Wenn die Drift einen vorbestimmten Wert überschreitet bekomme ich ja eine Meldung an den Front-LEDs und kann einfach per Tastdruck nachjustieren
--- Zitat von: SvR am 23.01.2016 11:47 ---Ja den meine ich. Wenn dann zwei antiparallele Si-Dioden. Aber auch dann hätte man doch immer noch einen AC-Anteil von +/- 700mV auf dem Messsignal oder? Ein Tiefpass wirst du auf jedenfall benötigen.
--- Ende Zitat ---
wenn ich das Messsignal, wie vorgeschlagen hochverstärke und am Ausgang des OPs einen Glättungs-C (+R) einbaue, sollte das doch behoben sein, oder?
--- Zitat von: SvR am 23.01.2016 11:47 ---Auch bei der LED hast du bei AB- oder B-Betrieb die gleiche Problematik.
--- Ende Zitat ---
??? versteh ich nich ???
--- Zitat von: SvR am 23.01.2016 11:47 ---Skalier das Signal doch gleich auf 0...5V (oder 0...3,3V je nach µC). Dann nutzt du den Bereich des AD-Wandlers bestmöglich aus.
--- Ende Zitat ---
ja klar, Du hast recht, wenn schon denn schon ...
Muss ich eigentlich die 5-Volt-Grenze am analogen Eingang des Arduino auch berücksichtigen oder schluckt der auch mehr?
Grüße, Robert ( der sich über die rege Teilnahme ein Loch in den Bauch freut :)
SvR:
Salü,
--- Zitat von: Doublecut am 23.01.2016 12:03 ---Beim manuellen Einstellen der Bias geh ich ja in aller Regel auch nur einmal ran. Solls doch driften ;D.
Wenn die Drift einen vorbestimmten Wert überschreitet bekomme ich ja eine Meldung an den Front-LEDs und kann einfach per Tastdruck nachjustieren
--- Ende Zitat ---
Beim manuellen Einstellen nehm ich das in Kauf. Dafür habe ich deutlich weniger Schaltungsaufwand. Bau ich die Shunt-Widerstände fest ein und mach sie mit Bananenbuchsen erreichbar, kann ich mit dem Multimeter wann ich will den Bias nach dem Einschalten überprüfen und bei Bedarf das Poti nachregeln. Bei neuen Röhren kontrolliere ich nach einigen Betriebsstunden den Bias durch aus.
Deine Schaltung ist deutlich aufwendiger. Wo ist aber der Nutzen, wenn ich sie nur in Spielpausen verwenden kann? Ob ich ne Taste drück oder am Poti dreh macht keinen Unterschied. Für mich wäre der Mehrwert einer solchen Schaltung, dass sie (bei entsprechender Auslegung) den Bias permanent überwacht und nachregelt, ohne das ich in irgendeiner Form tätig werden muss.
--- Zitat von: Doublecut am 23.01.2016 12:03 ---??? versteh ich nich ???
--- Ende Zitat ---
Deine LED soll dir während dem Betrieb anzeigen, wenn der Arbeitspunkt vom ursprünglichen Sollwert abweicht oder? Dann legst du eine Spielpause ein, drückst den Taster und der Bias wird nachgereglt.
Du hast aber bei AB- und B-Betrieb die gleiche Problematik. Der Mittelwert der Spannung am Shuntwiderstand entspricht nicht dme Ruhestrom, sondern hat auch noch eine von der Aussteuerung abhängige Komponente. Woher weiß dein µC jetzt, dass die Differenz zwischen Sollwert und Istwert von einem Drift verursacht wird und er die LED anschalten muss? Die Differenz könnte auch von der Aussteuerung verursacht werden.
Auch mit Übersteuerung der Endstufe muss deine Schaltung bei Gitarrenverstärkern klar kommen.
mfg Sven
mfg Sven
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