Hiend Audio, DIY, Hi-Fi, Stereo, Electronics site, for lovers of high-fidelity music reproduction. High-End Vacuum Tubes. Silicon. Do-It-Yourself Audio Systems. Schematics: amplifiers, speakers, horns, CD, DAC. Circuits, Topologies, Acoustics, Cables, Speakers, Voltage Regulators, Equipment Upgrades, Modifications, Problems, Solutions, Tips, Tricks. ------ Dla pasjonatów Hiend Audio, najwyższej wierności odtwarzania muzyki na sprzęcie budowanym, modyfikowanym samemu. Wiedza: elektronika, układy lampowe i krzemowe, wzmacniacze, głośniki, kolumny, tuby, DAC, kable, DIY, porady, sztuczki, problemy, rozwiązania, tor audio.

Print this Page

A tube rectifier .. without tubes !

A tube rectifier .. without tubes !

Every once in a while I come up with a problem, that is a derivative of a certain design goal that I wish to achieve. Recently I was pondering about the idea of how to create a SILENT rectifier, that would supply power to my analog supply lines within my DAC.

After looking at drawings like this:

An ugly silicon rectifier ...

An ugly silicon rectifier …

I came to the conclusion that silicon rectifiers are not so good.
Therefore I started wondering about a concept of a low voltage tube rectifier:

lampowy prosownik połówka do dac 1

My “tube” rectifier concept – with some filtering.

lampowy prosownik połówka do dac 3

Look at those smooth curves, especially the red one, which is critical. Well, Ok, it has a small pin at the top, but all in all – it looks quite good …

lampowy prosownik połówka do dac 2

Input is 24VAC, output: 5,2VDC with 150mV of ripple

You can see that indeed, it does generate a nice low voltage, that can be further down regulated, a voltage (conversion process) that does NOT induce any high frequency spikes. But then, a tub rectifier would be bulky, very hot and consume a vast amount of space. So how about creating a “silicon equivalent” of the tube rectifier, one with “identical” parameters (or … close) … but one that does NOT contain a tube ?

 

krzemowy spowolniony prosownik połówka do dac 1

The “close” equivalent of the previous drawing, but simulated with silicon and resistance, so as to “get” fairly close and comparable results …

krzemowy spowolniony prosownik połówka do dac 3

Despite the fact that we have ‘slowed’ down the diode with a serial resistance, you can clearly see the nasty little ‘spike’ on the bottom of the red current trace …

krzemowy spowolniony prosownik połówka do dac 2

As can be seen, we achieve a similar output voltage, about 5,2VDC, with a serial diode of type 1n4007 and a serial resistance of 48,4 ohms. But, although similar, this option is distinctly noisier in the higher frequency range than the tube rectifier.

It can be seen that this circuit is more or less “equivalent”, apart the diode and serial resistance, all other elements being equal. Although it is close to the previous one, does indeed exhibit some of those nasty instantaneous current “spikes” that are the cause of high frequency harmonics and noise.

So it is not perfect … So I keep on pondering … how about this one ?

krzem spowolniony RC

the additional resistors and capacitors around the diode are meant to level off any switching spikes, so as to achieve a low-noise rectification process.

 

Imagine that the R=10 ohms, and that the C = 4uF (at each of the diodes).

The concept is as follows: I try to achieve an RC time constant, of about 0,25ms, with is equivalent to approx. 5% of the rising edge of a sinus (the quarter wave, rising from “0″ to +Vmax). During this time interval, I assume, the actual recharging of the p-n joint takes place, and the actual switch-over of the diode. By introducing such an RC time constant, comparable to the length of the p-n junction reverse-charging period, I hope to achieve round edges of the current that is flowing in the moment of the actual switchover. The constant acts as a ‘low-pass filter’.

Can you simulate this on your SPICE and tell me what you see ?

Will this actually be a good performer ?

Your comments will be kindly welcome.

Regards,

zjj_wwa

 

Hiend-audio, diy-hi-fi, hi-fi-diy, audio, DIY, hiend, HiEnd, diy, hi-end, Hifi, HiFi, Hi-Fi, amp, amplifier, Amplifier, amplifiers, amps, analogowy, CD, DAC, digital Do-It-Yourself, Hi-End, hifi, hi-fi, kolumny, lampy, loudspeaker, Loudspeakers, music, napęd, odtwarzacz, player, preamp, preamplifier, przedwzmacniacz, reproduction, stereo, wzmacniacz, wzmacniacze, Amplifiers, Amps, analog, analogowo-cyfrowy, converter, cyfrowa, cyfrowe, cyfrowy, elektroda, elektrody, głośnik, głośnika, głośnikami, głośnikowe, głośnikowy, kolumna, lampowe, lampowy, listen, listening, muzyce, muzyka, muzykę, odtwarzanie, Op-Amp, Op-amps, Preamp, Preamplifier, preamplifiers, preamps, przedwzmacniacza, przedwzmacniacze, Przedwzmacniaczy signal, signal-path, speaker, speakers, sygnał, sygnały, system, valve, video, Wzmacniacz, wzmacniacza, wzmacniaczy, Yourself, analogowa, analogowe, analogowo, Audio, conversion, converters, diode, Diode, elektrod, elektrodach, elektrodami, głośnikach, głośniki, głośnikiem, głośnikom, głośników, głośnikowych, głośnikowymi, interconnect, kolumn, kolumną, kolumnach, konwerter, krzem, krzemowa, lamp, lampa, lampowa, MKP, MKT, muzyką, muzyki, op-amp, Opamps, pentod, pentoda, pentode, pentody, Preamplifiers, przewód, przewody, silicon, Stereo, sygnale, sygnałem, sygnałowi, sygnału, tranzystory, trioda, triode, Triody tube, tubes, valves, Wzmacniacze, ADC, Analogowo-Cyfrowy, Analogowy, cable, cables, dioda, electrolytic, elektrodą elektrodzie, elektrolit, elektrony, głośnikowa, głośnikowi, głośniku, interconnects, kabel, kable, kondensator, kondensatory, krzemem, krzemie, krzemowy, lampach, lampie, Lampy, Loudspeaker, loudspeakers, Napęd, Odtwarzacz, Opamp, operacyjne, operacyjny, opornik, opornika, oporników path, pentodach, Pentode, pentodom, Player, płytka, Preamps, Przedwzmacniacz, Przedwzmacniacze, Reproduction, resistor, resistors, rezystor, rezystora, Signal, słuchać, słuchanie, transistor, transistors, tranzystor, tranzystora, tranzystorowa, triodą, triodach, triodzie, Tubed, Analog, capacitor, Cyfrowa, Cyfrowe, Cyfrowy, diod, diodach, diody, electron, Elektroda, elektrodom, Elektrody, elektrolita, elektrolity, elektron, elektronami, elektronowe, elektronu, foliowe, foliowy, Głośnik, Głośnika, Głośnikach, Głośnikami, Głośniki, Głośników, Głośnikowe, Głośnikowy, ic, Kolumna, kolumnami, kolumnie, kolumnom, Kolumny, kondensatora, Konwerter, Krzem, krzemowe, Lampowe, Listen, Listening, Muzyce, Muzyka, Muzyką, Odtwarzanie, OpAmp opamp, operacyjnego, operacyjnemu, opornikach, opornikami, oporniki, opornikom, opornikowi, oporniku, PCB, Pentody, Przedwzmacniacza, przedwzmacniaczy, rezystorach, rezystorom, rezystorów, rezystory, ścieżka, Signal-path, Speaker, Speakers, srebrny srebro Sygnał, Sygnały, System, tranzystorem, tranzystorowe, tranzystorowy, triod, triodom, Valve, Video, Wzmacniacza, Wzmacniaczy, Analogowa, Analogowo, Analogowo-cyfrowy, capacitors, diodom, Elektrodach, Elektrodami, elektrolicie, elektrolitów, elektronów, elektronowy, Głośnikiem, Głośnikom, Głośnikowi, Głośnikowych, Głośniku, IC, Kolumn, Kolumną, Kolumnach, Kolumnami, kondensatorów, kondensatorze, krzemowej, krzemowych, krzemu, Lamp, Lampa, Lampowa, Lampowy, Muzykę, Muzyki, Op-amp, OpAmps, Oporniki, Pentod, Pentoda, pentody, pentodzie, polipropylene, polistyrene, Przewód, Przewody, Ścieżką, Ścieżkami, Silicon, Sygnale, Sygnałem, Sygnałowi, Sygnału, trace, Trioda, Triode, triody, Tube, Tubes, Valves, Cable, Cables, Dioda, Diody, diodzie, Electrolytic, Elektrod, Elektrodą Elektrodzie, Elektrolicie, Elektrolit, Elektrolita, elektrolitami, elektrolitowi, Głośnikowa, Kabel, Kable, kondensatorami, kondensatorem, kondensatorom, kondensatorowi, Kondensatory, Krzemem, Krzemie, Krzemowa, Lampach, Lampie, Operacyjne, Operacyjny, Opornik, Opornika, Oporników Path, Pentodach, Pentodom, Resistor, Resistors, Rezystor, Ścieżki, Słuchanie, Transistor, Transistors, Tranzystor, Triodą, Triodach, Triodzie, Tubed, .ape, .eac, .flac, amper, ape, Capacitor, Capacitors, Diod, Diodach, Diodom, Diodzie, drukowana, Drukowana, eac, Electron, Elektrodom, elektrolitach, Elektrolitach, Elektrolitami, Elektrolitów, Elektrolitowi, Elektrolity, Elektron, Elektronami, Elektronów, Elektronowe, Elektronowy, Elektronu, Elektrony, flac, Foliowe, Foliowy, Głośnikowymi, Interconnect, Interconnects, Kolumnie, Kolumnom, kondenastorach, Kondenastorach, Kondensator, Kondensatora, Kondensatorami, Kondensatorem, Kondensatorom, Kondensatorów, Kondensatorowi, Kondensatorze, Krzemowe, Krzemowej, Krzemowy, Krzemu, Operacyjnego, Operacyjnemu, Opornikach, Opornikami, Opornikom, Opornikowi, Oporniku, Pentodzie, Polipropylene, Polistyrene, Rezystora, Rezystorach, Rezystorom, Rezystorów, Rezystory, Ścieżka, Tranzystora, Tranzystorem, Tranzystorowa, Tranzystorowe, Tranzystorowy, Triod, Triodom, volt, wat, watt, wolt, voltage, current, voltage regulator, capacitance multiplier, gyrator, low-noise, high-voltage, HV, Salas, regulator, coupling, interstage, inter-stage, transformer, transformers, coil, diagram, schematic, transformator, transformatory, cewka, dławik, schemat, schematy, cewki, dławiki,

Permanent link to this article: http://hiend-audio.com/rectifier-without-tubes/