Projektowanie wzmacniacza (nie)Hi-Fi lampowego :)

[jethrotull]

Znaczenie wynika z prawa Oma. Jeśli np. rezystor anodowy ma rezystancję Ra, prąd lampy wynosi Ia, a napięcie zasilania Ub, to napięcie anodowe wyniesie w przybliżeniu (zaniedbując spadek na Rk)
Ua = Ub - (Ra * Ia).
Podobnie ma się sprawa z rezystorem filtru zasilacza.

[Macck]

No to coś mi nie wychodzi bo w wyniku dostaje napięcie -140V
biorąc do obliczeń 150kR i 2,6mA anodowego.

Natomiast jeśli chodzi o filtr
R=U/I
R= 250/10mA
R=25000R
i podstawiając do wzoru wychodzi spadek napięcia na filtrze o 65V

[Piotr]

Trochę nie z tej strony gryziesz.
Ua pentody przyjmujesz jako napięcie zasilania. Aby być dokładnym uwzględniasz jeszcze spadek na TG i Rk, czyli w sumie jakieś 20V.
Przy Ua pentody równym 250V daje to około Ub (zasilania) w granicach 270V.
Z tego trzeba zasilić stopień sterujący. Trochę napięcia trzeba poświęcić na filtrację. Na przykład 70V. Wtedy na zasilanie stopnia zostanie 200V. To z kolei trzeba podzielić na lampę i rezystor. Jak spojrzysz na charakterystyki, to okaże się, że lepiej kiedy trioda dostanie trochę więcej, niż połowę napięcia zasilania.
Tak więc dzielimy na Ua=120V i 80V dla Ra (bo tak, można inaczej). Wtedy przy prądzie około 1mA Ra może być 75k lub 82k. Do tego dobierasz Rk żeby było jak należy.
Rezystor filtra przy 1mA wypadnie jako 68k lub 75k.

A tak na marginesie - to nie apteka. Elementy dobiera się z szeregu i lekkie odstępstwa niczego nie popsują. Na przykład różnica między 240R i 250R w Rk będzie praktycznie bez znaczenia. To mniej niż 5%. "Cykanie" się z dobieraniem wartości 246R nie ma najmniejszego sensu, bo lampy mają większy rozrzut parametrów.
Swoją drogą akurat Rk lampy mocy watro mieć regulowany. Na przykład 220R plus szeregowa podkówka 100R. Można wtedy wyregulować Ia do smaku.

[Macck]

Czyli żeby uzyskać pożądane napięcia muszę mieć 270V wyprostowanego.
Dla pentody zostaje tak jak powiedziałeś ten spadek (nie wiem skąd aż 20V)
Czyli dobrze mi wyszło że na filtrze wytracę około 70V.
Dalej to mam problem bo nie rozumiem tego
Wytracamy 80V na Ra zostaje 120 dla anody ... ee 1mA dla anody... CO?!

[jethrotull]

Czyli żeby uzyskać pożądane napięcia muszę mieć 270V wyprostowanego.
Dla pentody zostaje tak jak powiedziałeś ten spadek (nie wiem skąd aż 20V)

Jakieś 6V na Rk, reszta na rezystancji uzwojenia pierwotnego trafa

Dalej to mam problem bo nie rozumiem tego
Wytracamy 80V na Ra zostaje 120 dla anody ... ee 1mA dla anody... CO?!

A co w tym dziwnego? Typowa wartość, 1mA.
Inna sprawa, że nie wytracałbym aż tyle na filtrze, najwyżej 10-20V, ale to nie ma aż takiego znaczenia.

[Piotr]

Ok, więc powoli...
20V to może trochę za dużo. Około 8V stracisz na Rk pentody, prawda? 250V ma być od anody do katody, a nie do masy. TG ma również jakąś rezystancję dla prądu stałego, więc trochę napięcia stracisz. Pewnie około 10V. Więc w sumie 15-20V.
A wracając do stopnia sterującego:
Masz szeregowo połączone następujące elementy - Lampa, Ra i rezystor filtra. Rk zaniedbujemy, bo jest dużo mniejszy. W związku z tym przez wszystkie te elementy płynie ten sam prąd, a napięcie zasilania podzieli się między nie. Zakładamy, że prąd ma wynosić 1mA. Tak akurat lubię dla ECC83, ale możesz przyjąć coś z zakresu 0,5-2mA. Również wedle uznania przyjmujemy Ua. Policzmy teraz inaczej przyjmując 150V. Z całych 270V zostanie nam teraz 120V na Ra i Rf(filtra). I znów wedle uznania dzielimy na przykład na 75V dla Ra i 45V dla Rf. Pamiętając, że przez wszystkie płynie ten sam prąd 1mA obliczamy rezystancję. Po dopasowaniu do szeregu wychodzi Ra=75k, a Rf=47k.
Tak jaśniej?

[Macck]

No rozjaśniło mi się
już wiem o co chodzi. Ale czy przy 1 mA wzmocnienie nie będzie za małe? i w ogóle czy 150V dla 6n2p to nie jest za mało?
I pozostaje kwestia filtrów w samym psu. jeśli potrzebuje Ub=270 to mogę dać po prostowaniu 300 i wytracić 30 na rezystorze filtra o R=30/całkowity prąd pobierany przez wszystkie lampy z małym zapasem.

Skoro tak to muszę po prostu dobrać Rk dla 150V i I=1mA (przykładowo).
Hmm na Ra aż taki spadek jest ...
Można dać inny spadek? Czy on jest uzależniony od czegoś jeszcze np od Ri lampy?

[Piotr]

Ale czy przy 1 mA wzmocnienie nie będzie za małe?

A skąd twe wątpliwości?
Owszem, przy małym prądzie nachylenie spada, ale można zwiększyć Ra, więc w sumie na jedno wychodzi.

czy 150V dla 6n2p to nie jest za mało?

Znów zapytam skąd ta obawa. Zerknij na charakterystykę. Twój stopień będzie się posługiwał amplitudami rzędu 10V, więc jak by się uprzeć, to nawet z Ua=50V działałby poprawnie.

I pozostaje kwestia filtrów w samym psu. jeśli potrzebuje Ub=270 to mogę dać po prostowaniu 300 i wytracić 30 na rezystorze filtra o R=30/całkowity prąd pobierany przez wszystkie lampy z małym zapasem.

Możesz, tylko po co? Wszystkie stopnie pracują w klasie A, więc nie będzie problemu. Uzyskasz lepszą filtrację Ub i stracisz trochę mocy na rezystorze.

Hmm na Ra aż taki spadek jest ...
Można dać inny spadek? Czy on jest uzależniony od czegoś jeszcze np od Ri lampy?

Jest uzależniony od charakterystyk i gustu liczącego. Najlepiej wrysować w charakterystyki linię obciążenia i zobaczyć, czy dostępna amplituda jest wystarczająca i czy zniekształcenia nie są zbyt wielkie.
Poza tym wzmocnienie jest prawie proporcjonalne do wartości Ra, a co za tym idzie do tegoż spadku. A dlaczego tak ci on szkodzi? Zrozum, że lampa ze swoim Ra to dzielnik, z którego odbierasz sygnał. Statyczny spadek na obu elementach powinien być podobnej wielkości, aby sygnał wyjściowy mógł być duży i symetryczny. Pamiętaj, że na wyjściu nigdy nie pojawi się napięcie wyższe od Ub, ani niższe od 0. W rzeczywistości oczywiście zakres ten jest okrojony, ale to już tłumaczenie przy charakterystykach.

Może jednak skusisz się na jakąś literaturę?

[Macck]

Ok .
Lepiej zastosować lampy -EW czy podstawowe wersje? Różnią się parametrami deko więc nie wiem teraz pod które lepiej liczyć wszystko.

[Piotr]

Jeżeli chodzi o 6N2P, to EW są znacznie lepsze i dość tanie, więc zwykłymi nie ma sensu się zajmować.
Z kolei 6N14P w zwykłej wersji są wystarczająco dobre, więc nie ma co wydziwiać, chyba że znajdziesz EW w podobnej cenie.
Podstawowymi parametrami praktycznie się nie różnią, więc liczysz raz, a później możesz zamienić lampy w układzie. Różnice polegają na długowieczności, odporności na wstrząsy, itp.

[Macck]

Jeśli chodzi o S=mA/V to oznacza to tyle że na zmianę napięcia na siatce prąd anody zmienia się o 1mA , czy tak?
Właściwie niewiele zostało do zaprojektowania swojego pierwszego wzmacniacza
nabyta tutaj teoria pozwoli mi wyznaczyć wszystkie części podstawowe układu.
Zostaje mi tylko rezystor antyparazytowy siatki drugiej no i rezystory upływowe.
Później tylko pętla sprzężenia i można zbierać elementy
Czy jeszcze jakieś wykresy są istotne czy do takiej podstawowej wersji wystarczy wykres siatkowy i anodowy ?

[Piotr]

Jeśli chodzi o S=mA/V to oznacza to tyle że na zmianę napięcia na siatce prąd anody zmienia się o 1mA , czy tak?

Nie bez powodu ten parametr nazywa się nachyleniem charakterystyki. Mówi on jak zmienia się Ia przy zmianie Ug w danym punkcie pracy. Warto dla uniknięcia nieporozumień pamiętać, że nachylenie nie jest stałą przypisaną do lampy, lecz zmienia się w zależności od punktu pracy. Można je odczytać z odpowiednich wykresów, a jeżeli ich nie ma, to oszacować na podstawie danych katalogowych z podobnych punktów pracy.

Zostaje mi tylko rezystor antyparazytowy siatki drugiej no i rezystory upływowe.

Na to nie ma żadnych wzorów, trzeba się wykazać smakiem
Rg2 w zakresie 100R-2k2, a upływowe kilkaset kilo.

Czy jeszcze jakieś wykresy są istotne czy do takiej podstawowej wersji wystarczy wykres siatkowy i anodowy ?

Jeżeli chcesz dokładnie obliczyć wzmocnienie, to przyda się wykres nachylenia i rezystancji wewnętrznej triody. Ale to już bardzo drugorzędna sprawa. Większość stopni wzmacniaczy można zaprojektować w oparciu o samą chyarakterystykę anodową.

[jethrotull]

Pamiętaj, najważniejszą cechą zależną od wartości rezystora upływowego jest rezystancja wejściowa stopnia. Wobec ogromnej rezystancji samej siatki sterującej, rezystor ten praktycznie jest tożsamy z rezystancją wejściową. Im większa jest ta wartość, tym łatwiej wysterować stopień, ale też tym bardziej jest on podatny na zakłócenia. Przybliżona zasada jest taka, że rezystancja wejściowa stopnia powinna być około 10x większa niż rezystancja wyjściowa stopnia poprzedzającego. Stąd we wzmacniaczach gitarowych typowo spotyka się wartość 1M. W przypadku sterowania wzmacniacza Hi-Fi ze sprzętu tranzystorowego typowa wartość to 47k, chociaż często starczyłoby o wiele mniej (typowy wzmacniacz operacyjny zapewnia Rwy rzędu ułamka oma).

W przypadku, gdy na wejściu wzmacniacza znajduje się potencjometr, pełni on jednocześnie funkcję rezystora upływowego. Dodatkowo można umasić suwak tego potencjometru rezystorem aby uniknąć trzasków w przypadku chwilowego zaniku kontaktu suwaka ze ścieżką oporową, chociaż przy przywzwoitej jakości potencjometrach nie jest to konieczne.

[Macck]

Czyli , jeśli dobrze rozumiem rezystancja wypadkowa Potencjometru i rezystora upływowego musi wynosić 1/10 rezystancji wejsciowej lampy (siatki) , a rezystor siatki drugiej mogę dobrać ze wzoru Rg2=1/prąd siatki 2
tu 1 bo nie ma sensu zbijac napięcia a nie chcemy żeby prąd był większy niż wyznaczony przez charakterystykę siatkową tutaj 3mA.
Rg2=330R

[jethrotull]

Czyli , jeśli dobrze rozumiem rezystancja wypadkowa Potencjometru i rezystora upływowego musi wynosić 1/10 rezystancji wejsciowej lampy (siatki) ,

Nie, rezystancja siatki jest ogromna, wynosi grube megaomy, nie ma sensu w ogóle jej brać pod uwagę. Rezystancja wypadkowa potencjometru i rezystora upływowego (o ile jest stosowany) powinna wynosić nie mniej niż 10x rezystancja wyjściowa źródła sygnału.

a rezystor siatki drugiej mogę dobrać ze wzoru Rg2=1/prąd siatki 2
tu 1 bo nie ma sensu zbijac napięcia a nie chcemy żeby prąd był większy niż wyznaczony przez charakterystykę siatkową tutaj 3mA.
Rg2=330R

Też nie. Nie wiem skąd się wzięło "1" w tym wzorze. Generalnie wartość tego rezystora jest mało krytyczna i trzeba ją dobrać "na oko" (o ile nie jest podana w karcie lampy, czasem jest), czyli tak, żeby dobrze pełnił funkcję antyparazytową.