Mój pierwszy wzmacniacz SE na KT88

[Brumaczek]

Dzień dobry wszystkim uczestnikom forum Trioda.pl

Upłynęło dużo czasu do chwili, kiedy postanowiłem zbudować swój pierwszy wzmacniacz, czas ten poświęciłem na poznawanie tematu, czytając literaturę i fora lampowe.
Pomyślałem, że na początek, powinno to być coś w miarę prostego (SE), co mógłbym ogarnąć swoją wiedzą, a nie konstrukcja wyszukana i rozbudowana, a przez to skomplikowana, wymagająca dużo wiedzy i doświadczenia od konstruktora, w której to konstrukcji zagubiłbym się bez reszty.

Na stopień końcowy wybrałem KT88, bo to popularna lampa i silna, nie jest jeszcze koszmarnie droga(choć bardzo tania, to ona nie jest) i łatwo dostępna. Może pracować jako tetroda(strumieniowa) albo trioda.
Wybrałem pierwszy tryb(tetroda), i to w układzie "UL"(ultra linear), bo według moich ustaleń, gwarantuje to stosunkowo dużą moc(tetroda) i jakość dźwięku zbliżoną do triody, bo "UL".
Na podstawie charakterystyki tej lampy:
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/fran ... k/KT88.pdf
(rysunek na samym końcu) dla układu "UL", dobrałem jej statyczny punkt pracy na -30V (polaryzacja stała),
(-30Vsiatki @ 240V; 124mA), co przy podaniu napięcia sterującego o amplitudzie 30V czyli 60Vpp(między szczytowego), {0V @ 29V; 264mA ___ -30V @ 240V; 124mA ___ -60V @ 406V; 13mA} przy obciążeniu transformatorem Za=1,5k daje niecałe 12W (rms) mocy wyjściowej, a to wydaje mi się wystarczającą mocą jak na taką konfigurację, a najważniejsze nie obciążającą nadmiernie lampy, co powinno zaowocować jej długą pracą; takie są przynajmniej założenia.
Punkt pracy dla tej lampy, wybrałem na podstawie jej charakterystyki dla konfiguracji UL, takiej jaką posiadam ze strony Franka, nie znalazłem innej, bardziej rozbudowanej o napięcia siatki sterującej. Przyjmowania wyższych napięć siatki, nie brałem więc pod uwagę, ponieważ nie mógłbym zobaczyć efektów na rysunku, stąd ten zakres od 0V do -60V "osadzonych" na -30V.
Do wysterowania KT88, wybrałem pięcio watową podwójną triodę 6N6P o umiarkowanym, ale jeszcze przyzwoitym wzmocnieniu napięciowym(ok 22), ta stosunkowo bardzo silna i "wysoko prądowa" lampa, powinna w moim przekonaniu, z łatwością poradzić sobie, ze znaczną pojemnością wejściową lampy KT88, a wynoszącą 17uF.
6N6P nie jest bardzo droga i jest w miarę dostępna, a gdyby to uległo zmianie w przyszłości, to bez większego trudu, po zmianie oporników, da się zastosować ECC99(bardzo podobna), lub E88CC(ECC88), z uwagi na tę samą podstawkę(noval). Założyłem, że czułość wejściowa nie będzie większa niż około 300mV(rms) i nie mniejsza niż około 750mV(rms)

Statyczny punkt pracy drugiego stopnia, czyli drugiej połówki 6N6P(tej sterującej bezpośrednio lampą KT88), ustaliłem na -4V(polaryzacja automatyczna) z lokalnym sprzężeniem zwrotnym(czyli bez kondensatora, blokującego Rk),
Ra=5,6k____-4V @ 228V; 16,5mA; Rk=158 Om (na rysunku, prosta koloru zielonego).
R wewn. lampy, w tym obszarze, wymierzyłem na charakterystyce, na ok. 1829 Om i takiej wartości użyłem do obliczeń.
Obliczenie wzmocnienia tego stopnia(przy polaryzacji automatycznej i bez blokowania Rk), programem "EccLab 7.2" dało wynik (względem Ka) 8,91V/V.
Jako statyczny punkt pracy 1-ego stopnia(stopień wejściowy), czyli pierwszej połówki 6N6P, też wybrałem -4V i także z lokalnym sprzężeniem zwrotnym(czyli bez kondensatora, blokującego Rk), (na rysunku, prosta koloru czerwonego) Ra=5,6k____ -4V @ 131V; 19,25mA; 208 Om, daje wzmocnienie 9,46V/V (liczone ECCLab7.2).
A to oznacza, jak sądzę, że aby uzyskać 60Vpp napięcia sterującego na siatce KT88, to na drugi stopień(na drugą połówkę 6N6P, tę sterującą lampą KT88) musi być podane, z pierwszej połówki lampy, napięcie sterujące o wartości 6,34Vpp (60Vpp:9,46=6,34Vpp).
Tej wartości napięcia sterujące, pracują w "bezpiecznych" okolicach charakterystyki, o co najważniejsze na prawie prostoliniowych odcinkach napięć siatki, więc w obszarze zalecanym do wykorzystania w triodzie, według zaleceń literatury fachowej.
Tak więc, wystarczy już tylko podać z jakiegoś źródła (radio, CDP, odtwarzacz MP3) na siatkę pierwszego stopnia(na pierwszą połówkę 6N6P) i poprzez potencjometr, wejściowe napięcie sterujące o wartości 712mVpp, czyli 251,67mVrms, co daje bardzo dobrą czułość, wystarczającą aby wzmacniacz mógł być wysterowany przez tuner radiowy, a nawet źródła o słabszym sygnale.

Można zauważyć, że ogólnego wzmocnienia pierwszych dwóch stopni, jest aż zanadto, jeśli okazałoby się tak w praktyce i do tego, nie zależało na tak dużej czułości, to ratowałbym się dzielnikiem napięcia na wyjściu z każdej dwóch połówek lampy(6N6P), lub płytkim globalnym sprzężeniem zwrotnym, a jeśli by je zrobić jako regulowane, to udałoby się ustawić optymalną wartość, aby stopnie: drugi i końcowy(mocy) wzmacniacza, nie ulegały przesterowaniu, tak przynajmniej mi się wydaje.
Jeśli natomiast, z jakiś nieznanych mi powodów, wzmocnienia pierwszych dwóch stopni, byłoby za mało, to mógłbym dobrać inne punkty pracy lampy 6N6P, dające nieco wyższe wzmocnienie(na Ra=8,2k; 1st.: 10,24V/V; 2st.: 11,25V/V, dobrałem takie punkty na wszelki wypadek), a gdyby i tego było mało, to zastosowanie E88CC(ECC88)(wzmocnienia rzędu 15V/V, przy auto biasie i bez blokowania Rk), dałoby już takie wzmocnienie, że nie obeszłoby się chyba bez globalnego sprzężenia zwrotnego o odpowiedniej wartości; tak przynajmniej sobie myślę.
Dwa pierwsze stopnie(na 6N6P) będą pracowały w układzie WK(wspólna katoda) ze sprzężeniem RC, stopień końcowy (mocy)na KT88, też będzie sprzęgnięty przez RC, czyli klasyka.

Punkty pracy lamp, starałem się dobrać tak, aby napięcia ich zasilania(te podawane na Ra), pozwoliły na zasilenie, jednego kanału wzmacniacza, napięciem z jednego źródła; i tak: po zasileniu KT88(3stopień), obniżenie go o 20V dla drugiego stopnia(2/2 6N6P) na filtrze odsprzęgającym, i następnych 20V na kolejnym filtrze odsprzęgającym dla zasilenia 1/2 6N6P, czyli 1stopienia wzmacniacza.
Napięcie polaryzacji siatki1 KT88, "-30V" byłoby uzyskane z osobnego uzwojenia transformatora zasilającego

Wiem, że to nic oryginalnego, takich wzmacniaczy opartych na takim układzie jest pewnie bez liku, ale to ja sam wybrałem te lampy, po analizie różnych lamp, jak i sam układ. Chcę przez to powiedzieć, że nie jest to pomysł ściągnięty "na żywca" z jakiegoś innego, tylko sam do tego dochodziłem, szczególnie mam na myśli dobranie punktów pracy lamp, to wynik tego, czego się nauczyłem i co zrozumiałem.
Na rysunku wygląda to dobrze, w takim przekonaniu przynajmniej żyję, ale mam świadomość, że nie mam doświadczenia i wystarczającej wiedzy, a tym bardziej, że nie wszystko co dobrze wygląda w założeniach, musi dobrze działać w praktyce, bo mogłem coś jednak pominąć albo popełnić jakiś błąd, mimo wszystko.

Zdaję sobie sprawę z faktu, że lampy mają dość znaczny rozrzut parametrów i te wszystkie moje założenia, wyliczenia, dotyczą nominalnych ich parametrów, w konkretnych, użytych lampach, parametry te mogą się mniej lub więcej różnić od przyjętych, mimo to, starałem się jak najdokładniej ustalać wartości napięć i prądów poszczególnych punktów.

Na koniec tego długiego opisu, chciałbym zapytać, tych kolegów, mających wiedzę i doświadczenie w budowie wzmacniaczy lampowych:

1) Najważniejsza sprawa: czy przyjęta impedancja transformatora Za=1,5k jest dobrze dobrana do lampy KT88 w tej aplikacji?
Jest to bardzo ważne, bo wszystko inne można zmieniać stosunkowo łatwo, transformatory nie bardzo, no chyba że kosztowna wymiana dwóch sztuk. Dlatego bardzo proszę, o zwrócenie szczególnej uwagi na ten szczegół.

2) czy punkty pracy lampy KT88 dobrałem prawidłowo? (i napięcie na anodzie, Ua)

3) czy prąd spoczynkowy(124mA) nie jest za duży?
co prawda w data scheets KT88 podawane jest najczęściej 140mA, chociaż Svetlana na: http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/fran ... 88spec.pdf
podaje dla "Zero-signal plate current 87mA" a dla "Max signal plate current 105mA"
Nie wiem jak z innymi KT88 produkowanymi w Rosji, praktycznie rzecz biorąc, w zasadzie mogę kupić te lampy tylko produkcji rosyjskiej, chociaż niekoniecznie Svetlany, chińskich boję się...

4) Jak oszacować prąd siatki g2? przedłużyć tę przerywaną linię? a może w tym układzie nie wystąpi?

5) czy punkty pracy 1/2 i 2/2 lampy 6N6P, dobrałem prawidłowo, czy pozwolą na wysterowanie KT88 według przyjętych założeń?

Bardzo proszę o wszelkie uwagi, będą dla mnie cenną wskazówką.
Pozdrawiam
Brumaczek

[Piotr]

Czołem,

Wybór lamp bardzo dobry, chociaż pewnie usłyszysz też głosy, że to marnowanie lampy (mamy tu Lożę Zagorzałych Przeciwników SE).
Mnie natomiast nie podoba się polaryzacja stała. W SE nie ma żadnych zalet, a kilka wad owszem i to poważnych.
Punkt pracy wybrałeś korzystając z charakterystyk dla Ua=425V, czyli w twoim przypadku o kant stołu rozbić.
Zerknij na ten tekst, może pomoże: https://sites.google.com/site/krzacze/ultralinear
Ze swojej strony polecam konfigurację triodową tej lampy. Moc wystarczająca i znakomite parametry.
Co do sterowania, to 6N6P nada się bardzo dobrze, rzekłbym nawet za dobrze. Pojemność wejściowa w trybie triody będzie trochę większa, niż dla pentody, czy UL, ale wciąż będą to dziesiątki, no może sto kilkadziesiąt pF (te mikrofarady, które podałeś, to chyba literówka?). Tak więc 6N6P z łatwością zapewni pełne pasmo i wcale nie trzeba jej serwować tak ciężkiego obciążenia, jak 5k6, ani tak wielkiego prądu. Raczej okolice 5mA/22k na moje oko

Ave!

[Brumaczek]

Dziękuję Piotrze za odzew.
Te "mikrofarady" to literówka, myślałem oczywiście o pikofaradach.
Zrozumiałem swój błąd dotyczący KT88, sam powinienem zauważyć, że ta charakterystyka dotyczy Ua=425V, wtedy "mają z czego" pojawić się na na siatce2 napięcia takich wartości jak na rysunku, w moim "pomyśle" to niby skąd? skoro obrałem Ua=240V, więc na uzwojenie pierwotne mogłoby być podane napięcie zasilające, szacunkowo o około 20V większe, czyli około 260V, to wszystko mało.
Przyznam się, że pomysł użycia KT88 jako triody, nie był mi nigdy obcy, 300B odrzuciłem od razu, ze względu na cenę tej lampy, poza tym jest to lampa bezpośrednio żarzona, więc chyba niezbyt odpowiednia jak na pierwszą w życiu konstrukcję. Myślałem też o 6S33S, to fajna lampa, ale o tak dużym rozrzucie parametrów, więc miałem obawy czy poradziłbym sobie z tym, żeby ją okiełznać.
Dlatego KT88 wydaje mi się najodpowiedniejsza na ten pierwszy raz.
Rozmyślając o dopraniu punktu pracy dla KT88 pracującej jak trioda, pomyślałem, że będzie dobrze dobrać tak, aby napięcie Ua, aby nie przekraczało 400V, a to dlatego, że mam kondensatory elektrolityczne firmy F&T 2200uF/400V 105stC, są to kondensatory "przemysłowe" pochodzące z falownika, ja wiem że, zapewne mało audiofilskie, ale skoro nie jestem audiofilem, to nic chyba nie stoi na przeszkodzie, aby wykorzystać je w zasilaczu. Mam nadzieję, że nadałyby się, są sprawne i trzymają pojemność, a ich "przemysłowość" powinna gwarantować bardzo długi czas pracy, bez konieczności wymiany. Tylko te wymiary mają takie "wielgachne" śr.91mm wys.71mm (mają nawet zaworek bezpieczeństwa).
Do teoretycznych rozważań użyłem parametrów "olsztyńskiego" transformatora: 25W; Za=3k; Imax=200mA; Ra=130 Om; Kn:n 27,1 i 19,1; Ro= 4 i 8 Om; La=24H (masa=3,5kg wyżarzony rdzeń CC, grub.kształki 0,3mm) przewidzianego w/g producenta, między innymi do KT88(można zamówić o innych parametrach)
Na ogólnodostępnej charakterystyce(KT88 jako trioda) wyrysowlem takie coś, jak na rysunku 1.
A propos tych 400V(kondensatora), na anodę podaję 349V lub 366V(linia czerwona), więc wydaje się, że jest bezpiecznie, ale na rysunku widać, że napięcie na pierwotnym transformatora może skoczyć do 528V i 588V w drugim przypadku, zastanawiam się więc, czy nie zagrozi to kondensatorowi, czy może trzeba dać dwa w szereg w takich okolicznościach? -gdyby były one mniejsze, te ich rozmiary...
To co jest na rysunku, wyrysowałem dla polaryzacji stałej, bo nie potrafię tego zrobić dla polaryzacji automatycznej, chociaż podejrzewam, że dla niej, nie będzie się znacząco różnił, uwzględniając fakt, że Rk będzie blokowany kondensatorem.
Jak widać na rysunku, do obciążenia lampy użyłem(przykładowo) Za=3k, linie (zielona i czerwona) obciążenia, różnią się prądami spoczynkowymi, mam nadzieję, że czerwony nie obciążałby zanadto lampy.

Dla porównania zadałem te same parametry programowi "SE Amp Cad", wyniki trochę się różnią i tak:
chcąc uzyskać Ua=349V (na anodzie) musiałem wprowadzić wartość 357V, ale jest to napięcie oznaczone tam, jako B+, z rysunku opisanego w programie jako "schematic" wynika, że aby uzyskać te Ua=349V trzeba podać 357V, ale jako napięcie podane na transformator, domyślam się, że program, po prostu sam uwzględnia spadek napięcia, na pierwotnym transformatora głośnikowego, dla prądu spoczynkowego. Moc wylicza na 5,53W a zniekształcenia 2h na 7, 7% a 3h na 0,3%, więc jak na razie jest ok. rys.2 i 2a
Różnice występują dalej, widać to na rysunkach.
Różnice są większe, gdy zmieni się w programie, polaryzację na aromatyczną, nie zmieniając nic więcej. Po zaznaczeniu polaryzacji na automatyczną, program sam zmienił następujące wartości: na anodzie spada do 384V a B+ zmienia się na 392V, moc pozostaje praktycznie ta sama bo 5,4W (te 0,13W można pominąć bo niewiele znaczy) ale wzrasta poziom 2h do 9% 3h pozostaje na tym samym poziomie. rys.3 i 3a

Zrobiłem jeszcze jedną symulację, zachowałem -40V polaryzacji stałej (tak jak na pierwszym rysunku) i napięcie sterujące 80Vpp i bez przekraczania 35W mocy admisyjnej, wyszło całkiem obiecująco: moc wzrosła do 7,35W; 2h spadła do 6,6%; a 3h do zera. rys.4 i 4a

Program ten umożliwia bez problemu przedstawienie konfiguracji z automatycznym biasem, co też uczyniłem. rys.5 i 5a

Zastanawiam się, skąd te różnice, między tym co sam wyrysowałem na charakterystyce, a tym co podaje "SE Amp Cad", jakby korzystano z różnych charakterystyk lampy KT88.

Przy większych obciążeniach lampy rzędu 2,5-2,0k wygląda to fajniej względem napięć, są mniejsze, ale gorzej ze względu na zniekształcenia.

Czy "Za" na poziomie około 3k będzie optymalną wartością?

Pozdrawiam
Brumaczek

[Piotr]

KT88 wydaje mi się najodpowiedniejsza na ten pierwszy raz.

Też tak uważam.

(mają nawet zaworek bezpieczeństwa)

Bez przesady, wszystkie współczesne elektrolity go mają.

A propos tych 400V(kondensatora), na anodę podaję 349V lub 366V(linia czerwona), więc wydaje się, że jest bezpiecznie, ale na rysunku widać, że napięcie na pierwotnym transformatora może skoczyć do 528V i 588V w drugim przypadku, zastanawiam się więc, czy nie zagrozi to kondensatorowi, czy może trzeba dać dwa w szereg w takich okolicznościach?

Przecież to napięcie pojawia się na anodzie lampy, a nie na kondensatorze, prawda? Nie ten koniec uzwojenia

Czy "Za" na poziomie około 3k będzie optymalną wartością?

Miałem przez chwilę zaproponować pracę z prądem siatki, ale miało być przystępnie na pierwszy raz. W każdym razie 3k wygląda nieźle. Na oko, bo ja głównie tak projektuję, a nie jakieś tam symulacje

[Einherjer]

Optymalne, to znaczy najlepsze przy uwzględnieniu jakiegoś kryterium. Wszystko więc zależy od Twojego kryterium. Jeśli zarówno przewidywana moc jak i poziom zniekształceń Cię zadowalają to jest to optymalne Ra

[Brumaczek]

Dziękuję Piotrze, Twoje uwagi są mi bardzo pomocne w ogarnięciu przeze mnie tej sprawy.
Tyle jest tych drobiazgów połączonych ze sobą, i gdy się zsumują człowiek czasami traci nieco orientację i popełnia błąd, ale celna uwaga, zwrócenie uwagi, kapitalnie pomaga aby nie zagubić się w temacie.
Nurtuje mnie jeszcze jedna sprawa, trochę jestem zdezorientowany, a mianowicie: prądy robocze lamp, konkretnie chodzi mi o tę 6N6P, tym bardziej, że na jej charakterystyce anodowej, łatwo zobrazować ten dla mnie problem.
Jak wspomniałem wcześniej, w literaturze traktującej o lampach, chyba zawsze, wskazuje się na obszar pracy triody, który z góry ograniczony jest Us=0, z prawej mocą admisyjną, a z dołu krzywoliniowymi charakterystykami Us. Wychodzi z tego coś trójkątopodobnego, czyli obszar w którym należy dobierać punkty pracy lampy pracującej jako wzmacniacz napięciowy (wiem, że w stopniach mocy, często korzysta się z prądów siatki).
Zauważyłem natomiast, analizując schematy różnych wzmacniaczy, że konstruktorzy nie stosują się zawsze do tej "książkowej" zasady i wyznaczają obciążeniem, znacznie mniejsze prądy.
Na podstawie posiadanej wiedzy, tłumaczyłem to sobie tym, że brakowało im, być może, napięcia na kolejnym stopniu zasilania, stąd, aby uzyskać niezbędne wzmocnienie, zmuszeni byli korzystać z tych obszarów gdzie linie obrazujące Us są zagięte(czyli te rejony, gdzie charakterystyki lampy są najmniej liniowe) stosując odpowiednie wartości Ra, i/lub brakowało prądu, bo dawniej, w epoce gdy tylko stosowano lampy, jako prostowniki, wydajność prądowa lampy prostowniczej grała istotną rolę w zasileniu poszczególnych stopni wzmacniacza. Wyczytałem też, w literaturze, że prąd płynący przez rezystory powoduje powstanie jakiś szumów, więc układało mi się to wszystko w logiczną całość.
Czy dzisiaj, gdy są do dyspozycji stosunkowo wydajne lampy prostownicze, a szczególnie diody półprzewodnikowe(dzięki którym, ten problem przestał doskwierać) czy istnieją, nieznane mi przesłanki, aby w takiej lampie jak 6N6P stosować tak małe prądy, a co najważniejsze, korzystać z tych obszarów charakterystyki gdzie linie obrazujące Us są mocno zagięte?
W konfiguracji o której myślę, po zasileniu KT88, i obniżeniu napięcia o 15-20V na filtrze odsprzęgającym, miałbym do dyspozycji, przyjmijmy 360-380V a to już sporo, jest czym się "rządzić".
Poza tym, niepokoi mnie spora pojemność KT88, z którą musi sobie poradzić lampa nią sterująca, ubzdurałem sobie(a może nie), że lampa pracująca z większym prądem, łatwiej sobie poradzi z tym zadaniem.
Dla zobrazowania tego o czym i jak myślę, dołączam rysunek, na którym to wszystko widać, jak na dłoni.
Bardzo ważne: nie traktuj tego Piotrze, jako mądrzenia się jakiegoś leszcza, który chce Ci czegoś dowieść, albo do czegoś przekonać. Nie, nic z ty rzeczy, piszę o tym tylko dlatego, aby było łatwiej wskazać Ci błąd, i/albo lukę w mojej wiedzy, które sprawiają, że nie jest dla mnie jasna sprawa, znając mój stan wiedzy i jak rozumuję będzie to chyba łatwiejsze. Nie jest też tak, że się upieram przy większych prądach bo tak mi się spodobało, próbuję jedynie rozwikłać tę, dla mnie, zagadkę.
Wydaje mi się, że pewnie czegoś nie wiem, co pozwoliłoby zrozumieć te rozbieżności.
Dopuszczam też myśl, że jak to w życiu, często jest " teoria swoje a praktyka swoje" więc problemu nie ma,
Dodam, że postanowiłem zbudować wzmacniacz, ale tylko taki, którego konstrukcję będę znał i rozumiał, stąd ta moja nieznośna dociekliwość Piotrze.
Byłbym bardzo wdzięczny za rzucenie nieco światła na tę kwestię, która nie daje mi spokoju.
Pozdrawiam
Brumaczek

[Brumaczek]

Optymalne, to znaczy najlepsze przy uwzględnieniu jakiegoś kryterium. Wszystko więc zależy od Twojego kryterium. Jeśli zarówno przewidywana moc jak i poziom zniekształceń Cię zadowalają to jest to optymalne Ra

Gdyby to zależało tylko od mojego kryterium..., Einherjer, to dopiero byłaby jazda -bez trzymanki!
Ale niestety, moje "kryteria" ograniczają prawa fizyki i tego nie przeskoczę.
A tak poważnie, po triodzie z KT88, przyjmując jej moc admisyjną rzędu 35W, a więc bez forsowania tej lampy, spodziewam się mocy wyjściowej ok 7W (+ -1W).
Jeśli chodzi o zniekształcenia, to ich jak najmniejsza wartość byłaby oczekiwana, ale stoję twardo na ziemi i zdaję sobie sprawę, że niestety będą i to spore, w stosunku do układu PP, ale jak na triodę, to myślę, że max. na poziomie 5-7% przy pełnej mocy powinno dać się uzyskać, a gdyby pokombinować z globalnym sprzężeniem zwrotnym, chociażby płytkim, to nieco by spadły, ale moc też...

Pozdrawiam
Brumaczek

[Einherjer]

Stosując globalne sprzężenie zwrotne wcale nie stracisz mocy, jeśli uwzględnisz zapas wzmocnienia projektując stopnie napięciowe. No właśnie. Punkty pracy blisko hiperboli mocy admisyjnej wybierasz wtedy, kiedy projektujesz stopnień mocy. Stopnie wzmocnienia napięciowego to inna bajka. Tutaj celem jest uzyskanie określonej amplitudy napięcia wyjściowego (przy określonym napięciu wejściowym) przy jak najmniejszych zniekształceniach. Często uwzględnia się też rezystancję wyjściową stopnia. Warunki te można spełnić czasami już przy prądach anodowych rzędu 0,5mA. W moich wzmacniaczach prądy anodowe triod w stopniach wstępnych rzadko przekraczają 2mA.

[Piotr]

Czy dzisiaj, gdy są do dyspozycji stosunkowo wydajne lampy prostownicze, a szczególnie diody półprzewodnikowe(dzięki którym, ten problem przestał doskwierać) czy istnieją, nieznane mi przesłanki, aby w takiej lampie jak 6N6P stosować tak małe prądy, a co najważniejsze, korzystać z tych obszarów charakterystyki gdzie linie obrazujące Us są mocno zagięte?

Akurat kształt charakterystyk ma małe znaczenie. Obrazuje on zależność Ia(Ua) przy Ug1=const, czyli coś całkiem innego, niż podczas pracy w układzie wzmacniacza. Patrz na jak najbardziej równomierne odległości, w których kolejne charakterystyki przecinają prostą obciążenia. Wyjdzie ci wtedy, że lepszą liniowość uzyskasz dla większych Ra. Również wzmocnienie zależy od Ra. A żeby zwiększyć Ra jednocześnie utrzymując napięcie zasilania stopnia w rozsądnych granicach, trzeba przyjąć niższy prąd.

Poza tym, niepokoi mnie spora pojemność KT88, z którą musi sobie poradzić lampa nią sterująca, ubzdurałem sobie(a może nie), że lampa pracująca z większym prądem, łatwiej sobie poradzi z tym zadaniem.

Nie bzduraj, tylko policz. Wyjdzie ci konkretne fg i zastanowisz się wtedy czy to dużo, czy mało. Znasz wzór na rezystancję wyjściową stopnia napięciowego? Połącz to z pojemnością stopnia mocy (pamiętaj o efekcie Millera) i gotowe.

[Brumaczek]

Grunt to rzeczowa odpowiedź, Einherjer, taka wiele mi wyjaśnia.
Wyznaczanie punktu pracy, blisko hiperboli mocy admisyjnej, w stopniu mocy;
robiąc różne przymiarki, zawsze tak wyznaczałem, pamiętając o tym, że dynamiczne warunki pracy lampy, to nie jest prosta(tak jak dla obciążenia rezystorowego), tylko coś w rodzaju elipsy, chyba z literatury, albo raczej z for, zapamiętałem, że powinno się przyjmować ok 75-80% wartości prądu spoczynkowego, który ogranicza hiperbola mocy admisyjnej w wybranym miejscu(czyli obranego napięcia anodowego) ma to zapobiegać przeciążeniu lampy mocy i gwarantować jej długą pracę.
To, że w napięciowym stopniu wzmocnienia, chodzi o uzyskanie określonej amplitudy napięcia, wiedziałem.
Ale z tego co piszesz wynika, że nie wiedziałem, że przekłada się to, na możliwość pracy lampy w tych rejonach charakterystyki gdzie linie obrazujące napięcia siatki są krzywe, jak widać żyłem w przekonaniu, że aby uzyskać małe zniekształcenia, należy korzystać z tych rejonów, gdzie są proste.
Teraz sobie uświadamiam dlaczego takie zdziwienie wzbudziły kiedyś u mnie, przyjęte wartości rezystorów anodowych i podane wartości prądów na schemacie układu przedstawiającego pracę lampy chyba była to ECC82, wydawały mi się takie małe te prądy, a wartości rezystorów bardzo duże, na jednym z data sheet tej lampy.
Utwierdzały mnie w mylnym przekonaniu porady jakie były udzielane komuś, na jakimś forum, kto chciał wysterować 6S33S, ECC83, pisano, że to jest za słaba lampa, mimo, że ma najwyższe wzmocnienie z popularnych triod małej mocy,
nie wysteruje 6S33S bo jest lampą nisko-prądową i nie da rady pojemności wejściowej "diabełka", bo 6S33S potrzebuje pewnej "mocy"(jak pisano), aby ją wysterować, radzono mu użycie innych lamp o mniejszym wzmocnieniu ale większym prądzie roboczym, jak ECC82, ECC88, 6N8S, 6SN7, 6N1P.
Stąd zapewne wzięło się to, że myślałem, że duże prądy lampy są korzystne.
Dopytam już tylko z czystej ciekawości, jakie byłyby skutki zastosowania dużego prądu anodowego? oczywiście o takiej wartości aby nie przekraczać hiperboli mocy admisyjnej, szumy spowodowane dużym prądem płynącym przez Ra, może coś innego?
Powyższe napisałem nie czytając tego co napisał Piotr, ale skoro już napisałem, to puszczę.

Pozdrawiam
Brumaczek

Do Piotra
Piotrze, jestem już zmęczony, bo robi się późno, trudno mi już myśleć, a jutro muszę do tego wcześnie wstać, przemyślę wszystko co napisałeś(dziękuję), i odpiszę w najbliższym czasie.
Pozdrawiam
Brumaczek

[Brumaczek]

Nie bzduraj, tylko policz. Wyjdzie ci konkretne fg i zastanowisz się wtedy czy to dużo, czy mało. Znasz wzór na rezystancję wyjściową stopnia napięciowego? Połącz to z pojemnością stopnia mocy (pamiętaj o efekcie Millera) i gotowe.

Piotrze
-wiem co to jest "fg"(częstotliwość graniczna)
-wiem co to jest "efekt Millera"(spadek wzmocnienia dla wyższych częstotliwości, spowodowany nieliniowym oporem jaki stawia pojemność wraz ze zmianą częstotliwości)
-wiem co to jest oporność wewnętrzna lampy (dla przykładu ECC83 ma ją bardzo dużą, bo wynoszącą ok 62k, a ECC88 stosunkowo małą, bo wynoszącą ok 2,6k
- domyślam się więc, że przykładowa ECC83 ma dużą rezystancję WYjściową, co wymusza od następnego stopnia, posiadania jeszcze większej rezystancji, tym razem, WEjściowej.
A rezystancja WYjściowa ECC88 jest zdecydowanie mniejsza, co nie zmusza do tego, aby następny stopień posiadał tak dużą rezystancję WEjściową.
Zdaję sobie sprawę z tego, że korzystnie jest, gdy poprzedni stopień ma tę rezystancję (WYjściową)małą a następny stopień, WEjściową dużą.

-no cóż, pewnie wyjdę na durnia, ale lepiej chyba będzie, gdy się przyznam, że nie potrafię wyliczyć rezystancji wyjściowej stopnia napięciowego, chociaż podejrzewam, że musi mieć ścisły związek z rezystancją wewnętrzną lamy i jej obciążeniem, gdy owa lampa pracuje jako wzmacniacz napięciowy

Na http://www.fonar.com.pl w dziale programy, jest programik liczący "Pasmo przenoszenia stopnia wzmacniającego ze sprzężeniem RC" coś mi mówi, że może być potrzebny do wyliczeń o których wspomniałeś.

Piotrze, zechciałbyś wskazać mi drogę, do samodzielnej pracy, abym mógł rozgryźć ten temat?(jakaś podpowiedź)

Pozdrawiam Brumaczek


Prośba do moderatorów: może trzeba by się zastanowić, czy stan mojej wiedzy, kwalifikuje do przeniesienia, tematu "Mój pierwszy wzmacniacz SE na KT88" do działu: "Lampy dla początkujących" aby nie przynosił ujmy działowi "Układy i urządzenia". Bardzo proszę o podjęcie decyzji w tej kwestii.

Pozdrawiam Brumaczek

[Piotr]

- domyślam się więc, że przykładowa ECC83 ma dużą rezystancję WYjściową, co wymusza od następnego stopnia, posiadania jeszcze większej rezystancji, tym razem, WEjściowej.

Nie chodzi o rezystancję wejściową, bo ta w stopniu lampowym jest w zasadzie równa wartości rezystora siatkowego. Problemem jest pojemność wejściowa, która zaczyna bocznikować te rezystancje i powoduje obcięcie pasma od góry, a konkretnie od częstotliwości fg=1/(2pi*R*C), gdzie C to właśnie pojemność wejściowa, a R to połączenie równoległe Ra oraz ri stopnia sterującego i Rg stopnia mocy.

nie potrafię wyliczyć rezystancji wyjściowej stopnia napięciowego, chociaż podejrzewam, że musi mieć ścisły związek z rezystancją wewnętrzną lamy i jej obciążeniem, gdy owa lampa pracuje jako wzmacniacz napięciowy

Rezystancja wyjściowa stopnia to właśnie równoległe połączenie Ra oraz rezystancji wewnętrznej lampy ri.

Na http://www.fonar.com.pl w dziale programy, jest programik liczący "Pasmo przenoszenia stopnia wzmacniającego ze sprzężeniem RC" coś mi mówi, że może być potrzebny do wyliczeń o których wspomniałeś.

O to, to. Ale na piechotę też można to bardzo szybko przeliczyć.
Jedynym problemem będzie ustalenie rzeczywistej pojemności wejściowej lampy mocy pracującej w trybie UL. Z pentodą i triodą będzie prościej.

[Brumaczek]

Na wstępie chciałbym podziękować Piotrowi za okazaną pomoc, Twoje wskazówki i podpowiedzi, Piotrze, były mi bardzo pomocne, dziękuję.

Zasiadłem do pracy i zrobiłem schemat przedmiotowego wzmacniacza, opiszę go możliwie dokładnie aby było wiadomo jak myślę i dlaczego zrobiłem tak, a nie inaczej.
W punkcie 'A' jest napięcie wyjściowe ze źródła (CDP, tuner, odtwarzacz MP3 itp).
Napięcie jakie tam może występować, to około 1-2 Vrms z CDP, około 0,3-0,7Vrms z tunera radiowego, z innych może być nieco mniej.
Ponieważ jedni uważają, że kondensator "C1" na wejściu, jest mimo wszystko konieczny, a inni, że w zasadzie zbyteczny, więc aby wilk był syty a owca cała, zastosowałem mimo wszystko ten kondensator ale z wyłącznikiem go zwierającym, jeśli okaże się potrzebny, to już jest, jeśli nie, to pstryk, i będzie tak, jakby go nie było. Wartość tego kondensatora do ustalenia.
Przyjąłem czułość wejściową na poziomie 354mV co daje 1Vpp.
Ponieważ wzmacniacz będzie obsługiwał CDP, więc to trochę za duża czułość, ale musi także obsłużyć tuner radiowy, a ten ma z reguły wyjście na poziomie 0,3-0,7V, jak udało mi się ustalić. Wiem, że czułość nie powinna być zbyt wysoka, tylko taka, aby wzmacniacz mógł wysterować sygnał ze spodziewanych źródeł, w moim przypadku mogło to by być około 0,5-0,7Vrms, ale nie sądzę żeby te 354mV były jakąś przesadą, zawsze można ją zmniejszyć.

Ponieważ 1st. ma wzmocnienie wynoszące 23,08 V/V, (wyliczone programem "ECCLab v7.2" dla obranego punku pracy lampy, z automatyczną polaryzacją i bez blokowania Rk kondensatorem) powinien dać na wyjściu sygnał (w punkcie 'C'), o wartości między szczytowej 23,08Vpp (czyli 8,16Vrms).
Jest to stanowczo za dużo, do wysterowania drugiego stopnia, potrzeba mu max. 4,64Vpp (1,64Vrms), który mając wzmocnienie napięciowe 20,89 V/V, wzmocni ten sygnał do 97Vpp (34,294Vrms), czyli tyle, ile potrzeba do wysterowania KT88(w przyjętym punkcie pracy, przy ustalaniu którego, bardzo pomocny okazał się program "SE Amp CAD" Glass Ware.
Piotr pisał kiedyś, że do wysterowania lampy mocy, powinno się podać na nią napięcie sterujące, wyższe o około 10-15V niż to wynika z obliczeń. Nie wiem dlaczego tak jest, ale w razie czego będzie z czego wziąć.
Zatem, przyjmując, że zostanie zastosowane globalne USZ, tak głębokie, żeby w efekcie stłumiło wzmocnienie na 1-ym stopniu na tyle, aby na jego wyjściu, w punkcie 'C', uzyskać wymagane 4,64Vpp (1,64Vrsm). Nie jest to oczywiście jedyny cel zastosowania USZ, przede wszystkim ma służyć redukcji zniekształceń, poszerzenia pasma i stabilizacji pracy wzmacniacza.
Starałem się bardzo, jak to tylko możliwe, wykonać dokładnie rysunek, mający na celu wyznaczenie punktu pracy dwóch połówek lampy E88CC. Rysunek w załączeniu.
Dla pierwszej połówki lampy, tej na wejściu, obrałem -3V napięcia siatki, dla drugiej -4V i to wszystko na takich obciążeniach, aby prąd spoczynkowy był taki sam w obu obwodach i wynosił 4mA, co w moim zamierzeniu, miałoby poprawić komfort pracy zasilenia tych połówek lampy, bo prądy płynące przez nie, są przesunięte o 180st.
Jest pewien problem, na rysunku wszystko się zgadza i wygląda nieźle, ale jeśli przyjąć te wartości prądu(4mA) i rezystancje anodowe R3(75926 Om) i R8(72881 Om) to napięcia anodowe wychodzą inne niż na rysunku, i tak na R3 jest to 106,3V zamiast 107V, a na R8 126,3V zamiast 140V. O ile w pierwszym przypadku(R3) można zwalić tę różnicę na niedokładność wykonania rysunku, to w drugim coś mi nie pasuje, to nie jest już niedokładność rysunku, sprawdziłem. Skąd ta różnica? nie mam pojęcia. Ale "nic to" jak powiedział pan Michał Wołodyjowski, coś tam uzyskam, jak nie takie wartości jak na rysunku, to inne, ale odpowiednie aby uzyskać oczekiwany efekt, czyli odpowiednie wzmocnienie napięciowe, najbliższe rejony obranych punktów pracy wydają się równie dobre.
Zaintrygowała mnie ta sprawa, pomyślałem, że te 4mA da się uzyskać w praktyce, dobierając odpowiednio R3 i R8 przy napięciach zasilających takich jak na schemacie, czyli 410V dla R3 i 430V dla R8. Wynika mi to z tego, że niewygodnie by było, w tym konkretnym przypadku, regulować napięcie zasilające( w pewnych niewielkich granicach jest jednak możliwe), z kolei jeśli przyjąć, że spoczynkowe napięcia siatek są odpowiednie i takie pozostają więc i tam niewiele można regulować, bo jeśli przez rezystor Rk przepływają 4 mA , da to przyjęty spadek napięcia tylko na konkretnej wartości rezystancji. Pozostaje więc tylko manewr na Ra, którego docelowa rezystancja będzie chyba blisko tej, która wynika z rysunku.
Powyższe, przy uporze, że prądy spoczynkowe płynące przez lampy, mają być takie same, jeśliby zrezygnować z tego postulatu, to problem przestaje istnieć, w końcu zasilacz i jego filtry poradzą sobie z tak niewielkimi wahaniami prądu, zważywszy, że będzie musiał sobie poradzić z proporcjonalnie dużym prądem KT88, i nie tylko spoczynkowym. A zasilacz planuję solidny.
Niemniej, myślę, że R3 i R8 wymagają pewnej troski, zważywszy na napięcia jakie będą na nich, chodzi o to, że rezystory są najczęściej na napięcie 250V, więc spakietowanie ich z kilku, rozwiązałoby ten problem. Mam fajny program, wpisuje mu się żądaną wartość rezystancji a on podaje jakie rezystory należy połączyć ze sobą, szeregowo lub równolegle, aby taką otrzymać, rozwiązuje to też sprawę nieprzekroczenia mocy znamionowej rezystorów.
Tak, zgadza się, te napięcia są wysokie, ale co zrobić jeśli KT88 pracuje fajnie na odpowiednio wysokim, a nie chciałbym komplikować zasilacza i robić osobnego napięcia zasilającego dla 1-go i 2-go stopnia.
Obniżać je rezystorem? też mi się nie podoba, zwiększy się opór wewnętrzny zasilenia E88CC, na rezystorze wydzielałoby się dużo ciepła, muszę jakoś zagospodarować to, co pozostaje po KT88, i już.
Zdaję sobie sprawę, że 450V na wyjściu z zasilacza, to sporo i stawia duże wymagania dla transformatora, kondensatorów, izolacji i w ogóle, a szczególnie bezpieczeństwa.
Jeśli chodzi o napięcia siatkowe, to -3V wybrałem dlatego, że w tym miejscu, i na przyjętym obciążeniu, odległości do najbliższych -2V i -4V są prawie równe, poza tym daleko jest do 0V, nie grozi to prądem siatki.
Z kolei -4V obrałem jako nieco większe, niż w pierwszym stopniu, bo będzie tam do czynienia z większą amplitudą napięcia sterującego, jaką musi przyjąć lampa z 1-go stopnia, no i dlatego jeszcze, że wokół, jest też jako tako symetrycznie do sąsiednich napięć siatki.
Na schemacie widać, że mam problem(chwilowy) w dobraniu rezystorów w obwodzie USZ, ale są też dwie możliwości, jakie wybrać, napięciowe czy prądowe USZ? intuicja podpowiada mi, że prądowe będzie odpowiedniejsze w tym przypadku.
Czy dobrze je identyfikuję?
Może ktoś mi podpowie?

Teraz kilka słów o stopniu mocy.
Po wielu przymiarkach, zupełnie bezstresowych, dzięki wspomnianemu już programowi, wybrałem punkt pracy jak na dołączonej ilustracji.
Założeniem było, aby nie przeciążać lampy zbyt dużym prądem spoczynkowym, wybrałem więc 80% maksymalnej mocy admisyjnej. Niestety, przy ograniczeniu stałego napięcia zasilającego do 400V (aby nie pakietować kondensatorów w zasilaczu, o których wspominałem w jednym wpisów, mam kilka 2200uF 400V) wyniki nie były zadowalające, mała moc przy akceptowanych zniekształceniach, jeśli moc była przyzwoita, to zniekształcenia nie do przyjęcia.
Dopiero podwyższenie napięcia anodowego do poziomu 441V daje zachęcające rezultaty, 7,87W na wyjściu z lampy przy zniekształceniach: 2h= 6,7% i 3h=0,1% dla pełnej mocy, USZ powinno je zmniejszyć, a pewien zapas wzmocnienia na stopniach sterujących, zapobiec spadkowi mocy wyjściowej.
Manipulując napięciem zasilającym, prądem i impedancją transformatora, można uzyskać mniejsze zniekształcenia, ale przy znacząco niższej mocy, albo niewiele większą moc ale za to, przy znacznie wyższych zniekształceniach, już chyba nieakceptowalnych, bo wynoszących niekiedy dobrze ponad 10%
Wybrany punkt pracy wydaje się być rozsądnym kompromisem. To wszystko przy polaryzacji stałej.
Robiłem też próby z polaryzacją automatyczną, niestety, żeby uzyskać zbliżone parametry(program podaje podaje wtedy 7,73W ; 7,1% dla 2h i 0,1% dla 3h) musiałbym podać 491V na anodę KT88, a przy przyjętym do rozważań transformatorze głośnikowym, 500V na pierwotne, tegoż transformatora.
To 50V różnicy, ktoś powie, że to niewiele, ale to jednak już pół kilowolta, trzeba by się mocno zastanowić, i tak już zaszalałem z tym napięciem, 450V to nie jest mało, wiem, wiem, stosowane są jeszcze wyższe, w jednym z modeli Audio Note, coś ok 1200V anodowego, ale ja nie jestem Peterem Qvortrupem, a bawiąc się takimi napięciami, trzeba bacznie uważać, żeby nie stać się końcówką nazwiska tego pana...
Polaryzacja automatyczna ma co prawda wiele zalet, i bardzo mnie „pociąga”,nie trzeba robić napięcia na siatkę, łagodniej wchodzi w przester taka lampa, i układ jest bardziej odporny na efekt naturalnego jej zużycia.
Musiałbym jednak na nowo opracować pierwsze dwa stopnie, aby teraz przystosować je do zasilenia napięciem 480V i 460V, z drugiej strony, gdybym to zrobił, korona by mi z głowy nie spadła, nieprawdaż?
Co o tym wszystkim sądzicie koledzy?
A Ty, Piotrze, co o tym sądzisz, wiem, że jesteś zwolennikiem polaryzacji automatycznej.


PS Niewykluczone, że być może niepotrzebnie komplikuję sprawę, dzielę włos na czworo, przykładam zbyt wielką wagę do szczegółów , ale z drugiej strony, gdyby wszystko uprościć maksymalnie, to należałoby w wersji ekstremalnej, kupić sobie gotowy wzmacniacz, byłoby po kłopocie i pewnie taniej(kupiony wzmacniacz lampowy już mam). Ale nie wiedzieć czemu, sprawia mi przyjemność poznawanie tego tematu i cały trud z tym związany, świadomy jestem też kosztów.
Ale z drugiej strony co w zamian? Mógłbym co prawda kupić sobie w dużo wódki i spędzać czas na jej piciu, ale nie bardzo mnie to pociąga i nie odpowiada, to lepiej już chyba budować sobie swój wzmacniacz lampowy, nieprawdaż?

Pozdrawiam
Brumaczek


Uwaga, do rysunku przedstawiającego charakterystykę KT88 wkradł mi się mały błąd, z lewej strony miała być podkreślona wartość "mA 68mA", a nie "Vin 48,5" jak to zrobiłem, aby zwrócić uwagę na pewną rozbieżność z wartością, jak mi się wydaje, prądu spoczynkowego(?) "Ip avg 72,4mA" też podkreślonej kolorem czerwonym, nie wiem dlaczego tak jest, ale gdy zwiększa się tę wartość po lewej stronie, to automatycznie zmienia się ta po prawej stronie(chodzi mi tę różnicę, która jest zawsze), może to są różne rzeczy i dlatego tak jest?

[Pyra]

Witam
Nie wiem czy świadomie zastosowałeś R10 i R11, bo w zasadzie są to rozwiązania z automatycznej i stałej polaryzacji zastosowane jednocześnie. Aktualnie te dwa rezystory tworzą jedynie dzielnik dla ujemnego napięcia siatki, ora co tez niebagatelne, zmniejszają rezystancję wejściową stopnia mocy.

Pozdrawiam

[Einherjer]

Sam sobie komplikujesz życie. Zrezygnuj z szukania "dziwnych"wartości rezystorów. To nie apteka, szereg 5% jest w zupełności wystarczający. Nie ma żadnego powodu, dla którego dwa pierwsze stopnie miałby by mieć równe prądy spoczynkowe. Obniżenie napięcia anodowego pierwszych stopni przy pomocy filtrów RC jest nawet wskazane, zmniejsza tętnienia. Zwiększenie rezystancji wewnętrznej nie ma najmniejszego znaczenia. Stopnie napięciowe pracują w klasie A, więc średni prąd jest stały. A sygnały zmienne są zwierane przez kondensator. Ciepło i tak gdzieś wydzielisz, jak nie na rezystorze, to na anodzie lampy. Ja osobiście obniżyłbym prądy anodowe w stopniach napięciowych, ale zrobisz jak uważasz.
Co do stopnia mocy. Rozbieżność prądów, o której piszesz wynika z nieliniowości lampy. Stąd prąd średni nie jest równy spoczynkowemu. Co do większego napięcia sterującego niech Piotr się sam wypowie, ale ja to rozumiem w następujący sposób: Jeśli obliczyłem, że stopień moc potrzebuje do wysterowania 50V to projektuje stopnie napięciowe, by zapewniły 60V. Zapas pozwala zmniejszyć zniekształcenia, nie chcemy, żeby stopnie sterujące pracowały "ostatkiem sił".
Jeśli chodzi o ujemne sprzężenie zwrotne. W jaki sposób chciałbyś zastosować w tym wzmacniaczu prądowe sprzężenie zwrotne? W jakim celu? Rozumiesz o czym piszesz? Temat liczenia sprzężenia wałkowaliśmy (ze szczęśliwym końcem) tutaj http://trioda.com/forum/viewtopic.php?f ... barwy+tonu
Podpowiedź: wzmacniacz mocy projektuje się najłatwiej "od końca", czyli od stopnia mocy.