Pierwsza konstrukcja lampowa

[Einherjer]

Ale jeśli tak czysto teoretycznie, chciałbym połączyć ze cztery lampy końcowe, czy stopień napięciowy to uciągnie? Czy we wzmacniaczach SE można zastosować jakiś stopień sterujący za przedwzmacniaczem?

Lampy elektronowe cechują się tym, że mają bardzo dużą rezystancję wejściową, pod warunkiem, że pracujemy bez prądu siatki. W związku z tym w większości wypadków nie potrzeba osobnego stopnia sterującego. Oczywiście lampy mają też pewną pojemność wejściową i przy kilku równolegle połączonych triodach mocy mogłaby ona sprawiać problemy. W praktyce, jeśli stopień mocy ma dużą pojemność wejściową, stosuje się w poprzedzającym stopniu wzmocnienia napięciowego triody o niższej rezystancji wewnętrznej np. 6N6P.

Czy we wzmacniaczach SE można zastosować jakiś stopień sterujący za przedwzmacniaczem? Na logikę wydaje mi się to oczywiste, jednak nigdzie w internecie nie mogę znaleźć wzmacniacza SE który miałby bardziej rozbudowany stopień wstępny niż na dwóch lampach, a wydawałoby się że czasem jakaś lampa prądowa by się przydała, dlaczego tak jest? Jak można rozbudować stopień przedwzmacniacza w układzie SE tak by dało to wymierne efekty?

Tak jak pisałem, lampa mocy obciąża poprzedni stopień tylko swoją pojemnością wejściową rzędu kilkudziesięciu pF, a więc prawie wcale. Stąd stopień prądowy jest dodawany tylko przy pracy z prądem siatki, bo jest on tam niezbędny. Rozbudowywanie stopni napięciowych w SE nie ma sensu, bo zniekształcenia przez nie wnoszone to przykładowo 0,5% a stopień mocy wprowadza 5%. Co Ci to da, że w stopniu napięciowym zjedziesz do 0,2%?

Przeglądałem wiele schematów wzmacniaczy wysokiej klasy i sporo z nich miało na przykład prostowane żarzenie. Albo na przykład takie monobloki, dlaczego mają rozdzielone zasilania?

Prostowanie żarzenia ma sens tylko w czułych przedwzmacniaczach: gitarowych, gramofonowych czy mikrofonowych. Jak zbudowałem swój pierwszy wzmacniacz słuchawkowy to zacząłem od rozbudowanego stabilizatora napięcia anodowego a skończyło się na filtrze CRC, który był najcichszy. W moim wzmacniaczu na QQE03/12 zastosowałem stabilizację napięcia anodowego, bo nie miałem miejsca w obudowie na dławiki do filtru CLC a do porządnego CRC brakowało mi zapasu napięcia po wyprostowaniu.
Monobloki mają na celu kompletne odseparowanie od siebie kanałów, żeby wyeliminować ich wzajemny wpływ, więc i zasilacze są osobne. Po prawdzie to w porządnie zaprojektowanym wzmacniaczu stereo z jednym zasilaczem przesłuch między kanałami i tak będzie pomijalny.

[Piotr]

Monobloki mają na celu kompletne odseparowanie od siebie kanałów, żeby wyeliminować ich wzajemny wpływ, więc i zasilacze są osobne.

Czasem rozdzielenie wzmacniacza na monobloki ma na celu umożliwienie przenoszenia go jednej osobie bez ryzyka urazu kręgosłupa

[TooL46_2]

Np. 845 Nie wyobrazam sobie noszenia wzmacniacza stereo na tej lampie. O PP juz nawet nie wspominam bo wtedy bysmy raczej mowili o wadze miedzy 50-70kg minimum...

[stozek2000]

Witajcie
Hmm... No to teraz to rozumiem. Nie za bardzo jak jest to rozbudowywać. Ale tak podsumowując, to powiem Wam, że we wzmacniaczach SE nie wygląda to zbytnio skomplikowanie. Wystarczy prosty przedwzmacniacz, stała polaryzacja lamp, i obliczyć punkty pracy lamp i można mieć fajny wzmacniacz. Czy jest coś co można jeszcze dodać do wzmacniacza SE? Może zrobić coś co zmniejszyło by zniekształcenia lamp końcowych, i pomijam tutaj rzeczy typu poprawne prowadzenie masy, przewodów żarzenia itp., bo jest to oczywiste. Sporo było pracy z masą we wzmacniaczu na PCL-kach aby zmniejszyć przydźwięk, ale rezultaty są słyszalne.

Powiem Wam, że uruchomiliśmy dziś z kolegą obydwa kanały wzmacniacza na EL84. Gra to naprawdę fajnie, na pewno inaczej niż na PCL86. Strasznie się cieszymy że nam to wyszło, bo jeszcze kilka miesięcy temu w ogóle nie podejrzewaliśmy że będziemy robić wzmacniacze . Tak jak wcześniej wspominałem Ten wzmacniacz to prosty push-pull, ze strony skarabo.pl
Jest to również w pewnym sensie wzmacniacz testowy. Chcielibyśmy go troszkę rozbudować. Pierwszym krokiem będzie dorobienie osobnej płytki z aktywną regulacją tonów, tak na próbę. Poza tym chciałbym was o parę rzeczy zapytać, tym razem konkretnie o wzmacniacze push-pull. Przedwzmacniacz i inwerter fazy jest w tym wzmacniaczu zbudowany na lampie ECC83. Chcielibyśmy pokusić się o rozbudowę tego segmentu wzmacniacza. Tylko tak, szukam po tym internecie i mimo wszystko nie mogę pewnych rzeczy zrozumieć. A więc tak:
1. Stopień wstępny składa się z kilku segmentów, mianowicie przedwzmacniacza, odwracacza fazy i stopnia sterującego. Znalazłem taki podział, przeważnie każdy ze stopni jest opisany w oparciu o dwie lampy. Jednak w praktyce jak patrzę na schematy jest zupełnie inaczej niż w teorii. Czasem przed przedwzmacniaczem ludzie dają jeszcze dodatkową lampę która "wstępnie wzmacnia sygnał", a czasem w ogóle wszystko jest ze sobą zintegrowane i działa na dwóch lampach. Nie za bardzo to rozumiem. Doszedłem do momentu w którym sam mam ochotę coś zaprojektować i proszę Was o pomoc. Chciałbym w tym poście zapytać właśnie o pierwsze lampy wejściowe wzmacniacza.

No bo, dajmy na to taki układ:

Wtornik_Whitea_teoria.gif

Jest to układ kaskadowy. Powiedzmy, że chciałbym go dać na początek wzmacniacza. Dlaczego? Bo układ ma sporą oporność wejściową, a od tego projektując wzmacniacz bym chyba zaczynał, bo przecież wzmacniacz powinien mieć sporą oporność wejściową, żeby nie obciążać źródła. Za tym stopniem umieścił bym dopiero stopień napięciowy. Czy w teorii ma to prawo zadziałać? O sam przedwzmacniacz i zapytam kolejnym razem. Wielkie dzięki za Wasze odpowiedzi, naprawdę bardzo pomagacie mi zrozumieć pewne rzeczy

[Einherjer]

Czy jest coś co można jeszcze dodać do wzmacniacza SE?

Drugą lampę mocy i odwracacz fazy Jak dobrze poszukasz w internecie to znajdziesz sporo różnych "ulepszeń" SE. Dla mnie są one przerostem formy nad treścią, więc żadnego konkretnego nie podam. Jestem też pewien, że pan Broskie (http://www.tubecad.com) zaproponował takich układów ze 200.

Jest to układ kaskadowy.

Jest to układ kaskodowy jeśli już. Kaskada oznacza dwa takie same stopnie po sobie.

Powiedzmy, że chciałbym go dać na początek wzmacniacza. Dlaczego? Bo układ ma sporą oporność wejściową, a od tego projektując wzmacniacz bym chyba zaczynał, bo przecież wzmacniacz powinien mieć sporą oporność wejściową, żeby nie obciążać źródła.

Akurat ta właściwość wtórnika White'a nie jest niczym nadzwyczajnym. Każda konfiguracja, w której sygnał podawany jest na ujemnie spolaryzowaną siatkę będzie miała dużą rezystancję wejściową. Wtórnik ma wzmocnienie nieco mniejsze od jedności i niską rezystancję wyjściową, więc bardziej pasuje np. do stopnia wyjściowego przedwzmacniacza niż jako pierwszy stopień.

Za tym stopniem umieścił bym dopiero stopień napięciowy. Czy w teorii ma to prawo zadziałać?

Zabierasz się do tego zupełnie nie z tej strony. Wzmacniacz projektuje się od strony wyjścia. Poza tym dobierając przypadkowe bloki, które akurat wpadną Ci w oko do niczego nie dojdziesz. Nie zawsze też bardziej rozbudowany znaczy lepszy. Zwykle procedura projektowania wzmacniacza wygląda jakoś tak:
1. Określasz wymagania: moc wyjściową, zniekształcenia, czułość itd.
2. Dobierasz do wymagań stopień wyjściowy (SE/PP, lampy mocy, transformatory). Czasem masz upatrzone jakieś lampy mocy albo transformatory wyjściowe i zaczynasz od tego punktu.
3. Określasz punkt pracy stopnia końcowego i napięcie potrzebne do jego wysterowania.
4. Znając powyższe obliczasz potrzebne wzmocnienie z zapasem na sprzężenie zwrotne.
5. Kombinujesz jak zbudować stopnie napięciowe, które spełnią wymagania i wysterują stopień mocy przy możliwie małych zniekształceniach.

[brys]

Jest to układ kaskodowy jeśli już. Kaskada oznacza dwa takie same stopnie po sobie.

Kaskoda to układ dwóch stopni, gdzie sygnał podany jest na siatkę pierwszego stopnia pracującego ze wspólną katodą, a obciążeniem tego stopnia jest drugi pracujący ze wspólną siatką. Najczęściej zasilane są szeregowo.

Ten układ White'a to bardziej jednostopniowy wtórnik katodowy pracujący na sterowane, aktywne obciążenie. Powinien się dobrze nadawać na przykład na stopień końcowy wzmacniacza słuchawkowego.

[stozek2000]

Dzięki za spostrzeżenia, chyba faktycznie zabieram się nie od tej strony. Zacznę od końca, tak jak proponujecie. A więc tak. No mam te cztery pentody EL84. Kupiliśmy je po to aby się na nich uczyć, a więc chciałbym coś na nich zrobić. Zrobiliśmy Push-Pula, to teraz może zrobiłoby się jeden kanał na czterech lampach. Tak dzisiaj ustaliliśmy. Konkretnie to wzmacniacz przeciwsobny, po dwie równolegle połączone lampy na jedną połówkę. Spróbuję naszkicować ogólny schemat stopnia mocy i umieścić go tutaj. Będę przy projektowaniu potrzebował waszej pomocy i przepraszam od razu jeśli powiem coś bezsensownego, uprzedzam że to całkiem nieświadome jest . Popatrzę w dane techniczne lamp i spróbuję obliczyć ich punkty pracy, ale najpierw narysuję schemat. Aha, mam takie pytanie. Kupiliśmy transformator głośnikowy push-pull, ale z myślą zrobienia wzmacniacza na dwóch lampach. Ma moc 25W. Nie będzie przeszkadzało jeśli będzie obciążeniem dla czterech lamp?

[Einherjer]

Będzie przeszkadzało. Jeśli połączysz po dwie lampy równolegle to przy tym samym zmiennym napięciu na ich anodach, każda z nich będzie przewodziła dwa razy mniejszy zmienny prąd. Oznacza to, że każda z lamp "widzi" wtedy dwa razy większe obciążenie. Aby to zrównoważyć potrzebujesz transformatora o dwa razy mniejszym Raa. Transformator powinien mieć też dwa razy większą moc maksymalną.

[stozek2000]

Oj kurczę, widzę że będę musiał zacząć z jeszcze niższego pułapu. Powiedzmy, że chcę wyznaczyć punkt pracy jednej lampy EL84 i dobrać do niej transformator, potem zrobię to na odwrót, chcę zrozumieć zasadę współdziałania lampy i transformatora. A więc tak. Nota aplikacyjna EL84.

el84-jj2003.pdf

Nota podzielona jest na kilka części. Charakterystykę siatkową oraz anodową. Poza tym parametry podzielone są na pięć grup.
1.Żarzenie- rzecz oczywista.
2.Typowe parametry
3.Parametry w klasie A
4.Maksymalne parametry
5.Pojemności

I teraz tak, powiedzmy że chcę wyznaczyć optymalny punkt pracy lampy. Z charakterystyki siatkowej odczytuję jak zmienia się prąd anodowy pod wpływem zmian napięcia ujemnego polaryzującego siatkę sterującą, akurat dla dwóch napięć siatki drugiej 250V oraz 210V. Następnie projekt który realizowaliśmy zakładał 300V na wyjściu z zasilacza pod obciążeniem, dlaczego? Przecież producent zaleca 250V, a 300V to wartość maksymalna napięcia anodowego. No ale dalej, charakterystyka anodowa. Jest na niej nakreślona moc admisyjna 12W. Teoretycznie na logikę mogę obrać taki punkt pracy aby nie przekroczyć krzywej. Powiedzmy lampę zasiliłbym napięciem 300V i siatkę sterującą spolaryzował napięciem około -9V. Według charakterystyk prąd anodowy nie przekroczyłby tych 48 mA i punkt pracy znajdowałby się na pograniczu mocy admisyjnej. Chciałem was zapytać czy dobrze myślę? To dla mnie ważne. Idąc tym tropem to powiedzmy że zasiliłbym anodę 200V, natomiast siatkę spolaryzował jakieś -7V. Uzyskał bym podobne parametry, moc na pograniczu mocy admisyjnej i pracę w liniowej części charakterystyki. A przecież w tym drugim wypadku łatwiej jest zbudować układ. Chciałbym wiedzieć czy moje myślenie jest poprawne, i dlaczego autor schematu wzmacniacza który robiłem nie użył drugiego wariantu?
Jeszcze dla lepszego zobrazowania schemat wzmacniacza który robiliśmy:

wzmacniacz EL84-schemat.gif

Według charakterystyki anodowej zmniejszając napięcie zwiększam prąd anodowy, oczywiście przy odpowiedniej polaryzacji siatki pierwszej. Czy zatem zmniejszając napięcie i tym samym zwiększając prąd anodowy mogę zmniejszać impedancję wyjściową układu? czy w pewnym momencie mogę zrezygnować z transformatora głośnikowego? Z góry przepraszam jeśli palnąłem w tym wszystkim coś głupiego.

[Einherjer]

Odpowiadając krótko: Możesz zmniejszyć napięcie na anodzie i zwiększyć prąd spoczynkowy, ale pociągnie to za sobą spadek mocy.

Czy zatem zmniejszając napięcie i tym samym zwiększając prąd anodowy mogę zmniejszać impedancję wyjściową układu?

Nie. Wielkość wychodząca z podzielenia spoczynkowego napięcia na anodzie przez spoczynkowy prąd nie ma żadnego sensu fizycznego, bo pentoda nie spełnia prawa Ohma. Impedancja wyjściowa zależy od rezystancji wewnętrznej lampy, a ta jest rezystancją dynamiczną. Oznacza to, że musisz wziąć charakterystykę anodową przechodzącą przez punkt pracy i obliczyć jej nachylenie. Mówiąc inaczej, jeśli z charakterystyki odczytasz, że zmianie napięcia o 10V odpowiada zmiana prądu o 1mA to oznacza to, że rezystancja wewnętrzna wynosi 10 kOm.
Wybacz, ale podchodzisz to tematu chyba nieco zbyt ambitnie. Jeśli faktycznie chcesz się czegoś nauczyć, musisz zacząć od czegoś prostszego i przede wszystkim zaprzyjaźnić się charakterystykami anodowymi i prostymi pracy. Spróbuj najpierw dla SE. Jak już będziesz potrafił wrysować w ch-ki prostą pracy i odczytać z tego jaka będzie moc wyjściowa i wartości innych parametrów to będzie można pójść krok dalej.

[stozek2000]

Witam,

Ostatnim razem troszkę ochłonąłem. Faktycznie stwierdziłem że muszę poczytać. Wziąłem się za obliczenia i wróciłem do PCL-ka. Chodziło mi o teoretyczne przyswojenie co, jak i z czym. A więc tak, weźmy takiego PCL-ka i zróbmy z niego wzmacniacz SE. Wziąłem kartę katalogową. Pierwsze co to zabrałem się za obliczenie parametrów samej lampy. Powiedzmy że chcę dobrać punkt pracy do transformatora sieciowego, a co za tym idzie do napięcia zasilania. Kupiłem ostatnio tanio transformator który daje napięcie 170V przy wydajności 0,1A oraz 6,3V 1,5A na żarzenie. Postanowiłem zmontować wzmacniacz nie kombinowany jak poprzednio, lecz obliczony przeze mnie. Jeśli chodzi o żarzenie to raczej nie będzie problemu, zrobię powielacz. Zakładam że gdy powielę napięcie 2 razy to wydajność prądowa spadnie 2 razy czyli będzie jakieś 0,75A na dwie lampy a więc spokojnie wystarczy.
Teraz postanowiłem dopasować wszystko pod zasilacz jaki będę miał. A więc: po wyprostowaniu 170V będę miał jakieś 240,5V.
Takim napięciem anodowym chcę zasilić lampy. Wziąłem charakterystykę anodową pentody według wcześniejszej porady. Co prawda w karcie katalogowej są podane optymalne parametry dla lampy przy nap. 230v jednak ja chciałem po prostu policzyć pewne rzeczy dla siebie i swojej wiedzy. A więc wziąłem tą charakterystykę:

0007.jpg

Jest to charakterystyka dla napięcia siatki ekranującej 230V. Najpierw zaznaczyłem na niej punkt 240V. Dobrałem ujemne napięcie siatki sterującej na -6V. Punkt który mi wyszedł zaznaczyłem czerwoną kropką. Jest blisko, a zarazem pod hiperbolą mocy admisyjnej, więc chyba jest ok. Pisząc to wszystko proszę zarazem kolegów o to aby pokierowali mnie czy moje rozumowanie jest dobre. Patrząc na wykres, to w takim przypadku prąd anodowy będzie nieco mniejszy niż 39mA. Powiedzmy 36mA. Moje pytanie jest takie, czy tak faktycznie będzie w rzeczywistości? Czy prąd anodowy może się w lampie zmieniać, czy czy coś myślę nie tak?

Wziąłem charakterystykę siatkową pentody:

0006.jpg

Na logikę zieloną kreską zaznaczyłem liniową jej część. Czerwona kropka to 36mA które przedtem wyznaczyłem. Wytłumaczcie mi, jak mam to rozumieć? czy to że punkt jest przesunięty zmienia coś? choć wiele czytałem, to jakoś nie mogę tego zrozumieć.
Czytałem, o innych parametrach lampy i o obliczaniu wartości elementów, ale o tym chciałbym napisać później, bo jeżeli to co napisałem wcześniej jest błędne, to szkoda ciągnąć błędne obliczenia. Przepraszam że długo nie odezwałem się, musiałem trochę odetchnąć i skupić się na teorii.

[Piotr]

Na początku wszystko się zgadza. Punkt pracy wyznaczyłeś poprawnie. W zasadzie na charakterystykach anodowych mogłeś poprzestać, gdyż uzyskałeś tam wszystkie dane niezbędne do zaprojektowania stopnia, czyli Ua, Ia, -Ug, oraz Ra, którego jeszcze nie wrysowałeś, ale również robi się to na tej charakterystyce.
Nie rozumiem więc co chciałeś uzyskać na charakterystyce siatkowej. Charakterystyki siatkowe nie są prostymi. Co ma przedstawiać zielona linia, którą wrysowałeś?

[stozek2000]

Dzięki Piotr za odpowiedź. Jeśli chodzi o charakterystykę siatkową o której mówiłem to sam właściwie nie wiedziałem o co chodzi. Czytałem informacje na stronie http://skarabo.net/sid-11-lampy1.htm i tam są napisane pewne informacje na temat charakterystyki siatkowej jeśli chodzi o triodę i pomyślałem że odnosi się to również do pentody, dlatego właściwie spytałem o co chodzi. Dzięki, teraz wiem że nie potrzebnie się głowiłem . Więc do czego mógłbym ewentualnie wykorzystać charakterystykę siatkową? Powiedziałeś że punkt pracy wyznaczyłem poprawnie, więc na późniejszym etapie powinienem po prostu wyregulować prąd anodowy za pomocą rezystora katodowego do poziomu około36 mA?

[Piotr]

Więc do czego mógłbym ewentualnie wykorzystać charakterystykę siatkową?

Jeżeli punkt pracy nie wypadnie ci na linii charakterystyki anodowej, a pomiędzy, to na charakterystyce siatkowej możesz w miarę dokładnie sprawdzić jakiego -Ug potrzebujesz dla uzyskania założonego Ia.

Powiedziałeś że punkt pracy wyznaczyłem poprawnie, więc na późniejszym etapie powinienem po prostu wyregulować prąd anodowy za pomocą rezystora katodowego do poziomu około36 mA?

Rk możesz obliczyć znając -Ug oraz Ia. Możliwe, że w rzeczywistym układzie będzie potrzebna minimalna korekcja, na przykład z powodu przepływu przez Rk również prądu drugiej siatki.

[stozek2000]

Dobrze więc. Kolejnym krokiem to narysowanie prostej obciążenia. Narysowałem ją na rysunku poniżej:

0007.jpg

Wziąłem te moje 36mA oraz 240V no i pomiędzy tymi punktami zaznaczyłem prostą. Obrałem wartość uśrednioną (czy zrobiłem to dobrze?). I teraz mam pytanie; czy w praktyce jako napięcie polaryzacji siatki pierwszej stosować ten punkt który zaznaczyłem na czerwono przy krzywej mocy admisyjnej, czy ten punkt uśredniony na zielono? Jak tak patrzę na charakterystykę to czerwony punkt wychodzi mi idealnie na -6V, a zielony na powiedzmy -6.1V.
Znając prąd anodowy i napięcie zasilania mogę obliczyć rezystancję obciążenia jaką powinna widzieć lampa i która potem będzie potrzebna do obliczeń transformatora, a więc:

R.obc.=Ua/Ia=240V/36mA= około 6,7kohm zgadza się? czytałem też gdzieś że do rezystancji obciążenia należy uwzględnić straty na transformatorze, ale to potem

Teraz obliczam wartość rezystora katodowego:

Rk=Us1/Ia+Is2

Ale żeby to obliczyć, musicie mi pomóc z tymi punktami które wyznaczyłem na charakterystyce o których pisałem wcześniej