OTL na pocztek

[PiotrCh]

Bardzo dziękuję za sugestie.
Póki co składam się do filtru RC w 3 kaskadach. Kupiłem wczoraj transformator do zasilania (do żarzenia już mam). Niestety będą dwa transformatory, ale mówi się trudno. Chociaż może są jakieś plusy dodatnie tego, że żarzenie i reszta zasilania będą z osobnych źródeł?
Konstrukcje ze stabilizacją są zdecydowanie zbyt wyrafinowane jak na początek..tak sądzę:)
Będę popychał do przodu sprawę, ale bez tygrysich skoków:)

EDIT:
Dziękuję za oszacowanie prądu.
Otworzyłem kartę katalogową lampy 6N15S.
Mam tam 2 wykresy Ia(Ua) oraz Ia(Ug)

są to pakiety funkcji dla różnych wartości odpowiednio Ug oraz Ua.
Teraz co mi się wydaje (póki co):
- Skoro zakładam napięcie anody 150V, to z drugiego wykresu wybieram odpowiednią krzywą i ją analizuję. Jest nieliniowa, ale im dalej z napięciem siatki tym bardziej liniowa.
- idę na połowę zakresu liniowego i widzę punkt -60 V; 105 mA
- Z pierwszego wykresu dla Ug=-60 odczytuję punkt 150 V; 100 mA - dlaczego nie 105? Punkt ten leży pod obwiednią Pmax więc podejrzewam, że dla takich warunków nie osiągnę już więcej niż 13 watów, ale prąd popłynie - tak?

W każdym razie wychodzi mi, że popłynie prąd ok 100 mA przez jedną triodę. A przez dwie (drugi kanał) analogicznie - razem 200 mA. Więc wychodzi mi 200 mA z samej 6N13S.
Proszę pomóżcie mi zrozumieć, gdzie robię błąd myślowy i niepoprawnie czytam wykresy: https://datasheetspdf.com/pdf-file/1243752/ETC/6N13S/1

Nie wątpię, ze kolega ma rację, że popłynie 60 mA przez wzmacniacz, ale jak to oszacować? Pewnie jest gdzieś kwestia prądu maksymalnego bo jak odkręcę potencjometr to muszę przecież więcej obciążyć zasilacz niż jak go skręcę... Trudne to:)

[Romekd]

Czołem.
Niektóre firmy w swoich sprzętach stosowały bardzo rozbudowane filtry napięcia anodowego. W kultowym modelu Pioneera o symbolu SM-83 z końca lat 60. producent połączył aż siedem "ogniw filtrujących" napięcie anodowe dla lamp. Na wyjściu uzwojenia wtórnego transformatora zastosowany został podwajacz napięcia w układzie Delona z dwoma kondensatorami o pojemności 100 μF, za nim rezystor 3,5 kΩ i kondensator 40 μF, następnie rezystor 2,2 kΩ i kondensator 40 μF, rezystor 4,7 kΩ i kondensator 20 μF, rezystor 22 kΩ i kondensator 20 μF oraz dwie oddzielne sekcje z rezystorami 47 kΩ i kondensatorami 20 μF do zasilania lamp ECC83 przedwzmacniacza kanału prawego i lewego. Lampy przedwzmacniacz mają ponadto grzejniki zasilane napięciem stałym, co było najczęściej stosowanym przez firmę Pioneer rozwiązaniem w niemal wszystkich kolejnych modelach wzmacniaczy i amplitunerów produkowanych na lampach elektronowych. Poniżej wyraźny schemat modelu SM-83, w którym opisane są wartości składowej stałej napięcia praz składowej tętnień na wyjściu każdego stopnia. Na początku układu napięcie ma wartość 460 V przy składowej tętnień 1 V, na końcu łańcucha ogniw RC napięcie wynosi już tylko 190 V, przy trudnej (na tamte czasy) do zmierzenia składowej tętnień. W drugiej połówce ECC83 w przedwzmacniaczu lampa pracuje z polaryzacją ustaloną prądem wybiegu siatki na rezystorze 2,2 MΩ.

Pioneer SM-83_sch5.jpg

Prostowanie napięcia żarzenia dla lamp przedwzmacniacza Pioneer stosował już we wszystkich późniejszych sprzętach, przy czym w jednych stosował szeregowo połączone grzejniki lamp zasilane napięciem +26 V lub -26 V, a w innych grzejniki lamp łączył równolegle i zasilał napięciem +12 V lub -12 V. Poniżej fragment schematu amplitunera SX-82 z roku 1965.

Pioneer SX-82_sch5.png

i wzmacniacza SA-400

Pioneer SA-400_sch5.png

Pozdrawiam
Romek

[kubafant]

Tu na marginesie warto wspomnieć ciekawy myk stosowany przez niektórych producentów amerykańskich. Ustalali oni mianowicie spoczynkowy punkt pracy lamp końcowych (oczywiście nie każde się do tego nadają, ale typowe, np. 6BQ5 /EL84/ czy 6V6 jak najbardziej) w ten sposób, aby suma prądów w obu kanałach wynosiła ok. 150 mA. Łączyli ze sobą wszystkie katody razem i zasilali w ten sposób szeregowo połączone żarniki lamp przedwzmacniacza, oczywiście z dołożonym kondensatorem elektrolitycznym o odpowiedniej pojemności. Prąd stały pierwszej klasy, łagodny start żarzenia, dobra stabilizacja punktu pracy lamp wyjściowych (nie mylić ze zbalansowaniem), wszak żarniki lamp mają nieliniową charakterystykę prądowo-napięciową.

Dla przykładu, pierwszy z brzegu Fisher, model 101. Dodatkową ciekawostką jest podniesienie potencjału, na jakim znajduje się (symetryzowane!) uzwojenie żarzenia pozostałych lamp (już żarzonych prądem przemiennym).

Moim zdaniem bardzo ciekawy i pomysłowy sposób zapewnienia napięcia stałego w dobie, gdy prostowniki selenowe nie były jeszcze zbyt pewne ani wydajne (ani tanie!).

Pozdrawiam,
Jakub

[PiotrCh]

Ciekawe jest to co piszecie. Widzę, że jest wiele sposobów osiągania tego samego celu i jedne są bardziej eleganckie, a inne prostsze. Ale to pieśń przyszłości w moim przypadku. To co napisałem o wyznaczeniu prądu lampy chyba nie ma sensu i zasługuje na zasłonę milczenia:) Dotarłem już do teorii o klasach w jakich lampa może pracować. Ale prawidłowe czytanie charakterystyk to podstawa i muszę przez to przebrnąć.

[Jurek O]

Tu masz na początek
http://www.shine7.com/audio/12ax7_pre.htm
http://www.valvewizard.co.uk/accf.html
http://www.valvewizard.co.uk/index.html

[kubafant]

Otworzyłem kartę katalogową lampy 6N15S.
Mam tam 2 wykresy Ia(Ua) oraz Ia(Ug)
są to pakiety funkcji dla różnych wartości odpowiednio Ug oraz Ua.

Są to tak zwane rodziny charakterystyk przejściowych (siatkowych) oraz wyjściowych (anodowych).

Teraz co mi się wydaje (póki co):
- Skoro zakładam napięcie anody 150V, to z drugiego wykresu wybieram odpowiednią krzywą i ją analizuję. Jest nieliniowa, ale im dalej z napięciem siatki tym bardziej liniowa.
- idę na połowę zakresu liniowego i widzę punkt -60 V; 105 mA
- Z pierwszego wykresu dla Ug=-60 odczytuję punkt 150 V; 100 mA - dlaczego nie 105? Punkt ten leży pod obwiednią Pmax więc podejrzewam, że dla takich warunków nie osiągnę już więcej niż 13 watów, ale prąd popłynie - tak?

Punkt pracy obiera się za pomocą charakterystyki wyjściowej (anodowej). Najpierw trzeba nakreślić prostą obciążenia. Dokonuje się tego w następujący sposób: na osi odciętych zaznacza się napięcie zasilania, a na osi rzędnych maksymalny prąd, jaki może płynąć przez obciążenie (z prawa Ohma, zakładając, że lampa jest całkowicie otwarta i nie występuje na niej żaden spadek napięcia). Łączy się te dwa punkty, otrzymując w ten sposób prostą obciążenia. Punkt pracy w klasie A dobiera się taki, żeby leżał koniecznie poniżej hiperboli mocy admisyjnej, oraz możliwie w liniowym obszarze charakterystyk. Więcej do poczytania w literaturze.

Nie wątpię, ze kolega ma rację, że popłynie 60 mA przez wzmacniacz, ale jak to oszacować? Pewnie jest gdzieś kwestia prądu maksymalnego bo jak odkręcę potencjometr to muszę przecież więcej obciążyć zasilacz niż jak go skręcę... Trudne to:)

Tak jak napisałem wyżej. Prąd płynący przez lampę pracującą w klasie A jest w przybliżeniu stały i niezależny do wysterowania (na tym polega idea klasy A). Prąd ten będzie równy prądowi spoczynkowemu, wyznaczonemu jak wyżej.

Pozdrawiam,
Jakub

[PiotrCh]

Jurek - dziękuję:)
W weekend odrobię pracę domową. Pierwszy rzut oka i widzę, że trzeba wyznaczyć punkt przecięć pewnych prostych z konkretną krzywą. Teraz tylko zrozumieć czym jest ten punk przecięcia i czym są te proste w stosunku do charakterystyk lamp i jestem w domu. Wydaje się do przejścia. Dziękuję za nakierowanie na pomocne strony.

Jakub - dziękuję, już studiuję to co napisałeś.

Jakub - tak to napisałeś, że od razu zrozumiałem...i to czym jest klasa A. Mogę kręcić ciszej głośniej - a prąd płynie sobie równo i ogrzewa mi pokój promieniując w większej części energią cieplną:) Dziękuję.

[Romekd]

(...)
Tak jak napisałem wyżej. Prąd płynący przez lampę pracującą w klasie A jest w przybliżeniu stały i niezależny do wysterowania (na tym polega idea klasy A). Prąd ten będzie równy prądowi spoczynkowemu, wyznaczonemu jak wyżej.

Tu warto doprecyzować, że prąd płynący przez lampę po wysterowaniu nie jest stały, a teoretycznie stała jest jedynie jego wartość uśredniona, i to też nie do końca, gdyż charakterystyka lampy nie jest dokładnie liniowa, co prowadzi do powstawania zniekształceń nieliniowych, głównie parzystych harmonicznych (w układach SE), które jednak w układach przeciwsobnych (PP) w dużym stopniu wzajemnie się znoszą i w takich układach w całkowitych zniekształceniach sygnału (ich całkowity poziom jest już dużo niższy) przeważają harmoniczne nieparzyste.

Pozdrawiam
Romek

[Marek7HBV]

To co napisałem o wyznaczeniu prądu lampy chyba nie ma sensu i zasługuje na zasłonę milczenia:)

W przypadku tego OTL lampy mocy nie pracują w warunkach optymalnych. Zakładając rozrzut parametrów lamp wartość napięcia na katodzie lampy wtórnika{V2} będzie mieścić się w zakresie ok.70-90 V,co przy zastosowaniu rezystora katodowego R6=3,3K spowoduje przepływ prądu o policzalnej wartości plus oczywiście prąd V1-wynoszący ok 2mA.

[kubafant]

Doprecyzuję (za słuszną uwagą Romka), że składowa stała prądu anodowego ma stałą wartość. Przy wysterowaniu pojawia się dodatkowo (jakby "nałożona" na nią) składowa zmienna, zależna oczywiście od wysterowania. Teraz załóżmy, że składowa zmienna sygnału podawanego na siatkę to funkcja sinus(wt) (założenie jest zbędne, bo każda funkcja opisująca prąd przemienny zadziała tu tak samo dobrze, ale to może dla łatwiejszego wyobrażenia sobie). Jeżeli charakterystyka lampy byłaby doskonale liniowa, wówczas na anodzie znalazłoby się napięcie na siatce pomnożone przez stały współczynnik wzmocnienia stopnia, powiedzmy k. Czyli k*sin(wt). Niestety, lampy nie są doskonale liniowe (widać wyraźnie zakrzywienie charakterystyki przejściowej) i jednakowa zmiana napięcia "w górę" i "w dół" nie daje takich samych efektów: łatwo można to sprawdzić doświadczalnie. Obierz sobie jakiś punkt na charakterystyce przejściowej, a następnie dodaj i odejmij kilka woltów od Us i zobacz czy zmiany prądu będą jednakowe. Nie będą: ze względu na zakrzywienie charakterystyki krok w stronę ujemną da mniejszy efekt od kroku w stronę dodatnią. Podobnież i z naszym sygnałem, dodatnia połówka sinusoidy będzie wzmocniona mocniej, a ujemna - słabiej.

Gdyby tak nie było (połówki otrzymują to samo wzmocnienie), wówczas łatwo można dowieść, że średni prąd płynący przez lampę jest stały: wystarczy scałkować funkcję sinus(wt) w granicach jednego pełnego okresu, całka ta wynosi zero. Można to sobie wyobrazić jako zmierzenie całkowitego pola zakreślonego przez sinusoidę, ponieważ pola obu połówek są jednakowe, ich suma (pamiętamy o przeciwnych znakach, gdyż jedna z połówek jest ujemna!) daje zero.

Połówki jednak nie są wzmacniane jednakowo i połówka dodatnia zawsze będzie zakreślała nieco większe pole. Efekt ten będzie tym wyraźniejszy, im silniej lampę wysterujemy: poruszając się po krótkim odcinku charakterystyki, można przyjąć że jest ona w przybliżeniu liniowa; poruszając się po dłuższym odcinku (większy sygnał na siatce) wyraźnie zauważamy zakrzywienie.
Skoro zaś dodatnia połówka jest silniej wzmacniana, to i suma obu połówek nie daje już zera, ale pewną dodatnią wartość. Wniosek z tego płynie taki, że wraz ze wzrostem wysterowania wzrasta średni prąd anodowy. Nie należy się tym przejmować, w klasie A wzrost ten jest nieduży (w przeciwnym wypadku, gdyby doprowadzić do znacznej asymetrii między połówkami sinusoidy pojawiłyby się b. silne zniekształcenia), w przeciwieństwie do klas AB, B oraz C.

Pozdrawiam!
Jakub

[PiotrCh]

Tak, wartość uśredniona, czyli jakaś wartość przeciętna. Niech to sobie wyobrażę. Mówimy o sytuacji gdy płynie muzyka. Więc jeśli ja słyszę drgania w głośniku - to znaczy, że napięcie i prąd w lampie też drga wokół - właśnie tej wartości średniej. I ta wartość jest quasi stała niezależnie czy amplituda drgań jest duża czy mała (stopień wysterowania?). Ale jako że słuchamy tylko zmiennego przebiegu - to ten stały poziom w pewnym momencie trzeba odciąć (kondensatory na wyjściu skoro nie ma transformatora, który stałej składowej nie przepchnie bo we wtórnym indukuje się tylko zmienne napięcie). Ale tę stałą składową na poziomie lampy potrzeba ustawić na tyle wysoko, żeby cała sinusoida się zmieściła ponad zerowym potencjałem - czy jednak może część niej wpaść na ujemną stronę rzędnych napięcia? Co się stanie z taką częścią sygnału, która wpadnie w ujemne rzędne? Może chodzi o to, że z elektrody można pobierać tylko sygnał o określonym znaku potencjału? Wtedy albo zbieramy plusy albo minusy? A jak wszystko wstawimy na plus - to zbierzemy całość? Pewnie motam, ale tak to jest jak się chce zrozumieć zjawisko, którego nigdy się nie mierzyło i nie interpretowało:)

Jakub - rozumiem! dziękuję. Jestem po technicznym wykształceniu - więc ogólny język matematyki i fizyki jest dla mnie zrozumiały. Teraz tylko muszę to dobrze pospinać w dziedzinie obcej - elektronice. Ale będę się uczył. Ten wzmacniacz słuchawkowy to dla mnie tylko pretekst - tak na prawdę chcę widzieć to o czym piszecie

Marku - dziękuję.
Załapię zjawiska w obwodach to i wartości bezwzględne będą do mnie przemawiać. Ja na razie nie wyczuwam ile to dużo/mało, ale to przyjdzie z czasem:)

[kubafant]

Napięcie na wyjściu nigdy nie może spaść poniżej 0, ponieważ:
a) napięcie zasilania jest tylko dodatnie (dwie szyny: gorąca, +ileśtam V oraz masa, 0 V)
b) prąd w lampie nie może płynąć w drugą stronę, znaczy od katody do anody.

Da się uzyskać ujemne (względem masy) napięcie na wyjściu, ale to w dość specyficznym przypadku, gdy zasilanie jest z napięciem dodatnim od strony anody i ujemnym od strony katody (jak we wzmacniaczu operacyjnym); w praktyce stosowano to tylko w komputerach i wzmacniaczach aparatury pomiarowej (np. w oscyloskopach).

Prąd i napięcie, jak dobrze rozumujesz, oscylują względem pewnej dodatniej wartości (składowej stałej). Jeżeli podasz cichszą muzykę na wejście to te drgania będą mniejsze, powiedzmy +1 V w górę i -1 V w dół (nazywa się to amplitudą), jeżeli głośniejszą - większe, np. +/-5 V w górę i w dół. Wszystko to naniesione będzie na wierzch składowej stałej. Czyli na przykład 150 V - 151 V - 150 V - 149 V - 150 V (cały okres). Albo 150 V - 155 V -150 V - 145 V - 150 V. Jak widzisz, nie można przeholować z górą powyżej napięcia zasilania ani z dołem poniżej napięcia 0 V (masy). Dlatego punkt pracy przeważnie ustala się mniej więcej w połowie napięcia zasilania, tak żeby mieć do dyspozycji jak największy (tu będzie z angielska, ale to określenie naprawdę pasuje) swing napięcia.

Za kondensatorem nie ma już pierwotnej składowej stałej (potencjału np. 150 V) tylko nowa, przeważnie tożsama masie (składowa stała zawsze jest - może być zerowa, ale wtedy też jest). Wtedy napięcie zmienia się 0 +1 0 -1 0 V, albo 0 +5 0 -5 0 V. Mam nadzieję, że wyjaśniłem obrazowo

Jakub - rozumiem! dziękuję. Jestem po technicznym wykształceniu - więc ogólny język matematyki i fizyki jest dla mnie zrozumiały. Teraz tylko muszę to dobrze pospinać w dziedzinie obcej - elektronice. Ale będę się uczył. Ten wzmacniacz słuchawkowy to dla mnie tylko pretekst - tak na prawdę chcę widzieć to o czym piszecie

Przepraszam, nie wiedziałem, że rozmawiam z osobą z wykształceniem technicznym starałem się wyjaśnić możliwie najtoporniej jak się da (ruskie wiertarki też były toporne, ale śmigają po pół wieku, a współczesne... heh), cel był jeden - zrozumiałość.

Pozdrawiam,
Jakub

[PiotrCh]

Jakub - napisałem to w tym sensie - żeby dać Wam feedback, że to jak piszesz(piszecie) trafia do mnie i z każdego zdania mogę się uczyć.
Jak ktoś nie umie trudnej rzeczy wytłumaczyć - to znaczy, że sam tego nie rozumie:) Tu tak nie jest.

[kubafant]

Jasna sprawa, w porządku. Cieszę się, że może pomogłem co nieco rozjaśnić. Najlepsze jeszcze przed Tobą, właśnie tak jak napisałeś - nie samo zbudowanie tego czy owego jest tu sednem, ale poznawanie nowej dziedziny wiedzy, często - zapomnianej i dawnej.

Pozdrawiam!

[Wiech]

często - zapomnianej i dawnej.

Czyli z okresu p.n.J.

Pozdrawiam
Wiesław