Uzupełnianie braków w wykształceniu

[jethrotull]

Witam.
Kto z kolegów byłby tak dobry i wyjaśnił w jaki sposób obliczyć impedancję wejściową i wyjściową w przypadku każdego układu pracy lampy: WK, WA i WS?
Z góry dziękuje za pomoc.

[Piotr]

Podam Ci na razie tylko to, co najprostsze.
Rezystancja wyjściowa WK to równoległe połączenie ri lampy i Ra.
Rezystancja wyjściowa WA to równoległe połącznie 1/gm lampy i Rk.
Rezystancja wejściowa WK jest w zasadzie równa rezystancji Rg.
Pojemność wejściowa WK to Cg/k+Cg/a*k.
Pojemność wejściowa WA to Cg/a+Cg/k*(1-k).

ri - rezystancja wewnętrzna lampy;
gm - transkonduktancja (nachylenie) lampy;
Cg/k - poemność siatka-katoda;
Cg/a - pojemność siaka-anoda;
k - wzmonienie stopnia;
Ra - rezystor anodowy;
Rk - rezystor katodowy;
Rg - rezystor siatkowy.

Resztę możesz sprawdzić tu i ówdzie, albo wyprowadzić ze schematu zastępczego

[Romekd]

Witam.
Drobna poprawka Piotrze:
Pojemność wejściowa WK to Cg/k+Cg/a*(k+1)

Trzeba jeszcze dodać, że te uproszczone nieco zależności dotyczą jedynie napięć stałych i m.cz, albowiem w zakresie wyższych częstotliwości zagadnienie te bardzo się komplikują.

Pozdrawiam,
Romek

[jethrotull]

Dziękuję za odpowiedzi, już chyba mniej więcej kojarzycie że w.cz. to nie moja bajka. Ale interesuje mnie jeszcze wspólna siatka.

[Piotr]

Romekd
Masz rację, zapomniało mi się. Ale z drugiej strony przy dużym wzmocnieniu błąd byłby pomijalny.

jethrotull
Wspólnej siatki używa się w zasadzie tylko do w.cz.
Największą zaletą tego układu jest brak multiplikacji pojemności przejściowej przy jednoczesnym dużym wzmocnieniu napięciowym (brak odwracania fazy). Natomiast wadą bardzo niska rezystancja wejściowa.
Nie pamiętam dokładnych zależności, bo nie stosuję tego rozwiązania.

[jethrotull]

tszczesn

raczej Romekd

jethrotull
Wspólnej siatki używa się w zasadzie tylko do w.cz.
Największą zaletą tego układu jest brak multiplikacji pojemności przejściowej przy jednoczesnym dużym wzmocnieniu napięciowym (brak odwracania fazy). Natomiast wadą bardzo niska rezystancja wejściowa.
Nie pamiętam dokładnych zależności, bo nie stosuję tego rozwiązania.

Widziałem takie rozwiązanie na wejściu preampu mikrofonowego, który mi się bardzo podobał

[Piotr]

tszczesn

raczej Romekd

Jejku, ależ jestem roztargniony Już poprawiłem, przepraszam.

Wracając do WS - o ile nie machnąłem się gdzieś po drodze, to wychodzi:
Rezystancja wejściowa jako równoległe połączenie Rk||ri||1/gm, natomiast rezystancja wyjściowa, to równoległe połączenie Ra||ri.

[Romekd]

Ale z drugiej strony przy dużym wzmocnieniu błąd byłby pomijalny.

Tak, w tym się z Tobą zgadzam - w przypadku małych triod, charakteryzujących się dużym wzmocnieniem, ta dodatkowa jedynka we wzorze nie odgrywa wielkiego znaczenia. Jednak już przy lampach dużej mocy, jakimi są np. popularne diabełki 6C33C lub opisywana niedawno na Forum trioda 6C41C, wzmocnienie napięciowe może osiągać wartość równą trzy, więc pominięcie tego członu we wzorze doprowadzi do powstania znaczącego błędu w obliczeniach.

Pozdrawiam,
Romek

[jethrotull]

Ciag dalszy lekcji. Już wiem jak liczyć wzmocnienie stopnia ze wspólną katodą, jeśli w tym stopniu pracuje trioda. A pentoda? JAkie znaczenie dla wzmocnienia ma potencjał s2 i pojemność za pomocą której s2 jest zbanowana do masy? Jaki jest mechanizm większego wzmocnienia pentody?

[Piotr]

Druga siatka pentody zwiększa jej rezystancję wewnętrzną do bardzo wysokiej wartości (zerknij na charakterystyki), tak że wzór na wzmocnienie można uprościć do postaci:
k=gm*Ra
przyjmując założenie, że ri>>Ra.

Napięcie drugiej siatki wpływa na parametry lampy (głównie gm nas interesuje). Wartości odczytuje się z odpowiednich charakterystyk/tabel.

Pojemność blokująca tej siatki ma wpływ na pasmo (od dołu). Dla niskich częstotliwości napięcie drugiej siatki przestaje być stałe i pojawia się ujemne sprzężenie zwrotne redukujące wzmocnienie. Historia podobna, jak w przypadku kondensatora blokującego rezystor katodowy.

[jethrotull]

Dzięki Piotrze, na Ciebie można liczyć pozostaje jednak u mni ejedna wątpliwość. Np dla interesującej mnie aktualnie EF80 podane są tylko charakterystyki dla Ua=Us2. Ponieważ s2 pobiera jakiś tam prąd, więc zmiana rezystora siatki powinna zmieniać napięcie na siatce. Jak się dobiera ten rezystor i jakie skutki ma zmiana napięcia siatki drugiej?

Edit: Swoją drogą, jak taka EF80 ma Ri = 500k a tyle samo wynosi Ra, to chyba warunek Ri >> Ra nie jest spełniony. Zastosowanie wzoru na wzmocnienie takiego jak dla triody daje w tym przypadku wzmocnienie:
Ra*S/(1 + Ra/Ri) = 500k * 7.4mA/V / (1 + 500k/500k) = 1850, co jest niemożliwe.

[Piotr]

Od końca.
Wzmocnienie, jakie obliczyłeś jest jak najbardziej możliwe. Tyle, że teoretycznie.
Zwróć uwagę, że EF80 to lampa w.cz. Charakteryzuje się dużym nachyleniem uzyskiwanym przy wysokim prądzie anodowym, oraz stosunkowo niską, jak na pentodę, rezystancją wewnętrzną.
Policz sobie jakie napięcie zasilania musiałbyś przyłożyć, aby przepuścić przez rezystor 500k prąd, przy którym lampa ma tak duże nachylenie.
Otrzymasz prawdopodobnie kilka kilowoltów
Pentody w.cz. pracują z reguły z Ra rzędu kilkunastu, najwyżej kilkudziesięcu kilo i wtedy warunek ri>>Ra jest spełniony. Taka sytuacja stwarza bardzo dogodne warunki do radzenia sobie z pojemnościami w zakresie w.cz. Innymi słowy - tutaj wzmocnienie uzyskuje się nie przez duże ri i Ra, lecz przez duże nachylenie.

Przyjrzyj się charakterystykom EF86. To klasyczna pentoda m.cz. Można na niej usyskać wzmocnienie rzędu 100-200 przy Ia w okolicach 1mA. Przy odrobinie chęci można pójść jeszcze dalej, ale to wymaga już pewnych fikołków układowych.

Teraz o zmianie napięcia drugiej siatki.
Powiększanie tego napięcia powoduje przesuwanie charakterystyk dla danych Ug1 w kierunku większych prądów anodowych. Zmiejszanie - odwrotnie. Takie "skalowanie" w pionie.
Zależność prądu drugiej siatki jest nieliniowa i dość skomplikowana. Silnie zależy od geometrii elektrod, czyli typu lampy.
W pentodach napięciowych, gdzie nie zależy nam na wydajności prądowej warto zadbać o to, aby napięcie drugiej siatki było niższe od najniższego chwilowego napięcia anody przy maksymalnym wysterowaniu. Pozwoli to uniknąć nagłego wzrostu prądu tej siatki występującego w momencie, kiedy jej napięcie jest niższe od napięcia anody. Taki wzrost spowoduje powstanie zniekształceń nieliniowych przy stosowaniu dużego Rg2 (wystąpi wtedy kompresja dużych sygnałów, co gorsze z dużą stałą czasową wyznaczoną przez Rg2 i Cg2).

[jethrotull]

Dzięki Piotrze, ale chyba wcale nie "co gorsze" skoro to gitarowiec. Kompresja to jest to co tygrysy lubią najbardziej

[Piotr]

Szczerze mówiąc nigdy nie próbowałem wykorzystywać tego efektu w praktyce, stąd nie wiem czy skutki brzmieniowe będą zadowalające

[jethrotull]

Konstrukcja jest eksperymentalna więc mozna spróbować.