Wzmacniacz 6n13s od A do Z

[sztyga20]

Na wakacjach mam zamiar przymierzyć sie do budowy wzmacniacza w układzie PP (mam za sobą dwa wzmaniacze SE, tak więc posiadam powiedzmy minimum umiejętnosci praktycznych).



Zdecydowałem się na układ na lampie z następujących powodów:
lampa 6n13s jest ładna
słyszałem, że wykonanie transformatora do takiego wzmacniacza jest łatwiejsze niż do lamp o wyższym Ra - prawda to?
Wykonać transformatory musze sam z racji ograniczonych funduszy.

Wzmacniacz na być klasy HiFi.
Chciałbym aby pracował w klasie AB lub nawet AB2. Jaką maksymalną moc można osiągnąć wykorzystując jedną lampy na kanał (dwie połówki) w klasie AB2?

Dla wyznaczenia punktu pracy potrzebuje charakterystyk dla obciążenia czynnego? Czy można też użyć dla obciążenia biernego.

Najpierw chce zaprojektować końcówkę mocy i policzyć transformatory.


//Jeśli ktoś chciałby mnie wspomóc lampami byłbym bardzo wdzięczny.

[Piotr]

słyszałem, że wykonanie transformatora do takiego wzmacniacza jest łatwiejsze niż do lamp o wyższym Ra - prawda to?

Będzie po prostu mniej zwojów.

Jaką maksymalną moc można osiągnąć wykorzystując jedną lampy na kanał (dwie połówki) w klasie AB2?

Teoretycznie nawet 40W. Praktycznie uzyskasz pewnie ze 30-35. Ale układ w klasie B2 jest dość skomplikowany ze względu na konieczność sterowania bezpośredniego z wtórników, bądź transformatora międzystopniowego.

Dla wyznaczenia punktu pracy potrzebuje charakterystyk dla obciążenia czynnego? Czy można też użyć dla obciążenia biernego.

Do wyznaczenia punktu pracy używa się zwykłych charakterystyk statycznych.

[sztyga20]

Znalazłem charakterystyki (dla obciążenia biernego) lampy 6AS7, próbowałem wykreślić prostą dla obciążenia 1250omów. Dobrze to zrobiłem? Jak teraz na tej lini wyznaczyć punkt pracy lampy w układzie PP, głęboka klasa AB ale bez prądów siatki?

Jak sądzicie, 1250omów to będzie dobre obciążenie dla tej lampy jeżeli ma pracować we wzmacniaczu Hi-Fi? Musze się wreszcie porzadnie nauczyć pracować nad charakterystykami, dopiero sie ucze więc prosze badźcie wyrozumiali.
Bardzo byłbym wdzęczny za garść pożytecznych wskazówek przy wyznaczaniu punktu pracy przy użyciu charakterystyk.


//Tak pytam z ciekawości, jeżeli ta moja czerwona kreska ma sens to powiedzcie mi ile będzie wynosiła polaryzacja siatki dla klasy A, AB i B, pomoże mi to zrozumiec kilka rzeczy.

[Piotr]

1. Co masza myśli mówiąc "charakterystyka dla obciążenia biernego"? Myślałem, że poprzednim razem się przejęzyczyłeś.
To są charakterystyki stałoprądowe.

2. Prosta obciążenia wcale nie musi przebiegać w całości pod hiperbolą mocy.

3. Ra/a nie jest dobrym parametrem wyjściowym. Lepiej najpierw ustalić punkt pracy i wyliczyć Ra/a biorąc pod uwagę wartości maksymalne.
W tym wypadku będzie to Ua(max)=250V i Ik(max)=130mA. Prąd dotyczy oczywiście wartości średniej.

4. Linia obciążenia w klasie innej, niż A wcale nie będzie prostą.

Tyle na dziś. Poszukaj po innych wątkach - procedurę dobierania Ra/a dla klasy B i AB parę razy już opisano.
W razie wątpliwości postaram się rozjaśnić

[Piotr]

Zieloną linią zaznaczyłem przykładową charakterystykę dla:
Ua=200V; Ia0=50mA; Ra/a=3k.

[sztyga20]

Chyba trochę bładze....

A więc zrobiłem tak jak radziłeś, przyjąłem wartości maksymalne U=250V, I=130mA. Następnie przeczytałem w pewnej ksiażce sposób wyznaczania punktu pracy dla triod pracujących w klasie B. Jak to próbowałem robić widać w załączniku.

A więc po poprowadzeniu tej osi liczyłem Ra~p (po kolei jak pisało w ksiazce). Więc Ra~p=215V/0,13A=1653,8omów. (o do czego mi to potrzebne?)
Następnie jakieś "a" - 215/(250-215)=6,14 - nie było napisane co to jest ale mając to coś policzyłem opór wewnetrzny triody 1653,8/6,14 = 270omów.
Pózniej był wzór na moc (215V)^2/2*1653,8omów = 14W. Czemu tak mało? I czy kombinuje we własciwym kierunku? Co dalej?

[jethrotull]

Przecież Twoja linia obciążęnia nawet nie zbliża się do hiperboli mocy admisyjnej. Twoje lampy mają relaksik zamiast pracy

[sztyga20]

Hehe , no właśnie też mnie to zastanawia, ale nie potrafie tej lini bardziej podciągnąć aby nie wykroczyć poza maksymalne wartości 130mA i 250V.

Przeliczyłem tym samym sposobem co wyżej co by sie stało gdybym tą prostą poprowadził do natężenia 130mA przy napięciu siatki -20. Lampa męczyłaby się bardziej ale analogicznie co wyżej obliczając moc - dałaby 10,72W.

//edit/

Wow!! Moje obliczenia zgadzają się z tymi podanymi przez program ecclab przy wyznaczaniu Ra.
Zobaczyłem, że podniesienie napięcia do 300V spowoduje znaczny wzrost mocy.

A przy 300V i Ra 1,73kOhm (I=150mA) łapie się już 20W.


Ale wracając do tematu, te przeprowadzone przeze mnie obliczenia przydadzą się przy wyznaczeniu optymalnego! punktu pracy w klasie AB? Jak pózniej wyznaczyć Raa?

Piotrze, chyba że mnie zrozumiałeś, teraz jak na to patrze to z jednej lampy nie uda mi się wyciągnąć 30W, tylko jakieś 15.

[Piotr]

Ojejej, namieszałeś

Pisałem wyraźnie, że wartości dopuszczalne dotyczą średnich napięć, prądów i mocy. Wartości chwilowe mogą je przekraczać.
Napięcie anody w punkcie pracy nie powinno być większe, niż 250V. Nawet przy takim napięciu trzeba będzie stosować bardzo dużą watość ujemnego napięcia siatki.

Chwilowy prąd może spokojnie sięgać 250mA. Dla czystej klasy B może osiągać nawet 400mA - wartość średnia półsinusoidy jest pi razy mniejsza od wartości maksymalnej. Spokojnie można przyjąć właśnie 250mA.
Moc wyjściowa będzie wówczas wynosić około 20-25W, co bez prądu siatki jest niezłym wynikiem.

Linia obciążenia dla klasy AB nie jest prostą, pamiętaj!
W okolicy punktu pracy ma nachylenie równe 2 / Ra/a, natomiast w obszarze prądów większych, niż 2Ia0 nachylenie wzrasta do 4 / Ra/a. Właśnie w tym obszarze lampy nie pracują już razem, lecz na przemian, czyli układ wychodzi z klasy A.

Proszę, spójrz jeszcze raz na załącznik, który wstawiłem, a konkretnie na zieloną linię obciążenia.

[sztyga20]

Dzięki! Zaczynam rozumieć,!!.
Mam pytanie, jak powinno się wybierać Io: czym nizsze ale większe od zera tym "głębsza" klasa AB a gdy Io=0mA to klasa B, panuje więc pewna dowolnosć?

[Piotr]

Im większy prąd spoczynkowy, tym większa część mocy wyjściowej jest oddawana w klasie A, jak również większa moc jest tracona na anodzie.
Przy obniżaniu prądu spoczynkowego stopień wcześniej wychodzi z klasy A - zwiększa się sprawność, ale jednocześnie rosną zniekształcenia.

[sztyga20]

Więc przyjąłem punkt pracy taki jak mi wyżej przykładowo podałeś, myśle że z narysowaniem schematu końcówki nie będe miał żadnego problemu, tylko pytanie, czy należy przy dołączeniu do odczepu transformatora zasilania (+200) uwzględnić spadek napięcia spowodowany przepływem 50mA, osobiście mi się wydaje, że tak.
Patrzac dalej: trochę trudno będzie wysterować ta lampę.

Czytałem na ecclab o układzie o dużej amplitudzie wyjściowej. Pisze jak sie po kolei liczy, zastosowałbym w tym układzie lampe 6n8s chyba, że poradzisz mi inną. Czy ta lampa bardzo mikrofonuje?

Zastanawiam się nad inwerterem, jaki w tej aplikacji będzie lepszy, samorównoważący czy z dzielonym obciążeniem.

//Zapomniałbym, jak dobrać Raa potrzebne do obliczenia transformatora skoro linia obciążenia nie jest prostą?

[Piotr]

Więc przyjąłem punkt pracy taki jak mi wyżej przykładowo podałeś

To był tylko szybki przykład. Można dobrać znacznie lepszy punkt pracy i Ra/a.

czy należy przy dołączeniu do odczepu transformatora zasilania (+200) uwzględnić spadek napięcia spowodowany przepływem 50mA

Oczywiście.
Z tym, że ten stopień powinien być zasilany z układu o minimalnej rezystanci wyjściowej. Jeżeli zasilacz będzie za bardzo "przysiadał" pojawią się przykre zniekształcenia.

Patrzac dalej: trochę trudno będzie wysterować ta lampę.

Owszem.

Czytałem na ecclab o układzie o dużej amplitudzie wyjściowej. Pisze jak sie po kolei liczy, zastosowałbym w tym układzie lampe 6n8s chyba, że poradzisz mi inną.

Ciężko o lepszą duotriodę to pracy z wysokimi poziomami.

Czy ta lampa bardzo mikrofonuje?

"Bardzo" to kwestia względna. W prównaniu do ECC81,2,3 bardzo, ale we wzmacniaczu mocy to nie ma najmniejszego znaczenia.

Zastanawiam się nad inwerterem, jaki w tej aplikacji będzie lepszy, samorównoważący czy z dzielonym obciążeniem.

To już naprawdę kwestia wtórna. Zależy na jakiej lampie chcesz go zrobić.

[sztyga20]

Można dobrać znacznie lepszy punkt pracy i Ra/a.

Właśnie tego nigdzie nie moge znależć a szukałem w wielu miejscach, jakie kryteria trzeba brać pod uwagę przy stopniu na triodach, czym większe napięcie anodowe tym większa sprawność, wiem, ale jak ze zniekształceniami? Znalałem tylko informacje, że najlepiej jak obciażenie wynosi 1,5..2 Rw lampy. Rezystancja wewnętrzna 6n13s=280omów.
280*1,8=504omy
Prosta obciążenia (dla odcinka gdzie lampa pracuje w klasie A) to 2x504omy=1008omów
dla odcinka 4x504omy=2010omów
To takie moje zgadywanie, nie wiem czy o to chodzi.
Jaki według ciebie byłby najlepszy punkt i dlaczego?

[Piotr]

Właśnie tego nigdzie nie moge znależć a szukałem w wielu miejscach, jakie kryteria trzeba brać pod uwagę przy stopniu na triodach, czym większe napięcie anodowe tym większa sprawność, wiem, ale jak ze zniekształceniami?

Przede wszystkim trzeba popatrzeć na charakterystykę. Linia obciążenia powinna się ładnie "wpisać".
Przy pracy bez prądu siatki trzeba minimalne chwilowe napięcie anody będzie wyznaczone przez linię Ug=0, maksymalny prąd anody trzeba założyć.

Znalałem tylko informacje, że najlepiej jak obciażenie wynosi 1,5..2 Rw lampy. Rezystancja wewnętrzna 6n13s=280omów.
280*1,8=504omy

Niestety nie ma takich prostych recept.
Nawiasem mówiąc rezystancja wewnętrzna nie jest stałą przypisaną do lampy, lecz funkcją punktu pracy.

Jaki według ciebie byłby najlepszy punkt i dlaczego?

Nie sądzę żeby był jeden najlepszy punkt pracy.
Proponowałem Ua=250V, Ia0=40mA.
Można założyć maksymalny prąd 250mA. Wtedy moc wyjściowa wynsie około 25W.
Ra/a należy wyznaczyć tak, aby przy maksymalnym wysterowaniu osiągany był założony maksymalny prąd anody. To zadanie domowe