Nieprawidłowa praca wzmacniacza dla wysokich częstotliwości

[slawekmod]

Merytorycznie. Ok. Więc narobiłeś połączeń przecinających się wzajemnie pod różnymi kątami. Sygnałowe pomieszane z zasilającymi. Włożyłeś dużo ekranowanych kabelków nie zdając sobie pewnie sprawy z ich pojemności. Proponuję zmierzyć pojemność krótkiego, ekranowanego przewodu. Można się zdziwić. W zasilaczu anodowym kondensatory filtra podłączone do masy długimi przewodami. Akurat to że dałeś dużą płytkę na masę dla mnie jest bez znaczenia. Dałbyś 10 x mniejszą i nic by to nie zmieniło. USZ podłączone ekranowanym przewodem do transformatora? Nie wiem jaki ma to sens. Nie wiem jak podłączasz przewody ekranowane ale oplot lutuje się do masy tylko z jednej strony, lutując inaczej prosisz się o pętle masy.

[Romekd]

Czołem.
Przede wszystkim trzeba się zastanowić czy obserwowany efekt faktycznie jest wzbudzeniem, a nie "dławieniem" się wzmacniacza, wskutek przesterowania lampy końcowej. Należałoby zacząć od zdjęcia charakterystyki przenoszenia dla małej mocy wyjściowej (np. 100 mW) z odłączoną pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego. Jaki jest spadek amplitudy przy takiej mocy dla częstotliwości 20, 30 i 40 kHz względem poziomu przy 1 kHz? Zastosowane we wzmacniaczu transformatory głośnikowe TG5/4897 mają gwarantowane pasmo 40 Hz...20 kHz dla spadku amplitudy -3 dB, więc widoczny spadek mocy powinien zacząć się ujawniać już przy częstotliwości kilkunastu kiloherców. Jak więc ten bardzo przeciętny transformator może przenosić większą moc przy 40 kHz? Działanie globalnej pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego sprawia, że w miarę spadku sygnału na wyjściu uzwojenia wtórnego transformatora głośnikowego zaczyna rosnąć sygnał na siatce pierwszej lampy końcowej (ujemne sprzężenie próbuje skompensować spadek amplitudy), pojawia się prąd tej elektrody, co powoduje zmianę jej potencjału DC i spadek średniej wartości prądu anodowego. Inną rzeczą jest to, że podczas normalnej pracy wzmacniacza taka sytuacja dla tonów wysokich nigdy nie wystąpi, ze względu na małą zawartość składowych o tak wysokich częstotliwościach w sygnale audio.
Jak wspomniałem, proszę zacząć od zdjęcia charakterystyki wzmacniacza dla odłączonej pętli sprzężenia i przy niewielkiej mocy wyjściowej (przy mocy większej i odpiętym USZ można też sprawdzić jak zmienia się średni prąd anodowy lampy, przez pomiar spadku napięcia na rezystorze katodowym).

Pozdrawiam
Romek

[faktus]

Witam.
No cóż jeśli to jest " sprawny wzmacniacz w którym dokonujesz pomiarów " to tak jak piszą Koledzy nie dziw, że masz takie efekty. Nie napisałeś, że jest to układ prototypowy na desce. A to zmienia postać rzeczy, bo od tego jak on jest zmontowany zależy bardzo wiele.

Już wcześniej wykonałem pomiary i bez USZ wszystko jest super. Zmierzyłem pasmo przenoszenia, moc maksymalną wzmacniacza itp. Również wszystkie napięcia i punkty pracy zgadzają się z tymi wyliczonymi.
Z dołączonym USZ (jest na pewno ujemne) również wszystkie napięcia i punkty pracy lamp się zgadzają. Pasmo przenoszenia znacznie się poszerza. Moc wzmacniacza z dołączonym USZ nie maleje.

To jak wytłumaczysz problem z którym się borykasz? Kolega Romek napisał dlaczego to jest tak istotne i na co Masz zwrócić uwagę. Ja też pisałem o pomiarach i o tym dlaczego są ważne. Możesz więc podać jakie nie zniekształcone pasmo i przy jakiej mocy udało się osiągnąć przy wykonywanych pomiarach? Jak chcesz "przepchnąć " 30, czy 40 kHz przez transformator o paśmie -3 dB przy 20 kHz bez zniekształceń nie podając jaką amplitudę sygnału dostarczasz na wejście?

We wzmacniaczu została rozdzielona sekcja zasilacza i wzmacniacza.
Wszystkie przewody sygnałowe prowadzone są przewodami ekranowanymi.
Wspólnym punktem masy jest miedziany laminat.
Przewody masy do płytki zostały przylutowane w kolejności od najmniejszego do największego przewodzonego przez nie prądu.

Z przedstawionych fotografii wynika zupełnie coś innego. Jeśli już chcesz testować tego typu układ, to rozdziel go na dwie części. Osobno zasilacz ze swoją masą, osobno badany układ ze swoją masą. Połączenia w układzie na desce też muszą być wykonane zgodnie ze sztuką tak jak w zmontowanym wzmacniaczu. Masa łączona tylko w jednym miejscu, dotyczy to masy zasilacza i układu, żarzenie prowadzone skrętką jak najdalej od siatek lamp. Zasada jak najkrótszych połączeń elementów. Odpowiednie ustawienie transformatorów głośnikowych względem lamp, aby uniknąć wpływu pola rozproszenia na lampy. Po tych zabiegach zrób wreszcie rzetelne pomiary, podaj wyniki i to czy problem nadal występuje. Jeśli tak, to jaka jest częstotliwość i amplituda sygnału.
Pozdrawiam.

[Dragon]

Dziękuję za odpowiedzi.

Włożyłeś dużo ekranowanych kabelków nie zdając sobie pewnie sprawy z ich pojemności.

USZ podłączone ekranowanym przewodem do transformatora?

Zawsze dostawałem rady od kolegów, żeby prowadzić wszystkie przewody sygnałowe przewodami ekranowanymi.
Czy powinien odpiąć któryś z ekranów?

Nie wiem jak podłączasz przewody ekranowane ale oplot lutuje się do masy tylko z jednej strony,

Tylko z jednej strony.

Należałoby zacząć od zdjęcia charakterystyki przenoszenia dla małej mocy wyjściowej (np. 100 mW) z odłączoną pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Jak wspomniałem, proszę zacząć od zdjęcia charakterystyki wzmacniacza dla odłączonej pętli sprzężenia i przy niewielkiej mocy wyjściowej

Możesz więc podać jakie nie zniekształcone pasmo i przy jakiej mocy udało się osiągnąć przy wykonywanych pomiarach?

Pasmo przenoszenia wzmacniacza z odpiętą pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego zmierzyłem w 3 wariantach:
-pasmo całego wzmacniacza (sygnał podany z generatora na wejście wzmacniacza, a odczytany na obciążeniu uzwojenia wtórnego)
-pasmo lampy mocy i transformatora głośnikowego (sygnał podany z generatora na siatkę pierwszą lampy mocy, a odczytany na obciążeniu uzwojenia wtórnego)
-pasmo lampy przedwzmacniacza (sygnał podany z generatora na wejście wzmacniacza, a odczytany na kondensatorze sprzęgającym C2).

Pasmo przenoszenia dla górnych częstotliwości przy spadku -3db dla mocy 1W wynosi odpowiednio:
-dla całego wzmacniacza: 9kHz.
-dla lampy mocy i transformatora głośnikowego: 50kHz.
-dla lampy przedwzmacniacza 9kHz.

Już wyjaśniam skąd takie nietypowe wyniki.
Pasmo przenoszenia transformatora głośnikowego nie wynosi 20kHz jak podaje producent, ale 50kHz z racji zastosowania innego Ra, które wynosi 7,5kOm, zamiast typowego 5,2kOm.
Pasmo przenoszenia lampy przedwzmacniacza wynika z oporności wyjściowej lampy przedwzmacniacza i pojemności wejściowej lampy mocy.
Pojemność ag1 lampy mocy: 0,5pF.
Pojemność ak lampy mocy: 10,8pF.
Wzmocnienie napięciowe lampy mocy 55V/V.
Pojemność widziana przez lampę przedwzmacniacza:
C = 0,5pF*55V/V+10,8pF = 38,3pF.
Oporność wyjściowa lampy przedwzmacniacza:
R5 = 270kOm
R8 = 1MOm.
Połączenie równoległe R5 i R8: 212,6kOm.
Szeregowo opornik R9: 212,6kOm + 2,2kOm = 214,8kOm.
Filtr dolnoprzepustowy:
f(-3db) = 1/(6,28*214,8kOm*38,3pf)
f(-3db) = 19,355kHz.

Z powyższych obliczeń wynika, że pasmo lampy przedwzmacniacza powinno wynosić prawie 20kHz.
W praktyce jednak wynosi 9kHz. Prawdopodobnie nadmiarowy spadek jest spowodowany pojemnościami montażowymi.
Czy ograniczone pasmo przenoszenia lampy przedwzmacniacz może być powodem dławienia wzmacniacza?
Wiele wzmacniaczy na EL84 i EF86 ma ujemne globalne sprzężenie zwrotne, a taki efekt nie występuje.

Pozdrawiam,
Dragon

[Marek7HBV]

No dobrze,a więc tak.Sygnał wejściowy powoduje przesterowanie stopnia mocy-niesymetryczne.Odcinanie przepływu prądu anodowego EL84 ujemnymi połówkami sygnału strującego powoduje zanik USZ dla tychże i gwałtowy wzrost napięcia sterującego na anodzie EF86 {oscylogram}.Następuje przsesunięcie punktu pracy EL84 i zmniejszenie pobieranego prądu co powoduje wzrost napięcia zasilającego {zasilacz o dużej rezystencji wewnętrznej},które przesuwa punkt pracy na swoje miejsce.Następne impulsy na wejściu inicjują kolejny cykl-i tak w kółko.

[slawekmod]

Co do ekranowania. Ekranowanie połączenia anody z transformatorem głośnikowym, ekranowanie USZ, ekranowanie połączenia S2 bez sensu. Kompletnie. Nie zrobiłem jakiś wzorcowych konstrukcji ale sprawdź moje posty. Są tam wzmacniacze od 1,5W do 50W zarówno SE jak i PP, gitarowe i zwykłe. I w żadnym nie ma ekranowania w/w połączeń. Co więcej, w zdecydowanej większości USZ, żarzenie stopnia mocy, zasilanie siatek s1 i kilka innych połączeń jest związane w jedną wiązkę i żaden przewód nie jest ekranowany. I nic się nie dzieje.
Końcówka na 2x 5902 ciągnie do 35kHz bez żadnych wzbudzeń i daje 4W a przesterowana daje na wyjściu prostokąt...
Każdym takim przewodem ekranowanym wprowadzasz jakieś tam pojemności. Zrób te połączenia zgodnie ze sztuką a nie radą kolegów.
Ekranowane przewody daj w torze sygnału ale tam gdzie jest kilka, kilkanaście miliwoltów a nie kilkaset woltów. Pomijam już fakt że ten cieniutki przewodzik ekranowany ma izolację może do 50V.

[faktus]

Witam.

Pasmo przenoszenia wzmacniacza z odpiętą pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego zmierzyłem w 3 wariantach:
-pasmo całego wzmacniacza (sygnał podany z generatora na wejście wzmacniacza, a odczytany na obciążeniu uzwojenia wtórnego)
-pasmo lampy mocy i transformatora głośnikowego (sygnał podany z generatora na siatkę pierwszą lampy mocy, a odczytany na obciążeniu uzwojenia wtórnego)
-pasmo lampy przedwzmacniacza (sygnał podany z generatora na wejście wzmacniacza, a odczytany na kondensatorze sprzęgającym C2).

Pasmo przenoszenia dla górnych częstotliwości przy spadku -3db dla mocy 1W wynosi odpowiednio:
-dla całego wzmacniacza: 9kHz.
-dla lampy mocy i transformatora głośnikowego: 50kHz.
-dla lampy przedwzmacniacza 9kHz.

Mamy wyniki, a nie mamy informacji o tym co na wejściu czyli amplitudzie sygnału sterującego. Czy było to 100 mV, 1 V czy 10V.
Rozumie Kolego Dragon, że układ wzmacniacza przedstawiony miał służyć w celach dydaktycznych. Ale nie rozumie dlaczego nie skorzystano ze sprawdzonego schematu.
Mając zmontowany sprawdzony schemat wzmacniacza możemy się " pobawić " i sprawdzić jak będzie się zachowywał układ przy innych obliczonych przez nas parametrach dotyczących punktu pracy lamp. Mamy możliwość porównania poprawnej pracy stopnia z tym co wynika z wprowadzonych przez nas zmian.
Jak wzmacniacz ma przenieś większe częstotliwości, skoro pierwszy stopień lampa EF86 nie jest w stanie więcej wzmocnić w sposób liniowy o czym pisze Kolega Marek7HBV
We wzmacniaczu lampowym główne ograniczenie pasma przenoszenia powoduje transformator głośnikowy, a u ciebie pierwszy stopień na lampie EF86.
Pozdrawiam.

[Marek7HBV]

Witam.

We wzmacniaczu lampowym główne ograniczenie pasma przenoszenia powoduje transformator głośnikowy, a u ciebie pierwszy stopień na lampie EF86.
Pozdrawiam.

Wypada też uwzględnić pojemność sondy/przewodu oscyloskopu.Zdażyło mi się też zrobić taki niezbyt dokładny pomiar w wyniku zagniecenia kabla {zgnieciony na długości z 3 cm,co zwiększyło drastycznie pojemność}.

[kubafant]

Ekranowanie przewodów doprowadzających ujemne sprzężenie zwrotne jest niecelowe. Jest to obwód o b. niskiej impedancji (rzędu ułamków oma) i jako taki jest właściwie zupełnie niepodatny na indukowanie zakłóceń przez obce pola elektryczne przed jakimi chroni ekran elektrostatyczny. Ekranować należy obwody o wysokiej impedancji (rzędu setek kiloomów i megaomów) oraz obwody, w których występują b. znaczne amplitudy sygnałów. Ale to już nie w celu ochrony od zewnętrznych pól, tylko przeciwnie - ochrony otoczenia przed indukowaniem się sygnału. I to tylko w wypadku, gdzie przewody są długi i nie ma możliwości poprowadzić ich z dala od innych obwodów. W większości przypadków starcza przemyślane ułożenie przewodów w wiązkach albo skręcenie ich ze sobą parami.

Pozdrawiam,
Jakub

[faktus]

Witam.

Wypada też uwzględnić pojemność sondy/przewodu oscyloskopu.Zdażyło mi się też zrobić taki niezbyt dokładny pomiar w wyniku zagniecenia kabla {zgnieciony na długości z 3 cm,co zwiększyło drastycznie pojemność}.

Raczej nie obstawiałbym tego typu " defektu " przy pomiarach, dlaczego?

Pojemność widziana przez lampę przedwzmacniacza:
C = 0,5pF*55V/V+10,8pF = 38,3pF.
Oporność wyjściowa lampy przedwzmacniacza:
R5 = 270kOm
R8 = 1MOm.
Połączenie równoległe R5 i R8: 212,6kOm.
Szeregowo opornik R9: 212,6kOm + 2,2kOm = 214,8kOm.
Filtr dolnoprzepustowy:
f(-3db) = 1/(6,28*214,8kOm*38,3pf)
f(-3db) = 19,355kHz.

Z powyższych obliczeń wynika, że pasmo lampy przedwzmacniacza powinno wynosić prawie 20kHz.
W praktyce jednak wynosi 9kHz.

Nie projektuje się i nie wykonuje się wzmacniacza akustycznego zwłaszcza HI-FI, poza specyficznymi zapotrzebowaniem do jakiś efektów, w którym celowo przyjmuje się ograniczenie pasma przenoszenia w torze układu do pasma akustycznego, przez jego ograniczenia do 20 kHz. Przy projektowaniu i wykonywaniu staramy się uzyskać jak najszersze pasmo przenoszenia znacznie przekraczające pasmo akustyczne.
Pozdrawiam.

[Marek7HBV]

Dziękuję kolegom za odpowiedzi.

Pokaż, jak to masz polutowane.

285126276_1002601167294949_415681498382153927_n.jpg285359673_711177990034595_4824266846824919009_n.jpg285753806_2063080323893398_5821566986866995279_n.jpg
W odniesieniu do schematu, na zdjęciach sprzężenie zwrotne jest odłączone oraz napięcie siatki drugiej lampy mocy dostarcza inne ogniwo RC (z racji wyższego napięcia siatki drugiej od anody).

Na początek odłącz USZ,

Już wcześniej wykonałem pomiary i bez USZ wszystko jest super. Zmierzyłem pasmo przenoszenia, moc maksymalną wzmacniacza itp. Również wszystkie napięcia i punkty pracy zgadzają się z tymi wyliczonymi.
Z dołączonym USZ (jest na pewno ujemne) również wszystkie napięcia i punkty pracy lamp się zgadzają. Pasmo przenoszenia znacznie się poszerza. Moc wzmacniacza z dołączonym USZ nie maleje.

Podobny temat kiedyś przerabiałem, wystarczyło dodać równolegle na wejściu kondensator kilkanaście pF

Muszę spróbować. Prawdopodobnie patent zadziała, gdyż taki filtr wejściowy nie dopuści do wzmacniacza wysokich częstotliwości. Pytanie jednak czy taki zabieg jest prawidłowy. W moim przypadku pasmo musiałbym ściąć na około 25kHz. Wydaje mi się, że to pogorszyło by parametry wzmacniacza (sygnały o stromych zboczach byłyby zniekształcone).

Pozdrawiam,
Dragon

W sumie całkiem solidna konstrukcja.Mój pierwszy wzmacniacz wyglądał mniej/więcej tak

prototyp.JPG

Działał tak dobrze z gitarą,jak i z gramofonem {po podłączeniu USZ},że zdecydowałem się wykonać wersję przestawną na blasze duraluminiowej kupionej w Harcerzu.Współpracował z poniemieckim głośnikiem 25 cm ze wzbudzeniem,zamontowanym w starej szafce