Projektowanie wzmacniacza (nie)Hi-Fi lampowego :)

[Macck]

Witajcie! Chciałbym z racji mojego pierwszego postu powitać wszystkich użytkowników tego zacnego forum.

Teraz , przejdę z mostu do sedna sprawy :
Chciałbym zaprojektować swój własny wzmacniacz lampowy , o niedużej mocy .
Nie mam w tej kwestii doświadczenia praktycznego jednak staram się nabyć jak najwięcej teorii na fonarze. Dlaczego zaprojektować - a no nie chcę zerznąć tego całkowicie bo mogę się czegoś nauczyć poza tym jest mi to potrzebne na konkurs. Mam jeszcze sporo czasu ale chciałbym układ przed oddaniem dopiąć na ostatni guzik.
Teraz część założeniowa :
- Wzmacniacz posiada przedwzmacniacz na podwójnej triodzie małej mocy 6n2p-ew oraz koniec mocy na dwóch pentodach 6p14p
- Moc każdego z kanałów oscyluje w granicach 1 wata
- Zastosowanie zostaną dwa trafa tg2,5/47/666
- Trafo zasilające postaram się zdobyć np 230/210V/0.1A + 6.3V/2.2A , używaka na allegro np jakiegoś ts40
albo kupić toroida na zamówienie o ile nie zrujnuje mi portfela .
Wzmacniacz Single Ended z ewentualnym sprzężeniem zwrotnym .

Staram się zrozumieć pewne prawa rządzące tym , np nie wiem dlaczego anoda pentody na wyjściu jest prosto do transformatora ?
Tak jak na rysunku C
http://www.fonar.com.pl/audio/teoria/po ... zmreg2.gif
Czy do anody nie powinno być doprowadzone napięcie większe niż na siatkę ekranową?


Więc właściwie teraz mam problem z tym dobieraniem punktu pracy.
Wiem że rezystor katodowy określa prąd anodowy jednak czy tak można po prostu ustalić tym bez żadnych konsekwencji? Jednak boje się tych punktów pracy bo właściwie nie wiem co ja mam tam osiągnąć . Niby są jakieś wykresy ,
na których jest Napięcie anodowe , prąd anodowy i pod spodem napięcie ujemnie siatki . Domyślam się że to ma jakiś związek z maksymalnym prądem anodowym?


Weźmy pod lupę ten układ
http://www.audioton.republika.pl/SE/SE-EL84-schem.gif

chciałbym przeanalizować elementy

domyślam się że R1 odpowiada za to aby prąd na siatce był odpowiedniej wielkości i wzmacniacz się nie wysterowywał.
R2 - tutaj nie wiem
R3,R4 , domyślam się że ma powstać określony spadek napięcia potrzebny do ustalenia punktu pracy
C1 - nie wiem
C2 - odcięcie składowej stałej.
R5 - rezystor na którym jest spadek napięcia do wartości potrzebnej dla anody Triody w przedwzmacniaczu
C3,C4,R11 - tu się tworzy jakiś filtr antywzbudzeniowy - nie wiem od czego zależą jego wartości powiedzmy że w swoim układzie zastosuje podobne.
R7 - jak wcześniej R1 , aby prąd z anody triody nie był za duży dla siatki pentody
R6 - jak wcześniej R2 - nie wiem
C5,C6 - nie wiem
R9 - rezystor katodowy , jego wartość decyduje o prądzie na anodzie
R8 - napięcie dla siatki ekranowej musi być mniejsze niż napięcie anodowe dlatego rezystor ze spadkiem
C8 - nie wiem
I tak np w tym układzie Anoda jest podpięta do trafa - może mi to ktoś wytłumaczyć dlaczego nie ma tam dojścia dla napięcia anodowego? Czy to ja coś przeoczyłem?

Sprzężeniem zajmę się na końcu.
De facto czytając dokumentację lamp szukałem tego współczynnika wzmocnienie mA/V
Tu też nie bardzo łapię - i szukam obecnie informacji jak od prądu będzie zależeć moc wyjściowa (użyteczna) lampy , co z kolei poprowadzi mnie do tego jak dobrać rezystor katodowy itd itd.

Bardzo proszę o pomoc. Sam staram się czytać jak najwięcej ale albo ja źle trafiam albo źle dobieram materiał który mi w tym ma pomóc.
Pozdrawiam wszystkich!

[KaKa]

I tak np w tym układzie Anoda jest podpięta do trafa - może mi to ktoś wytłumaczyć dlaczego nie ma tam dojścia dla napięcia anodowego? Czy to ja coś przeoczyłem?

To jest temat do Lamp dla początkujących.
Nie wiem co to jest za konkurs, ale jakoś kiepsko to widzę.

- Zastosowanie zostaną dwa trafa tg2,5/47/666

Koło hi-fi to nie będzie leżało.

[Macck]

Może źle to ująłem , chodzi mi o typowy lampiak do muzyki. Mała moc etc.
To jest konkurs na poziomie gimnazjalnym (tyle że taki na szerszą skalę) więc cudów nie będzie bo wygrał regulowany PSU ostatnio a takich w warsztacie mam z 3 , typowo LM350 najpewniej bo nie było tam nawet ogranicznika prądowego.
Chciałbym nabyć tę wiedzę - może źle szukam , ale staram się ile mogę.

@ Macck pokazał swoją głupotę w nieznajomości znaczenia skrótu Hi Fi

[KaKa]

http://www.fonar.com.pl/audio/teoria/po ... m4/wzm.htm

[fugasi]

Moc każdego z kanałów oscyluje w granicach 1 wata

Obawiam się że będzie większa. Nawet jeśli 6P14P zostaną striodowane.

Czy do anody nie powinno być doprowadzone napięcie większe niż na siatkę ekranową?

Niekoniecznie.

Wiem że rezystor katodowy określa prąd anodowy jednak czy tak można po prostu ustalić tym bez żadnych konsekwencji?

A jakie konsekwencje masz na myśli? Jeśli nie przepuścisz przez lampę więcej prądu niż jest ona w stanie wytrzymać to żadnych nieodwracalnych konsekwencji nie będzie.
R1 i R7 to rezystory tzw. antyparazytowe, zapobiegające sprzężeniom pasożytniczym, w przypadku zastosowania dobrej jakości lamp o nieprzesadnie wielkim wzmocnieniu i nienagannego montażu nie są konieczne.
R2 i R6 to rezystory upływowe siatek, umożliwiają spłynięcie nagromadzonych na niej elektronów.
R3 i R4 można by zastąpić jednym rezystorem katodowym ustalającym prąd lampy. Użyto dwóch z dołączonym kondensatorem C1 w celu lepszego działania pętli sprzężenia zwrotnego.
R5 to obciążenie na które pracuje pierwsza lampa. Jej prąd ustalony już został przez R3 i R4.
C3, C4, R11 - dodatkowy filtr zasilania, odsprzęgający. Wartości elementów nie są krytyczne, przy gramotnym montażu i lampach które nie są skłonne do wzbudzeń można ich w ogóle nie stosować.
C5,C6 - kondensatory bocznikujące rezystor katodowy R9 dla prądu zmiennego czyli sygnału. Właściwie wystarczy sam C6, C5 to fanaberia, czasami tylko uzasadniona. Bez kondensatora bocznikującego stopień końcowy miałby mniejsze wzmocnienie.
R8 niekoniecznie zmniejsza napięcie na siatce ekranowej, to w gruncie rzeczy także rezystor antyparazytowy. Nie jest bezwzględnie konieczny dla wszystkich lamp ale jest zalecany.
C8 - także zapobiega wzbudzeniom, poprzez stłumienie najwyższych częstotliwości. Nie jest konieczny.

Anoda jest podpięta do trafa - może mi to ktoś wytłumaczyć dlaczego nie ma tam dojścia dla napięcia anodowego?

Uzwojenie transformatora jest wykonane z drutu miedzianego a taki drut o ile dobrze pamiętam jest dobrym przewodnikiem. Prawda, występuje na nim niewielki spadek napięcia, ale zwykle się go zaniedbuje.

szukam obecnie informacji jak od prądu będzie zależeć moc wyjściowa (użyteczna) lampy , co z kolei poprowadzi mnie do tego jak dobrać rezystor katodowy itd itd.

Im większy prąd, tym większa moc. Zapoznaj się z prawem Ohma a potem:
http://www.fonar.com.pl/audio/projekty/index.htm
http://www.audioton.republika.pl/lampy.htm
Na fonarze są także tytuły i spisy treści książek z epoki dla początkujących radioamatorów , które być może znajdziesz w bibliotece. Godni polecania autorzy: Klimczewski, Kozak, Aisberg.
Ze współczesnych, poruszające bardziej praktyczne aspekty: Aleksander Zawada "Lampy Elektronowe w aplikacjach audio", Adam Tatuś "Proste konstrukcje lampowe audio".
Z podręczników akademickich ale w miarę strawnych dla zwykłego śmiertelnika - Cykin "Wzmacniacze elektroniczne".

[Macck]

Dziękuję wam serdecznie!
Dzięki waszym 2 postom już wiem jak się kierować . Aktualnie czytam zasady wzmocnienia napięciowego - bardzo dużo już się dowiedziałem. Muszę tylko się nauczyć dobierać odpowiednie kondensatory. Z rezystorami jakoś dam radę.
No i jeszcze zrozumieć wykresy w notach aplikacyjnych układów np to dotyczące punktu pracy tutaj napięcia ujemnego na siatce względem katody. - Zasadnicze pytanie - który rezystor określa punkt pracy ?

Ważne dla mnie jest aby przejść przez etap projektowania - nawet jeśli dojdę do tego samego co inni - gdyż chcę się nauczyć to robić i znać swój układ.

Ale dowiedziałem się też że R6 sprawia że z prądu stałego powstaje napięcie przemienne.
http://www.fonar.com.pl/audio/teoria/po ... m4/wzm.htm tak jest tutaj . dopiero po tym odcinam składową stałą kondensatorem - przynajmniej ja tak to rozumiem. Być może w układach w których jest drugi stopień działa to inaczej.

[jethrotull]

Zasadnicze pytanie - który rezystor określa punkt pracy ?

No przecież sam to napisałeś w pierwszym poście.

Ale dowiedziałem się też że R6 sprawia że z prądu stałego powstaje napięcie przemienne.

[Macck]

Wybacz -
pojawiła się niezgodność - na tamtej stronie układ nie ma rezystora upływowego gdyż jest on zbędny i w miejscu rezystora upływowego dano do + obciążenie anody i za nim kondensator od składowej stałej.

Tutaj zacznę kombinować
http://img824.imageshack.us/img824/2558/czytotak.jpg
To jest chyba to co trzeba aby ustalić punkt pracy. Jak się domyślam , aby na anodzie przy napięciu 250 V pojawił się prąd 50mA to trzeba siatkę spolaryzować ujemnie względem katody tak aby różnica potencjałów wynosiła 6 V Tak jak zaznaczyłem na czerwono. Czerwona kropka to punkt pracy mojej pentody.
Czy tak właśnie to jest?

[KaKa]

Właśnie tak. Kolejna zagdka, jak tego dokonać. Podpowiedź rezystor katodowy.

[Macck]

A czy obliczając spadek napięcia na tym rezystorze , trzeba uwzględnić tylko jego ? W końcu między siatką a katodą jest jeszcze upływowy i antyparazytowy .

Maciek dzięki wam wie coraz więcej

Co nam mówią charakterystyki?
Pierwsza z lewej, siatkowa pokazuje jak zmienia się natężenie prądu anodowego (Ia) w zależności od zmian napięcia siatki (Us) dla kilku wybranych napięć anody (w tym wypadku dla 5 napięć: 60 V, 90 V itd.) Prostoliniowa część charakterystyki jest najczęściej wykorzystywana w pracy triody jako wzmacniacza. Wstępna polaryzacja siatki (punkt P) dla napięcia anody 60V, została ustawiona na ok. -1V, tak że znajduje się mniej więcej w połowie prostego odcinka charakterystyki. Przez anodę płynie wtedy prąd o wartości ok. 10 mA (przykładowo). Jeżeli zastosujemy inne napięcia zasilania anody, wstępną polaryzację siatki możemy łatwo ustalić poprzez odczytanie wykresu (np. przykładając linijkę na wykres). Polaryzację siatki ustalamy za pomocą rezystora katodowego i upływowego siatki (patrz niżej). Są to charakterystyki statyczne, czyli dla samej lampy, bez obciążenia. Jeżeli lampa pracuje w układzie, punkt pracy ustala się inaczej.

[fugasi]

A czy obliczając spadek napięcia na tym rezystorze , trzeba uwzględnić tylko jego ? W końcu między siatką a katodą jest jeszcze upływowy i antyparazytowy.

Zastanów się jaki tam prąd płynie.

[jethrotull]

Ale przez siatkę nie płynie (niemal) żaden prąd, także konkretna wartość rezystora upływowego nie ma znaczenia dla polaryzacji (ma za to znaczenie dla rezystancji wejściowej stopnia). Rezystor antyparazytowy, jak już napisano, nie ma tu w ogóle nic do rzeczy.

[sppp]

W normalnych warunkach (tzn. gdy napięcie na siatce jest niższe niż na katodzie) przez siatkę nie płynie prąd. Ściślej - tak mały, że można go zaniedbać.
Musisz rozróżnić dwa pojęcia - "Polaryzację siatki ustalamy za pomocą rezystora katodowego i upływowego siatki", ale punkt pracy ustalamy za pomocą rezystora katodowego bo od jego wartości ten punkt pracy zależy.
Zgodnie z zamieszczoną przez ciebie charakterystyką siatkową (z prawej) - wybrałeś punkt pracy przy 250V anodowego, -6V na S1 i 50mA prądu anodowego. Z tego wynika, że siatka pierwsza musi mieć potencjał -6V względem katody (inaczej - katoda powinna mieć 6V więcej niż siatka). Można to uzyskać dwojako. Można podłączyć katodę do masy a na siatkę podać -6V osobnego napięcia (będzie to tak zwana polaryzacja stała). Druga opcja, taka jak na zaprezentowanym przez ciebie schemacie to polaryzacja automatyczna. Polega ona na tym, że prąd płynący przez lampę powoduje spadek napięcia na rezystorze katodowym równy (z prawa Oma) U=I*R. Wartość tego opornika można wyliczyć R=U/I, gdzie U-spadek napięcia jaki chcemy uzyskać, I-prąd katodowy. Po podstawieniu R = 6 / 0,054 = ~111 omów.
Przy okazji zagadka dla Ciebie - dlaczego prąd do obliczeń wziąłem 54mA a nie 50mA?
A teraz do sedna - podnieśliśmy opornikiem katodowym potencjał katody o 6V powyżej masy. Teraz musimy spolaryzować siatkę na -6V względem katody - więc zwieramy ją do masy. Wówczas siatką względem masy ma 0V, katoda względem masy ma +6V więc siatka względem katody -6V. Więc lampa jest prawidłowo spolaryzowana.
Oczywiście w normalnych warunkach nie możemy zewrzeć siatki bezpośrednio do masy bo nie będziemy mogli takiej lampy wysterować żadnym sygnałem użytecznym (będzie zwarty do masy). Dlatego dajemy opornik upływowy (R2). Maksymalna wartość tego opornika jest najczęściej podana w karcie katalogowej lampy i może zależeć od zastosowanego typu polaryzacji. A ponieważ przez siatkę nie płynie (prawie) żaden prąd to wartość tego rezystora (470komów) nie ma wpływu na polaryzację. A tym bardzie nie ma wpływu wartość rezystora antyparazytowego (1kom).

Bardzo się cieszę, że starasz się zrozumieć a nie tylko zmałpować. Nawet jeśli na końcu analizowania tego prostego układu stwierdzisz, że nie ma w nim co zmieniać to będziesz bogatszy o sporą dawkę wiedzy i zrozumienia tematu.

[Macck]

Faktycznie.
Czyli muszę sobie obliczyć spadek napięcia na katodowym względem siatki .

Polaryzacja automatyczna (self-bias, cathode bias, autobias)

Częściej spotykanym rozwiązaniem jest polaryzacja automatyczna. Spotyka się ją tak w lampach przedwzmacniacza jak i w stopniach mocy, tak we wzmacniaczach single ended jak i push pull.
Jak to działa? Zobaczmy na rysunek obok:
Napięcie zasilające, +Uz, podawane jest na anodę lampy. Płynący prąd anodowy Ia, od plusa (umownie) zasilania wywołuje spadki napięcia na trzech elementach obwodu: na rezystorze R3, na rezystancji lampy (RL) i na rezystorze katodowym R2. Spadki napięć te zależne będą wyłącznie od wartości rezystancji poszczególnych elementów obwodu anodowego, z tego względu, że prąd płynący przez te elementy jest jednakowy. Spadek napięcia na rezystorze katodowym R2 powoduje, że katoda ma napięcie dodatnie (+UR2) w stosunku do masy. Z tego wynika, że masa ma napięcie niższe niż katoda - czyli jeszcze inaczej, masa ma napięcie (bardziej) ujemne w stosunku do katody.
Jedno już ustaliliśmy - masa ma wprawdzie potencjał 0 (zero), ale liczony względem "samej siebie", natomiast liczony względem katody - ma potencjał niższy, czyli napięcie jest ujemne. Punkt odniesienia możemy bowiem sobie dowolnie ustalać i mierzyć względem niego potencjały - umownie przyjęto że masa ma potencjał zero.
Pozostaje do wyjaśnienia rola rezystora R1. Jak wspomniałem kilkanaście wierszy powyżej ("Układ ze wspólną katodą"), w obwodzie siatki nie płynie prąd (no, prawie). Siatka jest sterowana tylko napięciem.
Jeżeli w jakimś obwodzie nie płynie prąd, to dowolne punkty połączone rezystorem (o dowolnie dużej wartości) mają takie same potencjały (nie płynie prąd, więc nie ma spadku napięcia na rezystorze). Z tego wynika, że jeżeli siatkę połączymy rezystorem o dużej nawet wartości z masą układu, to jej potencjał będzie wynosił zero. Jak wiemy, potencjał zero jest bardziej ujemny względem katody lampy o wartość UR2, więc jest tak, jakbyśmy siatkę zasilali napięciem ujemnym -UR2. Proste?

Czyli z tego mam rozumieć że wystarczy sprawić żeby masa była bardziej ujemna względem katody i już mam polaryzację automatyczną . Więc z tego wynika że potrzebuję dać taki rezystor który sprawi że na katodzie będzie potencjał dodatni względem masy bo będzie blokował upływ prądu.

--------------------------- TERAZ post Sppp ------------------------
DZIĘKI DZIĘKI DZIĘKI!!!
Naprawdę dużo mi pomogłeś!!
Co do tego prądu przyznam że nie wiem ale już szukam czegoś na ten temat.
A żeby uzyskać prąd potrzebny do wyliczenia opornika katodowego , muszę wziąć opór zastępczy Ra+Ri obliczyć I=U/R
Podstawić do wzoru R=6/I i mam wyliczony opornik katodowy , czy tak?

Zostałem oświecony! Do obliczeń wziąłeś 54mA ponieważ z wykresu siatka druga ma prąd 4mA przy -6V Sumujemy i wychodzi prąd katody.

Obliczyłem sobie dla 6n2p-ew wiedząc że max moc admisyjna to 0.8W
Przy 200 V anodowego
I= 3,6mA
Ale napodkałem coś co mi się nie zgadza
http://www.tubes.ru/techinfo/HiFiAudio/6n2p.html wg wykresu siatkowego aby ustawić dla U=200 I=2mA musiał bym siatkę spolaryzować 0V względem katody. Dla większych, siatka musiała by być spolaryzowana DODATNIO względem katody.
Dla pentody wyszło tak jak Ty to napisałeś kolego Sppp .

Ok więc ustaliłem już
250 V - napięcie anodowe mojej pentody
200V - napięcie triody w przedwzmacniaczu
40mA prąd anody w pentodzie
3mA - prąd siatki drugiej w pentodzie
Rezystor katodowy w pentodzie
163R
Kondensator bocznikujący 200uF dla f=49Hz
Rezystor antyparazytowy 1k
Rezystor upływowy - jeszcze nie wiem jak dobrać.
Ale jeśli tak mogę zrobić żeby moc admisyjną ustawić na 7Wat to wtedy moc wyjściową będę miał około 2 Watów
7W/250V=0.028mA
Wtedy punkt pracy pentody -8,4V lub zmniejszyć napięcie anodowe do 200V i dać -6 na siatce.
Miałbym lampę na połowie mocy . Do tego jeszcze przełącznik do przeskakiwania w tryb triody i odwrotnie.

Wg noty katalogowej dla self biasu Rg może mieć wartość max 1MOhm przy założeniu że nie przekraczamy 75% mocy admisyjnej tutaj 14Watów.
Czyli co , mogę sobie dać np 680kR i to będzie to samo co 820kR czy 470kR ?

Już wiem chyba jak dobrać rezystor anodowy!
Rezystor musi mieć taką wartość która będzie co najmniej 2x większa od rezystancji lampy do której jest podpięty i ma być około 1/4 wartości rezystancji siatkowej kolejnego stopnia
np jeśli wezmę 200V dla triody i chcę tam mieć 3mA na anodzie to rezystancja wyniesie 66kO (wewnętrzna dla duotriody małej mocy) a więc minimum to 130kR rezystancja wejsciowa (siatki) pentody to max 1MOhm dla self biasu a więc 1/4*1MOhn to 250kR , czyli mogę na rezystor anodowy użyć jakiś z zakresu 130kR-250kR i lampie to będzie pasować. Czy tak to działa?

I jaki wpływ na napięcie na anodzie ma rezystor anodowy ? Tzn jaki jest jego spadek ... przy załóżmy 150kR

--------------------------
Parametry pracy lamp
Trioda 6n2p-ew
Ua=200V
Pamax=0.8W
Imax=4mA
Ia=2.6mA
Pa=0,52W
Punkt pracy -6,5V
Rezystor katodowy 2,5kOhm
Rezystor anodowy 150kOhm
----------------------------
Pentoda 6p14p
Ua=250V
Pamax=14W
Imax=56mA
Ia=30mA
Ig2=2,5mA
Pa=8,125W
Punkt pracy -8V przy 250R = -8,125V
Rezystor katodowy 246R można dać 250R parametry niewiele odbiegną od wyznaczonych a łatwiej będzie dać 150R+100R niż dobierać te 4 ohmy.

[Macck]

Robi się za duży szajs w tamtym poscie dlatego piszę drugi.
Jakie znaczenie dla napięcia anodowego mają opory rezystora anodowego i rezystora w filtrze od-sprzęgającym?
Szukam już tego z godzinę bo potrzebne mi to jest to ustalenia parametrów zasilacza tym samym do dobrania odpowiedniego trafa. Ze wzorów próbowałem wyliczyć ale mi nie wychodzi. Niby napisałem to samo w poprzednim poście ale zrobiłem tam taki grajdoł za co przepraszam, że ciężko się połapać ocb.