Punkt pracy lampy elektronowej

[LosRabinos]

Witam
W przedstawionym poniżej schemacie (jest to fragment całego schematu przedwzmacniacza) próbuję obliczyć punkt pracy obu lamp.

Rezystancja wewnętrzna lampy E88CC wynosi 2.6kΩ, więc punkt pracy lampy L1A obliczam tak:
Ia=(Vcc/(R3+Rwew+R4))=(100/(30k+2.6k+1k))≈3mA
Vg=-UR4=-Ia*R4=-3V
Wszystko się niby zgadza, co zaznaczyłem na charakterystyce poniżej.

Niestety nie potrafię obliczyć punktu pracy lampy L1B i dlatego bardzo proszę o jakieś wskazówki w wyznaczeniu punktu pracy tej drugiej lampy.

Z góry dziękuję za jakąkolwiek pomoc.
Pozdrawiam

[jethrotull]

Us jest ustalone napięciem na poprzedzającej triodzie. Uk i Ik się ustabilizuje na pewnym poziomie, który można odczytać z charakterystyk. Przyjmij , że Ua = Ub - Uk, Ik = Uk / Rk, Us-k = Us - Uk.

Oblicza się to w zasadzie iteracyjnie. W momencie włączenia wzmacniacza Uk będzie równe zero (bo prąd jeszcze nie płynie, wobec tego Ua = Ub), Us-k = Us. Odczytujesz z charakterystyk jakiemu to odpowiada Ik. Obliczasz Uk mnożąc obliczone przed chwilą Ik przez Rk. Korzystając z tej wartości Uk obliczasz nowe Ua i Us-k i tak w kółko, aż wartość Ik przestanie się zmieniać.

Najlepiej w sumie jak nie zaczniesz od Us-k=Us, bo takiej wartości nie znajdziesz w karcie lampy, tylko od jakiejś sensownej, mocno ujemnej wartości (np. najmniejszej, dla jakiej w karcie jest wykreślona linia).

Nota bene, punkt pracy, który obliczyłeś dla lampy V1a nie wydaje mi się być poprawny, z tego co rozumiem założyłeś Ua=100V?

[Piotr]

Rezystancja wewnętrzna lampy E88CC wynosi 2.6kΩ, więc punkt pracy lampy L1A obliczam tak:

Nie bardzo... Rezystancja wewnętrzna po pierwsze zależy od punktu pracy (trąbię o tym przy każdej okazji), a po drugie jest parametrem małosygnałowym, czyli nie można jej używać do obliczeń stałoprądowych.

a=(Vcc/(R3+Rwew+R4))=(100/(30k+2.6k+1k))≈3mA
Vg=-UR4=-Ia*R4=-3V
Wszystko się niby zgadza, co zaznaczyłem na charakterystyce poniżej.

W związku z powyższym wystąpił błąd w założeniu.
Jeżeli zasilanie wynosi 100V, to na pewno nie będzie tyle na anodzie, gdyż spadek na Ra spowodowany przepływem Ia obniży to napięcie.

Niestety nie potrafię obliczyć punktu pracy lampy L1B i dlatego bardzo proszę o jakieś wskazówki w wyznaczeniu punktu pracy tej drugiej lampy.

To akurat jest proste. W pierwszym przybliżeniu napięcie katody jest podobne do napięcia siatki tej lampy, czyli anody lampy poprzedniej. A więc Ia2=Ua1/Rk2. Ua2 jest widoczne wprost, przecież wynosi Ub-Ua1.

Polecam ci przeczytanie jakiejkolwiek książki na ten temat. Te wszystkie rzeczy są przystępnie wytłumaczone w wielu pozycjach.

[OTLamp]

Problem punktu pracy pierwszej lampy można dość szybko i z wystarczającą dokładnością rozwiązać metodą graficzną. Najpierw w charakterystyki anodowe wrysowuje się prostą reprezentującą oporność anodową (czarna linia). Następnie wrysowuje się krzywą reprezentującą oporność katodową. Oporność ta wynosi tutaj 1k, zatem na charakterystykach anodowych odhacza się kolejno punkty 0mA na charakterystyce 0V, 1mA na -1V, 2mA na -2V itd. Po połączeniu tych punktów powstanie linia (kolor niebieski), która przecinając się z prostą reprezentującą oporność anodową wyznaczy punkt pracy (kolor czerwony).

[LosRabinos]

Dziękuję Panowie za wskazówki. Szczególnie użytkownikowi OTLamp.
Punkt pracy lampy L1A już potrafię obliczyć. Wg ch-ki prąd anody L1A wynosi: Ia1=1.6mA, a napięcie anody Ua1=50V.
Jeśli chodzi o lampę drugą L1B, to:
Obliczam prąd anody: Ia2=Ua1/Rk2=50V/20kΩ=2.5mA
Napięcie Ua2 mam obliczyć ze wzoru: Ua2=Ub-Ua1. Tylko co to jest Ub? Czy to jest napięcie lampy L1B? Jeśli tak to wynosi ono 50V i Ub-Ua1=0V...

[Krzysiek16]

Tylko co to jest Ub?

Ub=Vcc

[LosRabinos]

W takim razie: Ua2=Ub-Ua1=100V-50V=50V
Jeśli tak będzie to Ua1=Ua2 i napięcie siatki lampy L1B będzie wynosiło wg mnie 0V i lampa L1B nie będzie spolaryzowana...chyba, że się mylę

[Krzysiek16]

Ua1=/=Ua2, bo jedna anoda jest połączona z Ub przez rezystor, a druga bezpośrednio z Ub.
Dlatego Ua2=100V. Zawsze.
Za to Us2 = Ua2.
W ogóle, to:
http://www.freewebs.com/valvewizard1/dccf.htm
I masz wszystko opisane, chociaż bardziej w stronę wzmacniaczy gitarowych.

[Piotr]

Ua1=/=Ua2, bo jedna anoda jest połączona z Ub przez rezystor, a druga bezpośrednio z Ub.
Dlatego Ua2=100V. Zawsze.
Za to Us2 = Ua2.

Mieszasz. Napięcia lampy podaje się nie względem masy, lecz katody danej lampy.
Tak więc poprzednie wyliczenia są w porządku, z jednym zastrzeżeniem.
Podałem, że napięcie na Rk drugiej lampy wynosi w przybliżeniu Ua1, a Ua2=Ub-Ua1 również w przybliżeniu. Przybliżenie to wynosi dokładnie -Ug2 (napięcie między siatką, a katodą. Nie masą) Jako, że jest to kilka woltów zazwyczaj nie drąży się dalej, bo dokładność i tak jest lepsza, niż rozrzut parametrów lamp

Ub to napięcie zasilania. W układach lampowych nie stosuje się oznaczenia Ucc pochodzącego z układów tranzystorowych.

[LosRabinos]

Czyli podsumowując:

Punkt pierwszej lampy można wyznacza z ch-ki lampy metodą graficzną.
Punkt drugiej lampy wyznacza pierwsza lampa i nie jest już konieczne obliczanie dokładnie jej punktu pracy, bo ten schemat jest tak zaprojektowany,że napięcie -Ug2 ma na pewno wartość, która zapewnia polaryzacje lampy drugiej.

Jeśli coś przekręciłem to proszę o poprawkę.
Jeśli nie to temat uważam za zamknięty i bardzo dziękuję wszystkim za okazaną pomoc i wskazówki.

Pozdrawiam

[Piotr]

Punkt pierwszej lampy można wyznacza z ch-ki lampy metodą graficzną.
Punkt drugiej lampy wyznacza pierwsza lampa i nie jest już konieczne obliczanie dokładnie jej punktu pracy, bo ten schemat jest tak zaprojektowany,że napięcie -Ug2 ma na pewno wartość, która zapewnia polaryzacje lampy drugiej.

Tak.
W przypadku drugiej lampy Ua pierwszej lampy wyznacza jej napięcia, a Rk decyduje o prądzie. Należy tylko spojrzeć na charakterystyki i upewnić się, czy tak ustalony punkt pracy jest odpowiedni. Np czy nie jest przekroczona Pa, albo czy nie występuje prąd siatki (Ug1>0).

[OTLamp]

Punkt pracy drugiej lampy również można wyznaczyć jedną z metod graficznych, przy czym dokładność bywa różna w zależności np. od skali osi charakterystyk. W charakterystyki anodowe należy wrysować oporność katodową (20k - niebieska prosta). Wiemy, że siatka ma potencjał +50V względem masy, a więc napięcie Usk tej lampy wyniesie 0V, gdy na katodzie również będzie 50V. 50V na katodzie oznacza prąd anodowy 50V/20k = 2.5mA. Odhaczamy ten punkt na charakterystyce anodowej "0V". Usk=-1V oznacza napięcie na katodzie 51V, a więc prąd anodowy 2.55mA (odhaczamy punkt na charakterystyce anodowej "-1V"), Usk=-2V oznacza napięcie na katodzie 52V, a więc prąd anodowy 2.6mA. Odhaczamy ten punkt na charakterystyce anodowej "-2V" i łączymy wszystkie te punkty linią (kolor czerwony). Punkt pracy wyznaczy przecięcie tej linii z prostą reprezentującą oporność katodową. Oczywiście metoda jest przybliżona, bo różnice prądów są niewielkie i dość trudno je dokładniej odhaczyć na charakterystykach.

Innym sposobem wyznaczenia punktu pracy jest wyznaczenie punktu przecięcia prostej reprezentującej oporność katodową z charakterystyką anodową "-50V" lampy zastępczej dla pracy wtórnikowej.

[LosRabinos]

Żeby sprawdzić czy dobrze wszytko zrozumiałem zmieniłem wartość napięcia zasilania lamp(Ub) ze 100V na 120V i punkt pracy dla lampy pierwszej L1A wyznaczyłem graficznie - Rys.1.
Zatem punkt pracy: Ia1=2mA, Ua1=64V, a Vg1=-2V.

Wyznaczenie punktu pracy lampy drugiej (L1B) przedstawiłem graficznie - Rys.2. Oto opis:
Siatka ma potencjał względem masy 64V.
Następnie: Uk2=Ub-Ua1=120-64=56V, zatem prąd anodowy Ia = Uk2/Rk2 = 56V/20k = 2.8mA.
W tym wypadku napięcie Us-k wynosi -8V (64V-56V).
Na ch-ce Vg=-8V zaznaczyłem prąd Ia=2.8mA.
Następnie dla Vg=-9V zaznaczyłem Ia=2.85mA (57V/20k), następnie dla Vg=-10 zaznaczyłem 2.9mA (58V/20k).
Zatem punkt pracy lampy drugiej (L1B) wyszedł (w przybliżeniu):
Ia2=2.45mA, Ua2=72V, a Vg2=-2.2V.

Mam nadzieję, że to dobrze rozumiem. Jeśli nie, to bardzo proszę o jakiekolwiek wskazówki odnośnie moich przemyśleń.
Pozdrawiam

[OTLamp]

W tym wypadku napięcie Us-k wynosi -8V (64V-56V).

Niestety nie, wynosi +8V, dlatego te obliczenia dla drugiej lampy nie są poprawne. Na katodzie drugiej lampy musi być większe napięcie, niż na jej siatce (czyli również na anodzie lampy pierwszej). Czyli jeśli na siatce lampy drugiej jest 64V, to na katodzie musi być więcej, bo tylko wtedy siatka będzie ujemna względem katody. Masz 64V na siatce drugiej lampy, zaczynasz od Usk=0V, czyli na katodzie też jest 64V, co daje prąd anodowy 64V/20k=3.2mA, dalej Usk=-1V, czyli na katodzie 65V, co daje prąd anodowy 3.25mA, itd.

[LosRabinos]

Myślę, że już to rozumiem.
Dziękuję raz jeszcze wszystkim za wskazówki.
Pozdrawiam