Olkus pisze: ndz, 12 marca 2023, 00:38Sprawa zniekształceń jest dość ciekawa.
Przede wszystkim jednak - narosło wokół tego zagadnienia wiele mitów, które powielane i rozpowszechniane są przez osoby nie znające się na rzeczy. Inne wszak będą zniekształcenia przy założeniu że nie zmienia się nie tylko napięcie zasilające i prąd spoczynkowy, ale też i
napięcie sterujące podawane na lampę (i przy takim założeniu zostały sporządzone przedstawione tu wykresy), inne zaś wtedy gdy chcemy utrzymać niezmienioną moc wyjściową przy zmieniającym się Ra/Raa (oczywiście w pewnych granicach) i w tym celu zmieniając Ra zmieniamy zarazem wysterowanie lampy oraz parametry zasilania.
Co do zmiany obciążenia trafa głośnikowego, to posłużę się przykładem swojego wzmacniacza ECL82 SE. Trafo głośnikowe przystosowane do 4 omów, a kolumny mam 8 om. Więc moc wyjściowa (zresztą dość mała) spadnie jeszcze bardziej. Dlatego mam zamiar zwiększyć rezystor katodowy, żeby nieco poprawić sytuację.
Za to jeśli podłączyłbym kolumny 2 omowe, zapewne moc by wzrosła.
Tak zupełnie na logikę: podawane w kartach katalogowych lamp zalecane warunki pracy zostały zoptymalizowane, dlatego należy oczekiwać, że każda odchyłka od zalecanych wartości pogorszy parametry, w tym także obniży moc wyjściową. Ale to
przy niezmienionym napięciu zasilania i roboczym prądzie anodowym. Lampa ECL82 stanowi pouczający przykład. Powszechnie znane aplikacje, np. zawarte na stronie
http://r-type.org/pdfs/ecl82.pdf przewidują pracę przy napięciu anodowym 170 V oraz 200 V. Stosownie do powyższego inny jest też prąd anodowy: odpowiednio 41 mA oraz 35 mA, co pozwala wykorzystać w pełni dopuszczalną moc admisyjną lampy, ale też i jej nie przekroczyć. I wreszcie inna jest też Ra: 3,9 k oraz 5,6 k. A jednak w obu tych przypadkach uzyskuje się przy h=10% bardzo zbliżoną moc wyjściową, bo 3,3 W oraz 3,4 W.
Tymczasem katalog (papierowy) Philipsa z 1974 roku przewiduje jeszcze inny punkt pracy lampy ECL82, zdecydowanie się różniący od powyższych:
ECL82.png
Tym razem napięcie zasilające wynosi aż 272 V (z czego na anodę przypada 250 V, reszta traci się w rezystancji uzwojenia pierwotnego transformatora głośnikowego, wynika to z mocy admisyjnej pentody ECL82 która wynosi 7 W a nie 5 W tak jak mylnie podano), prąd anodowy został zmniejszony do 28 mA, zas Ra - zwiększona aż do 8 k, a więc przeszło dwukrotnie większej niż przy napięciu anodowym 170 V. A mimo to uzyskuje się przy h=10% moc wyjściową 3.5 W, a więc praktycznie znów taką samą jak przy 170 V oraz 250 V. Masz zatem gotową odpowiedź jak postąpić przy zmianie głośników z 4 omy na 8 omów. Trzeba tylko pamiętać o zredukowaniu niepotrzebnie dużego napięcia na siatce drugiej, czemu służyć ma włączenie rezystora 2,2 k (niestety nie doprecyzowali czy ma być blokowany kondensatorem), oraz oczywiście zwiększeniu Rk celem obniżenia Ia.
Osobną jest rzeczą co na to wszystko transformator głośnikowy: można spodziewać się zawężenia pasma od dołu wskutek niedostatecznej indukcyjności, jak również wzrostu zniekształceń nieliniowych dla najniższych częstotliwości, wskutek nasycania rdzenia szczytami sygnału. No i warto sprawdzić czy faktycznie mialeś transformator głośnikowy zapewniający Ra=3,9k z głośnikiem 4 omy.
W drugą stronę niestety to nie zadziała: zastosowanie głośników 2 omy sprawi że Ra zmaleje (przy założeniu jak wyżej) do niespełna 2k co wymagałoby obniżenia Ua oraz zwiększenia Ia, ale lampa ECL82 nie nastarczy tak dużego prądu anodowego przy maksymalnym, tj. zerowym napięciu
na siatce pierwszej. Zaś transformator głośnikowy wyjdzie na takiej zmianie jeszcze gorzej: niemal na pewno znów się nasyci, tym razem składową stałą zwiększonego prądu anodowego.
Czy ulegną zmniejszeniu tylko w przypadku triod w układzie SE czy dotyczy to także pentod?
W przypadku triod im większa jest Ra, tym wzmocnienie mniej zależy od nachylenia lampy (a ono mocno zależy od prądu anodowego, tym samym zależność prądu anodowego od napięcia między siatką a katodą jest silnie nieliniowa gdy lampa pracuje na rezystancję porównywalną lub nawet mniejszą niż jej opór wewnętrzny) a bardziej od współczynnika wzmocnienia (odwrotności przechwytu) lampy który w niewielkim tylko stopniu zależy od punktu pracy lampy. Tym samym im większe Ra tym lepsza liniowość stopnia triodowego. Niestety kosztuje to zwykle spadek mocy ponieważ nie można nieograniczenie zwiększać napięcia zasilającego, nawet jeśli równocześnie zmniejszy się prad anodowy. Natomiast wzmacniacz pentodowy przy małej impedancji obciążenia zachowuje się podobnie jak stopień triodowy w analogicznych warunkach, tj mniej wzmacnia ujemne, a bardziej dodatnie półokresy napięcia na siatce sterującej - znów dlatego że zależność prądu anodowego od napięcia na siatce jest nieliniowa. I w obu wypadkach powstają głównie harmoniczne parzyste. W miarę jednak zwiększania się Ra pogarsza się wzmocnienie dodatnich połówek sygnału sterującego - tym razem wskutek zwiększającego się odpływu prądu katodowego do siatki drugiej. Ten efekt częściowo kompensuje mniejsze wzmocnienie połówek ujemnych. Dla pewnej Ra druga harmoniczna zniknie, ponieważ spłaszczenie połówek dodatnich (wskutek odpływu prądu do siatki drugiej) okaże się takie samo jak występujące w każdym wzmacniaczu lampowym spłaszczenie połówek ujemnych (wskutek zbliżania się do stanu zatkania lampy). I taką właśnie Ra przyjęło się uważać za optymalną w pentodowym stopniu SE. W praktyce przyjmuje się ją minimalnie mniejszą, dzięki czemu za cenę pojawienia się niewielkiego poziomu drugiej harmonicznej zmniejsza się wyraźnie poziom trzeciej harmonicznej, jako że opisany wyżej efekt kompensowania splaszczenia dolnych połówek sygnału poprzez spłaszczanie połówek górnych generuje zarazem trzecią harmoniczną.
A jak jest w przypadku wzmacniaczy PP?
Tam z racji symetrii harmoniczne parzyste powstające w każdej z lamp ulegają w każdych warunkach pełnej kompensacji. Nieparzyste natomiast (włącznie ze składową podstawową, tj. sygnałem użytecznym) się dodają, toteż wskazane jest dalsze zmniejszenie Ra poniżej poziomu przy której ulegała kompensacji druga harmoniczna. Wtedy zawartość trzeciej harmonicznej będzie mniejsza, a druga zostanie unieszkodliwiona przez samą konfigurację PP. Można jednak skompensować w stopnu PP także i trzecią harmoniczną, poprzez dobór właściwego prądu spoczynkowego. Wówczas spłaszczanie szczytów sygnałów, zarówno dodatnich jak i ujemnych (wskutek odpływu prądu katodowego do ekranów) zostanie skompensowane poprzez zmniejszenie nachylenia charakterystyki przejściowej stopnia w środkowej strefie (wskutek tego że lampy pracują tam z małymi prądami anodowymi, a tym samym przy małym nachyleniu. Kosztem za pozbycie się trzeciej harmonicznej będzie pewien wzrost harmonicznej piątej. To dlatego warunki pracy wzmacniaczy przeciwsobnych podawane w kartach katalogowych przewidują zazwyczaj pracę z prądami spoczynkowymi stanowiącymi znaczną część szczytowego prądu płynącego przez lampę: przy jeszcze mniejszych kompensacja trzeciej harmonicznej okazałaby się zbyt silna, i znów pojawiłaby się ona w sygnale wyjściowym, za to znaczny stałby się udział także piątej harmonicznej. Przy czym (co trzeba stale podkreślać): omówione wyżej zależności zmieniają się przy zmianie założonego maksymalnego wysterowania lampy. Jeśli założy się pracę w warunkach odległych od przesterowania, to optymalny ze względu na zniekształcenia prąd spoczynkowy okaże się większy (aż do pracy w klasie A) niż przy silniejszym wysterowaniu, kiedy to jest sens kompensować obcinanie szczytów doborem prądu spoczynkowego.
Jeżeli mało co z tego zrozumiałeś
- śmiało pytaj, postaram się doprecyzować w miarę potrzeb.
Jakie to polskie, pardon, Triodowe... Aby nie odwoływać się do zawartości Kosza (co byłoby chyba wbrew Regulaminowi) przytoczę tym razem jedynie link do własnej wypowiedzi sprzed przeszło 2 lat, kiedy to raz już sprostowałem identyczne kłamstwo pod swoim adresem, głoszone przez tę samą osobę, która z racji wysokiej funkcji pełnionej na forum powinna cieszyć się nieposzlakowaną opinią:
Co do UL to akurat wiem jak wygląda sprawa z mocą oraz zniekształceniami.
). Wydaje mi się, że wszystko zrozumiałem, ale jeszcze na spokojnie sobie całość przeczytam kiedy będę miał więcej czasu na dogłebną analizę oraz może znajdę jakiś przykładowy wzmacniacz, na którym można by to opisać w praktyce (jesli tylko Kolega będzie tak miły i zechce na to chwilę poświęcić). W czego dopytam, aczkolwiekna razie raczej wszystko zrozumiałem