Andrija monoblokovi

Re: Andrija monoblokovi

PostPostao/la davorin » Sri srp 25, 2018 12:10 pm

s@ki napisao:
ilimzn napisao:Da... sto da kazem, morat cu pisati errata postove, jer: 'you no longer have permission to edit this post'...
fixxxer napisao:Mač sa dve oštrice koji ipak mnogo više šteti nego koristi...


hmm..dalo bi se o tome raspravljati i definitivno stojim iza toga da je u datom momentu to bila ispravna odluka.
vratio sam tajmer na "unlimited" sada, nadam se da neće biti iskorištavanja istog u budućnosti.

"Unlimited" varijanta korekcija je zloupotrebljena samo u jednom slučaju (LesFaul=DeletedUser) koji je izrazito netipičan i ne treba sve ostale korektne forumaše niti ubuduće sumnjičiti. :D
Avatar korisnika
davorin
 
Postovi: 5191
Pridružen: Pon ožu 18, 2013 8:43 pm
Lokacija: Zadar, Hrvatska

Re: Andrija monoblokovi

PostPostao/la s@ki » Sri srp 25, 2018 12:19 pm

les je imao "ispad" kasnije, a sama odluka je donešena zbog par drugih pojedinaca no nećemo biti zlopamtila a još manje prljati ilimzn-u poučnu temu. :)
i šut u dupe je korak prema naprijed
Avatar korisnika
s@ki
Site Admin
 
Postovi: 2254
Pridružen: Pon ožu 18, 2013 12:21 pm
Lokacija: Zagreb

Re: Andrija monoblokovi

PostPostao/la vilim » Sri srp 25, 2018 3:06 pm

ilimzn, interesantna shema koja me je zaintrigirala upravo poradi transformatorske primjene NPV u katode izlaznih cijevi. Ako se ne varam ovaj način izvedbe NPV primijenjen je i kod QUAD II pojačala ali s posebno izvedenim namotajima.
Kako su me zanimali DC uvjeti rada krenuo sam prema priloženoj shemi izračunavati iste ali za cijev 6N6P koja je jako slična ECC99. Na ruskoj stranici http://www.next-tube.com/datasheets.php imaju detaljne tehničke podatke za 6N6P te sam uzeo za primjer njihove izlazne Ua - Ia karakteristike.
Kako sam naletio na male poteškoće kod ulaznog stupnja V1 krenuo sam od cijevi V2. Ako sam ispravno računao rezultati bi bili sljedeći:
1. Cijev V2 predstavlja diferencijalno pojačalo koje se za potrebe proračuna malo modificira tako da sam trokut otpora iznosa 16,5k i 2,2k preslikao u zvijezdu otpora te se u katodama pojavljuju otpornici iznosa 100 ohma a njihovi krajevi idu na zajednički otpornik iznosa 16k .
2.Napon anode cijevi V1 prethodnog stupnja prema masi 0V iznosi 133,4V,
3.Uzevši 133,4V kao polaznu točku dobio sam slijedeće rezultate:
4. Anodna struja svake triode u radnoj točki 4,5mA
Anodni napon Uak = 201V
Prednapon trioda Ugk = -11V
5. Ulazni stupanj V1 predstavljao mi je određene poteškoće, idem redom
5.1. Anodnu struju određuju tranzistori BC183 u jednostavnom strujnom izvoru iznosa 5,73mA
5.2 Znajući iznos anodne struje dolazim do napona anode prema masi 0V cijevi V1 iznosa Uao = 420 - (5,73 x 50 ) = 133,4
6. Sada nastupaju određene poteškoće u određivanju prednapona cijevi V1 odnosno napona katode prema masi 0V
6.1 Da skratim priču cijelu stvar moram svesti na grafičko rješavanje jednog linearnog i jednog nelinearnog elementa grafo analitičkim postupkom
6.2 Konačno dolazim do rješenja serijskog spoja V1 i tranzistora za isti iznos struje 5,73mA, a njihova suma padova napona Uak + Uce = 234,4V
6.3 Raspodjelu padova napona Uak i Uce mogu dobiti u presječnoj točki karakterisika cijevi V1 Ia=f(Uak, Ug) i zrcaljenih trnazistorskih Ic = f(Uce, Ib) u naponskoj točki napajanja 234,4V ali za iznos zajedničke struje 5,73ma.
6.4 Nažalost tu sam zapeo jer sada ima toliko crtanja i usklađivanja mjerila struja da sam bacio koplju u trnje !!
6.5 Bez obzira što si na kraju objasnio svoju analizu ulaznog stupnja pokušati ću onako za gušt uz jutarnju kavu odrediti i prednapon Ugk cijevi V1
7. Prema tvojim rezultatima jesam ili nisam dobro izračunao ???..
vilim
 
Postovi: 110
Pridružen: Pet stu 06, 2015 9:33 pm

Re: Andrija monoblokovi

PostPostao/la ilimzn » Sri srp 25, 2018 3:37 pm

Evo i novi nastavak - slijedeci korak je dodavanje drugog stupnja pojacanja.
Kao sto sam vec spomenuo, spoj je direktan i radi i za istosmjerni signal. No, ujedno je takav spoj iskoristen za odredjivanje uvjeta rada za slijedeci stupanj.
Evo sheme prosirene na dva stupnja:

AMB34_drive.gif


Ulazni stupanj, tj. prvo diferencijalno pojacalo ostaje posve isto. Slijedeci stupanj je spojen direktno (naravno, preko grid stoppera od 1k, koji zapravo nisu nuzno potrebni za 6SN7 iako ih nije lose staviti za 6N6P).
Na ovom je mjestu zapravo dobro reci zasto je za ulazni stupanj odabrana bas takva radna tocka, gdje je napon na anodama svega oko 120V iako je napajanje preko 400V - sto ne bi bilo tipicno kad bi se prvi stupanj optimizirao sam po sebi. Odgovor se namece sam po sebi, odabir je takav upravo racunajuci na slijedeci stupanj.
S obzirom da ce Ug slijedeceg stupbja biti Ua prvog, a Ugk drugog stupnja je svega par V, efektivno se drugi stupanj ponasa kao da je na raspolaganju napon napajanja umanjen za nopon anoda prvog stupnja. Dakle, sad govorimo o okvirno 285V ukupnog napona, sto dosta suzava odabir radne tocke drugog stupnja, uzevsi u obzir da je hod napona anode na tom stupnju jednak punom pobudnom naponu izlaznog stupnja - podsjetimo se, to je okvirno 50V peak, dakle 100Vpp, sto je nesto vise od trecine ukupnog napona na raspolaganju za drugi stupanj. Ujedno je to otprilike i maksimum koji mozemo ocekivati iz ovakve topologije drugog stupnja bez prevelikih izoblicenja,

U normalnim uvjetima, sjetimo se, ima ono okvirno pravilo da je otpor opterecenja, u ovom slucaju anodni otpor, barem dva puta vece vrijednosti od unutrasnjeg otpora triode kako bi izoblicenja ostala mala, i tu smo sa 6SN7 'taman' na rubu. U stvarnosti postoji jos ponesto uvjeta, a to je da izoblicenja naglo rastu ako je hod signala veci od pola pada napona na anodnim otporima ili triodi, u odnosu na stanje bez signala.

Razmotrimo malo situaciju na lijevoj shemi:
Za pocetak, zgodno je za primijetiti da su anodni i katodni otpori zapravo jednaki, pa je prilicno lako izracunati napona na katodi (koji V vise od napona na mrezici, a taj znamo da je 119V) i anodi (napon napajanja manje isti napon kao na katodi). Na shemi se vidi napon katode 123V, a napon anode je 405-123 = 282V. Razlika napona je napon Uak na triodi, 159V. Tu bi se mogla napraviti i mala korekcija i malo povecati napon na anodnim otporima a smanjiti Uak, no izbor nam zapravo nije prevelik jer osim 16.5k otpora, mozemo staviti 18k, ili 39k || 39k = 19.5k, i napon bi bio 134V ili 145V na anodnim otporima uz Uak= 148 ili 137V. Te su razlike prilicno nebitne pa je lakse (i na kraju jeftinije) bilo uzeti 16 komada 33k/2W otpora od kojih su slozeni 4x 16.5k za dva kanala.

U katodama su dva odvojena otpora sa dodatnim otporom koji spaja katode i odredjuje pojacanje ovog stupnja, dakle, na neki nacin se nastavlja tema iz prvog stupnja. No, ipa ima razlika - ovdje smo ostali na obicnim otpornicima, a ne na strujnim izvorima, struja kroz triodu je odredjena naponom Ug i katodnim otporom u prvoj aproksimaciji (radi toga jer je na katodnim otporima napon na mrezici uvecan za Ugk, no to je greska od par%).
Zasto ne strujni izvori?
1) Jednostavnija konstrukcija. Ovdje nemamo luksuz postojece reference za strujni izvor (-50V i masa) pa bi stujni izvor bio kompleksniji, moguce s potrebom da je Uce tranzistora koji cini strujni izvor stotinjak V.
2) Korektan balans je vec osiguran prvim stupnjem. Inace, serija diferencijalnih pojacala koja imaju greske u simetriji na izlazu daje tim simetricniji napon cim je vise stupnjeva - disbalans ima tendenciju ispraviti se sam od sebe. Necu ovdje ici u dokaz toga, ima ih na netu, obicno vezani za Williamson topologiju. Iako ovakav stupanj nije idealno diferencijalno pojacalo (ne daje iste amplitude na izlazima ako ulaz nije idealno diferencijalan), ne kvari balans vec tocnog protufaznog signala iz prvog stupnja - pod istim uvjetima kao i u prvom stupnju, a to su relativno jednake sekcije trioda i upareni otpori.
3) Uparenost otpora je ovdje manje bitna jer greska koja radi toga nastaje se ne pojacava slijedecim stupnjem (jer nema daljnih stupnjeva s direktnom vezom). Osim toga, greske u otporima se prenose 1:1 izmedju anode i katode jer su anodni i katodni otpori isti, tako da se statisticki usrednjavaju. Buduci da se po grani radi o 4 otpora od 33k, statisticki ce odstupati 2x manje od pojedinacne tolerancije (korijen iz broja otpora).
4) Uparenost sekcija je isto malo manje vazna jer je pojacanje stupnja manje, sto radi manjih anodnih otpora, sto radi veceg otpora izmedju katoda. Radi toga rasparenost sekcija donosi manji 'DC offset' izmedju lijeve i desne grane, u stvarnosti to ce biti par V.

Ono sto jos nije ocigledno je da pojacanje ovog stupnja mora biti relativno malo jer je ulazni napon relativno velik - podsjetimo se, vec na ulazu imamo 1.41V peak za punu snagu, a prvi stupanj vec pojacava cca za faktor 8. Diferencijalni ulazni napon u drugi stupanj je oko 15.8V, daleko vise od razlike Ugk trioda (4.86V). Razlika (ili vise) se mora 'potrositi' na otporu 2.2k izmedju katoda. Pojacanje ovog stupnja je cca 7, sto daje i ponesto rezerve tako da ga i nesto veci ulazni signal od maksimalnog ocekivanog nece izbaciti izvan normalnog rezima rada. Nesto vise o ovome ce biti receno kod analize izlaznog stupnja.

Na ovoj shemi su za razliku od ukupne na pocetku, ucrtane i zastitne diode. Jednostavni serijski spoj, desna shema, pokazuje na sto se sklop degenerira gledano sa strane svake triode u drugom stupnju kada su cijevi jos u hladnom stanju. Na diodi se efektivno nalazi Uak, koji je limitiran na cca 0.9V (radi dosta velikog pada napona na 1N4148, koja ima relativno velik unutrasnji otpor). Bez diode anodni otpor prvog stupnja u seriju sa grid stopperom bi mrezicu vukao na puni napon napajanja, a katodni otpornici bi katodu vukli na nulu, sto svakako ne bi bilo dobro za cijev.
Zanimljivo je primijetiti da su u hladnom stanju naponi na mrezici i anodi manji od onih u radnom stanju, a pad napona na anodnim otporima prvog stupnja su veci nego u radnom stanju sto ce ih vise zagrijati tokom zagrijavanja cijevi. Srecom ako se otpornici odaberu kako sam napomenuo na pocetku, to nece biti problem, tim vise sto takvo stanje traje nekih 10-ak sekundi.
Kod ovakvih sklopova treba paziti da ne postoje skrivene povratne veze koje bi sklop mogle 'zaglaviti' u nekom medju-stanju tokom zagrijavanja cijevi, no ovdje to nije slucaj jer je globalna povratna veza spojena preko izlaznog stupnja koji je od drivera odvojen kondenzatorima, tako da relativno spore prelazne pojave tokom zagrijavanje nisu 'reciklirane' preko NPV, iako je zanimljivo gledati kako se krecu naponi tokom startanja :)
Pažnja! Nemaš dopuštenje kao gost foruma za pregledavanje i/ili preuzimanje privit(a)ka dodan(og)ih postu.
ilimzn
 
Postovi: 933
Pridružen: Sri ožu 27, 2013 1:26 am

Re: Andrija monoblokovi

PostPostao/la ilimzn » Sri srp 25, 2018 3:55 pm

@Vilim,
Previse si zakomplicirao stvar.
Prvo, strujni izvor je odredjen sa Ub=0V i Ue~=-0.6V pa je tako napon preko emiterskih otpora 50-0.6=40.4V a struja je taj napon djeljen s otporom 8.6k.
Struja ne ovisi o naponu Uce, pretpostavljano da je tranzistor 'idealan' i struja baze je zanemariva (sto je u stvarnosti 99% tocno).
Napon anode si korektno izracunao osim sto si uzeo napon napajanja 420V sto je moguce greska na prvoj shemi, izmedju napajanja izlaza i predstupnjeva postoji otpor pa je napajanje predstupnjeva cca 405V. No, to nije velika greska.
Iz gornjeg slijedi anodni napon od cca 119V, a katoda je sigurno iznad nule, no mozemo poceti s Uak=119V. i 5.73mA. Postupak nakon toga mora biti iterativan, pa se iz pocetnih uvjeta ocita Ugk, nakon cega se Uak umanji za taj iznos, te se onda taj Uak uzme kao slijedeca vrijednost i postupak se ponavlja dok nema promjene u Uak ili Ugk. U stvarnosti su grafovi karakteristika prilicno grubi tako da je vec prva aproksimacija sasvim OK. U slucaju 6N6P je situacija ipak rubna jer je to cijev s prilicno velikom strminom, a napon koji izadje je oko 6-7V sto je vec 5% od Uak.
Analiza slijedeceg stupnja je gotovo ista i pomaze podatak da je truja kroz cijev relativno slicna onoj u porvom stupnju, tako da se moze situacija iz prvog stupnja rabiti za inicijani uvjet iteracija za drugi - za 6N6P je ovdje Ugk gotovo jednak jer je Uak veci po prilici koliko je i stuja veca, a 6N6P je prilicno linearna u tom podrucju, pa se proporvionalna promjena lijepo 'pokrati'.
U ovakvim je situacijama simulator od jako velike pomoci osim ako odabiremo radne tocke blizu rubnih podrucja, jer su tu modeli generalno najlosiji.
Medjutim, tolerancije stvarnih cijevi uopce nisu zanemarive - pogotovo 6N6P. Inicijalno je sklop razvijen bez globalne NPV pa je u ulaznom stupnju stavljen direktno spojen otpor 2.2k izmedju katoda. Disbalans sekcija i direktni spoj na slijedeci stupanj je zahtijevao prosetati 6-7 primjeraka 6N6P u ulaznom stupnju dok se nije pojavila dovoljno balansirana cijev da staticki uvjeti drugog stupnja ne izadju skroz izvan normalnih vrijednosti. Stvarne cijevi ce dati vecu gresku nego greska da je stvarnu Uak = Ua-Uk a ne Ua-Ug.
ilimzn
 
Postovi: 933
Pridružen: Sri ožu 27, 2013 1:26 am

Re: Andrija monoblokovi

PostPostao/la vilim » Sri srp 25, 2018 5:35 pm

Ispričavam se za krivo napisanu vrijednost u točki 6.2 , umjesto 234,4 treba biti 134,4V odnosno Uak(6N6P) + Uce(BC183) = 134,4V. Cijev 6N6P uzeo sam iz razloga što se u tekstu na jednom mjestu spominje da je ona korištena u praktičnoj realizaciji pojačala objavljene sheme. Ako se koliko toliko može okvirno usporediti s podacima dobivenim simulacijom ulaznog dijela pojačala sa 6SN7 cijevi izvedeni postupak ukazuje da sam ispravno išao korak po korak prema krajnjem rezultatu. U svakom slučaju probati ću istu stvar ponoviti i za 6SN7 i napon napajanja 405V da vidim koliko će mi se rezultati razlikovati od simulacijskih !!
vilim
 
Postovi: 110
Pridružen: Pet stu 06, 2015 9:33 pm

Re: Andrija monoblokovi

PostPostao/la ilimzn » Čet srp 26, 2018 3:33 pm

vilim napisao:Ispričavam se za krivo napisanu vrijednost u točki 6.2 , umjesto 234,4 treba biti 134,4V odnosno Uak(6N6P) + Uce(BC183) = 134,4V. Cijev 6N6P uzeo sam iz razloga što se u tekstu na jednom mjestu spominje da je ona korištena u praktičnoj realizaciji pojačala objavljene sheme. Ako se koliko toliko može okvirno usporediti s podacima dobivenim simulacijom ulaznog dijela pojačala sa 6SN7 cijevi izvedeni postupak ukazuje da sam ispravno išao korak po korak prema krajnjem rezultatu. U svakom slučaju probati ću istu stvar ponoviti i za 6SN7 i napon napajanja 405V da vidim koliko će mi se rezultati razlikovati od simulacijskih !!


Uak je najlakse izracunati s 'dvije strane':
1) znamo da je struja kroz cijev konstanta odredjena strujnim izvorom, Ia=(50V-Ube)/8600. S obzirom da je u prvom stupnju poznat napon napajanja i anodni otpor, a spomenuta struja prolazi kroz anodni otpor, znamo da je napon na anodi Ub-(Ra*Ia)=405-50000*49.4/8600. To okvirno ispada 119V.
2) Buduci da je baza tranzistora u strujnom izvoru spojena na nulu, a kolektor na katodu, a istovremeno je mrezica povucena na masu, ako zanemarimo struju mrezice, to znaci da je Ucb=Ugk. Medjutim, taj parametar treba ocitati sa karakteristika cijevi. Za 6N6P za pocetak aproksimiramo da je Uak=Ua, 119V. U stvarnosti je Uak = Ua - Uk = Ua - (Ugk) (jer je G na nuli). Znajuci struju kroz cijev (~5.7mA) i Ua ~ Uak=119V, mozemo u toj tocki ocitati koliko bi trebao biti Ugk. Na dijagramu imamo oznaku za Uak=120V pa je to dovoljno dobra aproksimacija, i dobijemo otprilike Ugk=-5V, sto znaci da je stvarni Uak za oko 5V manji od 119V. No, to mijenja uvjete za ocitanje, pa sad treba ocitati za napon 114V, sto daje malo manje od 5V itd - mozemo tako iterirati dok ne dobijemo dovoljnu preciznost, no okvirno mozemo reci daje to izmedju 114-115V. Medjutim, nema potrebe za tolikom preciznoscu s obzirom da stvarne cijevi mogu poprilicno odstupati, i konkretno ocitani su naponi izmedju 5.5 i 6.7V.
ilimzn
 
Postovi: 933
Pridružen: Sri ožu 27, 2013 1:26 am

Re: Andrija monoblokovi

PostPostao/la ilimzn » Čet srp 26, 2018 5:21 pm

A sad slijedi mala analiza izlaznog stupnja.
Sam sklop nije nista koplicirano, i nema se bas puno za analizirati bez konkretizacije oko odabira izlazne cijevi.
Dakle, za pocetak shema:

AMB34_izlaz.gif


Prije daljnje diskusije treba jos reci da su u analizi zanemareni zastitni otpori za G2 izlaznih cijevi. Oni cak nisu ni potrebni za sve cijevi, no vise o tome kasnije u tekstu. Razlog zasto ovo treba napomenuti je da su snimljene referentne triodne krivulje cijevi dobivene direktnim spojem G2 i anode (rijedje i G3 i anode, ali u nasem izboru cijevi taj spoj necemo koristiti). Na prvi pogled to je detalj, ali i na shemi se vidi da na tim otporima postoji odredjen pad napona, tako da napon na anodi nije striktno jednak naponu na G2, a tu jednakost bi zahtijevala definicija triodnog spoja pentode ili tetrode. Kada taj otpor postoji, strmina cijevi je smanjena i unutrasnji otpor povecan, no radi se mozda o par postotaka, sto je opet generalno manje od tolerancioja realnih cijevi.

Vratimo se nazad na sau shemu. Nisam nacrtao grod stoppere (vide se na prvoj shemi na pocetku) jer za sada analiziramo sklop u statickim uvjetima. Padove napona na namotima transformatora mozemo takodjer za sada zanemariti, oni iznose opet par posto stvarnih napona u slucaju anodnog namota, dok su padovi napona na izlaznim/katodnim namotima zaista zanemarivi. Ono sto sklop u statickim uvjetima mora osigurati je podesivost prednapona unutar granica potrebnih za postizanje zeljene radne tocke, kao i propisanu maksimalnu vrijednost otpora Rgk.
On se ovdje sastoji od fiksnog dijela (680k) i varijabilnog dijela (680-692.5k ovisno o podesenju potenciometra za bias). Ta su dva dijela u paraleli, tako da je vrijednost otpora bez obzira na polozaj potenciometra izmedju 340 i 343k, sto je ispod propisanog minimuma za EL34. Istovremeno je to dijelilo napona koje ide od punog negativnog napona biasa od -50V pa do polovice te vrijednosti. U slucaju prekida potenciometra, ostaje samo fiksni dio i povlaci G1 na -50V preko 680k. Iako je 680k preko propisanog minimuma, on je sasvim dovoljan pri uvjetima rada Uak=420V i Ug=-50V, pri cemu struja pada na oko 20mA i ispod je vrijednosti u kojoj moze doci do termickog bijega.
Ipak, ako se koriste druge cijevi, potrebno je obavezno provjeriti koji je propisani minimum Rgk i po potrebi korigirati otpornike 680k u manje vrijednosti, a pozeljno je onda i provjeriti vezne kondenzatore kako bi donja granicna frekvencija ostala zadovoljavajuce niska (o cemu vise kasnije, kod diskusije globalne NPV).
Ako se ipak zeli koristiti samo jedan tip cijevi, vrijednosti otpornika se mogu korigirati tako da je podrucje podesavanja biasa suzeno na napone koje mozemo ocekivati za takve cijevi, i time lakse i preciznije podesivo - a isto tako je moguce i staviti viseokretajne trimere.

Osnovne vrijednosti u sklopu su ocitane iz tablica proizvodjaca, Uak=415V, Ik=72mA, pri cemu je Ugk=-36V. S obzirom da zelimo imati polozaj potenciometra gdje je struja znacajno smanjena (pozeljno kod inicijalnog pustanja u rad), gore spomenuti otpori su slozeni tako da je minimalan Ugk -50 a maksimalana -25V. Promjenom otpora u primjerice 560k prema -50V i 750k prema potenciometru se moze minimum limitirati na nize vrijednosti, cca -30V, sto je jedna manja doza sigurnosti od slucajnog podesavanja 'smrtonosne' struje, koja bi mogla unistiti ne samo izlazne cijevi nego i ispravljacicu i mrezni trafo. Ipak, pozeljno je ostaviti opseg od barem +-20% u odnosu na tipicno deklarirani napon, radi tolerancija cijevi.

Prije upustanja u dinamicku analizu, podsjetimo se da je sklop vrlo 'kruto' defoiniran s obzirom da imamo unaprijed definiran napon napajanja i Raa transformatora. Ono sto jedino ostaje je izbor cijevi i podeseni prednapon. Dok radimo staticku analizu, nema uticaja povratne veze kroz katodu. Medjutim, i kada se radi o dinamickoj analizi, proces mozemo jako pojednostaviti jer napon doveden na katodu, koji je uprotufazi s onim na anodi, je prilicno mali postotak anodnog napona, manji nego tipicne tolerancije realnih cijevi. Ako uz to uzmemo da je na grafovima Ugk a ne Ug (sto je uostalom implicitno tako jer se kod grafova smatra da je Uk=0), dovoljno precizno mozemo izvesti analizu i na 'sirovom' grafu, a korekciju radi katodne NPV treba napraviti pri analizi pogonskog sklopa, koji treba moci dati hod napona ocitan sa triodnoig grafa, uvecan za napon na katodnim namotima. Osim toga nema prevelikog smisla ocitavati npr. faktore izoblicenja sa grafa, jer ce rezultati proracuna (kako cu pokazati u nastavku) biti slicni, radi u osnovi samo jedne varijable (bias) s kojom mozemo baratati, sklop mozemo sloziti i onda se eventualno igrati mjerenjima - situacija je manje vise po sistamu, dobit cemo sto cemo dobiti +-10%.

Evo malo konkretnije na grafu za EL34. Za pocetak cemo uzeti radnu tocku baziranu na preporuci proizvodjaca, koje su date na Uak=415V i Ik=72mA. Ovdje je vrlo vazno napomenuti da se radi o Ik, dakle (Ia+Ig2), sto je zapravo struja nadomjesne 'anode' u triodnom spoju. No, bitno je znati da to NIJE struja samo anode stvarne cijevi. Konkretno, kada pomnozimo te dvije vrijednosti, dobijemo disipaciju na cijevi, tj. 'anodnu' disipaciju, ali ne fizicke anode, nego nadomjesne 'triodne' anode. Konkretno, mnozenjem ove dvije vrijednosti dobijemo 30W, sto je sumnjivo vise od deklarirane anodne disipacije za EL34 od 25W. Naravno, radi se o tome da je ostatak od 5W disipacija G2. No, kad pogledamo karakteristike dane u dokumentaciji, lako je vidjeti da je cijev potjerana doslovce 'do kraja'. Za pocetak analize uzet cemo ipak 70mA sto je lakse za ocitanje na grafu, a razlika je zapravo zanemariva.

EL34_70mA.gif


Prije objasnjenja grafa, vratimo se na tren na katodnu NPV. Cak i na grafu mozemo ocitati da je maksimalna izlazna snaga (PoMax)=23.5W, sto je na 4 ohma vrsni napon od 13.7V. Taj se vrsni napon oduzima od anodnog napona. U stvarnosti je radi gubitaka u trafou snaga manja, kao i izlazni napon, a ako izracunamo gresku u odnosu na ocitane napone u bitnim tockama, ispada da je greska oko 7% - dovoljno dobro za nas 'odokativni' proracun, dakle uzimamo da je ovo dovoljno dobra aproksimacija.

Na grafu je crvenom linijom oznacena disipacija anode (prave, ne nadomjesne) koja iznosi 25W. To je ovdje vise crta vodilja i o konkretnoj disipaciji ce biti dosta govora kasnije. Osim toga imamo crveno oznaceni graf Ug=0V, sto je maksimalni napon Ugk pri kojem je struja Ig zanemariva, dakle radimo u modu bez struje mrezice, kao i 99% svih jednostavnih konstrukcija. Buduci da nam je unaprijed dat napon napajanja, sto je aproksimativno i napon Uak, njega sam oznacio okomitom crtom na 420V. Na toj crti smo prema preporuci proizvodjaca odabrali struju od 70mA, sto nam daje staticku radnu tocku Q.
Ono sto nam je jos zadato je Raa transformatora, koji iznosi 4.4k. Iz te vrijednsoti izvlacimo dva radna pravca, jedan pod nagibom Raa/2 (2.2k) i drugi pod nagibom Raa/4 (1.1k). Cemu ovo?
Prvo, u podrucju rada kada tece struja kroz obje cijevi u PP spoju (poznatije i kao podrucje rada u klasi A :) ), svaka cijev tjera svoju polovicu primarnog namotaja, cija impedancija iznosi cetvrtinu Raa (sjetimo se da R ide s omjerom transformacije na kvadrat, dakle pola namota = (pola na kvadrat)impedancije = 1/4 impedancije ukupnog namota). Medjutim, kako su namoti magletski vezani, cijevi potpomazu jedna drugu tako da svaka zapravo vidi dvostruko lakse opterecenje, tj. dvostruku impedanciju svoje polovice namota, dakle 2.2k ili Raa/2.
Ako ucrtamo taj radni pravac u graf kroz tocku Q, vidimo da se on s desne strane sjece s osi X, sto znaci da struja pada na nulu, prije nego sto se s lijeve strane presjece s grafom za Ugk=0, gdje je struja maksimalna. S obzirom da imamo slucaj da dvije elektronke rade u protufazi, pod uticajem signala koji mijenja ugk u odnosu na staticku tocku Q, koliko jednoj cijevi Ugk ode prema vise, toliko drugoj ode prema manje. Mdjutim, radi nelinearnosti cijevi, to ne proizvede jednaku promjenu struje u cijevi, pa time ni na radnom pravcu jednak hod napona.
U tocki Q je napon Ugk -38V. Kada je na jednoj cijevi Ugk signalom pomaknut na 0 (-38+38) na drugoj je na -76V (-38-38), medjutim hod struje je asimetrican, sto znaci da u prvoj cijevi stuja nastavlja rasi nakon sto je na drugoj odavno pao na minimum. Buduci da je uvjet rada u klasi A da struja tece kroz obje cijevi, to znaci da u jednoj tocki izlazni stupanj izlazi iz klase a i ostaje raditi samo jedna cijev.
Tocka u kojoj se to dogadja se moze izracunati tako da pogledamo koja je najmanja struja kroz pojedinacnu cijev, a to se postize s najnizim Ugk. Un je zapravo diktiran trenutkom kada je na suprotnoj cijevi najvisi Ugk, tj. 0V, sto znaci da je to pri Ugk=2*(Ubias), dakle -76V s obzirom da je hod napona na G cijevi u PP spoju simetrican. Na grafu je to tocka A, gdje radni pravac Raa/2 prolazi kroz Ugk=-76V (sto treba aproksimirati negdje izmedju -72 i -78). Premda je u praksi moguce da napon Ugk ode i nize od toga, na drugoj cijevi bi presao u positivno i nastala bi blocking izoblicenja, dakle smatramo da ne idemo u clipping i da je struaj u cijevi dosegla minimum.
Struju u suprotnoj cijevi pronasli bi iz istog grafa tako da naponski hod izmedju tocke O i A preslikamo s lijeve strane tocke O. Medjutim, radi pojednostavljenja analize, preskocit cemo nekoliko zapravo pomocnih koraka. Umjesto toga, u tocki A ocitamo minimalnu struju cijevi, i povucemo liniju na toj struji prema Y osi, to je na grafu gore svjetloplava linija. Mjesto gdje ona sjece liniju napona napajanja je tocka O. Ako iz te tocke sada povucemo pravac nagiba Raa/4, mjesto gdje se on sjece sa pravcem Raa/2 daje nam napon i struju u suprotnoj cijevi, kada u ovoj koju gledamo struja padne na minimum (dodjemo do tocke A).
To sjeciste je upravo tocka gdje pojacalo prelazi iz rada u klasi A u rad u klasi B.
Zasto? Buduci da je jedna cijev dosegla minimum struje i ne moze ici ispod nje, nema vise promjene signala u njenoj polovici primarnog namotaja. Cijevi se sad vise ne potpomazu, i preostala cijev u kojoj struja i dalje moze rasti, sada vidi kompletno opterecenje samo kroz svoju polovicu primara, drugim rijecima, sada je njeno efektivno opterecenje Raa/4, dakle svjetlo-plavi radni pravac.
Naravno, u stvarnosti prelaz iz jednog u drugi dvostruko strmiji radni pravac nije toliko nagao, ali je ovakva aproksimacija puno jasnija. Nastavak puta radne tocke prema sjecistu s Ugk=0 ide po svjetloplavom radnom pravcu, sve do tocke C gdje se krizaju, kada je struja kroz cijev maksimalna, a napon Uak minimalan. Napon u tocki C je oznacen paralelno Y osi plavom linijom, koja se sjece s linijom minimalne struje u tocki B. Buduci da su polivoce primarnog napona vezane, suljina B-O je ujedno i maksimalni hod napona (peak) na anodama cijevi.

Iz grafa se dadu ocitati slijedece zanimljive vrijednosti, aproksimirajuci da je Ua u tocki Q jednak B+:
1) Staticka disipacija = Pa(Q) = Ub+ * Ia(Q) = 420 * 0.07 ~= 30W
2) Snaga u klasi A = povrsina trokuta A-Q-O = PoA = ((Ua(A)-420)^2)/(2*Raa/2)=((Ua(A)-420)^2)/4400
3) Maksimalna snaga = povrsina trokuta B-O-C = PoMax = ((420-Ua(B))^2/(2*Raa/4)=(Ua(B)-420)^2)/2200
4) Napon na katodnom namotu (moze se izvesti i iz N trafoa, ali je laksa aproksimacija preko snage) - katodni namot je ujedno i 4 ohma namotaj, dakle Uk(peak)= korijen(Pomax * 2 * Rl) = korijen (8 * Pomax). U stvarnosti PoMax treba umanjiti za gubitak u trafou, okvirno 10% je dobra aproksimacija.
Naravno, u stvarnosti ce iznosi snage biti manji radi gubitaka u transformatoru, tako da su ocitane snage zapravo one koje idu u primar. Uz to postoji mala greska radi katodne NPV koja za iznos vrsnog napona katode umanjuje napon u tocki B, a isto toliko ga uvecava u tocki A, tako da je snaga u klasi A neznatno veca a maksimalna snaga neznatno manja od ocitane. Osim tih vrijednosti dao bi se ocitati i niz drugih izvedenih vrijednosti no za sada nam to nije toliko bitno.

Ono sto je prilicno vazno je cinjenica da radni pravci izlaze iznad krivulje maksimuma disipacije, cak i ako se ucrta maksimum od 30W kao ukupno dozvoljeni maksimum disipacije za anodu + G2. I jedno i drugo ima smisla malo sire prokomentirati, sto ce biti tema slijedeceg nastavka, kao i analiza sto se dogadja kada se odabere manja struja mirovanja ili drugacija cijev.
Pažnja! Nemaš dopuštenje kao gost foruma za pregledavanje i/ili preuzimanje privit(a)ka dodan(og)ih postu.
ilimzn
 
Postovi: 933
Pridružen: Sri ožu 27, 2013 1:26 am

Re: Andrija monoblokovi

PostPostao/la ilimzn » Sub srp 28, 2018 2:09 am

Evo jos malo diskusije o radnim pravcima...

Za pocetak, ponavljam da smo u odabitu uvjeta rada, jednom kad odaberemo izlaznu cijev, ograniceni zapravo na jednu varijablu, a to je struja mirovanja. U stvarnosti donekle se mijenja i napon napajanja jer je ispravljac manje opterecen, no ovdje je zaniumljivo visjeti kakva je razlika, uz sve ostale uvjete nepromijenjene, osim struje mirovanja.

Pogledajmo slijedeca 4 grafa, na kojem pocinjemo sa uvjetima rada iz prethodnog nastavka (Iq=70mA), i zatim idemo prema nize, dakle 60, 50 i na kraju 30mA:

EL34_70mA.gif

EL34_60.gif

EL34_50mA.gif

EL34_B.gif


Usporedimo malo rezultate:
Iq: 30mA 50mA 60mA 70mA
Pa: 12.1W 21W 25W 29.5W
PoA: 1.28W 3.13W 3.83W 4.62W
PoMax: 26.7W 25.6W 24.6W 23.5W

Disipacija Pa je data po jednoj anodi, sto znaci da u stanju mirovanja izlaz trosi (bez grijanja) 2x Pa. Razlika izmedju najmanje i najvece struje mirovanja je prilicno velika, 24.2W u odnosu na 59W. Naravno, i trajnost cijevi ce biti razlicita ovisno o tome.
Puno je zanimljivije pogledati osnos snage u klasi A u odnosu na maksimalnu snagu - razlika u snazi u klasi A je izmedju 1.28 i 4.62W, sto je popricnih 5.57dB. S druge strane, povecanje struje mirovanja povecava i podrucje rada u klasi A ali donekle smanjuje maksimalnu snagu - na najmanjoj struji morovanja maksimalna je snaga oko 26.7W dok na najvecoj pada na 23.5W. No, da bi se stekla ispravnija slika, zanimljivo je to pogledati u dB - dari se o neznatnom gubitku od 0.55dB.

Detalj koji nam pokazuje zasto se maksimalna snaga smanjuje kada se povecava snaga u klasi A, je linija minimalne struje na svakom od gornjih grafova.
Povecanje struje miorovanja smanjuje prednapon na mrezici, a kako ne zelimo (i u biti ni ne mozemo bez izoblicenja) imati veci hod ulaznog signala od 2xUbias, kada jedna cijev u PP spoju dodje do Ugk=0V, s smanjenjem prednapona, druga dolazi do sve manjeg apsolutnog napona, tako da u njoj ne prestaje teci struja.
Buduci da se u PP spoju struje trioda oduzimaju, ova rezidualna struja se oduzima od maksimalne koju suprotna cijev moze postici kada je Ugk=0, pa je ukupni hod struje umanjen za tu rezidualnu struju, i time je smanjena maksimalna snaga.

Kako povecati maksimalnu snagu, bilo u klasi A ili ukupnu?
Buduci da smo limitirani unaprijed odredjenim Raa trafoa, moze se reci da treba pronaci kompatibilnu cijev kojoj taj Raa vise odgovara.
U stvarnosti to znaci da trebamo nesto linearniju cijev, tako da zgusnjavanje krivulja s desne strane linije Ub ne dovodi do preuranjenog pada struje na nulu za datu struju mirovanja. Osim toga, zelimo cijev s cim manjim unutrasnjim otporom, sto znaci u konacnici cim strmiju liniju Ugk=0V, tako da se radni pravac Raa/4 sjece s tom linijom cim vise lijevo. I na kraju, disipacija cijevi mora biti tolika da uopce mozemo povisiti dovoljno struju mirovanja da podignemo radni pravac Raa/2 tako da se sijece s X osi (Ik=0mA) cim vise desno (na cim vecem naponu). Nesto vise o tome ce biti rijeci u slijedecem nastavku.

Za sada jos osvrt na povecanje disipacije anode kada radna tocka putuje prema lijevo od tocke mirovanja Q. Na dijagramima gore su ucrtane dodatne linije za snagu disipacije 30, 35 i 40W uz postojecu od 25W. Iz njih se vidi da radni pravac Raa/4 cak sjece i liniju 40W, dakle u jednom trenu disipacija prelazi 40W. U svim slucajevima to se dogadja nakon sto izlaz izadje iz podrucja rada u klasi A. Kod rada u klasi A ovakve se stvari rijedje dozvoljavaju, a razlog zasto se to moze, je sto se povecanje snage disipacije dogadja samo u jednoj poluperiodi signala, dok se u suprotnoj smanjuje. Ono sto je potrebno osigurati (I u pravilu kod ovako strmih radnih pravaca i jest osigurano) je da je zbroj disipacija obje poluperiode uvijek ispod maksimuma. U stvarnosti je stovise gotovo garantirano da je snaga disipacije MANJA kod prisustva signala, u odnosu na staticki rad - pod uvjetom da IMPEDANCIJA TROSILA NE PADA ispod proracunate. Kod cijevnih konstrukcija se na veliko rabi cinjenica da je srednja snaga audio signala puno manja od maksimalne, tako da generalno ovo nije problem osim kod testiranja s konstantnim signalom.

Ovdje je prilicno bitno nesto reci i o zastitnim otporima u spoju mrezice G2 na anodu. Oni su tu da limitiraju struju G2. Tko je ikad pogledao pentodne karakteristike cijevi, vidjet ce da kada napon anode padne ispod napona G2 (koji je u pentodnom spoju konstanta), G2 preuzima sve veci dio struje anode, dok kod pada napona na anodi na 0, G2 preuzima SVU struju. Naravno, G2 je jadna i nikakva sto se tice sposobnosti disipacije topline, u osnosu na anodu i tu situaciju treba svim silama izbjegavati. Medjutim, TEORETSKI kod triodnog spoja, anoda je spojena direktno sa G2, i nema razlike napona izmedju njih.

U praksi, odnos struje anode i G2 nije bas trivijalna stvar i narocito se od tipa cijevi do cijevi razlikuje ponasanje upravo kada je napon G2 i anode blizak ili jednak.
Tipicno kod tzv. beam tetrode, struja G2 je puno manji postotak anodne struje nego kod tipicne pentode. Kod malih pentoda moze cesto taj odnos biti 1:4. Kod snaznih pentoda se jako trudilo da se ta struja smanji, jer je ona u pentodnom spoju cisti gubitak - tece iz napajanja u G2 i ne ide kroz trosilo, osim ako se radi o ultralinear spoju. Medjutim, kod velikih struja odnos Ig2 : Ia moze postati dovoljno velik da g2 bude potencijalno termicki preopterecena. To se rijesava umetanjem zastitnog otpora izmedju anode i G2. Dodatni pad napona koji na njemu proizvede struja kroz G2, smanjuje napon G2 u odnosu na anodu i time odrzava onaj uvjet da G2 preuzima struju kada je anoda na visem naponu nego G2 - ili, u slucaju EL34, dovoljno blizu naponu anode. No, buduci da je G2 u biti 'virtualna anoda' pentode zmanjenje napona na G2 donekle smanjuje i struju anode, tj. malo povecava unutrasnji otpor ekvivalentne triode, tako da dolazi do kojeg W gubitka maksimalne snage. S druge strane, uticaj otpora na malim strujama je zanemariv, tako da krivulje za manje struje ostaju nepromjenjene, sto znaci da je raspoloziva snaga u klasi A gotovo ista.

Na kraju, da se vratim na beam tetrode - kod njih u stvarnosti ne postoji G3, nego se djelovanje te elektrode postize modulacijom elektricnog polja stavljanjem mrezice G2 u sjenu mrezice G1 - drugim rijecima, zice mrezice se moraju vrlo tocno preklapati (sto je jedan od vecih problema kod konstrukcije beam tertode). Popratni (i vrlo pozeljni) efekt je da je struja G2 PUNO manji postotak anodne struje pri istim uvjetima kao kod standardnih pentoda - cesto i do 10 puta manje.
Podsjetimo se da ovdje opcenito pricamo o cijevima kod kojih je dozvoljeni maksimalni napon na G2 dovoljno visok da je uopce moguc triodni spoj (Ua=Ug2) za napone koji su nama potrebni. Ovo je uvijek zadovoljeno za sve cijevi koje mogu raditi u ultralinear spoju, po definiciji. Medjutim, takve cijevi koje su beam tetrode, radi smanjene struje kroz G2 mogu raditi u triodnom spoju i bez zastitnih otpora za G2, jer struja nikada ne doseze iznose koji bi ugrozili termicki integritet G2. Kod nekih beam tetroda moguce je u startu prosiriti dozvoljeni maksimum napona na G2 kada su u triodnom spoju, a ponekad i povecato dozvoljeni maksimalni napon na anodi tako dobivene triode umetanjem zastitnog otpora.
Valja napomenuti jedan neuoobicajeni slucaj, a to je pentoda koja ima sve tri resetke koje su uz to i postavljene u liniju tako da su u sjeni G1 kao kod beam tetroda. I kod njih je struja resetke G2 znacajno smanjena. Ako je G3 spojena na svoj kontakt (a ne u samoj cijevi na katodu), moguce je jos poboljsati karakteristike u triodnom spoju spajanjem i G3 na anodu - medjutim, prije toga treba provjeriti razmake vodova G3 i ostalih u samoj cijevi. Primjer takve cijevi je dobro nam poznata GU50 - koja je na zalost kompletno neprikladna za ovo pojacalo (tko zeli moze za probu konstruirati radne pravce prema uputama iz proslog nastavka i provjeriti).
Na kraju, treba spomenuti i strme beam tetrode koje su se koristile u TV horizontalnim stupnjevima. Na zalost, rijetke mogu podnjeti direktan triodni spoj na naponu 420V. No, spomenut cu ih u kontekstu otpora u mrezici G2 - buduci da takve cijevi u pravilu imaju niskonaponsku mrezicu G2, to znaci da mogu postici velike struje uz male napone G2, sto znaci da G2 ima neuobcajeno veliku kontrolu nad anodnom strujom - drugim rijecima, strmina gledano kroz G2 je neuobicajeno velika, sto znaci da moze doci do oscilacija ako G2 nema 'G2 stopper', jednako kao sto kod strmih cijevi moze doci do oscilacija kada nema G1 stoppera.
Pažnja! Nemaš dopuštenje kao gost foruma za pregledavanje i/ili preuzimanje privit(a)ka dodan(og)ih postu.
ilimzn
 
Postovi: 933
Pridružen: Sri ožu 27, 2013 1:26 am

Re: Andrija monoblokovi

PostPostao/la fixxxer » Sub srp 28, 2018 1:31 pm

Milina za čitanje, sa nestrpljenjem čekam svaki novi nastavak.
Avatar korisnika
fixxxer
 
Postovi: 791
Pridružen: Sri tra 10, 2013 10:00 pm
Lokacija: Beograd

PrethodniSljedeće

Vrati se na: Cijevna tehnika

Tko je online

Bing [Bot] pregledava forum i 3 gostiju

cron