Отправлено: 27.11.09 22:23. Заголовок: Расчет режимов 6С33С

Как-то раз я написал на форуме «Я выбираю Ra на глаз - провожу нагрузочные прямые и смотрю на сколько используется ток. Обычно мне нравится если нагрузочная прямая пересекает кривую с напряжением сетки = 0 в точке с током = 2I0 или чуть выше. Так больше получается выходная мощность, правда и 2-я гармоника тоже получается высокой.»

Сообщение довольно короткое. Не удивительно что ко мне поступили вопросы касательно выбора режима работы 6С33С.
Попытаюсь ответить развернуто.

Вопрос. Как выбрать рабочую точку и какое анодное напряжения лучше всего выбрать
Ответ. Смотря какими критериями выбора руководствоваться.
Мне известно, что автору вопроса важна максимальная мощность. Для получения максимальной мощности нужно брать анодное напряжение как можно выше, но не выше максимально допустимого для 6С33С - 250 В. И ток нужно выбирать максимально высоким, но что бы произведение напряжения на ток не превысило максимально допустимых для 6С33С 60 Вт. При 250 В на аноде ток должен быть не более 240 мА.

Вопрос. Как найти максимальный ток
Нужно ли искать максимальный ток, учитывая только сопротивление анодной нагрузки, или еще нужно учитывать сопротивление лампы и сопротивление резистора автосмещения?
Ответ. Начертите нагрузочную прямую. В точке пересечения кривой Ug=0 и вашей нагрузочной прямой и будет максимальный ток.

Как видите для его определения потребовались только анодные характеристики лампы и величина нагрузки. Максимальный ток при нагрузке 810 Ом будет 0,48 А - в 2 раза больше чем в рабочей точке. Это я специально так нагрузочную прямую провел. Для меня это отправная точка в расчетах.

Вопрос. Как примерно оценить выходную мощность по построенной нагрузочной характеристике?
Ответ. Ничего нового не придумано. Мощность можно вычислить как I*U, I*I*R, U*U/R. Воспользуемся, например выражением U*U/R.
Определяем размах напряжения Umax-Umin. Амплитуда напряжения синусоиды равна половине этой величины – делим на 2. Теперь вспоминаем, что действующее значение напряжения синусоидального сигнала в 1,41 раза меньше амплитуды – делим еще на 1,41.
Итак (Umax-Umin)/2/1,41 = (350-56)/2,83 получаем требуемое U=103,7 В. Подставляем U в формулу U*U/R=103,7*103,7/810=13,3 Вт.
Но это мы расчитали мощность при раскачке по сетке от 0 до -150 В - сколько нам позволила имеющаяся характеристика.
На самом деле у нас в рабочей точке на сетке Ug=-87.5V и раскачивать лампу на максимальном синале будем от 0 до -175 В.
175В в 1,1666 раза больше чем 150В. Примерно во столько же раз будет больше и выходное напряжение. Мощность же как видно из формулы пропорциональна квадрату напряжения поэтому мощность будет выше в 1,1666*1,1666=1,361 раза 13,3*1,361=18,1 Вт.

Кстати это не предел. Уменьшая сопротивление нагрузки мощность можно еще несколько увеличить. Это все будет сопровождаться ростом второй гармоники. Больше чем в 1,8-1,9 раза уменьшить Ra по сравнению с 810 Ом нельзя - лампа будет клипировать на нижней полуволне. Однако снижение сопротивления нагрузки с 810 Ом до 450 Ом позволит увеличить снимаемую мощность в 1,3 раза, т.е. до 23,5 Вт, пожалуй это является пределом для 6С33С в однотакте.

 Отправлено: 27.11.09 23:42. Заголовок: Выбирать режим можно..

Выбирать режим можно , сделав пристрелочный каскад на лампе с любым трансформатором. Измерив выходное сопротивление, мы видим где находимся. Если получили примерно один Ом - то всё в порядке, делаем коэффициент трансформации такой же, как у пробного транса, режим задаём по максимальной мощности.
Если выходное велико, то нет смысла выжимать мощность при дурном демпинг-факторе и высоких искажениях.

 Отправлено: 28.11.09 00:05. Заголовок: Бокарёв Александр пи..

Бокарёв Александр пишет:

цитата:

Если выходное велико, то нет смысла выжимать мощность при дурном демпинг-факторе и высоких искажениях.

Выжимать мощность всегда есть смысл. Усилитель ведь никогда не работает на максимальной мощности. Максимальная мощность нужна для динамики. чтобы как брякнуть в барабан, так чтоб уши заложило!!! А большую часть времени усилитель используется дай Бог чтобы на треть от максимальной мощности, а то и на одну десятую, соответственно искажения будут малы. А для гитарного усилителя искажения вообще вещь относительная, делают же приставки "фуз" и "дисторшн".
Малый демпфинг-фактор вообще может быть хорошим явлением - он басы подчеркнет на частоте резонанса головки!!!
В мире аудио многие вещи далеко не очевидны.
Да, вот такой вот я спорщик. Вы уж меня простите!

цитата:

Измерив выходное сопротивление, мы видим, где находимся.

Как измерить выходное сопротивление??? Мне, кстати, тоже не понятно как на практике простым способом измерить выходное сопротивление.

 Отправлено: 28.11.09 00:23. Заголовок: фух. а теперь совсем..

фух. а теперь совсем дурацкий вопрос: как рассчитать резистор автосмещения? нужно величину напряжения смещения разделить на ток рабочей точки?

 Отправлено: 28.11.09 00:32. Заголовок: Выходное сопротивлен..

Evil73 Выходное сопротивление понимается как просадка под нагрузкой по отношению к напряжению без оной.
Считаем так: напряжение холостого хода на выходе унч делим на напряжение с резистором нагрузки, потом отнять один и умножить на сопротивление нагрузки.

Несип Резистор автосмещения считается, как вы правильно понимаете, напряжение смещения делим на ток в рабочей точке.

 Отправлено: 28.11.09 01:02. Заголовок: ну раз тема пошла.....

ну раз тема пошла...
рискну задать еще пару вопросов:

1) имеется Ш-железяка неизвестной маркировки, площадь сечения центрального керна около 27-28 кв.см, и имеется каркас с намотанной многослойной обмоткой в 1100 витков проводом 0.41, активное сопротивление 40 Ом - слишком много для 6с33с, стоит ли отматывать до 800-900 витков, или можно оставить и так?

2) какое нужно тогда питающее напряжение выбирать, исходя из нагрузочной характеристики? Я так понимаю, что оно будет складываться из напряжения на лампе и напряжения падения при постоянном токе рабочей точки? Нужно ли в этом случае учитывать еще и напряжение падения на резисторе смещения? и падение на трансформаторе?

 Отправлено: 28.11.09 01:44. Заголовок: Несип пишет: а тепе..

Несип пишет:

цитата:

а теперь совсем дурацкий вопрос - как рассчитать резистор автосмещения? нужно величину напряжения смещения разделить на ток рабочей точки?

из закона ома I=U/R получаем R=U/I, то есть вы совершенно правы. В данном случае на резисторе автосмещения должно быть 87,5 волльт, 87,5/0,24= 364,6 Ом.

цитата:

40 Ом - слишком много для 6с33с, стоит ли отматывать до 800-900 витков, или можно оставить и так?

Ничего и не много! Меньше 10% от сопротивления нагрузки.

цитата:

какое нужно тогда питающее напряжение выбирать, исходя и нагрузочной характеристики? я так понимаю, что оно будет складываться из напряжения на лампе и напряжения падения при постоянном токе рабочей точки? Нужно ли в этом случае учитывать еще и напряжение падения на резисторе смещения? и падение на трансформаторе?

Все напряжения надо суммировать:
1. На резисторе автосмещения 87,5 В
2. На лампе напряжение катод-анод 250 В
3. На трансформаторе 40 Ом*0,24А = 9,6 В

Т.е. ваш блок питания должен выдавать 347 В при токе 0,24 А (ну или сколько там всего ваш усилок потреблять будет).

 Отправлено: 28.11.09 02:25. Заголовок: а вот еще непонятка ..

а вот еще непонятка возникла.

если имеем вот такую вашу рабочую точку, то получается, что амплитуды напряжения и тока будут в разных полуволнах разными - это на что влияет, и в какой степени?

 Отправлено: 28.11.09 02:38. Заголовок: Известный метод холо..

Бокарёв Александр
Известный метод холостого хода и короткого замыкания здесь не работает. Метод половинного напряжения - тоже. Работает метод двух нагрузок.
Первое. Есть ли у Вас мультиметр с диапазоном 200 мВ переменки? Есть. Тогда дальше. Пусть Вы хотите работать на АС 4 Ом. Тогда у Вас д.б. две нагрузки: 3 Ом и 5 Ом. Будут два уравнения. Неизвесных тоже две. Е и Ri. Система уравнений решаема. Определяем, на какой мощности Ri нужен. Выставели входное напряжение. Измерения проводим на 400 Гц. Включили 3 Ом, посмотрели напряжение. Будет V1. Включили 5 Ом. Будет V2. Мне уравнения чертить?
С уважением, СП.

 Отправлено: 28.11.09 02:54. Заголовок: Несип пишет: если в..

Несип пишет:

цитата:

если имеем вот такую вашу рабочую точку, то получается, что амплитуды напряжения и тока будут в разных полуволнах разными - это на что влияет и в какой степени?

Какую бы рабочую точку вы ни взяли, амплиитуда верхней полуволны всегда будет больше, а нижней полуволны - меньше. Это есть нелинейные искажения. Они присущи любому усилительному каскаду
Грубо говоря эти искажения просто данность и ни на что особо не влияют. В любом усилителе нелинейные искажения 10% при максимальной мощности. В усилителе класса А эти искажения будут уменьшаться и уменьшаться по мере уменьшения сигнала.

Кстати по имеющимся характеристикам в данном режиме оценить искажения нельзя. Требуются кривые для напряжений сетки -175 В.

Ради интереса советую вам попроводить нагрузочных прямых с различными сопротивлениями нагрузки и так, что бы они укладывались в диапазон напряжения сетки 0...-150 В.

Еще одна "зарядка для мозгов". Для значений напряжений на сетке 0, 15, 30 итд до 150 В выписать значения напряжений на аноде 56, .... до 350 В. Затем апроксимировать зависимость Ua=f(Ug) функцией A+B*Ug+C*Ug² + D*Ug³. Коэффициенты можно подбирать в Excell. Когда найдете коэффициенты возьмите первую производную - получите коэффициент усиления. Возьмите вторую производную - получите величину нелинейности лампы для данной нагрузки.

 Отправлено: 28.11.09 05:37. Заголовок: У меня другой подход..

У меня другой подход, эмпирически-метрологический. Собираю каскад по наитию и выруливаю его под контролем спектроанализатора, выжимая всё что он может. Потом меряю и зарисовываю режимы .

 Отправлено: 28.11.09 12:24. Заголовок: ну, по наитию я и бе..

ну, по наитию я и без спектроанализа настрою. Но дело в том, что надоели пляски с бубном - хочется знать, что делаешь.

spillarionov, я ваше сообщение не понял. Что является E и Ri (внутреннее сопротивление лампы?)? И откуда берутся 3 и 5 ом для 4-омного динамика?
Evil73 попробую, как вы сказали.

 Отправлено: 28.11.09 19:03. Заголовок: Режим 6С33С

Лампа 6С33С звучит в диапазоне 140в - 160в на аноде. Анодный ток 300ма - 350 мА.
Смещение - обычное, фиксированное.
Минимальное сопротивление нагрузки (зависит от тока и напряжения)
(400-330 Ом) - (480-400ом).
При Uа=150в, Iа=300ма, Rа=400ом, Рвых = 10вт.
Сопротивление утечки сетки - поменьше.

 Отправлено: 28.11.09 22:14. Заголовок: Нудно и тупо спрашив..

Несип, нудно и тупо спрашиваю опять: выходное сопротивление такого каскада - скока ом ?
Что по расчётам вышло? А потом ясно станет, куда режим двигать нужно.

 Отправлено: 28.11.09 23:37. Заголовок: 123 пишет: Лампа зв..

123 пишет:

цитата:

Лампа звучит в диапазоне 140в - 160в. Анодный ток 300ма - 350ма.

Мне именно такие режимы 6С33Снравятся, их раскачивать проще, трансформатора мотать меньше. Но человека максимальная мощность интересует, вот я ему и присоветовал по максимуму напряжение выбрать.
А звук в любом случае будет ламповый, хороший, что при 150 В на аноде, что при 250 В. У самого был макет, слушал при напряжениях 200-220 В на аноде. Понравилось.

 Отправлено: 29.11.09 00:25. Заголовок: Разница в звуке при ..

Разница в звуке при 150 и при 250 в будет огромная.
250 В с малым током, высоким смещением и высоким сопротивлением нагрузки даст при той же мощности хороший демпинг, малые искажения , ясный плотный бас.
150 вольт: анодное низкое, размах полезного сигнала- пшик, выходное сопротивление единицы ом, искажения выше крыши, лампа так же раскалилась, а толку?
А если вы имеете в виду, что применён один и тот же транс,но просто открыли-закрыли лампу разным смещением- то это вообще разговор ни о чём.

 Отправлено: 29.11.09 00:51. Заголовок: Несип пишет: spilla..

Несип пишет:

цитата:

spillarionov - я ваше сообщение не понял. Что является E и Ri(внутреннее сопротивление лампы?)? И откуда берутся 3 и 5 ом для 4-омного динамика?

Для измерения выходного сопротивления берется не динамик, а резисторы известного сопротивления. Один - сопротивлением немного меньше номинальной нагрузки, другой - немного больше. В данном случае СП рекомендует 3 и 5 Ом для нагрузки 4 Ом, я использую 4 и 6 Ом (просто на моём эквиваленте это проще набрать).

Далее - выбирается выходная мощность, при которой измеряется выходное сопротивление (я измеряю на 1 Вт и на 0,7 максимальной).
Затем - выбирается частота, на которой измеряется выходное сопротивление; по ГОСТу - 1000 Гц, можно и 400 - центральная частота музыки (очень условно!). я, кроме этого, измеряю в диапазоне от 200 Гц вниз сколько получается - очень интересная картинка получается!

Итак, резисторы с тумблером для переключения (кстати, советую один резистор - бОльший иметь всегда подключенным, а подключать шунтирующий для получения мЕньшего сопротивления - в этом случае усилитель не остается без нагрузки. Милливольтметр и генератор имеются.

Теперь - подаем входное напряжение, выставляем выходное, соответствующее выбранной мощности, на одном резисторе, измеряем и называем это U1 (на R1).
Не изменяя входного напряжения, переключаем резистор и измеряем U2 (на R2).
Вычисляем выходное сопротивление:
Rвых=(U1-U2)/((U1/R1)-(U2/R2)).
На знак полученного значения не обращайте внимания - выходное сопротивление в схемах без обратных связей положительно.

 Отправлено: 29.11.09 02:42. Заголовок: ой, мне кажется, у м..

ой, мне кажется, у меня мой анодник не потянет 6с33с. Вот вы мне сказали, напряжение питания = 347в. у меня в холостую он выдает 333 вольта. Что лучше сделать - оставить так, пожертвовав мощностью немного, или отмотать первички витков 20-30 (3.14 витков/вольт)?

 Отправлено: 29.11.09 03:29. Заголовок: Несип пишет: ой, мн..

Несип пишет:

цитата:

ой, мне кажется, у меня мой анодник не потянет 6с33с. Вот вы мне сказали, напряжение питания = 347в. у меня в холостую он выдает 333 вольта. Что лучше сделать - оставить так, пожертвовав мощностью немного, или отмотать первички витков 20-30 (3.14 витков/вольт)?

Ни в коем случае не отматывать от первички!!! Только доматывать, если понадобится.

У вас 333 вольта переменки??? Тогда после выпрямления можно получить теоретически до 470 В!!! Сколько реально будет - сложно сказать. Нужно знать сопротивление фазы. Диоды или кенотроны вы будете применять. Возможно понадобится узнать индуктивность рассеяния трансформатора. Но, думаю 347 В получить реально.

Если же у вас уже есть готовый блок питания, который выдает 333 вольта, тогда придется выбирать режим 6С33С исходя из блока питания.

А анодник свой лучше проверьте на возможность выдать 240 мА. Не всякий анодник может!!! А если будете делать стерео? то нужно 480 мА. А еще хорошо бы с запасом!

 Отправлено: 29.11.09 03:32. Заголовок: не, будет моно. вот..

не, будет моно.
вот я совсем себя ничтожеством чувствую - не знаю, как проверить ток =(. есть 50вт резистор с движком 400ом. попробую им проверить.

 Отправлено: 29.11.09 03:36. Заголовок: Бокарёв Александр пи..

Бокарёв Александр пишет:

цитата:

150 вольт: анодное низкое, размах полезного сигнала- пшик, выходное сопротивление единицы ом, искажения выше крыши, лампа так же раскалилась, а толку?

Я вижу минус только в большем выходном сопротивлении. Но с другой стороны, разве это минус? Будут подчеркнуты частоты резонанса динамиков - т.е. будут более громкие басы, многим понравится.

Я не издеваюсь, просто хочу сказать что во всем есть плюсы и минусы. И 6С33С имеет свои плюсы при низких анодных - она может работать там, где другие лампы сдохнут.

Вообще, в самом начале я хотел ответить "Выбирайте рабочую точку какую хотите, верх напряжения ограничен 250 В, низ напряжения ограничен -0,5 В на сетке. максимальный ток огнаничен максимальной рассеиваемой мощностью". Но потом я решиль что это будет слишком филсовский ответ. А человеку нужна конкретика. Вот я и решил исходить из критерия максимальной мощности. Но есть критерии по которым лучше выбирать рабочую точку в 180, 160 и даже на 140 вольтах.

Несип пишет:

цитата:

вот я совсем себя ничтожеством чувствую - не знаю, как проверить ток =(. есть 50вт резистор с движком 400ом. попробую им проверить.

А паспортных данных у вас нет?
Пока не проверяйте дождитесь, что скажут опытные практики. Не сожгите трансформатор!!! Я что-то и не соображу как максимально допустимый ток определить самостоятельно
Про свой анодник я знаю что он на 0,4 А расчитан - ТА-287.