Отправлено: 19.06.16 18:06. Заголовок: Анодный резистор драйверной лампы

Как правильно вычислить величину анодного резистора как триода, так и пентода?
Встречаются мнения от 1 до 10* Ri, а также не более 5*Ri
Хотелось бы узнать поконкретней о всех нюансах.

 Отправлено: 20.06.16 00:53. Заголовок: toserj Здравствуйт..

to serj

Здравствуйте, Сергей!
Когда-то Вы успешно повторили усилитель по схеме А.И. Манакова:
http://hiend.borda.ru/?1-0-40-00000381-000-0-0-1406664016
Я частенько даю новичкам ссылку на Вашу тему, особенно акцентирую при этом, как надо указывать на схеме все необходимые для повторения замеры.

Правильно ли я понимаю, что сейчас Вы имеете желание освоить вопросы ПРОЕКТИРОВАНИЯ ламповых схем?

 Отправлено: 20.06.16 02:29. Заголовок: Возьмём к примеру за..

Приветствую Вас, Леонид!
Вы правы. Неплохо было бы освоить.
Просто интересно. Не хочется тупо повторять схемы, не понимая элементарных вещей.

Возьмём к примеру недавно обсуждавшуюся здесь 6н3п:
максимальное анодное по справочнику 300 вольт, а макс. тока в справочнике нет. Что дальше?

 Отправлено: 20.06.16 03:25. Заголовок: serj пишет: макс. т..

serj пишет:

цитата:

макс. тока в справочнике нет

Кацнельсон, Справочник, 1968, с. 204:
Максимальный ток катода 6Н3П - действительно в этом справочнике не указан, но есть сверхофициальный - МЭП СССР, май 1968 - 18
6Н3П-Е - 12мА
6Н3П-И - 18мА
6Н3П-ДР - 20 мА (МЭП, апрель 1970).

Но, serj, неужели 6Н3П в только что зарубленной ветке от B-Aleko не была рассмотрена досконально?!

 Отправлено: 20.06.16 03:47. Заголовок: А может начнём с нач..

А может, начнём с начала?
Вот ранее обсуждавшийся в другой теме график.
Почему взяты именно такие напряжение и ток?

 Отправлено: 20.06.16 11:43. Заголовок: На этом графике отра..

На этом графике отражена следующая ситуация:

Напряжение питания было задано: Еа=280 вольт. Ну, нету у нас другого источника питания! :).
Выбрано (для прикидки) сопротивление в аноде Ra=24 кОм.
Из этих двух условий проведена нагрузочная прямая, которая упёрлась в ось токов на отметке
ia=280/24=11,7 мА.

Ставим на пересечении нагрузочной прямой и кривой ВАХ Uc=-2В рабочую точку (точку покоя) РТ т.е., задаём напряжение смещения на сетке -2В, и напряжение на аноде лампы 125 В при токе покоя 6,5 мА.

Предположим, входной сигнал (переменное напряжение) будет иметь амплитуду 1 вольт вправо и влево от РТ, тогда амплитуда напряжения на аноде Ua (полезный сигнал) будет иметь амплитуду:
153-125= 28 В - для правой полуволны
125-95=30 В - для левой полуволны.
Такая разница свидетельствует о наличии в выходном сигнале 2-ой гармоники.
Вычисляем усреднённое значение амплитуды вых. сигнала:
(28+30)/2=29 В.
Определяем коэффициент усиления такого каскада:
Ку=29/1=29.

А теперь смотрим, хватит ли для раскачки выходного каскада такого Ку.
Если не хватает, можно немного увеличить величину Ra, и повторить всё построение заново. Если и при этом не получим нужного Ку, то придётся выбирать другую лампу.

 Отправлено: 20.06.16 12:51. Заголовок: Пермяк пишет: Напря..

Пермяк пишет:

цитата:

Напряжение питания задано: Еа=280 вольт. Ну, нету у нас другого источника питания! :). Выбрано (для прикидки) сопротивление в аноде Ra=24 кОм.

Предположим, что у нас есть возможность сделать любое напряжение анодного питания.
Тогда какое максимальное Ua можно выбирать?
Почему Ra=24 ком, почему не 10 или 100 ?
Какая закономерность?

 Отправлено: 20.06.16 13:25. Заголовок: serj пишет: Предполо..

serj пишет:

цитата:

Предположим, что у нас есть возможность сделать любое напряжение.

Вот смотрите на приведённый выше рисунок.
На аноде относительно катода в режиме покоя - всего 125 вольт. При амплитуде 29 вольт при работе каскада напряжение анод-катод составит 125+29=154 В. А допустимое по паспорту - 300 В!
Следовательно, имеем возможность применить источник питания с гораздо большим напряжением.

Здесь может быть только одно сомнение: в момент включения усилителя с непрогретой лампой, напряжение на её аноде будет равно полному напряжению источника. Это ещё один аргумент в пользу предварительного прогрева ламп перед подачей анодного.

цитата:

Почему Ra=24 ком, почему не 10 или 100 ?

Общая для триодов закономерность: Чем больше Ra, тем меньше 2-я гармоника, и больше Ку. Но желательно, чтобы РТ находилась поближе к кривой максимально допустимой мощности Pa.max.
Эти требования несколько противоречат друг другу, поэтому приходится искать компромисс.
Попробуйте проделать несколько разных построений, при разных Ra, тогда будет понятнее.

 Отправлено: 20.06.16 14:35. Заголовок: to serj Я делал ког..

to serj Я делал когда-то корректор по мотивам Макарова, 6н3п-Е во втором каскаде, ток 10мА, Ra=15кОм, работала оч. неплохо.
PS: давно завязал с 6н3п, в спектре много гармоник...

 Отправлено: 20.06.16 17:18. Заголовок: serj, уточнение к зн..

serj, уточнение к значению тока катода - в справочных данных на лампу приводится среднее значение максимального тока катода, т. е. амплитудное значение в течение периода сигнала может его превышать в два раза (естественно, рассматриваем случай периодического сигнала. В импульсе превышение может быть существенно больше, зависит от скважности, у 6Н3П-И до 600 мА в 2 мкс при периоде 20 мс).
Следовательно, даже если при построении амплитуда тока выйдет за пределы максимальной рассеиваемой мощности, надо просчитать среднее значение тока и мощности - они должны остаться в разрешенных пределах.

 Отправлено: 20.06.16 23:32. Заголовок: Ребята, прекратите з..

Построил для пробы такую нагрузочную прямую, в порядке тренировки.



Предположим, что амплитуда на входе не будет превышать 1 вольт.
Еa=200 в, Ra=16,7 кОм, ia=12 ма.
Напряжение анод катод = 88+26,5=114,5 в.

26,5 получили из 115-88=27
88-62=26
(26+27)/2=26,5

И вот такой вариант:



Еa=400 в, Ra=33,3 ком, ia=12 ма.
Напряжение анод-катод = 134+31,5=165,5 вольт.

 Отправлено: 21.06.16 00:26. Заголовок: serj пишет: Ua=200 ..

serj пишет:

цитата:

Еa=200 в, Ra=16,7 ма, ia=12 ма. Напряжение анод катод = 88+26,5=114,5 в.

Но в данном случае Ea будет меньше на 3 В засчёт падения напряжения на катодном резисторе автосмещения, при этом отрицательная полуволна окажется Ua.max = 113 В, а положительная Ua.min = 62.
88-62=26, а 113-88=25. Все пока приблизительно, так как график не паспортный.

 Отправлено: 21.06.16 01:08. Заголовок: http://f6.s.qip.ru/~..

300/12=25 ком
300/8=37,5 ком


400/12=33,3 ком
400/8=50 ком
Выходит особенно и не разбежишся с величиной Ra.

 Отправлено: 21.06.16 01:17. Заголовок: Да, с этим графиком ..

Да, с этим графиком как то все зажато. Вот на паспортном,
выбор точек более оптимален, но Ra не велик, но по подсчетам больше чем на самодельном.

 Отправлено: 21.06.16 01:30. Заголовок: B_Aleko , мне сейчас..

B_Aleko , мне сейчас непринципиальна точность исходных графиков ВАХ.
Я просто учусь.
А со мной, я думаю, и многие другие, которые просто стесняются спросить.
Сейчас попробую Ваш график.

 Отправлено: 21.06.16 01:58. Заголовок: B_Aleko пишет: Но у..

serj
Cопротивление анодной нагрузки в линейной области ВАХ выбирается исходя из требуемого коэффициента усиления или требуемого выходного сопротивления (если хватает напряжения питания источника, мощности рассеяния на аноде, тока анода) и может быть любым при соблюдении ограничений в скобках без искажений выходного сигнала.
В нелинейной области ВАХ статическое сопротивление лампы можно еще притянуть как минимум анодной нагрузки, меньше которой не стОит ставить во избежание искажений большого выходного сигнала.

 Отправлено: 21.06.16 02:36. Заголовок: http://f1.s.qip.ru/~..

Напряжение источника питания выбираю 210 в, Ra = 20 ком, ia= 10 ма.
Напр. в рабочей точке получается 88 в
Амплитуда на аноде при входном 1 в = 26 вольт - и положительная, и отрицательная полуволна.
Значит, искажений должно быть минимум.
88+26=114 в на аноде, что меньше 300 максимальных.(разрешено)

Никаких открытий, просто изучение.
Поправьте, что не так.

 Отправлено: 21.06.16 02:59. Заголовок: Мой расчет: Uo=88 I..

Мой расчет:

Uo=88
Io=0.006
Imax=0.007
Imin=0.0045
Umax=114
Umin=62
ΔUa=52
ΔIa=0.0025

Ra=ΔUa / ΔIa=20800
Ro=Uo / Io=14666
Ea=(Ro + Ra) x Io=212V
Всё.
Думаю, что так поточнее.

Если бы совсем точно считать, под лупой до величин миллиметра, то выходит:
Io=0.00575
Ro=15305
Ea=208

Такое расхождение в +-2В, думаю не критично. Это при учете неидеальности графика.

 Отправлено: 21.06.16 09:42. Заголовок: serj, считаю, что да..

serj, считаю, что данный (начальный!) этап построения и определения основных параметров Вы освоили. Только почему-то во всех случаях не посчитали Ку каскада, хотя умеете это.
Можно идти дальше, например, учесть, что параллельно Ra в схеме усилителя будет подключено сопротивление утечки сетки (гридлик) выходной лампы, и изменение в этом случае Ку и амплитуды полуволн вых. сигнала драйвера.
Думаю, что коллеги подскажут изменение графика для этого случая, если нет, то придётся мне :) при наличии свободного времени.

B_Aleko Ваш последний расчёт, в принципе, имеет право на жизнь. Только он несколько сложнее "моего". Вы пишете:

цитата:

Ra=ΔUa / ΔIa=20800 Ro=Uo / Io=14666 Ea=(Ro + Ra) x Io=212V Думаю, что так поточнее.

Этот расчёт отличается от "моего" только тем, что Вы считаете Ra из ОТРЕЗКА нагрузочной прямой. А я предлагаю считать по всей прямой:

Ra=210/0,01=21000 Ом

Ранее я Вам показывал, что вся прямая и её отрезок отображают на графиеке ОДНО И ТО ЖЕ сопротивление, но Вы этого решили не понимать.
И сейчас наши Ra (20,8 кОм и 21,0 кОм) получились практически одинаковыми, но при графических построениях численное значение тем точнее, чем длиннее выбранные отрезки прямых и проекции этих отрезков на оси графика. Понятно ли хотя бы это?

 Отправлено: 21.06.16 13:37. Заголовок: Хорошо. Не спорю, чт..

Хорошо. Не спорю, что вычисления практически (+-) одинаковы. ..."Ra=210/0,01=21000 Ом"... - все зависит от того, где будет выставлена Рабочая точка.
Но, "...при графических построениях..." - в этом то и разница. Считать графически или математически.

Просто что меня удивляет, это имея внутреннее сопротивление по постоянному току, и вдруг не используя его по назначению? Представьте кран (лампа), он по воздуху перемещает некий контейнер (амплитуда сигнала). А ведь что бы этот процесс проходил в нормальном состоянии, у крана должна быть ПОСТОЯННАЯ основа, опора (рабочая точка режима лампы).

По поводу: "...Вы считаете Ra из ОТРЕЗКА нагрузочной прямой...", иначе как? Нам не нужна величина Imax=10mA. До такого значения никогда не повысится ток. Здесь задаются жесткие рамки пределов конечных точек.

Резистор сетки следующего каскада несомненно влияет на выходной драйвер, но только по переменной составляющей, и в незначительных пределах. По постоянным значениям влияние практически отсутствует из-за разделительного конденсатора, так как он имеет сопротивление по переменному напряжению, а по постоянке - нет. И не окажет влияние на жестко установленный Рабочий режим.

Интересная точка у этой лампы. При правильно подобранных элементах, при максимальном уровне в 1В, искажения по 2 гармонике не превышают 0,44%

 Отправлено: 21.06.16 15:07. Заголовок: Пермяк, спасибо за р..

Оффтоп: Пермяк, спасибо за редактирование моего поста, Вы абсолютно правы, и я постараюсь придерживаться разделения и в дальнейшем.

B_Aleko, построение по графикам, построенным по усреднению измерений при разработке и производстве, искаженных при калькировании и типографской обработке, не стОит работы с лупой до долей миллиметра.
Если уже есть хоть какой-то источник питания, постройте ВАХ любого попавшегося в руки триода, а если его не жалко, то вплоть до двойной мощности рассеяния на аноде - Вы увидите очень интересные вещи, начиная с того, что многие лампы гораздо более линейны, чем в официальных справочниках нарисовано.

Т. к. у нас стоит задача усиления сигнала не в отдельно взятом каскаде, а с учетом его нагрузки, о чем уже сказал Пермяк, то следует учитывать не только активное сопротивление нагрузки, но и ее емкость. Для заряда/разряда этой емкости требуется ток, поэтому желательно подумать и о нем. На следующем этапе освоения схемы из трех деталей (лампа, анодный и сеточный резисторы. Смещение фиксированное, как было в самом начале, век назад).

 Отправлено: 21.06.16 16:05. Заголовок: ALSS пишет: искаже..

ALSS пишет:

цитата:

искаженных при калькировании и типографской обработке

Вот здесь согласен, что графики не идеальны. А график нужен поскольку-постольку, только определиться с РТ и Возможным усилением. Всё.
Я начинаю считать математически от точки РТ, + Ку (дельта U), и + единственной точки тока максимального (или минимального). Этого достаточно, что бы задать жесткий режим по постоянному току.
При емкостной нагрузке активное сопротивление конденсатора + Rc, какой там ток для переменного? Только начал изучать эти параметры. Поправьте меня, если не правильно. На частоте в 20 Гц емкость в 1 мкф =8к. Uo/(8к+Rc)=I. Rc=300к.

 Отправлено: 21.06.16 18:32. Заголовок: Коллеги, по вопросу ..

Коллеги, по вопросу стыковки драйвера с учётом входной ёмкости вых.каскада есть отдельная тема, там всё выложено:

http://hiend.borda.ru/?1-13-20-00000070-000-0-0-1394257752

А здесь ещё не рассмотрены вопросы, поставленные в топе, например - расчёт драйвера на пентоде.
Настоятельно прошу не оффтопить в теме!

 Отправлено: 22.06.16 00:23. Заголовок: B_Aleko пишет: я та..

Тогда, прошу коллеги, о влиянии Rc и переходного конденсатора.
О величине сего конденсатора по моему ясно, чем больше (относительно) тем лучше для НЧ.

 Отправлено: 22.06.16 01:51. Заголовок: А вот как ни странно..

А вот мне тоже интересно.
Вроде так: чем больше емкость, тем ниже срез. Да, и в итоге киловатный выходной транс.

 Отправлено: 22.06.16 09:45. Заголовок: О ёмкости разделител..

О ёмкости разделительного конденсатора тоже есть тема на нашем форуме:

http://hiend.borda.ru/?1-13-0-00000093-000-0-0-1453553729

serj пишет:

цитата:

прошу, коллеги, о влиянии Rc

Rc выходного каскада обычно значительно больше, чем Ra драйвера, но для примера возьмём его величину, скажем, 47 кОм, и оценим его влияние в рассмотренном ранее случае драйвера на 6н23п.



По току сигнала Ra и Rc соединены между собой параллельно, поэтому лампа "увидит" такую величину нагрузки:

R_~=(Ra*Rc)/(Ra+Rc)=21*47/(21+47)=14,5 кОм.

Вычислим значение тока в точке I':
I'= Uo/R_~+Io = 88/14,5 + 6 = 12 мА.
Из точки I'=12 мА проведём прямую через точку РТ.
Получили нагрузочную прямую для переменного тока.

Из графика видно, что немного уменьшился размах анодного напряжения. Незначительно, но таки уменьшился.

Так как мы задались заведомо малым сопротивлением Rc, то можно сделать вывод, что Rc желательно иметь большим по сопротивлению, чем Ra, хотя бы раз в 5, тогда его влияние не скажется на работе драйвера.
Если же по каким-либо причинам они близки по величине (например, недавно видел схему, где Rс вых. лампы было 33 кОм), тогда следует провести построение по приведённой метОде.

 Отправлено: 23.06.16 02:33. Заголовок: http://f3.s.qip.ru/~..

Спасибо, понял.
Пора перейти к пентоду. Хотел выложить ВАХ 6ж4, но ничего приличного не нашёл.

 Отправлено: 24.06.16 02:03. Заголовок: http://f4.s.qip.ru/~..

Спасибо, понял.
Пора перейти к пентоду.
Имеет ли право на жизнь такая нагрузочная прямая?

 Отправлено: 24.06.16 12:45. Заголовок: Сергей, всё нормальн..

Сергей, всё нормально. Право на жизнь такое построение имеет. И рассчитанный режим - тоже. Добавлю только, что при построении нужно также учитывать наличие сопротивления Rc у выходного каскада, как я показал выше в #4136.

Есть один нюанс: у пентода есть экранная сетка, а от неё тоже много зависит.
На семействе ВАХ указано, что такой вид они имеют при напряжении экр.сетки E_c2=150 В. При других значениях этого напряжения всё семейство будет выглядеть иначе.
Чтобы получить нужные 150 В, между экр.сеткой и источником питания ставят гасящий резистор Rэ.
Чтобы определить величину этого резистора, необходимо знать ток через него.
Для этого на семействе ВАХ есть пунктирные линии, показывающие ток экранной сетки в зависимости от напряжения анода и напряжения смещения U_c1.
Вы задали смещение -1,5 В, а для такого напряжения линии нет, есть только для 0, -1, и -3 В.

Можно воспользоваться вспомогательным графиком из даташита зарубежного аналога нашей 6Ж4 - 6AС7.



Из графика видно, что при напряжении на первой сетке -1,5 В и напряжении на экр.сетке 150 В, ток через неё будет равен Iэ=3,7 мА.

Вычисляем сопротивление:
Rэ=(Еа-Uc2)/Iэ=(320-150)/3,7= 46 кОм.

Насколько данные 6АС7 отличаются от от той лампочки, что у Вас в тумбочке, неизвестно. Но в любом случае этот резистор в процессе настройки придётся подбирать, и его изменения потянут за собой и изменения напряжений на других электродах лампы. Такова жизнь пентода :).

 Отправлено: 25.06.16 23:44. Заголовок: Леонид, вот прикинул..

Леонид, вот прикинул заведомо низкое Rc = 50 ком.
Результат естественно тот же. что и выше с триодом.

R_~=8,2 ком
I'=36 ма.

А вот при Rc= 300 ком

Изменения пренебрежительно малы.
R_~=9,5 ком
I'=33 ма.

 Отправлено: 26.06.16 02:44. Заголовок: Предложу свою картин..

Пермяк пишет:

цитата:

задали смещение -1,5 В, а для такого напряжения линии нет, есть только для 0, -1, и -3 В.

Предложу свою картинку более точную, с напряжением на второй сетке 150в, и на которой есть кривая тока второй сетки при Uc1=-1,5 В.

 Отправлено: 26.06.16 03:25. Заголовок: Charm , по Вашей кар..

Charm , по Вашей картинке (если я правильно посчитал) Icэ=3,6 ма

 Отправлено: 26.06.16 09:05. Заголовок: Пожалуй, по графику ..

Пожалуй, по графику от Charm, даже 3,9 мА (смотрим при Ua=180 В).



Имею в виду не какую-то там особую точность, а само нахождение точки на графике.

 Отправлено: 26.06.16 12:22. Заголовок: Вот я балбес, посмот..

Ошибся, посмотрел при Ua=320 в. :(

 Отправлено: 26.06.16 23:12. Заголовок: Контрольная работа п..

Контрольная работа по 6н8с (одна половинка).



Напряжение источника питания = 300 в, Iа = 12 ма. Ra = 25 ком.
При входных 2 вольта, амплитуда на аноде 176 вольт. Никак не превышает 330 максимальные.
Амплитуда в обе стороны одинаковая по 30 вольт, что говорит о низком Кг.
Коэф. усиления 30/2=15



Предположим, что Rc следующего каскада равно 200 ком.
Ia поднимется до 12,8 ма, а амплитуда на выходе изменится незначительно.

 Отправлено: 27.06.16 00:30. Заголовок: Сергей, ну право сло..

Сергей, ну право слово, Вы ведь уже такую "контрольную работу" выполнили ранее в этой теме

Вам - зачёт.

Маленькие пожелания:
1. Вот Вы пишете:

цитата:

Ia поднимется до 12,8 ма

Ранее эту точку мы с Вами обозначали I'. Сути это не меняет, но хорошо бы как-то единообразно обозначать точки в пределах одной темы. Хотя, конечно, не обязательно...

2. Не надо выкладывать такие графики полной страницей из даташита. Много белого поля почти без информации. А наш хостинг сжимает рисунки до размера 1024х768, и картинка становится сильно сжатой, мутноватой, некрасивой :)
Обрежьте сначала всё лишнее, и тогда загружайте.

 Отправлено: 27.06.16 00:39. Заголовок: Замечания приняты. Т..

Замечания приняты.
Теперь надо обсудить катодный резистор.
Или там всего одна формула и особенно нечего обсуждать?
Rк=Uc/Iо=4/6,2=645 ом
Это для контрольной работы на 6н8с.

 Отправлено: 27.06.16 05:24. Заголовок: Именно так. Rк для т..

Именно так и вычисляем Rк для триода.
Для пентода:
Rк=Uc/(Iа.о+Iэ.о)
где Iа.о и Iэ.о - токи анода и экр. сетки в рабочей точке (при отсутствии входного сигнала).

 Отправлено: 27.06.16 12:23. Заголовок: Спасибо Леонид за по..

Спасибо Леонид за помощь, за доходчивые ответы.

 Отправлено: 03.10.16 02:33. Заголовок: Ещё раз о "микрокапе"

Братья по разуму, никак 21-й век на дворе, и компьютеры - под руками! :)
Есть же программы, Микрокап, например. Замечательно моделируют триод (в силу хороших свойств его комповой модели) и чуть хуже - пентод.
Чесслово, проверено практикой: гораздо быстрее промоделировать двухкаскадный ламповый усилитель в Микрокапе, чем с линейкой полировать ВАХи. Последнее необходимо для общего понимания.

 Отправлено: 03.10.16 02:59. Заголовок: aluma пишет: Чессло..

aluma пишет:

цитата:

Чесслово, проверено практикой: быстрее гораздо промоделировать двухкаскадный ламповый усилитель в Микрокапе, чем с линейкой полировать ВАХи

На каких математических расчетах и теоретических выкладках построен алгоритм работы программы? Абсолютно нет уверенности в достоверности данной (или других) программы.
Любое значение приведет к предсказуемым последствиям (относительно существующей теории).

 Отправлено: 03.10.16 10:35. Заголовок: RedStar пишет: Абс..

RedStar пишет:

цитата:

Абсолютно нет уверенности в достоверности данной (или других) программы.

Дело хозяйское, вопросы веры - по другой епархии, и не подлежат обсуждению, так думаю.
Но, например, есть небольшая прога TubeCurve (написанная нашим коллегою), которая тупо измеряет отрезки линий на ВАХ и сразу выдает результат.

 Отправлено: 03.10.16 15:06. Заголовок: RedStar пишет: На к..

RedStar пишет:

цитата:

На каких математических расчетах и теоретических выкладках построен алгоритм работы программы? Абсолютно нет уверенности в достоверности данной (или других) программы. Любое значение приведет к предсказуемым последствиям (относительно существующей теории).

нормальный спектроанализатор может подтвердить или опровергнуть на практике (в собранном усилителе или макете) методы моделирования.

Если у вас нет уверенности в достоверности данной (или других) программ - это ваши проблемы, вопрос веры (доверия) и не более того. Если вы не верите, то это тоже вера, только отрицательная (верю, что это ложно). Поэтому коллега aluma и пишет: "вопросы веры - по другой епархии, и не подлежат обсуждению". Верьте во что хочется