Tube Line stage

Tube Line stage

PostPostao/la harkonen » 15 lip 2011, 10:55

Also, možda uz buffere, jedna od ulaznica u svijet DIY lampaških uređaja sa vrlo izglednim
šansama da preživite, a rezultat bude uspješan, gdje se lako čuje kakvu ste kvalitetu materijala
upotrijebili i gdje do mile volje možete eksperimetirati jest izrada malog line stage-a velikog zvuka.

Što je zadatak ? Napraviti jedno ili višestupanjski cijevni preamp koji treba:
- pojačati signal 10-tak puta
- ima što manji izlazni otpor
- ima što širu frekventnu karakteristiku (pritom bez globalne NPV, lokalna može)
- ima što manji input bruma i šuma u signal
- ima što manja harmonska izobličenja
- bude što povoljniji, dakle što bolji odnos cijena/kvaliteta

Sa prilično širokim spektrom lampi kandidata (pritom pogotovo mislim na cijevi koje se baš ne pojavljuju u svakom
uređaju i već svima idu na uši), sa prilično širokim izborom topologija koje možemo upotrijebiti, priličnim izborom
načina biasiranja,ispravljanja, regulacije anodnog napona - očigledno se u ovoj temi može puno toga dotaknuti.
Također, priča o tome kako pročitati UI graf lampe i odabrati radnu točku ovdje je više nego dobrodošla i
vodi osnovnom razumijevanju funkcioniranja, a ne da slijepo vjerujete neprovjerenim i često vrlo netočnim
shemama kojima vrvi mreža i mislim da bi sve trebalo krenuti od toga.
S obzirom da se u ovim spojevima mahom koriste triode, odnosno i ostale lampe u triodnom spoju, uglavnom
će se sve bazirati na triodnim grafovima, no to ne znači da se u line stage stupnjevima ne mogu koristiti i
ostali. Dapače, mnoge tetrode npr. pokazuju zvučno zanimljiv spektar harmonika na otpornom opterećenju pa
crv radoznalosti slobodno neka Vas kopka....

Gledao sam malkice koja bi lampa bila dobra za jednostavnost razumjevanja i od svih mi se graf ECC88 (mada sam
rekao da neću puno sa lampama koje svi troše) učinio najboljim za prikaz odabira radne točke i linije.
Napominjem da je ovo maksimalno pojednostavljenje i da se o svakom parametru i svakoj metodi koja
će biti ovdje predstavljena može napisati posebna tema.

Ok,koji su podaci te lampe koji nas zanimaju i koji Vas mogu (i moraju) zanimati prilikom konstrukcije radne linije?
I sami proizvođači u svojim datasheetovima dijele ih na nekoliko grupa, osnovni radni podaci, podaci o međuelektrodnim
kapacitetima, te podaci o maksimalnim (limit) vrijednostima. Dalje su još i podaci o najćešćim aplikacijama te lampe
i vrijednostima unutar njih.

Ono što nas prvo zanima su osnovni podaci:
- Ua - anodni napon između anode i katode, prema podacima na datasheetu - tipično 90V , maksimalno 220V
- Ia - anodna struja (kod tetroda i pentoda u triodnom spoju radi se sa katodnim strujama u kojoj su zbrojene i struje
druge i treće rešetke) - ovdje kaže 15mA
- disipacija (Ia x Ua) maksimalna koju ne bismo trebali prijeći mada neki konstruktori namjerno voze po njoj ili nešto iznad kuneći
se u nevjerovatno dobar zvuk crveno usijane anode - za Ecc88 je max 1,8W
- pojačanje lampe - ovdje 33x što možemo dosegnuti CCS-om ili prigušnicom, otporom kao anodnim teretom praktično nikako

Uzmite za početak - isprintajte si graf UI karakteristika koji izgleda ovako:

ecc88graph.JPG


U njega ucrtajte radnu točku (B) u kojoj će raditi vaša lampa pazeći pritom da se nalazi na dovoljnom prednaponu (-2V) da i najveći signal koji
očekujete na mrežici ne prelazi taj prednapon, odnosno da se ne nalazi u području u kojem počinje teći struja mrežice (ovisno o tipu, ali
uzmite 0,5V minimum. Također, ta točka mora biti unutar maksimalnog anodnog napona i unutar dozvoljene maksimalne struje. Hiperbola
disipacije koja je najčešće ucrtana u takve grafove vas i vizuelno obavještava u kojem se području nalazite.
Dakle, stavimo X u tu radnu točku, ovdje je odabrana točka 100V/9mA, dakle 0.9W što je debelo unutar dozvoljene disipacije.
Postoji i malo bolja radna točka i dotaknućemo se nje kasnije, ovdje odabrana će olakšati objašnjenje što i kako .

ecc88graph2.JPG


Sad povučemo radnu liniju tako da isječci koje odrezuje sjecište te crvene linije sa linijama -1 i -3 V (A - B i B - C, dakle očekivani najčešći swing) budu
što više iste dužine. Ti isječci, odnosno njihova jednakost su najbitniji kad govorimo o distorziji, odnosno linearnosti lampe, a ukratko pokazuju da će
producirani swing u obje poluperiode dovedene na mrežicu prouzročiti pad napona na radnom teretu iste vrijednosti. Jednostavnije, gornja i donja
će nam poluperioda biti iste.
Kada povučemo okomicu iz tih sjecišta dobijemo i vizuelni prikaz tih udaljenosti, odnosno možemo očitati koliki je pojačani napon ako smo na
mrežicu stavili 2V (linija -3V minus -1V). Otprilike 46V. Podijelimo to sa tih 2V na mrežici i dobijemo realno pojačanje lampe u ovoj točki i sa ovim radnim teretom - 23X.
A na kojem to teretu, kolike vrijednosti je radni otpornik? Podijelimo razliku napona koju smo utvrdili 46V sa razlikom struje na osi Y koju određuju
točke A i C,tj 11,3mA - 6,7ma = 4,6mA. Radni otpor je dakle 46V/ 4,6mA = 10K.
Kolike snage treba biti taj anodni otpornik ? 10K * kvadrat struje u radnoj točki (9mA) = 0,81W, što znači da za sigurni
rad moramo imati bar 3x više deklarirani otpornik, tj u ovo slučaju oko 3W.
I ostaje nam još dvije sitnice, koliki nam je katodni otpornik i koliko je točno napajanje kojim ćemo napajati ovaj triodni stupanj?
Dakle, naša je radna točka rekli smo na 100V-9mA, za to nam treba negativni napon mrežice, odnosno pozitivniji napon katode u iznosu -2V.
Napon je to koji će prouzročiti prolazak struje kroz katodni otpornik vrijednosti 2V/9mA= 222ohm, a prvi redovni otpor koji je najbliži toj vrijednsoti je 220ohm. Kolike snage? Opet pomnožimo 2V x 9mA = nije vrijedno spomena (0,018W) , što znači da možemo uzeti i 1/8W.
Koliki je napon napajanja? Na osi X sjecište radne linije pokazuje 190V, k tome trebamo pribrojiti napon bias-a od 2V, dakle ukupan napon napajanja je 192V.
Pojednostavljeno se slobodno uzme 190V zbog jednostavnije matematike, tih 1% razlike u napajanju neće pomaknuti radnu točku toliko da bi došlo
do značajnih odstupanja od zacrtanih radnih uvjeta.
Kako naša shema izgleda?

RC-stupanj1.JPG
RC-stupanj1.JPG (6.42 KiB) Pogledano 7838 put/a.


Što još možemo napraviti, odnosno ustanoviti iz našeg grafa ? Npr. izračunati izlazni otpor našeg stupnja ?

ecc88graph3.JPG


Uzmemo ponovo naš graf, maknuo sam radnu liniju i ostale crtice kako ne bi smetalo prikazu. Od radne točke B povučete horizontalnu crtu
(plave boje obavezno, druge boje pokazuju krivu vrijednost) prema prvoj UI liniji lijevo i okomito prema gore sve do sjecišta tih linija.
Očitate na osi X koliko je napona (30V) i na osi Y koliko je struje (11mA) odrezalo.
Podijelite i voila! Naš stupanj u ovoj radnoj točki ima 2,7K izlaznog otpora. To je već i samostalno dosta dobro da se solidno nosi sa
prosječno dugačkim kablovima iz našeg preampa, no tko želi iza njega će staviti katodno sljedilo o kojem ćemo isto jednom prilikom.

Kako na našoj shemi za početak nema bypass konda, neka Vas to ne smeta. Kada malo svladamo crtanje po grafovima i povlačenje radnih linija,
ići ćemo i na to, za sada samo odgovor na pitanje - koliko taj bypass kond treba biti?
S obzirom da on služi tome da AC komponentu signala odvede na masu i tako spriječi njegov utjecaj - zbog protufaze sa izlaznim
signalom taj se inducirani napon ponaša kao reakcija ( negativna povratna veza ) i još kad znamo da se sa smanjenjem frekvencije
otpor kondenzatora AC signalu povećava, težimo tome da pri određenoj najnižoj frekvenciji imamo taj otpor toliko nizak da nam slabljenje
pojačanja ostane prihvatljivo, a to je oko 5-10% na donjoj granične frekvencije. Formulica za kružnu frekvenciju F = 1/(2Pi x R x C) nam daje rješenje, tako da kad je pojednostavimo dobijemo za 20Hz 80000/Rk u mikrofaradima, za 30Hz - 53000/Rk itd...
Znači, za naš slučaj na 20Hz je 80000/220hm tj 360uf, približno možemo uzeti 330uF. Ili max 470uF. Više ne.Ima i tome razlog....

E sad, zamoljavam Khadgara sa u svrhu dalje edukacije, u slijedećem postu pokaže kako bi to izgledalo sa onom malo boljom radnom točkom
110V/11mA, i radnim otporom 7,5K....
Zadnja izmjena: harkonen; 15 lip 2011, 13:35; ukupno mijenjano 1 put/a.
I'm too old for this s...
Avatar
harkonen
 
Postovi: 2195
Pridružen/a: 04 svi 2011, 14:27
Lokacija: Bjelovar

Re: Tube Line stage

PostPostao/la Khadgar2007 » 15 lip 2011, 11:51

Pa dosta sa svim tim projektima. Ne stignem sve to pročitati a kamoli da mi sjedne u glavu. Trebao bi u prijevremenu penziju i sve slobodno vrijeme posvetiti ovom forumu da stignem sve tvoje postove pročitati i shvatiti. :lol:
"Nakon prve čaše vidite stvari onakvim, kakve bi vi htjeli da budu. Nakon druge vidite ih onakvim, kakve nisu. Na kraju ih vidite onakvim, kakve zaista jesu, što je najgora stvar na svijetu."
Avatar
Khadgar2007
 
Postovi: 2488
Pridružen/a: 05 svi 2011, 16:44
Lokacija: Sisak

Re: Tube Line stage

PostPostao/la harkonen » 15 lip 2011, 11:52

Khadgar2007 je napisao/la:Pa dosta sa svim tim projektima. Ne stignem sve to pročitati a kamoli da mi sjedne u glavu. Trebao bi u prijevremenu penziju i sve slobodno vrijeme posvetiti ovom forumu da stignem sve tvoje postove pročitati i shvatiti. :lol:

Ajde, ajde, ako mogu ja dati krv, znoj i suze - možeš i ti nacrtati jedan graf i jednu shemicu....
I kažeš da ne stigneš moje postove pročitati..A Ilimzn? Njega izbjegavaš? :-)
I'm too old for this s...
Avatar
harkonen
 
Postovi: 2195
Pridružen/a: 04 svi 2011, 14:27
Lokacija: Bjelovar

Re: Tube Line stage

PostPostao/la harkonen » 15 lip 2011, 13:40

Ustvari, nije ovo poziv samo Khadgaru nego svima koje ovo zanima da naprave i postaju svoje sheme
i grafove sa ucrtanim radnim točkama za nešto misle, mislili su ili samo razmatraju da će jednog dana možda graditi
od cijevnih line stupnjeva. Nemojmo samo precrtavati, na tim ćemo primjerima najviše naučiti i zajedno iskomentirati
što je bolje, što nije, zašto je i zašto to nije.....
Pogledajte koje lampe imate doma ili sa kojima biste željeli graditi, ispišite datasheet, ravnalo i kalk u ruke
i samo naprijed.
I'm too old for this s...
Avatar
harkonen
 
Postovi: 2195
Pridružen/a: 04 svi 2011, 14:27
Lokacija: Bjelovar

Re: Tube Line stage

PostPostao/la Khadgar2007 » 15 lip 2011, 13:50

Baš sam sada sa guštom pročitao određivanje radne točke i sa onim ča sam pročitao u Vukušićevoj knjizi dosta mi je toga jasno. Evo obećavam da ću danas ili sutra već nekoga ugnjaviti da mi isprinta par UI grafova raznih lampi pa ću se prihvatiti posla a zaboravljena tema "Lampaš nr. 2" će ponovo oživiti. :)

edit:
Ča se tiče Ilimzna stvarno se raspisao u OTL temi i to ne bi mogao pohvatati i da imamo dan od 48 sati. hehe
Toliko teksta a toliko malo vremena i znanja, Treba krenuti od maloga pa ću se onda vratiti na tešku artiljeriju.
"Nakon prve čaše vidite stvari onakvim, kakve bi vi htjeli da budu. Nakon druge vidite ih onakvim, kakve nisu. Na kraju ih vidite onakvim, kakve zaista jesu, što je najgora stvar na svijetu."
Avatar
Khadgar2007
 
Postovi: 2488
Pridružen/a: 05 svi 2011, 16:44
Lokacija: Sisak

Re: Tube Line stage

PostPostao/la harkonen » 15 lip 2011, 14:10

Ok, pametno razmišljanje, ako mogu predložiti i ako si ograničen sa količinom papira, ipak ispiši po nekoliko istih
kopija grafova (trebat će) za ECC81, 82, 83, 88 , 6n1P, 6n6p, 6n8s(6sn7), 6c33 (jedan i dva grijača) , EL34 , EL84,
6Y6, 6V6, 6L6 i za one s kojima si razmišljao graditi svoj PP amp.....
I'm too old for this s...
Avatar
harkonen
 
Postovi: 2195
Pridružen/a: 04 svi 2011, 14:27
Lokacija: Bjelovar

Re: Tube Line stage

PostPostao/la Khadgar2007 » 15 lip 2011, 14:42

Evo baš sada crtam graf za ecc88 i za onu radnu točku koju si predložio na kraju posta. Malo me muči razmak između točaka A-B-C, recimo da sam uspio naći pravac di imam razliku od 1cm na svome ekranu. To sam tvoj graf otvorio u corelu i uvećao ga na 200% AB=4,7cm a 3,8cm.
"Nakon prve čaše vidite stvari onakvim, kakve bi vi htjeli da budu. Nakon druge vidite ih onakvim, kakve nisu. Na kraju ih vidite onakvim, kakve zaista jesu, što je najgora stvar na svijetu."
Avatar
Khadgar2007
 
Postovi: 2488
Pridružen/a: 05 svi 2011, 16:44
Lokacija: Sisak

Re: Tube Line stage

PostPostao/la Khadgar2007 » 15 lip 2011, 15:22

Evo par grafova koje sam uspio napraviti za radnu točku 110V,11mA. A ča se tiče radnog otpora to mi nije jasno kako da i njega uzmem u obzir pri proračunu. Koliko kužim on bi trebao biti taj koji bi mi odredio kosinu radnog pravca ali ne znam kako bi to izračunao.

Napon napajanja bi bio negdje oko 200V jer mi ide van grafa, također i ide van grafa i sjecište napona na katodi od -1V i Ua od 110V
Privitak/ci
ecc88graph 2.jpg
ecc88graph 2.jpg (56.95 KiB) Pogledano 7777 put/a.
ecc88graph 1.jpg
ecc88graph 1.jpg (59.57 KiB) Pogledano 7777 put/a.
Zadnja izmjena: Khadgar2007; 15 lip 2011, 15:29; ukupno mijenjano 1 put/a.
"Nakon prve čaše vidite stvari onakvim, kakve bi vi htjeli da budu. Nakon druge vidite ih onakvim, kakve nisu. Na kraju ih vidite onakvim, kakve zaista jesu, što je najgora stvar na svijetu."
Avatar
Khadgar2007
 
Postovi: 2488
Pridružen/a: 05 svi 2011, 16:44
Lokacija: Sisak

Re: Tube Line stage

PostPostao/la Khadgar2007 » 15 lip 2011, 15:27

e da ja imam datasheet jedne ecc8 od philipsa i graf joj je ne različit nego totalno različit od ovog tvoga. Znam da se iste cijevi razlikuju ali baš toliko mi ne ide u glavu. Na tome grafu ima napon katode do -10V, Ua do 350V i Ia do 100mA.
"Nakon prve čaše vidite stvari onakvim, kakve bi vi htjeli da budu. Nakon druge vidite ih onakvim, kakve nisu. Na kraju ih vidite onakvim, kakve zaista jesu, što je najgora stvar na svijetu."
Avatar
Khadgar2007
 
Postovi: 2488
Pridružen/a: 05 svi 2011, 16:44
Lokacija: Sisak

Re: Tube Line stage

PostPostao/la harkonen » 15 lip 2011, 16:05

Dobro, nije razlika u lampama uopće, nego u mjerilu i području u kojem je graf crtan. Krivulje su ako malo bolje
promotriš iste na istim mjerama napona i struje.

Kad pogledaš tvoj graf, točka B 110V/11mA je malo iznad -2V krivulje, tj negdje oko 2,1V.
Točku A nacrtaj na mjestu 2,1V - 1V, a točku C ma mjestu 2,1 + 1V, pa povuci nove okomice.
Dobro si zaključio - kosina radne linije je proporcionalna sa radnim otporom, - manji otpor kosina je veća,
pojačanje je manje, a veći otpor, kosina je blaža, ali i veće je pojačanje.
Anodni CCS i prigušnica kao tereti imaju radnu liniju skoro pa horizontalnu i ako pogledaš pojačanje kad
povučeš takvu radnu liniju - bit će najveće, broj koji se i spominje u podacima o lampi.

Kako smo rekli da određujemo radni otpor ? Okomica iz točke C - 130V minus okomica iz točke A -83V je
47V . Točka A se nalazi na 14,1mA minus točka C na 8,2mA = 5,9mA . Podijeli 47V / 5,9mA = 7,966K ti je
radni otpor. Uzmi prvu najbližu vrijednost reda - 8,2K i to ti je to.
Za izračun radnog otpora, možemo koristiti i jednostavniju matematiku preko grafa, ali namjerno je ne spominjem
da se malo "primi" razumjevanje promjena napona / promjena struje. Brzo će je i sami prokužiti.
Pojačanje ti je dakle oko 47V/2=23,5X . Izlazni otpor izračunaj sam. Ako ti je lakše, koristi drugi UI graf,
ali dobro si počeo.... :)
Zadnja izmjena: harkonen; 15 lip 2011, 16:15; ukupno mijenjano 1 put/a.
I'm too old for this s...
Avatar
harkonen
 
Postovi: 2195
Pridružen/a: 04 svi 2011, 14:27
Lokacija: Bjelovar

Sljedeća

Natrag na Cijevna tehnika

Na mreži

Trenutno korisnika/ca: / i 1 gost.

cron