Transcendent Sound OTL - The Beast

[harkonen]

Ha,tebi tvojih 10-kom ne grije jako? Ti si očigledno - zimogrozan!

[sstrsat]

Ha,tebi tvojih 10-kom ne grije jako? Ti si očigledno - zimogrozan!

Pazi, nije da one ne griju poprilicno ali gledaj to ovako: Ako mores pored gradela koje griju za barem red velicine vise provest koju uru (od prve vatrice do dovoljne kolicine zeravice i samog pecenja) onda te siguro nece ubit dvi ure litnjeg slusanja glazbe na babuskama.
A ima i nekih malih termickih caka zasto je kod mene sasija ampa od 3mm celika a ne npr od aluminija Nije sve u shemama samim, postoje uvik jos neki detalji koji su u igri

[ilimzn]

Da se i ja oglasim malo, kad sam već i pokrenuo ovu temu.
Da ste me ubili u pojam, bome jeste, ali znam i ja biti tvrdoglav (pa šta košta...) pa još ne odustajem. Daklem, prije svega, da se zahvalim svima na trudu i angažmanu oko ove teme, posebice Ilimznu koji je toliko vremena utrošio na pojašnjenja i grafofe i račune i na sve, ali ni drugi tu nisu izostavljeni.
Evo kako Ivica zamišlja Maricu, tj. ja OTLja:
Prema Željkovim objašnjenjima i ja bih volio da to ispadne, ugrubo, ovako: 2X8 EL504 po kanalu, na cca +-170V, pa snage koliko ispadne (u ovom koraku će me zadovoljiti cca 50W), a ako od toga treba nešto raditi u A klasi bit će dovoljno 5 do max 10W, kod QUAD 405 je u A klasi radilo 5W a dalje su se uključivali damperi itd. To se pokazalo u praksi sasvim dovoljno (bar u mojem slučaju) pa mislim da netreba više. Eto, u tom smislu trebam modificirati oriđiđi projekt. Nakon par godina i novaca, doći će na red puna konfiguracija sa 509 lampama. To može čekati.

Ima još nešto, na engleskom DIYAUDIO forrumu se dosta razglabalo o OTL projektu Tim Mellow-a sa 6C33C-B, koji isto koristi totem-pole izlaz i vrlo je sličan Rozenblitovom rješenju (bar meni) ali nisam na kraju skužio dali to radi u A klasi (25W) i dali je moguće poduplati lampe na izlazu za veću snagu i sve što ide s time. Da podsjetim one koji su to zanemarili, okačit ću šemu ovdje (na njihovom je forumu okačena bar 6-7 puta), uz jedno pitanjce: jel se te babuške stvarno tako jako griju bez obzira na režim rada?

OTL sa 6C33C-B_1.jpg

OK, ova shema vec pokazuje 'pravi put' iako je i ona donekle zakomplicirana totem-pole izlazom.
Kao sto je rekao sstrsat, a ja bih se cak malo opcenitije nadovezao, zabrinjavajuca je opcenito upotreba 'trickle current' trioda i pentoda, tipa ECC83 i EF86. Pogotovo ovom zadnjem nema mjesta u sklopu koji ce tjerati triode s desecima pF ulaznog + miller kapaciteta, i jos po mogucnosti nekoliko takvih u paralelu.
No, evo nesto vise o samom sklopu. Za razliku od Rozenbilt-a koji je promasio po pitanju uvjeta za drive totem-pole stupnja (po sistemu kako si mali Bruce zamislja), ovdje je to (osim slabih pentoda) odradjeno kako treba.
Ono sto je i sstrsat spomenuo, a nije bas ocigledno, je da donja trioda radi s punom povratnom vezom, toliko da je cak tesko govoriti o Schade-u vec se tu radi o formi bootstrap=a.
O cemu je rijec? Pogonski napon za gornju triodu se dobiva zapravo na 100k otporu prema njenoj anodi (usput, probjera karakteristika 6S33S bi pokazala da je taj otpor prevelik, ako se ne varam data je vrijednost maksimalne impedancije kruga resetke, a ta je vrijednost tu samo radi EF86). Jednako tako se pogonski napon za donju triodu dobiva na slicnom 100k otporu izmedju G1 i anode. Struje kroz ta dva otpora su zapravo anodne struje pentoda, spojenih u diferencijalno pojacalo, radi cega je njihov zbroj uvijek jednak i odredjen je padom napona na zajednickom katodnom otporu.
Bit uporabe pentode na ovom mjestu je vrlo visoki unutrasnji otpor pentode, koji osigurava da struja kroz pentodu prakticni ne ovisi o naponu anode u sirokim granicama. Ovaj sklop to koristi kako bi donjoj izlaznoj triodi davao konstantan pogon bez obzira na izlazni napon - pomicanje izlaznog napona ne mijenja struju kroz 100k otpor i anodu relevantne pentode, cime pad napona na 100k otporu ostaje uvijek jednak, pa tako i napon na G1 donje triode prati izlazni napon.
No radi malog mu izlaznih trioda kao i cinjenice da se struja jedne strane pobudnog stupnja zatvara u izlaz a druga u napajanje, ni ovaj stupanj nije posve balansiran, no u odnosu na onaj kod Rozenbilta, to je zanemarivo.
No, ovakva shema zahtijeva vrlo visok negativni napon za pogon drugog stupnja drivera i po prirodi stvari ne moze ici dublje u rad sa strujom resetke. S druge strane, struja resetke izlaznih trioda je strogo odredjena onim 100k otporima. Od ta dva 'problema' veci je ovaj s visokim negativnim naponom, jer prepravak na jace pentode (u cemu se u potpunosti slazem s sstrsatom) poprilicno povecava kolicinu topline koju generira pobudni stupanj, i vecina se gubi na raznim otpornicima. OVdje u principu gledamo na okvirno povecanje struje za faktor 10, dakle grijanje tu bas i nije zanemarivo. Iako u ovom sklopu ECC83 tjera pentode s vrlo niskim ulaznim kapacitetom, ipak bi bilo dobro zamijeniti je s necim malo vise strujno sposobnim - cak i ECC81 bi ovdje dobro legla bez obzira sto ima relativno usko linearno podrucje, jer je pojacanje cijelog sklopa bez NPV poprilicno, a s NPV bi signal koji vidi ECC81 bio vrlo malen, i ne bi zalazio u vece nelinearnosti. Osim toga, ECC81 je ovdje u diferencijalnom sklopu kod kojeg se vecina nelinearnosti ECC81 ponistava.

[sstrsat]

Ima tu jos nekih stvari koje triba spomenut a na prvu lako promaknu (ka i meni jutros kad san samo brzinski zagledal shemu ).

Da bi diferencijal sa pentodama zaista bil diferencijal sa cim boljom simetrijom ovdi ne bi tribalo njihove druge resetke napajat kako je prikazano nego upotribit floating izvor koji je referiran na katode. Mislin , delat ce on i ovako ali ipak odredjene razlike postoje. Da se tu radi o sklopu koji mora dat male signale onda to ne bi u praksi bilo toliko znacajno, pogotovo uz upotribu ovdi originalno zamisljenje jako linearne pentode EF86. Ali kako je to driver za babuske (koje ovdi ostvaruju "pojacanje" do maksimalno 0,3 puta) koji mora dat vrlo velike amplitude onda ga ovdi prikazani nacin napajanja drugih resetki uvodi u nesto izmedju triodnog i pentodnog rada. Tako da cak postaje diskutabilno koliko koristenje pentoda ovdi stvarno daje prednosti.
Time je autor sheme prakticno dilom rezal granu na kojoj sidi i zapravo je ostetil osnovnu misao vodilju po kojoj je kreiral shemu.

Da bi pentoda zaista radila ka pentoda mora bit osiguran jedan uvit a taj je da je razlika potencijala izmedju druge resetke i katode uvik konstantna i skroz neovisna o signalu. Ako to nije ostvareno, pentoda pocinje klizit prema triodnom ponasanju i to tim vise ca su vece amplitude signala sa kojima radi

Ovo imat u vidu je pogotovo bitno ca ovdi za eventualnu realizaciju necemo ni razmatrat upotribu EF86 nego npr EF184 koja ima dosta veci faktor pojacanja druge resetke (mug2-g1 je kod EF86 38 puta a kod EF184 60 puta) tako da bi se ovo navedeno jos vise odrazilo.

Osim toga, EF184 ka jedan od najlogicnijih kandidata za to misto bi zbog daleko vece struje nego EF86 morala u katodama dobit CCS umisto samo otpornika koji je za male struje kroz EF86 u principu dovoljan. Kako bi zbog puno manje vridnosti sa EF184 otpornik iste odvel dalje od idealnog diferencijalnog rada (ne doduse previse ali...) onda je tu CCS pozeljan.

Ca se tice globalne npv ona je po grubom brzinskom izracunu pojacanja oho 20db. Mada ne fiksnih, ovako sa potom u ulazu je i podosta varijabilna ca je samo po sebi nepozeljno. OK, ovaj problem bi otpal ako na ulazu ne bi bilo visokoomskog pota nego bi signal dolazil iz niskoimpendantnog izvora.
A za samo 20dB npv se autor virovatno odlucil zato da ne pravi izlet u podrucja potencijalnih i stvarno mogucih nestabilnosti. To pokazuje da nije bas nepismen ca se toga tice ali je zbog te relativno slabe npv izlazni otpor ampa ostal podosta visok. Samo slidilo sa 6C33 ima izlazni otpor od 20-ak oma a i podosta vise na manji mstrujama kakve su ovdi struje mirovanja 6C33. Tu triba (u uvjetima relativno malog ulaznog signala) racunat sa izlaznim otporom ampa bez npv od 30-ak oma. Ovih 20dB npv ce to smanjit na nekih 3 oma tako da ce se sa 8-omskim teretom dobit damping faktor od nekih 2,6 puta.
Za neke zvucnike (npr vecinu full range single drivera) je to sasvim dovoljna vridnost ali za vecinu visepojasnih kutja ipak je premalo.

Tako da....shema nije u osnovi lose zamisljena i njezin autor nije bas bezveznjak ali bi na njoj tribalo poradit da se dobije stvarno dobar amp. Ovako kad gledam tu shemu, mislin da je autoru jedan od vaznijih ciljeva bil da dobije bazicno vrlo jednostavnu (a ocito i relativno jeftinu) shemu koja ipak radi i koja najvirovatnije nece ni manje iskusnom potencijalnom graditelju zadat neke vece probleme.

[ilimzn]

Slazem se sa zakljuckom iznad.
Sto se tice rafiniranja sheme, jedan od potencijalnih problema upravo i jest stabilnot, i ovdje se protiv nje 'bori' cinjenicom da je sklop kao takav relativno spor od ulaza do izlaza - zapravo je izlazni stupanj najbrzi, sto j ei i nace pozeljno ako se zeli cim jednostavnija kompenzacija. U tom smislu stavljanje jaceg pentodnog izlaznog stupnja bi znacajno ubrzalo stvari, no na ulazu je stupanj s ECC83 koji je prilicno spor. Kod 'ubrzavanja' citavog pojacala treba paziti da se ne dogodi da brzi stupanj tjera spori, u tom slucaju vec principijelno GNPV je izazivanje vraga. Dakle, treba malo pripaziti na raspored gornjih granicnih frekvencija po stupnjevima. Uz to, ukupno pojacanje sklopa ovisi dosta o impedanciji opterecenja, koja itekako moze unositi fazne pomake, dakle, oprez. No, nista od toga nije neki strasan problem.
Sto se tice pentodnog diferencijala, ovisnost o Vg2 je potencijalan problem, no koliko je zapravo velik, ovisi i o cijevima u izlazu. Nesto tipa PL504 bi recimo znacajno manje pravilo probleme jer su potrebni manji hodovi napona.
Inace, diferencijali s pentodama se generalno 'svercaju' na cinjenicu da je unutar upotrebljivih granica struja kroz G2 proporcionalna struji anode. Ovo je vrlo bitno s obzirom da se ispravan rad takvog stupnja temelji na tome da je ukupna suma struja kroz katode konstantna. Ako se struja ravnomjerno dijeli izmedju G2 i anode, tada je i ukupna struja kroz anode konstantna (samo nesto manja od one kroz katode jer tamo ide i struja iz G2), i sklop radi kako treba. No, kod vecih ekskurzija, pogotovo kada pad napona A-K pentode dolazi u podrucje koljena na karakteristici, struja kroz anodu naglo pada a struja kroz G2 raste, i pravilo konstantnosti struja je naruseno, te se pojavljuju poprilicna izoblicenja, sto je ono na sto je sstrsat ukazao. No, ako se mozemo drzati van tog podrucja rada, sklop ce raditi kao jako dobro diferencijalno pojacalo cak i s ovakvim napajanjem G2, pod uvjetom da je pojacanje stupnja dosta veliko, da se cijevi bitno ne razlikuju te da se stupanj tjera simetricno, s obje strane diferencijala. Zasto bas tako? Zato jer pod tim uvjetima spoj katoda dviju cijevi ostaje uvijek priblizno na istom naponu, pa je i napon G2 u odnosu na katode priblizno na istom naponu, sto je uvijet ispravnog rada bilo kojeg pentodnog stupnja, kao sto je gore napisao sstrsat.

Nedavno iskustvo eupravo s pentodnim diferencijalom sa strujnim izvorom, ukazuje medjutim na jednu zanimljivu stvar upravo vezanu za dobivanje napona G2.
Premda bi se to na orvi oogled cinilo kontra-produktivnim, dobivanje napona G2 preko obicnog otpora, i blokadom na masu kao sto je to u ovom sklopu, dobiva se na ustrb maksimalnog pojacanja, znacajno bolji balans sklopa unatoc razbalansiranosti karakteristika lijeve i desne pentode. Naime, upravo osjetljivost na Ug2 tj. veliki mu-g2 tome doprinosi, tako sto drzeci Ug2 na srednjoj vrijednosti dobivenoj zbrojem dvije struje G2, 'jacu' cijev oslabljuje smanjenjem Ug2 a slabiju ojacava povisenim Ug2, cime se postize bolji balans. Medjutim, radi toga cijevi ne rade u apsolutno idealnom rezimu za svaku od njih sto se placa s nekim sitnim postotkom manjim pojacanjem. U tom kontekstu, ima rezona ostaviti sklop takvim kakav jest, no svakako treba poduzeti mjere da se poveca linearna ekskurzija napona na anodama pentoda. Tradicionalno bi to zahtijevalo jos veci negativni napon za 'rep' diferencijala, no bolja bi metoda bila staviti strujni izvor. Manipulacijom napona G2 moguce je tada postaviti zeljeni prednapon G1 pentode takav da nije potreban dodatni negativni napon za strujni izvor, vec on dolazi direktno izmedju potencijala G1 i spoja katoda. Napon treba odabrati tako da se zadovolji kriterij linearnosti a istovremeno i zeljena maksimalna ekskurzija ulaznog signala u taj stupanj, sto ce biti cca 7-10V ovisno i zeljenoj struji kroz pentode. Pri blokiranju napajanja G2 i opcenito negativnog napajanja za pentodni stupanj, treba popaziti sto je kamo blokirano da se u sklop ne ugura brum. Ja bih osobno ozbiljno razmislio o upotrebi neceg drugog a ne babushki u svrhu smanjenja potrebnog izlaznog napona iz pentodnog stupnja.

[harkonen]

Hm, ja i dalje nikako ne vidim da se tu može iscijediti konkretna struja za 25W (na 8 ohm,a o
nižem teretu ne vrijedi realno niti pričati kao pogodnom teretu za cjevni OTL, to su jednostavno
kontradikcije), odnosno ovdje je za to potrebna već i debela struja rešetke. Varam li se?

[sstrsat]

Hm, ja i dalje nikako ne vidim da se tu može iscijediti konkretna struja za 25W (na 8 ohm,a o
nižem teretu ne vrijedi realno niti pričati kao pogodnom teretu za cjevni OTL, to su jednostavno
kontradikcije), odnosno ovdje je za to potrebna već i debela struja rešetke. Varam li se?

Varas se i viroval ili ne, dvi babuske to mogu. Samo joj uzmi graf i protegni krivulje pa ce ti to odma postat jasno i vidit ces da pri tom naponu napajanja sa kojim radi u ovoj shemi mozes iz nje iscidit i vise struje nego ca ti triba za dobit 25W. I bez ulaska u pozitivne biase dobiva se i vise od 2,5A struje koliko ti na 8 oma triba za dobit 25W
Je da se tu zalazi debelo iznad dozvoljene i disipacije i katodne struje ali ne trajno tako da u normalnoj reprodukciji glazbe dvi babuske ostvaruju toliku snagu. Doduse, da ih se potira sa stalnim sinusnim signalom ne bi bas dugo zivile (manje vise isto bi bilo i onima koji slusaju techno )

To je naravno moguce zahvaljujuci tolikom naponu napajanja. A kako u mirovanju ovdi struja babuske iznosi nekih 200mA onda je i disipacija u mirovanju svega 30W po svakoj. I u principu normalno slusanje (normalne ) glazbe ovdi ne dovodi do nekog skracenja zivota babuski bez obzira na vrlo velika trenutna prekoracenja dozvoljenih (za trajni pogon) vridnosti.
Zilava je babuska a njezina grafitna anoda se bas ne topi lako

[harkonen]

Ma znam da se ne topi, ali što tu kažu standardi? Koliko treba trajati signal
da bi se nešto proglasilo određenim nivoom snage. Power lifteri trebaju
držati bench 3 sek, da li je isto i sa power ampovima?
Što ako ipak neko navali kontinuirano visok nivo signala (kakvih ima i u klasici, orkestracije,
finalna krešenda), a obiluju time i tkz. audiofilski uradci i snimke? Ili recimo abnormalno
dubok bas poput ovog na 30-toj sec. pa i kroz cijelu stvar? Inače je prilično dobra za test uređaja,
ako se ne zaguti, amp i napajanje su vam dobri....

[sstrsat]

Ma znam da se ne topi, ali što tu kažu standardi? Koliko treba trajati signal
da bi se nešto proglasilo određenim nivoom snage. Power lifteri trebaju
držati bench 3 sek, da li je isto i sa power ampovima?
Što ako ipak neko navali kontinuirano visok nivo signala (kakvih ima i u klasici, orkestracije,
finalna krešenda), a obiluju time i tkz. audiofilski uradci i snimke? Ili recimo abnormalno
dubok bas poput ovog na 30-toj sec. pa i kroz cijelu stvar? Inače je prilično dobra za test uređaja,
ako se ne zaguti, amp i napajanje su vam dobri....

A oli se iki drzi nekih standarda u ciloj toj audio prici?
Izdrzala bi babuska po odokativnoj procjeni (i na osnovu iskustva od jednog brutalnog slucajnog mucenja iste ) dobrih par minuta kontinuiranog rada i u uvjetima punog konstantnog sinusnog signala a ako bis joj dal da se malo ohladi nastavila bi dalje ka da nista nije bilo
Naravno, ogradil san se i ja od toga da bi ona dostigla punu zivotnu dob da je netko muci sa techno glazbom (hm, zar je to glazba ) ali kako je ipak na vecini glazbenog matrijala prosjecna srednja snaga daleko niza od one koja se postize u vrhovima onda se ovakvom ampu moze pripisat tih 25W snage.

Uostalom, ganjanje na maksimum bi u ovom ampu bilo otprilike ekvivalentno trajnoj struji od 800mA i disipaciji od 110V ovako brzinski sracunato. Kako ti babuski ne fali, upali jednu pod tim uvitima i sa stopericom (ili mozda bolje sa pjescanim satom ) sidi pored nje i znat ces koliko bi izdrzala.

A sa druge strane pogledaj koliko bi komercijalnih pojacala prezivilo trajniji test pune snage sa konstantnim sinusnim signalom. Znas i sam da bi neki jako renomirani itekako brzo otegli papke. I po meni je daleko veca prijevara ono ca npr Krell navodi da njegov MRA daje tamo neke lopate kilovata u klasi A nego navodjenje da ovi imp ima 25W snage. Mislis li da bi MRA prezivil takav test na punoj snagi? (ako ga ne bi spasila zastita koja bi reducirala snagu ili ga frknula u klasu AB )

[ilimzn]

Odlicna diskusija, ali se vracamo nazad na onu poznatu maksimu da je 99% svih OTL konstrukcija jako 'nategnuto' inace sve skupa postaje jako skupo.

Ja cu se tu sad malo vratiti nazad diskusiji od prije, u kojoj smo u principu razglabali kako iz svake izlazne cijevi izvuci maksimum struje s minimumom pada napona na cijevi, a sve to s idejom da se smanji grijanje, jer ono je upravo jednako umnosku tog napona i struje. Ono cega cu se sad opet dotaknuti, i time malo ponavljati onu pricu u onom mom threadu o malom OTL-u, je pentodni mod rada i suporedba s triodnim.
U tu svrhu evo jednog grafa kojeg u doba pisanja onog threada nisam mogao staviti, jer ga nisam ni imao

PL504_pentoda_vs_trioda.gif (47.23 KiB) Pogledano 4720 put/a.

Na ovom su grafu preklopljene triodne inije izmjerene i za pozitivne napone resetke, s pentodnim grafom napravljenim za Ug2=190V. Zasto bas taj napon, o tome u nastavku. Da bi prica bila kompletna, ucrtana je i struja Ig2, za iste uvjete pentodnog rada. Ono sto je jos bitno reci, je da je pentodni graf nacrtan za uvjete rada bez pozitivnog napona resetke, iako bi vec mali pozitivannapon znacajno povecao struju anode, ali i G2!

Ono sto se vidi na prvu iz grafa, je da pentoda postize puno vece struje od triode za mnogo manje napone Uak. Na grafu su takodjer ucrtane crvene tocke na sjecistu struja triode i pentode uz isti napon na G1, pri cemu se vidi da u triodnom modu potreban napon Uak mora biti vise nego dvostruko veci za slucaj triode, dok je za manje struje brzo dostize i po red velicine razlike. S druge strane, struja kroz pentodu je strogo limitirana i relaticno malo ovisi o naponu Uak, i to uglavnom samo na zaista velikim strujama, reda 300mA na vise, dok je ispod toga prakticki struja neovisna o naponu, sto ukazuje na jako visok unutrasnji otpor i veliko naponsko pojacanje. Naravno, to vrijedi samo za napone i struje iznad koljena karakteritike, dok ispod toga sve linije konvergiraju u karakteristiku slicnu diodi.
Dakle, uzevsi ovo u vid, pentodni rad izgleda vrlo primamljivo - iz jedne cijevi se moze izvuci vise struje, uz znacajno smanjenje pada napona anoda-katoda, sto ukazuje da bi istu snagu mogli postici s amnje cijevi - ili s istim brojem cijevi s manje topline ili vecom strujom mirovanaj i priblizavanjem radu u klasi A. Pogled na triodne krivulje s pozitivnim naponima resetke pokazuje da se s dovoljno pozitivnim naponom resetke cak mozemo i pribliziti pentodnom radu ali pri tome struja resetke postaje vrlo visoka, i zahtijeva sklopovska rijesenja koja nisu niti jednostavna ni prakticna, pogotovo ako se sve zeli izvesti cijevima.
Uz to, pricamo o pentodnom modu, koji ima to svojstvo da su ulazni kapaciteti koje vidi driver smanjeni u osnosu na triodni mod, a sve smo to postigli bez struje resetke, sto znacajno pojednostavljuje driver.

No, malo pozorniji pogled pokazuje i zamke pentodnog moda rada. Za pocetak, kada se priblizimo koljenu karakteristike pentode, dakle kada se napon anoda-katoda smanjuje ispod napona koljena za datu struju, dolazi do naglog rasta struje kroz G2. Covjek bi se mogao pitati kako bi ovakva situacija bila moguca, a odgovor je jednostavan: netko izkljuci opterecenje. U tom slucaju radni pravac postaje prakticki vodoravan, a ogromno pojacanje pentode sada predstavlja veiki problem, jer i najmanja ekskurzija signala na G1 u minus, zasicuje pentodu i napon anoda-katoda ruzi na nulu. Pri tome, struja kroz G2 raste neovisno o postojanju opterecenja, ta struja ne prolazi kroz njega ionako. U gornjem slucaju vidi se da za Uak=0. struja G2 pri Ug2=190V doseze pola ampera!!! pri cemu didipacija na G2 doseze vrijednost og 95W - 19 PUTA vise nego dozvoljeni maksimum. Uzevsi u ibzir da je G2 u odnosu na anodu minijatura, tu nema govora o nekoj velikoj termickoj inerciji, i ovako nesto bi rastoplio G2 u sekundu-dvije, i prouzrocilo totalnu havariju cijevi (unutrasnje kratke spojeve svih elektroda). Iz prilozenog je sasvim jasno da se takvo sto mora sprijeciti. Za razliku od pentode, trioda uopce nema taj problem, s padom napona Uak pada i struja kroz zajedno spojenu anodu i G2, zato jer G2 nije na konstantnom naponu.

Sve to skupa malo bolje docarava ponesto upotpunjeni graf koji slijedi:

PL504_pentoda_vs_trioda_limits.gif (54.01 KiB) Pogledano 4720 put/a.

Na ovom su prosirenom grafu ucrtani limiti disipacije anode i G2. Svijetlo zeleno podrucje oznacava anodnu disipaciju manju ili jednaku dozvoljenom maksimumu, koji iznosi 22.5W. Zuto podrucje oznacava dozvoljenu disipaciju do cca dvostruke te vrijednosti, kao sto je i prije bilo oznacavano. Ta je vrijednost relevantna radi rada u klasi AB kada svaka cijev radi samo pola vremena.
Ozim toga, svijetlo-crvenom bojom je oznacen limit disipacije G2, koji iznosi 5W. Za razliku od disipacije anode, limit je fiksan i proporcionalan struji G2 jer je napon G2 uvijek konstanta, bez obzira na napon anode. Ovo je reduvjet ispravnog rada u poentodnom modu. OVdje postaje i malo jasnije zasto je odabran Ug2=190V, za taj napon disipacija G2 dostize cak i malo vise od maksimuma za Ug1=0V, sto je ujedno i maksimum pobude koji smo si zacrtali, dakle, rad bez struje resetke )odnosno, preciznije, s zanemarivom strujom resetke).

Na grafu se vidi jos jedna vrlo bitna karakteristika pentode - odnosno, u ovom slucaju, beam-tetrode, sto PL504 zapravo i je - struja Ig2 je iznad koljena karakteristike zapravo proporcionalna struji anode, i odnos je prakticno konstantan. Ono sto razlikuje vecinu beam-tetroda od regularnih pentoda, je da je taj odnos vrlo velik. Na gornjem grafu se vidi da je struja Ig2 cca 40mA, za struju anode gotovo 800mA, sto je odnos od 1:20. Tipicna klasicna malosignalna pentoda ima taj odnos cca 1:5, a izlazne pentode so 1:10 sto se smatra odlicnim. Razlog tome je sto beam tetrode zapravo nemaju G3 u pravom smislu rijeci, vec je ta elektroda 'virtualna' i nastaje geometrijom G1 i G2, konkretno tako da se zice G2 'skrivaju' iza G1. Takav raspored je nuznost za kvalitenu beam tetrodu, a u slucaju otklonskih cijevi kao sto je PL504, i jedna od glavnih poanta te cijevi - u protivnom bi otklonski stupanj za potrebe G2 trebao velike struje i time proizvodio velike gubitke, tj. zahtijevao bi znacajno vecu i skuplju cijev. No, kako u svemu ima izuzetaka, tako postoje i pentode s takvim rasporedom mrezice, kod kojihje odnos struja anode i G2 slican kao kod beam tetroda, a jedna od poznatijih je vec legendarna GU-50.
Konstrukcija OTL-a je po pitanju 'mucenja' cijevi po mnogocemu slicna radu u otklonskom sustavu TV-a, cemu su PL504 i bile namijenjene, cak bi se moglo reci da je rad u OTL uvjetima malo i laksi. Radi toga je ovakav odnos struje anode i G2 itekako relevantan za OTL i vrlo pozeljan. Konkretno, on odredjuje jedan od dva glavna limita za rad OTL-a u pentodnom modu.

O cemu se konkretno radi?
Vec prije sam spomenuo da je prekoracenje limita za G2 u pentodnom modu vrlo ozbiljna stvar, o kojoj treba uvijek voditi racuna. Ako se pozluzimo radom u klasi AB, tada nam proporcionalnost struje anode i G2 moze lako odrediti najnizi napon Uak koji se smije pojaviti u takvoj konstrukciji, a to je onaj pri kojem je disipacija G2 dvostruki propisani maksimum - dakle, isto pravilo kao za anodu u radu u klasi AB.
Na gornjem je grafu ta tocka oznacena posebno i istaknuta crvenim natpisom, a limit napona prolazi kroz tu tocku, i ucrtan je kao okomita svijetloplava linija. Radna tocka nikad ne bi trebala preci na lijevu stranu te linije.
Ako sada zamislimo da pentoda koju zelimo korisititi ima losiji odnos struja anode i G2, ta se tocka i ujedno linija pomicu prema desno, sto povecava minimalni napon Uak i pomice podrucje rada prema sve vecim vrijednostima anodne disipacije, odnosno, zahtijeva povecanje napona anodnog napajanja. Naravno, kada bi na izbor imali nekakvu super-cijev s ogromnim odnosom Ia/Ig2, plava bi linija isla na lijevo i disipacija anode bi se smanjivala, tj. mogli bi zalaziti bez problema dublje u koljeno, cime bi cijela konstrukcija bila puno otpornija na fluktuacije opterecenja. Faktor odnosa struja i maksimum disipacije G2 su jedan od dva limitirajuca faktora za pentodni OTL.

Drugi je limitirajuci faktor, naravno, kao i kod triodnog rada, maksimum anodne disipacije, iz kojeg proizlazi koliko veliko moze biti podrucje rada u klasi A, i koliko je robusna cijela konstrukcija (naravno, sve je to vezano s brojem cijevi potrebnim za datu snagu). Smanjenje impedancije opterecenja je, uz propisno projektiranje, pa cak i rad u kratkom spoju, znacajno manji problem za pentodni OTL, jer je struja po prirodi limitirana, a time i najgori moguci slucaj anodne disipacije. U svakom slucaju, pentodnim radom se postize ista snaga s manje cijevi - ali po cijenu brige oko G2.

A sto je s balansiranjem cijevi?
S obzirom da je za ispravan rad pentode potrebno stabilizirati napon Ug2, slijedi da je struja kroz pentodu, uz iste uvjete na G1, podesiva naponom na G2. Zapravo, pogled na razne pentodne grafove pokazuje da se promjenom Ug2 zapravo sve krivulje pomicu i komprimiraju prema dolje za nisi i prema gore za visi Ug2 (pri cemu treba uvijek voditi racuna o maksimumu disipacije G2!). Ovo daje dodatni stupanj slobode kroz manipulaciju napona na G2, koji kod triodnog moda rada nemamo, ali to istovremeno zahtijeva dodatnu komplikaciju.

Osim sto reguliranjem UG2 mozemo prilicno dobro 'poravnati' ponasanje svake cijevi, osnovni odabir Ug2 pruza dodatne mogucnosti optimizacije broja cijevi i napona napajanja, tj, disipacije. Primjerice, mozemo smanjiti Ug2 tako da je maksimum struje kroz pojedinu cijev oko 0.5A, primjer kojeg smo koristili u analizi triodnog rada. U principu, tada bi se linija Ug1p=0V nasla negdje malo ispod one za -5V na gornjem grafu, a napon G2 bi 'odokativno' bio oko 150V. Ono sto je zanimljivo je da to istovremeno pomice i koljeno na lijevo, za isti iznos smanjuje i struju Ig2, no jos vise smanjuje disipaciju jer je smanjena i struja Ig2 i napon Ug2. Drugim rijecima, ona plava linija na gornjem grafu se pomice puno vise na lijevo nego sto bi to na prvi pogled bilo za ocekivati - na gornjem grafu je na oko 60V, a uz nove uvjete bi bila vec na 40V, smanjenje za jednu trecinu. Pri tome smo smanjili struju kroz cijev za isti iznos, sto znaci da se disipacija po cijevi smanjila za vise od dvostruko i sada cak dozvoljava rad u punoj klasi A, a za istu izlaznu struju nam je sad potrebno 40% vise cijevi. Kad se sve skupa stavi na kup, postoji nekakav optimum koji se moze pronaci izmedju zeljene snage, broja cijevi i generirane topline, koji u slucaju triodnog rada ne postoji.

Druga mogucnost je limitiranje struje Ig2 cime se automatski postize limitiranje snage disipacije G2, ali se radne krivulje lijevo od vec legendarne plave crte radikalno mijenjaju, i imaju nagli pad struje, tj. pojacalo ide u clipping, i to priliocno nezgodnog karaktera. Sklop koji bi ovo radio cim idelanije bi zapravo limitirao snagu disipacije a ne struju Ig2, jer limitiranje struje lijevo od koljena podrazumijeva smanjivanje napona Ug2. No, za smanjeni napon je i disipacija smanjena ispod limita, sto znaci da bi limit ostao isti, uz smanjenje napona trebalo bi i povecavati dozvoljenu struju. Ako je u sklopu implementirano balansiranje cijevi putem regulacije Ug2, to vec podrazumijeva nezavisnu regulaciju Ug2 za svaku cijev, sto je jedino prakticno izvesti poluvodicima. No, limitiranje snage disipacije G2 je tek minimalan dodatak na takav regulator i svakako se isplati ako se vec ide tim putem. No, za strogo cijevno rijesenje, tako nesto je poprilicno neprakticno, i upitno.

Na kraju, u prethodnim se postovima diskutiralo i o tome da kod totem-pole izlaza uvijek kroz jednu polovicu sklopa tece i struja drivera a kroz drugu ne. U pentodnom modu, stvar je jos kompleksnija jer struja kroz G2 predstavlja cisti gubitak koji samo tece iz G2 u katodu, i zahtijeva dva dodatna napajanja, od kojih je jedno posve izolirano (floating). Alternativno, osim struje drivera, kroz jednu polovicu izlaza tece i struja G2 u trosilo, dok kroz drugu ne, tj. struju G2 je u takvom izlazu moguce samo djelomicno 'spasiti' i poslati kroz trosilo. TU se opet vracamo na circlotron - to je jedina konfiguracija kod koje je moguce trikovima s referencom regulatroa napona Ug2 u odnosu na sam sirovi izvor Ug2 prije regulacije, 'spasiti' struju G2 i poslati je kroz opterecenje. Na prvi pogled, moglo bi se zakljuciti da je to zanemarivo, s obzirom na ono receno o odnosu struja G2 i anode kod cijevi koje rabimo, gdje zelimo da je struja Ig2 cim manja. No, limit koji nam daje Ig2 se pojavljuje upravo blizu koljenu krakteristike kada taj odnos struja postaje sve gori, a struja Ig2 vise nije zanemarivi postotak anodne struje. Nesto malo o tome u slijedecem postu kad bude vremena, i onda obecajem da ce to biti to sto se tice pentoda i grafova