Witam ponownie, ciąg dalszy nastąpił:
Na pierwszym rysunku mamy układ zwany "symetrycznym SRPP", po odszyfrowaniu otrzymujemy
Series Regulated Push Pull, częściej jednak spotkamy się z określeniem Shunt Regulated Push Pull.Pierwsza rzecz: tym razem BĘDZIE DOŚĆ KRÓTKO, wiele spraw wyjaśniłem wcześniej ;)
Druga rzecz: SRPP odwraca fazę sygnału wyjściowego względem wejściowego o 180 stopni.Trzecia rzecz: pomimo podobieństwa do układu jaki narysowałem we wcześniejszym moim poście skierowanym do WaldemaraK - rysunek wtórnika na 2 triodach,
SRPP posiada wzmocnienie napięciowe powyżej 1x. Zdecydowanie więcej niż 1x...OK, jak widać w SRPP wykorzystuje się 2 triody na kanał, porównując SRPP z układem triodowym - zaletą SRPP będzie zdecydowanie mniejsza impedancja WYJŚCIOWA całego układu. Dlaczego tak jest - dojdziemy do wszystkiego po kolei.
Zakładając, że nie będziemy kombinować i wykorzystamy duotriodę, mamy 2 takie same /drobne odchyłki charakterystyk dla każdej z triod zawsze mogą zaistnieć/ triody.
Rezystory, które na poniższym rysunku numer 1 oznaczyłem jako R1 i R2 obliczymy za chwilę, jednak plusem będzie to, że obydwa będą mieć zawsze taką samą wartość.Wobec powyższego, w każdą z tych 2 triod wpuścimy prąd o takiej samej wartości, a napięcie zasilające przyłożone do anody triody oznaczonej przeze mnie jako T1 rozłoży się po równo na każdą z tych 2 triod.Jak to wszystko działa?Trioda oznaczona przeze mnie jako T2 działa w naszym układzie SRPP jako stopień wzmacniający /zależy nam głównie na wzmocnieniu napięciowym/, trioda T1 jest aktywnym obciążeniem T2. Widać analogię do rezystora anodowego w stopniu wzmacniającym opartym o 1 triodę ? Mało tego, teraz widać "myk" jaki opisałem na samym początku - "myk" polegający na zastąpieniu "sztywnego" elementu obciążającego anodę jakim jest rezystor anodowy przez "elastyczne" źródełko prądowe. ***
Co nam stosowanie źródełka prądowego dało? prąd płynący przez lampę nie pływał "w te i we wte", prąd był stabilny i było możliwym ustalenie jego dość dużej wartości, jednak wzmocnienie napięciowe nam nie spadło, wykorzystaliśmy tam fakt iż wzmocnienie stopnia triodowego zależało choćby od tzw oporu dynamicznego, oporu dla przebiegów zmiennych. Rezystor nie dałby nam takiej elastyczności i mielibyśmy dylemat: większy prąd czy wyższe wzmocnienie napięciowe...
***Co dzieje się w tym układzie 2 triod? Trioda na dole schematu oznaczona T2 działa jako stopień wzmacniający, trioda T1 na górze pełni rolę aktywnego obciążenia /zamiast rezystora anodowego/PUSH - PULL w nazwie, WHY? PUSH-PULL to nic innego jak pchać-ciągnąć.Odpalamy zasilanie naszego układu SRPP, podajemy sygnał audio z CD poprzez kondensator separujący/oddzielający napięcia stałe w układzie oznaczony jako C3,i teraz:w momencie podania sygnału audio /który jest sygnałem zmiennym/ na siatkę dolnej triody T2, sygnał ten będzie w tym samym momencie w przeciw fazie względem sygnału na siatce triody górnej T1.
Tak "w bardzo uproszczony" sposób":gdy górna trioda przewodzi ***
Tutaj chodzi o jedną z połówek sygnału wejściowego. Względem punktu odniesienia mamy połówkę górną i połówkę dolną, umówiony + i -
widać to na membranie głośnika podczas ciszy /bądź przy wyłączonym wzmacniaczu mocy/ - głośnik znajduje się w pozycji wyjściowej - "po środku". Podczas odtwarzania muzyki - membrana głośnika "pływa" w przód i w tył.
***
i dostarcza prąd, płynie on przez rezystor R1 przy okazji odkłada na nim spadek napięcia a tym samym ładuje się separujący /od napięć stałych/ kondensator wyjściowy C1.Gdy górna trioda T1 dostarcza mniej prądu /co wynika z samej zasady wzmacniania sygnału w lampie/ wówczas ładunek zgromadzony w C1 "wraca" i płynie do dolnej triody T2. Bez kondensatora wyjściowego C1, obciążonego następnym układem /np. końcówka mocy; potencjometr głośności/ prąd w naszych triodach nie zmieni się za bardzo... tak wyszło i już. Trzeba uwierzyć że tak to wygląda ;)Po prostu i krótko: jedna połówka sygnału wejściowego przypada na jedną triodę.
Na tej samej zasadzie działają lampowe końcówki mocy, gdzie mamy 2 lampy wpięte w transformator głośnikowy, lampy te dostają sygnał z inwertera - jedna połówka leci na jedną lampę i tam zostaje wzmocniona, druga połówka leci na drugą lampę i też zostaje wzmocniona, na koniec obydwie wzmocnione połówki lądują w transformatorze głośnikowym i są składane do "..py" ;)Stąd właśnie w nazwie układu nad którym teraz siedzimy znalazło się "PUSH-PULL"
Jedna trioda z naszej pary wzmacnia tylko jedną połówkę sygnału. /
Stopień triodowy z rezystorem anodowym działa "tylko" jako "popychaczka" ;)
/W SRPP wzmocniony sygnał możemy odebrać tylko z katody górnej triody T1.Co dalej?Dalej możemy odpuścić sobie próby wykorzystania SRPP jako wzmacniacz dużej mocy...Z racji małej impedancji wyjścia - możemy SRPP wykorzystać co najwyżej do zasilania słuchawek, raczej tych o impedancji 300 Ohm.SRPP to głównie stopień wzmocnienia z niska impedancją wyjściową.SRPP jest wykorzystywany w wzmacniaczach OTL a OTL to nic innego jak Output Transformer Less - czyli lampowy wzmacniacz bez transformatora głośnikowego.Tutaj naprawdę SRPP nie przyda się do zasilania zestawów głośnikowych, nawet tych bardzo czułych.Liczmy coś. Co możemy policzyć?Nie tyle możemy, co musimy policzyć wartości rezystorów oznaczonych na naszym schemacie jako R1 i R3, a jak pisałem kilka zdań wcześniej - obydwa zawsze będą mieć tę samą wartość. więc:R1 = R3 = 2Rl + ra / (mu - 1)Rl to "load resistance" czyli zakładana rezystancja obciążenia. O impedancji wyjściowej za chwilę (!). Musimy pomyśleć - co będziemy naszym SRPP napędzać /choćby zwykły potencjometr od ustalania głośności.../W zwykłym stopniu triodowym to za bardzo nie przejdzie /wzmocnienie zależne po trochu od oporu dynamicznego/ to tutaj możemy przyjąć sobie, że nasze Rl ma 10 kilo Ohm.SRPP często składane jest na lampach ECC83 - z uwagi na ich właściwości - napięcie pracy i max możliwe do uzyskania wzmocnienie.
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/sheets/010/e/ECC83.pdf"Amplification factor" ECC83 ma dość ładny...Podobnie jak Ra, które wynosi 62,5 kilo Ohma. Porównując do 6N1P /Svetlana/ z jej 4,4 kilo Ohma.Widać zależność max wzmocnienia jakie oferuje lampa od jej oporu roboczego ? Widać.
Przy okazji widać też przy jakich prądach ECC83 pracuje /i napięciu/Powołałem sie na dane z powyższego datasheet, zawsze warto (!) sprawdzić dane producenta lampy jaka dysponujemy.Liczmy:R1 = R3 = 2Rl + ra / (mu - 1)R1 = R3 = 20 (kilo Ohm) + 60 (kilo Ohm) / (100 - 1)R1 = R3 = 808 OhmOsoby bardzo ambitne poskładają sobie te R1 i R3 z kilku rezystorów, tak by R1 i R3 miały wartość zgodną z wyliczeniami.Pozostali i firmy audio - wartość 808 Ohm zaokrąglą w górę tak, by znaleźć jakiś pojedynczy rezystor w szeregu o wartości minimalnie większej od 808 Ohm. Najbliższy z szeregu ma wartość 820 Ohm i będzie bardzo odpowiedni.parametr "ra" zaokrągliłem w dół do 60 kilo OhmFajnie - mamy lampę, mamy już wyliczoną wartość najważniejszych 2 rezystorów R1 i R3.Jakie napięcie zasilające? WTF to "mu" we wzorze ?????Napięcie damy standardowe dla tej lampy 280V czy 300V.280V???300V???WTF???przecież w datasheet wyraźnie napisano:/TYPICAL CHARACTERISTICS/Anode voltage /Va/ 100V przy napięciu siatki Vg = -1.0Voraz Anode voltage /Va/ 250V przy napięciu siatki Vg = -2.0V
/siatka w triodzie jest tylko jedna - nie mylić z siatką sterującą pentody/No tak, "typical characetristics" , ale przecież kilka zdań wcześniej napisałem,że w SRPP napięcia na obydwu triodach ustalają się na takiej samej wartości, stąd przy napięciu zasilajacym 300V, na każdej triodzie odłoży się po 150V.Parametr "mu" - zgadnijcie co to :))Liczmy dalej...
Kondensator wpięty równolegle do rezystora katodowego triody T2:na samym początku tego tematu pisałem, że zwiera on do masy przebiegi zmienne i umożliwia zwiększenie/regulację wzmocnienia napięciowego naszego stopnia triodowego - wtedy obliczałem ten kondensator przy okazji projektowania wzmacniacza mocy na lampie EL84.Bez tego kondensatora - uzyskane w układzie wzmocnienie napięciowe będzie niższe.
Co ciekawe - wstawiając W SZEREG Z TYM KONDENSATOREM rezystor o niewielkiej wartości rezystancji, jesteśmy w stanie ustawiać sobie współczynnik wzmocnienia naszego stopnia.
Można to dokładnie wyliczyć.Generalnie wartość jego pojemności dobiera się tak, by dla przebiegów zmiennych o określonej częstotliwości stawiał on pożądany opór /reaktancja kondensatora/Wzór i wyjaśnienia dotyczące tego kondensatora są na pierwszej stronie naszego tematu lamp - przy wzmacniaczu mocy.Tutaj napiszę tylko, że wartość pojemności tego kondensatora dobiera się tak, by nie osłabić za bardzo przenoszenia dolnego zakresu częstotliwości. Jako dolną częstotliwość graniczną w układach lampowych możemy spokojnie przyjąć częstotliwość 16Hz.Napięcie znamionowe dla tego kondensatora - sposób jego obliczania również podałem przy okazji projektu lampowej końcówki mocy na pierwszej stronie bieżącego "toppicu".Wiemy już jak dobrać wartości pojemności I NAPIĘCIA PRACY dla kondensatorów sprzęgających na wejściu/wyjściu dla założonej dolnej częstotliwości granicznej pasma przenoszonych częstotliwości /względem wartości rezystancji opornika/
Policzmy prąd, płynący przez cały układznowu zaokrągliłem w dół "ra" do 60 kilo OhmI = Va / 4(ra + Rl + Rk)"Rk" we wzorze powyżej to wartość rezystancji naszego opornika wyliczonego nieco wcześniej.Va to napięcie na anodzierezystancja jaka nam wyszła - przyjmuje wartość 808 Ohm, pozostałe parametry mają wartości podane w jednostce "kilo Ohm", stąd przy wyliczeniach poniżej 808 Ohm zamieniałem na 0,808 kilo Ohm - po to by jednostki się zgodziły
I = 300 / 4(60 + 10 + 0,808) = 300 / 283,232 = 1,05920235 (mA) = 1mAWyszło nam około 1mA, a skoro w SRPP prąd /podobnie jak napięcie/ rozkłada się równo na obydwie triody - max wartość prądu na każdą z triod, podana w datasheet dla naszej ECC83 - nie została przekroczona.Ciekawa rzecz:SRPP pracuje tylko i wyłącznie w klasie A. Prąd jaki nasz SRPP jest w stanie dostarczyć w szczycie do obciążenia to 2 x I ( wyliczony kilka linijek tekstu wyżej) ALE NA KAŻDĄ Z TRIOD.
czyli wyszło nam po 1mA na triodę, stąd przy naszych 2 triodach /jakże by inaczej w SRPP/ prąd szczytowy osiągnie wartość max około 4mA pp.Max niezniekształcone napięcie uzyskane na naszym obciążeniu układu - a założyliśmy, że ma ono wartość 10 kilo Ohm:4mA x 10 kilo Ohm = 40V ppSporo? Sporo.Wyliczmy wzmocnienie, jakie uzyskaliśmy w naszym układzie /heh, obliczenia od końca.../:wiemy, że max sygnał wejściowy nie powinien przekroczyć pewnej wartości, by na wyjściu nie pojawił się "clipping" czyli obcinanie wierzchołków wzmocnionego sygnałuwiemy też, że to max napięcie wejściowe oblicza się tak:2x I (znów ten sam prąd jaki wyliczyliśmy nieco wyżej) x Rkmax nap wej = 2 x 1(mA) x 0,808(kilo Ohm) = 1,616V = 1,62V ppZatem w naszym układzie by uniknąć obcinania wierzchołków na wyjściu, nie powinniśmy przekroczyć sygnału audio na wejściu o wartości 1,62V ppObliczmy wreszcie to wzmocnienie naszego stopnia:obliczyliśmy już max napięcie wyjściowe pp /od szczytu do szczytu/
obliczyliśmy już max napicie wejściowe pp /od szczytu do szczytu/zatem dzielimy:max napięcie wyjściowe pp /od szczytu do szczytu/ / max napiecie wejściowe pp /od szczytu do szczytu/podstawiamy to co wyliczyliśmy40V pp / 1,62V pp = 24,691358025 = 24,70xwzmocnienie napieciowe stopnia wynosi 24,7xnieźle.
Teraz jeszcze ktoś czytając datasheet mógłby zapytać o napięcie polaryzacji siatki - no bo producent ECC83 w jej datasheet podaje typowe napięcie siatki dla danego napięcia zasilającego... odpowiem, że ustawia się je NADAL rezystorem upływu siatki... ;)
jak to działa - już kiedyś pisałem... ;)"biasujemy" tylko dolną triodę T2.Wyszło Wam w zaokrągleniu 0,81V ??;)dobra, przedstawię Wam samo obliczenie:I = U / RU = I x RU = 1mA x 0,808 kilo Ohm = 0,808V ~ 0,81VRezystor upływu siatki - wstawiamy tutaj standardowe 1 mega Ohm. Będzie bardzo dobry.
"Zapomnieliśmy" o najważniejszym:jaką impedancje wyjściową ma ten nasz układ SRPP na tej naszej ECC83 i PRZY WCZEŚNIEJSZYCH ZAŁOŻENIACH /choćby to że triody mają podobne charakterystyki/??Impedancję wyjściową ma taką:
nasz rezystor katodowy triody T2 jest skutecznie bocznikowany dla przebiegów zmiennych dzięki obecności kondensatora, co nieco "upraszcza" obliczenia:Zout = ra (ra + Rk) / (2ra + Rk (mu + 1))Na zrzucie numer 2 - TAK WYGLĄDA MÓJ KALKULATOR przy tych obliczeniach;))wyszło mi15,689320388 (kilo Ohm)czyli impedancja wyjściowa naszego układu jest w przybliżeniu równa 15,69 kilo Ohm...o ile się nie pomyliłem, po przesiedzeniu kilku godzin przed monitorem...
***
Przy okazji, gdyby ktoś chciał rozszyfrować co uwzględniłem w obliczeniach - ma zagadkę ;))
***a to jest w przybliżeniu połowa z tego co przy zwykłym stopniu wzmacniającym na triodzie z rezystorem anodowym - oczywiście dla ECC83 i dla wzorcowych obliczeń.Ważna rzecz na koniec:katoda triody T1 będzie mieć połowę napięcia zasilającego, stąd gdyby ktoś z Was projektował taki stopień SRPP - sprawdźcie, czy nie przekroczyliście maksymalnej wartości napięcia
grzejnik -> katodaw tym przypadku i dla lampy ECC83 tego producenta, z którego datasheet korzystałem max wartość wynosi 180Vjest to podane na stronie datasheet numer 5, "Cathode to heater voltage Vkf max. 180V"
***************
Powyższe powstało z lekkim opóźnieniem, ale dotrzymałem danego słowa :)Całe szczęście, że mam teraz kilka dni wolnego - skończyłem pisać 5:15, zaczynałem -> godzinę utworzenia pierwszego rysunku - schematu SRPP - możecie sobie sprawdzić na
zrzucie nr 3, gdzie widać godzinę utworzenia zrzutu dla schematu dla SRPP:))
**************A teraz, po tych wszystkich obliczeniach od samego początku:
JEŻELI KTOŚ PO TYCH WSZYSTKICH MOICH OBLICZENIACH POWYŻEJ jakie przeczytałwciąż wymienia lampy w swoim wzmacniaczu / odtwarzaczu / przetworniku DAC/ lampizatorze itp. NA DZIKO, bez sprawdzenia czegokolwiek, bez dobrania punktów pracy dla danej lampy,
NAWET JEŻELI lampa jest tego samego typu, ale INNEGO PRODUCENTA itp, jeżeli potem według swojego mniemania "podpowiada" innym na jakie lampy podmienić aktualne, bądź wygłasza oceny nt. tego sprzętu lampowego, innych SPRZĘTÓW lampowych czy LAMP jakie ON sprawdził, ocenił i napisał na wielotysięcznym forum, że taka a taka lampa w takim a takim sprzęcie to "beee" lub całkiem odmienne brzmienie,NIECH raz jeszcze się zastanowi czy warto czasem pisać takie "OCENY", czasem grożące uszkodzeniem lamp, czasem pożarem, czasem innym nieszczęściem...
NIE PODMIENIAJCIE LAMP "NA DZIKO", BEZ DOKŁADNEGO SPRAWDZENIA CZY MOŻNA I JAKĄ MOŻNA LAMPĘ WSTAWIĆ JAKO ZAMIENNIK.Faktem jest, że po takiej "dzikiej" podmiance brzmienie sprzętu ulegnie zmianie...No to jeszcze raz:
Po pierwsze:Podczas prac z lampami uważaj na wysokie napięcie występujące w układzie!
Energia elektryczna zgromadzona w kondensatorach zasilacza może Cię poważnie porazić! Lub ZABIĆ nawet... !!!Po drugie:Podczas prac z lampami uważaj na wysokie napięcie występujące w układzie!
Energia elektryczna zgromadzona w kondensatorach zasilacza może Cię poważnie porazić! Lub ZABIĆ nawet... !!!Po trzecie:Podczas prac z lampami uważaj na wysokie napięcie występujące w układzie!
Energia elektryczna zgromadzona w kondensatorach zasilacza może Cię poważnie porazić! Lub ZABIĆ nawet... !!!
***Powyższy tekst jak i rysunki udostępniam na licencji:http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/pl/
na dzień 23 kwietnia 2009Czyli wykorzystując/cytując powyższy tekst - wpiszcie przynajmniej stronę, z jakiej on pochodzi...Dzięki.;)
W razie zauważonych "ciężkich" pomyłek, "ciężkich" literówek - oczywiście naniosę poprawki /w wolnym czasie :-) /
Pozdrawiam czytających,
Gabriel ^..^ ^..^ ^..^
