Предварительный расчёт ламповых цепей

Список разделов РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Аналоговая аудиотехника Прочее

Модераторы: Алаев Ян, poty, Евгений Михеев

#41 Евгений Михеев » 15 марта 2017, 15:55

Все, понял откуда мой вопрос. Когда находим Rвх у нас упоминается упрощение R1.
В Вашей формуле Rk(1+m), у меня R1(1+m).
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

#42 poty » 15 марта 2017, 16:35

Евгений Михеев писал(а):Все, понял откуда мой вопрос. Когда находим Rвх у нас упоминается упрощение R1.
В Вашей формуле Rk(1+m), у меня R1(1+m).
Для Rвх мы полностью отключаем источник сигнала и подключаем идеализированный источник с нулевым внутренним сопротивлением. Т.о., мы определяем только реакцию самого каскада, без учёта свойств подключенного источника сигнала. Аналогичное допущение мы проводили, когда рассчитывали источники тока: исключали нагрузку [в аноде] и исследовали только свойства оставшейся части цепи.
Владислав
poty
Автор темы, Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 76 (+76/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3091
Темы: 1
С нами: 4 года 3 месяца

#43 poty » 18 марта 2017, 15:25

Продолжение отсюда.
Предлагаю следующую последовательность действий:
1. Разделяем наш каскад на две части остро отточенным скальпелем по линии анод U1 - Катод U2. U1 и всё, что к ней относится, будем называть НУ (нижним усилителем), U2, соответственно - ВУ.
НУ.png
Усилитель с общим катодом
НУ.png Размер: 4.74 КБ
Просмотров: 930
ВУ.png
Усилитель с общей базой
ВУ.png Размер: 4.42 КБ
Просмотров: 930

2. Считаем "окружение" для НУ: единственным отсутствующим элементом для нас является Rн1 (сопротивление нагрузки вместе с анодным сопротивлением); нагрузки у нас нет (=бесконечности), а в качестве анодного сопротивления выступает входное сопротивление ВУ. При расчёте Rвх-ву имеем в виду, что Rk отсутствует (=0).
Расчёт проведён здесь. Результат:
Rвх2.png
Входное сопротивление верхнего каскада
Rвх2.png Размер: 4.15 КБ
Просмотров: 757

3. Считаем k(ну).
Расчёт проведён здесь. Результат:
k1.png
Усиление нижнего каскада
k1.png Размер: 4.24 КБ
Просмотров: 910

4. Превращаем НУ в источник сигнала (т.е., Ei, Ri из модели усилителя с общей сеткой). Вспоминаем для этого модель усилителя с общим катодом.
Ri2.png
Выходное сопротивление нижнего каскада
Ri2.png Размер: 1.75 КБ
Просмотров: 891

5. Считаем коэффициент усиления всего каскада, принимая как входной сигнал - сигнал, подаваемый на вход НУ, а как выходной сигнал - с выхода ВУ.
Расчёт проведён здесь.
k.png
Общий коэффициент усиления
k.png Размер: 3.18 КБ
Просмотров: 878

6. Считаем Rвых ВУ, который по совместительству будет выходным сопротивлением всего каскада.
Расчёт здесь.
Rвых.png
Выходное сопротивление каскода
Rвых.png Размер: 3.58 КБ
Просмотров: 860

7. Оцениваем PSRR.
PSRR.png
Подавление пульсаций
PSRR.png Размер: 3.02 КБ
Просмотров: 820

8. Оцениваем входную ёмкость. Рассуждения - здесь.
Cвх.png
Входная ёмкость каскода
Cвх.png Размер: 1.45 КБ
Просмотров: 755

9. Считаем каскад с нашей "эталонной конфигурацией".
Владислав
poty
Автор темы, Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 76 (+76/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3091
Темы: 1
С нами: 4 года 3 месяца

#44 Евгений Михеев » 18 марта 2017, 19:13

poty писал(а):2. Считаем "окружение" для НУ: единственным отсутствующим элементом для нас является R (сопротивление нагрузки вместе с анодным сопротивлением); нагрузки у нас нет (=бесконечности), а в качестве анодного сопротивления выступает входное сопротивление ВУ. При расчёте Rвх ВУ имеем в виду, что Rk отсутствует (=0).
Входное сопротивление ВУ:
Rвх2 = (Rk2(1+µ2)+ra2+R2)/(1+µ2), но Rk2=0, тогда
Rвх2 = (ra2+R2)/(1+µ2),
это Rна для НУ (будем обозначать как Rна1). Получается, тут участвует R2=Rна2Rн2/(Rна2+Rн2) из ВУ.
poty писал(а):3. Считаем k(ну).
Формулу знаем, это формула для включения с общим катодом:
k1=-µ1Rн1/(ra1+Rн1+Rk1(1+µ1)),
где
Rн1=(ra2+R2)/(1+µ2).
Подставляя одно в другое имеем:
k1=-µ1(ra2+R2)/(ra2+R2+(ra1+Rk1(1+µ1))(1+µ2))
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

#45 poty » 21 марта 2017, 10:53

Давайте сравним результат преобразований здесь с Ei+Ri здесь.
Также будем иметь в виду, что Ei представляет уже усиленную амплитуду входного сигнала (в µ раз).
Напоминаю формулу выходного сопротивления каскада с общим катодом без учёта нагрузки:
Rout=Rна(ra+Rk(1+µ))/(ra+Rна+Rk(1+µ))= (делим на Rна числитель и знаменатель) = (ra+Rk(1+µ))/(ra/Rна+Rна/Rна+Rk(1+µ)/Rна)= при Rна->бесконечности все члены, имеющие Rна в знаменателе становятся равными нулю = (ra+Rk(1+µ))/1 = ra+Rk(1+µ)

Из чего заключаем, что
Ri2=ra1+Rk1(1+µ1)
Владислав
poty
Автор темы, Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 76 (+76/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3091
Темы: 1
С нами: 4 года 3 месяца

#46 Евгений Михеев » 23 марта 2017, 16:40

Из формулы (4) каскада с общей сеткой:
Uout2=Ei2*R2(1+µ2)/(re2+R2),
где
re2=ra2+Ri2(1+µ2).
Далее вчера в голову пришла мысль для общего коэффициента усиления:
k=Uout2/Uin1,
при этом
Uin1=-Еi21, тогда
k=-µ1Ei2*R2(1+µ2)/(Ei2(re2+R2))=-µ1*R2(1+µ2)/(ra2+R2+Ri2(1+µ2))
Подставляя Ri2 получим:
k=-µ1*R2(1+µ2)/(ra2+R2+(ra1+Rk1(1+µ1))(1+µ2))
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

#47 Евгений Михеев » 28 марта 2017, 18:28

Для нахождения Rвых нам нужны формулы (7):
Rвых=re2*Rна/(re2+Rна)=(ra2+Ri2(1+µ2))Rна/(ra2+Ri2(1+µ2)+Rна)
Используя формулу отсюда:
Rвых=(ra2+(ra1+Rk1(1+µ1))(1+µ2))Rна/(ra2+(ra1+Rk1(1+µ1))(1+µ2)+Rна)
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

#48 Евгений Михеев » 29 марта 2017, 10:38

С учётом замечания, используем формулу
PSRR = re2 Rload/(Rна (re2 + Rload) + re2 Rload)
re2=ra2+Ri2(1+µ2)
Ri2=ra1+Rk1(1+µ1)
откуда
re2=ra2+(ra1+Rk1(1+µ1))(1+µ2)
что в результате даёт
PSRR=1/(1 + Rна/Rload + Rна/(ra2+(ra1+Rk1(1+µ1))(1+µ2)))
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

#49 poty » 6 апреля 2017, 17:23

Для того, чтобы вынести вердикт по ёмкостям, нужно рассмотреть следующую модель:
Ёмкости.png
Паразитные ёмкости
Ёмкости.png Размер: 7.7 КБ
Просмотров: 766

... из которой становится понятно, что ёмкость верхней лампы не влияет на ВХОДНУЮ ёмкость каскада усиления на нижней лампе (т.е., входная ёмкость рассчитывается по классической формуле каскада с общим катодом). Тем не менее, ёмкость Cgk2 установлена параллельно нагрузке нижнего каскада, то есть, по сути, должна влиять на АЧХ каскада. Однако, я утверждаю, что эта ёмкость не будет иметь практически никакого значения в звуковом диапазоне по причине того, что входное сопротивление верхнего каскада мало (сотни Ом). Чтобы значительно повлиять на АЧХ ёмкость должна быть сравнима с этим входным сопротивлением.
Спойлер
Допустим, частота=20кГц, входное сопротивление каскада=1кОм, сравнимый импеданс при этих условиях имеет конденсатор в 8нФ, что невозможно ни в одной лампе!
Евгений Михеев писал(а):Свх=Cgk1 + (k1+1)Cga1
для НУ.
Владислав
poty
Автор темы, Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 76 (+76/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3091
Темы: 1
С нами: 4 года 3 месяца

#50 Евгений Михеев » 13 апреля 2017, 11:57

Ну что, думаю, надо попробовать провести расчеты :)
Последний раз редактировалось poty 13 апреля 2017, 11:57, всего редактировалось 1 раз.
Причина: Спасибо за указание на ошибку. Исправлено!
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

#51 poty » 13 апреля 2017, 11:57

Ждём-с!
Владислав
poty
Автор темы, Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 76 (+76/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3091
Темы: 1
С нами: 4 года 3 месяца

#52 Евгений Михеев » 13 апреля 2017, 14:08

Владислав, есть ощущение, что у Вас есть столбец в excel форме для нашего включения :-)
При 10 МОм сопротивлении нагрузки к=84? Я пытаюсь понять, верно ли забил форму. :)
У меня получилось так
image001 (1).png


Добавлено спустя 1 час 5 минут:
Rвых =148,7к
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

#53 poty » 14 апреля 2017, 18:02

Извиняюсь, а какое анодное сопротивление? Какое - катодное (или ток)? Каково распределение напряжений по лампам?
Владислав
poty
Автор темы, Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 76 (+76/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3091
Темы: 1
С нами: 4 года 3 месяца

#54 Евгений Михеев » 28 июля 2017, 14:36

Оставляю идею, чтобы не забыть: скрестить решение 2 и 3 для источника тока.
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

#55 Евгений Михеев » 31 июля 2017, 14:58

Итак, в процессе повторного изучения написанного в этой теме мне в голову пришла одна мысль. Соединить вместе 2 способа фиксированное смещение и способ номер три с более сложной обвязкой лампы.
Возьмём ecc88, раз с ней в прошлый раз удалось достичь желаемого.
Сразу зададимся условиями условиями, которые сработали в прошлый раз, а именно - подаем на сетку 58 вольт.

На графике ориентируемся на линию -2 вольта по прежним соображениям
наши 150В - [60В на резисторе] = [90В на лампе]
Резистор: 60В/6мА =10кОм.
Для простоты зададим Rb=Rk
Формула расчёта импеданса: ra+(Rk+Rb)(1+µ) . Так как мы заимствуем частично суть способа номер три.

2600+(10000+10000)(1+33)=682.6кОм Отлично, величина подходит нам.
Стоит посмотреть на характеристику
Изменения тока: 15/342.6=0.022мА
В результате имеем две крайние точки: 5.978мА и 6.022мА. Это то, о чем я уже говорил: чем больше импеданс, тем меньше "коридор" по току.
Найдем напряжения для этих двух точек.
165-10000*0.006022=104.78в
135-10000*0.005978=75.22в
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

#56 Евгений Михеев » 15 августа 2017, 14:52

Владислав, отвечая на Ваш вопрос по таблице - анодное сопротивление 150к, в катоде 1.1к.
По поводу распределения напряжений - позвольте подумать :)

Добавлено спустя 2 часа 36 минут:
Распределение напряжений имеется ввиду усиление каждой из?
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

#57 poty » 15 августа 2017, 19:34

Имеется в виду - сколько напряжения анод-катод на каждой лампе оказывается, так как от этого будет несколько зависеть результат.
Владислав
poty
Автор темы, Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 76 (+76/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3091
Темы: 1
С нами: 4 года 3 месяца

#58 Евгений Михеев » 15 августа 2017, 21:18

Я выдвину предположение, что верхнюю лампу надо рассматривать, как сопротивление, на котором осядет часть напряжения.
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

#59 poty » 16 августа 2017, 10:28

У нас есть несколько реперных точек, на которые мы можем ориентироваться.
1. Напряжение смещения на сетке верхней лампы Uc. Оно определяет с точностью до единиц вольт (напряжение сетка-катод верхней лампы Uв-ск) напряжение на нижнем каскаде Uн=Uc+Uв-ск. Имея напряжение на нижнем каскаде и значение резистора в катоде - можно определить:
2. Ток, протекающий через каскад Iа. Он определяет напряжение анод-катод нижней лампы Uн-ак=Uн-Iа*Rн-к. Он определяет падение напряжения на нагрузочном резисторе Urн=Iа*Rа. Т.о., напряжение анод-катод верхней лампы тоже будет примерно известно: Uв-ак=B+ -Uн-Urн.
Это даёт нам рабочие точки, на основании которых можно рассчитывать уже по выведенным формулам.
Владислав
poty
Автор темы, Профи
Профи
Аватара
Возраст: 52
Откуда: Россия, Москва
Репутация: 76 (+76/−0)
Лояльность: 42 (+43/−1)
Сообщения: 3091
Темы: 1
С нами: 4 года 3 месяца

#60 Евгений Михеев » 16 августа 2017, 11:04

Попробую такой метод, который пришел в голову.
Пока без привязки к работоспособности, просто рассуждения.

Давайте зададимся условиями. Лампа 12au7. У меня на работе только на нее датник :)
На анодном резисторе 350 вольт.
В анод верхней лампы я поставил 100 К.

Начинать, думаю, стоит с нижней лампы. Задать ток, протекающий через систему. Пусть это будет 2мА. Тогда катодный резистор можем выбрать по ВАХ, задав таким образом напряжение на аноде нижней лампы. Например, выбрав -2в на сетку и 2 мА ток, мы получим катодный резистор 1к. На аноде нижней лампы 55вольт по ВАХ.
В аноде верхней лампы 100к, на нем упадет 200 вольт. Тогда на аноде верхней лампы 350-200=150в.

Пока писал, не заметил Вашего ответа, Владислав, сейчас проанализирую. Рассинхрон :-)
Дорогу осилит идущий
Евгений Михеев
Заслуженный Ветеран
Заслуженный Ветеран
Аватара
Возраст: 33
Откуда: Республика Коми, Ухта
Репутация: 54 (+54/−0)
Лояльность: 19 (+19/−0)
Сообщения: 2456
Темы: 11
С нами: 3 года 1 месяц

Пред.След.

Вернуться в Прочее



Кто сейчас на форуме (по активности за 5 минут)

Сейчас этот раздел просматривают: 1 гость

cron