Предварительный расчёт ламповых цепей

#41

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))

#42

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)

#43

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=-Еi2/µ1, 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))

#44

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)

#45

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)))

#46

Для того, чтобы вынести вердикт по ёмкостям, нужно рассмотреть следующую модель:

: Паразитные ёмкости; Ёмкости.png (7.7 КБ) 2857 просмотров

... 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

Показать

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.

#47

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

Rвых =148,7к

#48

Извиняюсь, а какое анодное сопротивление? Какое - катодное (или ток)? Каково распределение напряжений по лампам?

#49

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

#50

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

Распределение напряжений имеется ввиду усиление каждой из?

#51

Имеется в виду - сколько напряжения анод-катод на каждой лампе оказывается, так как от этого будет несколько зависеть результат.

#52

Я выдвину предположение, что верхнюю лампу надо рассматривать, как сопротивление, на котором осядет часть напряжения.

#53

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.

#54

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

#55

Чтобы сравнивать, нужно всё же использовать ту же лампу, что и раньше - 12AX7.

9. Считаем каскад с нашей "эталонной конфигурацией".

#56

Итак, приступим.
Мы задались током 1мА.
Анодный резистор 150к, то падение на нем составит 150в, тогда на аноде верхней лампы будет 300-150=150в.
При резисторе в катоде 1.1к нижней лампы и токе 1 мА глядя на ВАХ я вижу точку для анода нижней лампы в диапазоне 140-150в. Это что получается, на верхней лампе напряжение не падает? Или я где-то свернул от истины?

#57

Так сказать, "по фень-шую": обычно делается разделение в районе 25% напряжения на нижней лампе и оставшееся - делится пополам между верхней лампой и анодным сопротивлением.
Теперь, что нам делать с нашим каскадом? Понятно, что мы должны оставить как минимум внешние условия работы каскада, к коим относится лампа и режим её работы (у нас основополагающим был ток в 1мА). Напряжение питания мы выбираем сообразно, но нужно задаться всё же определённым пределом. Я считаю, что нежелательно, чтобы анодное напряжение превышало максимальное напряжение на одной лампе. Надо из этого исходить.
Чтобы не доверять неведомой японской зверушке (это я про фень-шуй), давайте проанализируем, что нам может дать наибольший эффект и что нас ограничивает. Понятно, что анодное сопротивление хотелось бы значительно не уменьшать. Нижняя лампа должна быть способна работать с нужными напряжениями (у нас они неизвестны, но давайте возьмём линейные - до 0,5В). Что значит "способна"? Не должна уходить в область положительных токов сетки (т.е., смещение не должно быть меньше амплитуды сигнала) и закрываться полностью (т.е., ток не должен прекращаться).
Верхняя лампа должна быть способна работать уже с усиленным сигналом (благо усиление нижней лампы небольшое). Критерии - те же. А уже остаток - оставляем на анодную нагрузку.
Задаваться катодным сопротивлением - неправильно.

#58

Окончательно запутался

Итак, ток мы не тревожим - 1мА.
Напряжение - предельно допустимое по датнику на 12ax7 300вольт.
Я понимаю, что мы можем задать точное значение на сетке верхней лампы ( тем же делителем напряжения с В+).
Я понимаю, что смещением для верхней лампы будет разница между напряжением на аноде нижней лампы и напряжением на сетке верхней. Например на аноде 50в, на сетке 48, смещение -2в.
Но если задаваться катодным сопротивлением не верно, то как определить ток, проходящий через нижнюю лампу и понять, какое напряжение будет на аноде нижней лампы и какое, соответственно, смещение получится для верхней?

#59

poty писал(а):Верхняя и нижняя части схемы работают изолированно, несмотря на то, что ток через них протекает один и тот же.

Евгений Михеев писал(а):ток мы не тревожим - 1мА.

Евгений Михеев писал(а):как определить ток, проходящий через нижнюю лампу

Эмм?

Евгений Михеев писал(а):какое напряжение будет на аноде нижней лампы

poty писал(а):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.

Евгений Михеев писал(а):Я понимаю, что мы можем задать точное значение на сетке верхней лампы ( тем же делителем напряжения с В+).
Я понимаю, что смещением для верхней лампы будет разница между напряжением на аноде нижней лампы и напряжением на сетке верхней. Например на аноде 50в, на сетке 48, смещение -2в.

Эммм?

Евгений Михеев писал(а):какое, соответственно, смещение получится для верхней?

Евгений Михеев писал(а):Начинать, думаю, стоит с нижней лампы. Задать ток, протекающий через систему. ... Тогда катодный резистор можем выбрать по ВАХ, задав таким образом напряжение на аноде нижней лампы.

poty писал(а):Нижняя лампа должна быть способна работать с нужными напряжениями (у нас они неизвестны, но давайте возьмём линейные - до 0,5В). Что значит "способна"? Не должна уходить в область положительных токов сетки (т.е., смещение не должно быть меньше амплитуды сигнала) и закрываться полностью (т.е., ток не должен прекращаться).

Эмммм?

#60

Это я все к тому, что Вы вчера написали - задаваться катодным резистором -неверно.
Оттуда и пошла неразбериха в моей голове.