Важность расчета постоянных времени в ламповом усилителе ?

Stan Marsh · March 1, 2024

37 минут назад, Ollleg сказал:

...бобик сдох...

Обленился и отупел.

ДимДимыч · March 1, 2024

Не нравится мне ваша писанина.

BAA · March 2, 2024

17 hours ago, Ollleg said:

Пора оживить тему и наконец то " выбить" из кого нибудь реальный расчёт.

Есть схема, нужны расчёты конденсаторов, соответственно рассчитать схему с учётом комплексного подхода к постоянным времени ВСЕХ конденсаторов - БП, ПЕРЕХОДНЫЕ, КАТОДНЫЕ.

__________________________________________________________

Кто нибудь сможет это сделать наглядно, на примере схемы и без всяких БЛА-БЛА и ссылок на разное "вот там есть всё для расчёта, почитайте и т.д. "" взять и показать все расчёты?

Флуд и бла-бла тут же улетят в корзину. Если мастера имеются - покажите это .

Если таких мастеров нет, так и признаем, что на АП рассчитывать обленились, не хотят, не умеют, только болтать привыкли. Отговорки не принимаются. Вопросы на вопрос так же не принимаются.

-------------------------------

Теме больше полугода, а воз застрял и ныне его нужно вытягивать за уши....

___________________________________________________________________________________________

Вых. трансформатор 5--------24000гц по уровню -3дб

Фактически схема два отдельных моно, анодник общий, БП для каждого канала на своём кенотроне.

Все номиналы конденсаторов "стёрты" для чистоты эксперимента - можно начать с оконечного канала и БП для него, затем двигаться к входу , соблюдая "заветы, отсылки к "почитай тут" и прочие советы" на 5-ти страницах выше.

Поехали:

Схема БП:

_____________________________________________________________________________________________________

Схема одного канала:

Определяем :

С5, С9 (С8 шунт), С3, С4

С1, С7 (С6 шунт).

С2 можно пропустить, его целесообразность под сомнением.

Издеваемся, значит?!
Поправляем, кто может!
1-й каскад. 1/S||R3*С2.
Фильтр питания С6||C7*R5
2-й каскад С1*R7, 1/S||R8*С4
3-й каскад С3*R11, 1/S||R12*C5, Lтр*Ri||R'н
Фильтр питания L1*C8||C9, второй порядок, шунтирован приведенной нагрузкой.
Это по НЧ.
Далее, как положено Смиллера*Ri предыдущего, да плюс Ls*(Ri+R'н).
Это по ВЧ.
Теперь слушаем рассказы, как ООС портит звук! Вы попробуте общую-то завести... при 9-м (почти) порядке на НЧ.
Там конечно не все прямо интегрирующее/диффиренцирующее скорее апериодическое/форсирующее.
Вопрос: что нам дает знание сиих постоянных времени?
Типа теперь знаем как спадает ачх или делаем минимальную постоянную более 8 мс (20 Гц)...
:smile-03:

Ollleg · March 2, 2024

В 02.03.2024 в 06:06, BAA сказал:

Издеваемся, значит?!

:smile-50: обязательно!

Рассчитывайте, показывайте как и результирующие значения С выдавайте.

На примере, как в книжечках радиолюбителя - вот формула, вот пример: дано . показываем, какие значения С выходят в каждом каскаде.

Народ в теме именно этого просит, почитайте комментарии.....

Уверен, у всех разные значения ёмкости выйдут. Стопудово! :smile-59:

Отсюда страх указывать их значения.

BAA · March 2, 2024

Постоянные времени есть Тау=RC=L/R. F=1/(2*Pi*Тау). F=1/(2*Pi*SQRT(L*C)). SQRT=square root = квадратный корень. Для системы второго порядка LC все сложнее но туда не пойдем.

Xрюн222 · March 2, 2024

6 минут назад, BAA сказал:

Постоянные времени есть Тау=RC=L/R. F=1/(2*Pi*Тау). F=1/(2*Pi*SQRT(L*C)). SQRT=square root = квадратный корень. Для системы второго порядка LC все сложнее но туда не пойдем.

Т.е. "мы рассмотрим, например... " (С) OTL усилитель?

BAA · March 2, 2024

Каково предложение?
А) Посчитать
Б) Смоделировать
В) Отмакетировать
Сравнить А и Б меж собой и с В и заявить о совпадении в ХХ%, что достаточно при инженерном расчете?
Цель какая? Не в смысле получения кучи циферок (чисел) а чего из них необходимо вывести, выводы, по-русски.

Ollleg · March 2, 2024

В 02.03.2024 в 10:16, BAA сказал:

Каково предложение?
А) Посчитать

В 01.03.2024 в 14:32, Ollleg сказал:

Все номиналы конденсаторов "стёрты" для чистоты эксперимента - можно начать с оконечного канала и БП для него, затем двигаться к входу , соблюдая "заветы, отсылки к "почитай тут" и прочие советы" на 5-ти страницах выше.

Поехали:

обозначить номиналы конденсаторов.

BAA · March 2, 2024

Транзисторное наследие меня догнало: формулы выше не учитывали Rp или Ri.
И никто не заметил: Ждем Акела промахнулся? Удалить бы.
Теперь результаты, по НЧ. Берем, в тупую, 10 Hz.
Имеем первый полюс 10 Hz при С2=47 uF, первый ноль 1,8 Hz при Ку(на средней частоте) 13,7
Следующий полюс из-за влияния фильтра 1,2 Hz при С7=47 uF, ноль где-то 1,1 Hz.
3-й ноль из-за С1(переходной) 10 Hz при 0,033 uF.
3-й полюс 12 Hz, при С4=47 uF, ноль где-то при 5 Hz. Усиление 10.
5-й полюс 10 Hz при С5=100 uF, 5-й ноль 1.5 Hz Ку=4
6-й ноль 10 Hz при С3=0,1 uF
Следующий двойной полюс от LC фильтра около 5 Hz при С9=100 uF.
Еще один из-за L1 транса и Ri||RL*Lтр
Общий коэффициент, приведенный к 8 Ом есть 24 или 28 dB.
Теперь ВЧ.
Исходим из среднего положения регулятора. Rin=25к.
Входной полюс 180 kHz
Второй - 330 kHz
Третий неизвестен из-за отсутствия емкости 6С4
Ls транса неизвестен, посему 4-го тоже нет.

Добавил позиционное обозначение для С9 = 100 мкФ.
В общем +/- как такое делается, при отсутствии ООС. Там надо постоянные разносить, особенно на НЧ, но более второго порядка я не видел - обычно начинают пользовать непосредственную связь, и коррекция только в ВЧ области.

Ollleg · March 2, 2024

В 02.03.2024 в 15:31, BAA сказал:

Теперь результаты

Добавил в схему.

Александр, спасибо.

Ждём комментариев и от других участников.

Ollleg · March 3, 2024

Как понимаю, больше вариантов ни от кого не будет.

Все у нас писатели, но не считатели, за исключением одного. :smile-03:

Victor_VVO · March 3, 2024

В 01.03.2024 в 21:32, Ollleg сказал:

Есть схема, нужны расчёты конденсаторов, соответственно рассчитать схему с учётом комплексного подхода к постоянным времени ВСЕХ конденсаторов - БП, ПЕРЕХОДНЫЕ, КАТОДНЫЕ.

В постановке задачи есть неясность. Критерии расчета? Что, собственно хотите получить в итоге от этой схемы, какие выходные характеристики?

Если проводить традиционный расчет как аудиоусилителя с заданной полосой пропускания и "таким-то" уровнем напряжения пульсаций БП на выходе - то расчетные номиналы большинства конденсаторов будут небольшие, в номенклатуре современных компонентов таких уже нет.

Кроме того, было бы неплохо знать частотные характеристики выходного трансформатора - собственно, от его особенностей принципиально зависит требуемая тщательность и критерии расчета. То есть считаем "точно" или считаем чтобы "было не меньше, чем..." :smile-59:

Не исключаю и того варианта, что характеристики выходного трансформатора буквально потребуют коррекции схемотехнического решения, то есть в итоге потребуется проводить расчеты для совсем другой схемы.

kaw-gm · March 4, 2024

Victor_VVO Все изложено в теме включая ТВЗ 1. Ачх вых. тр по -3дб 5 гц--------24.000 гц на 1ВТ. (Замеры проводились на предыдущем усилителе)

Ollleg · March 4, 2024

О самой схеме здесь:

https://newaudioportal.com/topic/1593-однотактный-усилитель-6ж4-6с4с-6п9-6с4с-2-х-6r7g-6г1-6с4с/page/3/

7 часов назад, Victor_VVO сказал:

В постановке задачи есть неясность. Критерии расчета? Что, собственно хотите получить в итоге от этой схемы, какие выходные характеристики?

В 05.07.2023 в 20:54, Ollleg сказал:

Давайте попробуем определиться - почему одни пишут, что важно соблюсти и рассчитать все постоянные времени в УНЧ, а другие, что ЭТО бессмысленно...

Сергей Ал:

Насколько помню, на старом АП никто не выкладывал полных расчётов постоянных времени - слишком много факторов нужно учитывать, да и единообразия в подходах как-то не очень наблюдалось.

В моих записях сохранился пост Ю.А.Макарова из темы "Маэстро Гроссо":

...Все постоянные времени всех каскадов должны быть увязаны между собой
по принципу: от выхода ко входу - все больше и больше постоянные времени. Если нет общей ООС.

Если ООС есть,то у Агаханяна имеется великолепная работа именно по распределению постоянных времени в случае трехкаскадных усил., а также графики и таблицы для нелюбителей считать.

Учитывать постоянные времени, на мой взгляд, нужно однозначно - бесполезно (а в некоторых случаях и вредно), например, увеличивать ёмкость конденсаторов в БП без учёта ёмкости конденсаторов в цепях смещения.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Виктор, если почитать тему , всего 5 стр., станет понятно, что всё крутится вокруг учёта постоянных времени во всём усилителе и о том, как именно их учитывать и нужно ли это вообще.

Я же с самого начала предложил схему и на ней практически показать остальным расчёт конденсаторов с учётом этих п.времени от выхода ко входу. Желательно с пояснением, откуда такой или иной номинал и как он рассчитывался...

Вот на этом всё застряло, как оказалось, формулами и советами сыпать проще, чем напрячь извилины и показать на примере схемы эти расчёты..... увы.

Тему народ читает, но реальных ответов с наглядным примером не видит, собственно как и во всём инете.

7 часов назад, Victor_VVO сказал:

Не исключаю и того варианта, что характеристики выходного трансформатора буквально потребуют коррекции схемотехнического решения, то есть в итоге потребуется проводить расчеты для совсем другой схемы.

Замеры на реальном усилителе вых.тр :

Спойлер

Вполне можно считать 5----24000гц по уровню - 3дб

Victor_VVO · March 5, 2024

Выходной трансформатор очень приличный.

Исходя из этого, я бы не стал манипулировать с "тау" катодных цепей, а наоборот, свел бы их влияние к минимуму, применив фиксированое батарейное смещение :smile-59: Но, так как схемотехническое решение менять нежелательно, то я бы увеличил "тау" раз в 10 относительно расчетных значений для частоты 5 Гц. Например, C2 = 2200uF, C4 = 2700uF, C5 = 2200uF.

Далее, остаются межкаскадные "тау" С1R7, C3R11. Номиналы резисторов не меняются, для частоты 5Hz "быстрый прикидочный стандартный" расчет дает С1 = 0.68uF, С3 = 2.2uF Не скажу, что результат мне нравится (особенно номинал С3), но для этого выходного трансформатора это, пожалуй необходимость. Или нужно увеличивать номинал R11, что вполне возможно в случае автоматического смещения.

Номиналы конденсаторов в фильтре питания вполне согласуются со стандартным расчетом, но я бы увеличил С6 до 100uF, а С8 до 220uF. И да, предполагается что эти конденсаторы качественные, без часто упоминаемого эффекта так называемого "замедления" звучания от так называемой "черезмерной" емкости.

Слабое место трехкаскадного усилителя с емкостной связью и последовательными RC фильтрами в питании - накопление фазового сдвига на НЧ, паразитное проникновение сигнала между каскадами по цепям питания и, как следствие - самовозбуждение на СубНЧ. Поэтому не исключаю, что на практике придется добавить еще один RC фильтр по питанию - между вторым и третьим каскадами.

Или поменять схему на другую - с меньшим числом каскадов и (или) с меньшим числом межкаскадных конденсаторов.

Ollleg · March 5, 2024

В 05.03.2024 в 08:34, Victor_VVO сказал:

Выходной трансформатор очень приличный.

Так как схемотехническое решение менять нежелательно, то я бы увеличил "тау" раз в 10 относительно расчетных значений для частоты 5 Гц.

Виктор, спасибо.

Возможно, ещё кто то предложит свой вариант, подождём.

BAA · March 5, 2024

On 3/4/2024 at 12:32 PM, Ollleg said:

Сергей Ал:

Насколько помню, на старом АП никто не выкладывал полных расчётов постоянных времени - слишком много факторов нужно учитывать, да и единообразия в подходах как-то не очень наблюдалось.

В моих записях сохранился пост Ю.А.Макарова из темы "Маэстро Гроссо":

...Все постоянные времени всех каскадов должны быть увязаны между собой
по принципу: от выхода ко входу - все больше и больше постоянные времени. Если нет общей ООС.

Если ООС есть,то у Агаханяна имеется великолепная работа именно по распределению постоянных времени в случае трехкаскадных усил., а также графики и таблицы для нелюбителей считать.

Почитал Агаханяна - максимум 2 каскада, да еще и без емкостной нагрузки. Цитата;
В его ссылке на "Электроника в ядерной физике" 1953г. примерно та же самая беда - доминирующая постоянная времени. То есть все постоянные большие и одинаковые - а доминантная одна и малая. По теории должна в начале стоять - на практике ближе к выходу. Как - то так. Не совсем ясно что делать при 20 Гц/16 мсек и глубине ООС в 40 dB - делать остальные, как минимум, 0.2 Гц, чтоб замкнуть можно было...
Кстати, как справедливо указывал Владимир, именно для расчета коррекции симулятор - наше всё.

KonoV · June 20, 2024

Серьёзное основание для самостоятельного расчёта....... как точка отсчёта, и в материальном воплощении кратно уменьшая - увеличивая осознать как влияет непосредственно на восприятие ............ ещё одна переменная влияния......

Senyer · June 6

Добрый день! Может кому то интересно будет, недавно попалась статья вот ссылка https://a-direct-heating-triode.blogspot.com/2018/06/lcr-phono-preamp-part-3.html Автор пишет что мало кто уделяет этому параметру внимание это постоянная времени Тау. Вкратце он пишет, что мы должны иметь дело с переходными процессами атаки, которые длятся от 15 до 20 миллисекунд для самых быстрых инструментов (фортепиано, гитара, ударные), а это значит, что источник питания должен восстановиться за этот интервал времени до следующей атаки.
Первая постоянная времени LC- или RC-элемента не должна превышать это значение. Я ради интереса нашел формулы и решил просчитать какие в итоге пульсации будут на выходе БП и старался придерживаться чтобы тау была не слишком большая, в итоге интересный опыт получил и хочу переделать свой БП в усилителе и в живую посмотреть и послушать изменения будут или нет. Кому интересно почитайте.

Константин · June 6

27 минут назад, Senyer сказал:

Вкратце он пишет, что мы должны иметь дело с переходными процессами атаки, которые длятся от 15 до 20 миллисекунд для самых быстрых инструментов (фортепиано, гитара, ударные), а это значит, что источник питания должен восстановиться за этот интервал времени до следующей атаки.

Убираем из схемы все элементы, которые мешают этой самой атаке/восстановлению. Если говорить об оконечном каскаде, который в SE усилителе непосредственно связан с БП, то в первую очередь убираем активное сопротивление "обвязки". Это у нас ТВЗ, дроссель питания, кенотрон, анодная ТС, катодный резистор. Складываем омы и соотносим с внутренним сопротивлением лампы, убираем лишнее. Для самых отъявленных, можно использовать в качестве анодной обмотки ближайшую ТП, с соблюдением ТБ;)

Ну и про конденсаторы не забываем, ионы медленные, электроны быстрые. На старом портале, вроде, перетералось все это вдоль и поперек, но повторение, мать(его) учения.

Senyer · June 6

В 05.03.2024 в 11:13, Ollleg сказал:

Виктор, спасибо.

Возможно, ещё кто то предложит свой вариант, подождём.

Я думаю конденсатор С3 надо уменьшить, если оставлять гридлик 150 кОм, то С3 можно 0,22 мкФ поставить для сравнения с емкостью в 2,2 мкФ. При емкости С3 в 0,22 мкФ нижняя граница будет 5 Гц - 3дБ

Senyer · June 6

Вообще, я думаю если делать все правильно в БП усилителя то и в общей схеме надо делать с предварительными расчетами. Вот что например в инетете пишут про переходные процессы между каскадами в ламповом усилителе

Влияние на переходные процессы и перегрузку

Если на вход усилителя подается мощный импульсный сигнал или происходит перегрузка (ограничение сигнала — клиппинг), в цепи сетки возникает сеточный ток.

Слишком большая \(\tau \) (громадные номиналы \(R\) и \(C\)): При перегрузке конденсатор успевает зарядиться сеточным током, а вот времени на его разрядку через высокоомный резистор утечки требуется много. В результате лампа на некоторое время запирается (смещается в область отрицательных напряжений). Вы услышите неприятный "затык" или пропадание звука длительностью от доли секунды до нескольких секунд.
Оптимальная \(\tau \): Позволяет конденсатору быстро восстанавливать исходный потенциал рабочей точки сразу после окончания перегрузки, делая звучание плотным и динамичным без артефактов.

Senyer · June 6

Я хочу сказать что многие хотят чтобы усилитель мог легко воспроизводить динамические контрасты чтобы тембрально он играл доставерно ну итд , мое мнение на этот счет такое, что желательно подходить к выбору номиналов конденсаторов и резисторв с какими то расчетами и не подходить по принципу чем больше емкость тем лучше.

Kutun · June 6

1 час назад, Senyer сказал:

перегрузке конденсатор успевает зарядиться сеточным током, а вот времени на его разрядку через высокоомный резистор утечки требуется много

Потому и должен межкаскадный кондецатор быть минимально возможной ёмкости, лишь бы пропускал нижнюю заданную ТУ граничную частоту .

Я вообще всегда стараюсь получить 30 герц по минус 1дб, или даже выше , смотря на возможности твз.

А часто вижу в схемах номиналы пропускающие 5 герц , вот только зачем ???

И твз подаваться, и акустика, да и в треках такой частоте взяться не откуда .

Senyer · June 7

2 часа назад, Алексей1 сказал:

Что создаст бóльшую нагрузку на источник питания, атака длительностью 20 мс или низкочастотные сигналы длительностью в несколько (много) секунд? Например: орган, бас-гитара, контрабас или литавры.

Ответ очевидный - явно не атака.

Поэтому, надо рассчитывать источник питания на длительный по времени и самый низкочастотный сигнал максимальной амплитуды. Так всегда и делали разумные проектировщики.

Алексей, у каждого свое мнение на этот счет но я сам слышал как добавление емкости в 100 мкф сделало звучание усилителя чуть заторможенным, я тогда еще про тау не занл, конечно я потом эту емкость убрал и не стал больше изменять конструцию в РР фабричном усилителе. Кстати я недавно делал для себя таблицу Эксель чтобы она делала расчет по БП и катодным и переходным конденсаторам, вот таблица можно побаловаться.

Расчеты Ламп. каскадов — копия.xlsx.zip