Jump to content
Alex-007

Устройство Автоматической Балансировки Выходного Двухтактного Каскада

Recommended Posts

это не устройство с опорой 0,25В, о котором Вас спрашивали. Вот лишь бы возразить, правда? Это я специально провокационные вопросы задаю. Щупаю на предмет возможностей восприятия и адекватности реакции. А то, что такое устройство нужно собирать на дискретке, а не получить в виде микросхемы и ёжу понятно.

А что касается задачи темы, то, вообще, схема с катодным резистором и ОУ представляется более удобной Несомненно! Только придётся, судя по всему, отказаться от измерения тока катода, а измерять ток анода.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ошибка (если можно так это назвать) в 0.25в. при необходимом напряжении смещения в -50в. рубит все шансы на успех?. Нет слов.... :unknw: .

Share this post


Link to post
Share on other sites

Между тем, имелось ввиду... Для LM337 так сделать нельзя - отчего же нельзя? Раз опору можно уменьшить делителем, перед сравнением с измеряемой величиной, то и измеряемую величину можно усилить, перед сравнением с опорой. Для LM337 так сделать можно.

ожидал взвешенного обсуждения предложенного решения - т.е, ожидали взвешенного обсуждения Вашего решения. Иные не интересны. Впрочем, извольте. Применение предложенных ИТ, безусловно, решает вопрос независимости тока покоя от параметров ламп и девиации питающих напряжений. Таким образом, это можно принять в качестве решения для обеспечения подмагничивания сердечника. Применение конденсаторов, "поглощающих" избыток тока, при превышении анодным током тока ИТ, нельзя считать решением, поскольку оно, с известной точностью, работает только для коротких импульсов. На стационарном сигнале (генератор, орган) оно нежизнеспособно. Режим лампы становится зависимым от значения анодного тока. И, наконец, стабилитроны можно рассматривать только как защитную меру, исключающую пробой конденсаторов. Думаю, Вам понятно, что при одинаковом токе через лампы, они будут иметь ( в жизни) разные напряжения смещения. В результате, переход схемы в работу "на стабилитрон" будет происходить на разных уровнях сигнала для разных плеч. Что провоцирует дополнительные искажения на средних и больших сигнала, вносимых той схемой, которая, по идее, призвана их уменьшать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Литиевые батарейки Fanso для систем телеметрии и дистанционного контроля

Системы телеметрии находят все более широкое применение во многих отраслях на промышленных и коммунальных объектах. Требования, предъявляемые к условиям эксплуатации приборов телеметрии и, как следствие, источников питания для них, могут быть довольно жесткими. Fanso предоставляет широкую линейку продукции, рассчитанной на различные условия эксплуатации, что позволяет подобрать батарейку для каждого конкретного применения, в том числе и для устройств телеметрии.

Подробнее

Ошибка ... рубит все шансы на успех?

Разве я это говорил?

.. ожидали взвешенного обсуждения Вашего решения.

Спасибо. Кое в чем могу поспорить или предложить способ обхода, но не буду. Оффтоп получится. Давайте по теме.

Только придётся, судя по всему, отказаться от измерения тока катода, а измерять ток анода.

Похоже, необязательно. Смотрите. Если работать в классе АВ с существенным током смещения (скажем, до 1 Вт в классе А), то пока мы не вышли из класса А (пауза, слабый сигнал), анодный ток равен катодному (пусть у нас АВ1), схема находится в режиме слежения. Как только усилитель начинает заходить в АВ, схема переходит в режим удержания текущего смещения на сетке. Поскольку ОУ у нас будет интегратором, напряжение смещения сетки при переходе в АВ (в первый момент) изменится мало и лампа останется у оптимума. Когда опять наступит пауза, схема вернется в режим слежения. Для реализации достаточно дополнить стандартную петлю регулировки схемой УВХ и детектором режима АВ. Это - главный узел, он может быть как простым аналоговым, так и на микроконтроллере. В последнем случае можно реализовать алгоритмы посложнее и добавить другие функции типа автонастройки и т.д., насколько хватит фантазии. Опять же, из-за интегратора, большое быстродействие, скорее всего, не нужно и в простом случае хватит чего-нибудь типа ATtiny45 (у него и АЦП на борту есть). В максимальной реализации УВХ можно заменить ЦАП, или вообще все сделать на чем-нибудь типа STM32.

Share this post


Link to post
Share on other sites

анодный ток равен катодному - отличный повод убедиться в Вашей компетентности, даже "не выходя из дома". Анодный ток равен катодному только для триодов. Для рассматриваемых здесь ламп с экранной сеткой это абсолютно не верно.

могу поспорить или предложить способ обхода - ни секунды не сомневаюсь! Каждый новый обнаруженный "косяк" будет вызывать не поиск более другого решения, а поиск способов обхода. Например, микроконтроллер, выбирающий шаговым искателем из набора стабилитронов наиболее подходящий для данной лампы.

схема находится в режиме слежения. Как только усилитель начинает заходить в АВ, схема переходит в режим удержания текущего смещения на сетке.

совсем легко - балансировкой тока покоя следящей системой в момент отсутствия сигнала на входе и фиксацией полученных значений на время наличия сигнала.

Не стану обвинять Вас в плагиате, но, найти пресловутые 15 отличий между идеями сложно. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Приглашаем на вебинар Решения для построения ультразвуковых счетчиков жидкостей и газов на базе MSP430

Компэл совместно с Texas Instruments 23 октября 2019 приглашают на вебинар, посвященный системам-на-кристалле для построения ультразвуковых расходомеров жидкостей и газов на базе ядра MSP430. Вебинар проводит Йоханн Ципперер – эксперт по ультразвуковым технологиям, непосредственно участвовавший в создании данного решения. На вебинаре компания Texas Instruments представит однокристальное решение, позволяющее создавать точные недорогие счетчики жидкостей и газов.

Подробнее...

Для регулировки тока покоя - пойдёт. Хотя ток катода и ток анода разные! Из-за тока 2-й сетки, на что я и указывал. Ошибку, кстати, не оцените?

Как только перейдём ко второй точке, которую Вы упорно игнорируете, то есть с большим током анода, ошибка из-за тока экранной сетки, который составит 15...20% от тока анода, станет недопустимо большой.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Анодный ток равен катодному только для триодов. Для рассматриваемых здесь ламп с экранной сеткой это абсолютно не верно.

Э, лампы с экранной сеткой я упустил из вида, сорри.

Например, микроконтроллер, выбирающий шаговым искателем из набора стабилитронов наиболее подходящий для данной лампы.

Меня удивляет, что модератор откровенно флудит в теме.

- отличный повод убедиться в Вашей компетентности, даже "не выходя из дома".

Не стану обвинять Вас в плагиате, но, найти пресловутые 15 отличий между идеями сложно.

Вы все время пытаетесь меня в чем то уличить или обвинить. В чем дело? Я пришелся не ко двору? Не честнее ли прямо об этом и заявить? Не волнуйтесь, я не буду досаждать вам своим присутствием.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Как только перейдём ко второй точке - вторая точка явно требует регулировки не смещением, а напряжением раскачки.

Тут, на мой вгляд, немного другое. В идеальном усилителе напряжения раскачки, токи покоя и ВАХ ламп абсолютно одинаковы. В жизни не сложно обеспечить условия "идеального" усилителя, установив общее смещение для ламп и напряжение раскачки. Осталось самая малость - привести "к общему знаменателю" ВАХ ламп, наугад взятых из ящика. Это гарантирует нам и равенство токов покоя и минимум чётных гармоник. Из оставшихся регулировок нам доступно только напряжение на второй сетке. Судя по анодно - сеточным характеристикам, оно смещает характеристики лампы параллельно. Т.е, если мы возьмём общее смещение для установки тока покоя, а баланс тока будем делать по экранной сетке - возможно нам удастся получить "одинаковые" лампы из разных.

Э, лампы с экранной сеткой я упустил из вида, сорри - Вы настолько погружены в свой усилитель на 6Н6С, что, похоже, не замечаете, о чём это мы тут. :(

модератор откровенно флудит в теме - флуд наказуем. Есть кнопочка "Пожаловаться". Только не ожидайте, что мнение администрации обязательно совпадёт с Вашим. В данном случае - это один из путей обхода "косяка" со стабилитроном.

Вы все время пытаетесь.. - что Вы! Просто мне любопытно наблюдать "компетентного гостя", который только после 30-ти постов вдруг заметил, что речь в теме вовсе не об оптимизации режимов его усилителя.

Share this post


Link to post
Share on other sites

И Вам спасибо за неоценимую помощь в развитии идеи.

По поводу регулировки ВАХ экраном, я вот о чём

post-120592-0-88837200-1467385984_thumb.png

Это ВАХ одной и той же лампы, при разных напряжениях на экране. Отсюда мысль - если сделать балансировку тока покоя изменением экранных напряжений - можно, с некоторой долей уверенности, говорить о "сближении" их ВАХ. Понятно, есть такая штука, как крутизна. Но и она зависит от напряжения на экране и может быть окончательно скомпенсирована напряжением раскачки.

Итого - три этапа, три составных части:

1. Общим смещением устанавливаем требуемый ток покоя.

2. Балансируем его экранными напряжениями. При необходимости, повторяем п. 1.

3. Минимизируем чётные гармоники балансом раскачки.

Подозреваю, что воздействуя на все три величины - Eg1, Eg2 и Ug1~ можно добиться полного совпадения любой пары однотипных ламп. Правда алгоритм такой регулировки пока туманен.

И ещё вопрос. В паре всегда одна лампа похуже, другая получше. Как регулировать? "Тянуть" худшую к лучшей - может не хватить эмиссии. "Опускать" лучшую? Жалко. "Привести" обе к некоей "средней"?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Только по этому и берусь за "почти" неразрешимые задачи. Вспомните 50МОм-ный повторитель со сверхнизкими искажениями. Просто очень интересно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Первые прикидки по устройству автоматической балансировки выходного двухтактного каскада на пентодах. Устройство предполагается выполнить на контроллере с встроенным АЦП.

Функции устройства.

1 Ступенчатая подача питания на усилитель.

2 Непрерывный контроль тока анода выходных ламп и предотвращение аварийных ситуаций.

3 Периодическая автоматическая подстройка и выравнивание токов покоя выходных ламп (с ручным запуском и сохранением результатов подстройки в энергонезависимой памяти).

4 Периодическая автоматическая подстройка величины напряжения экранных сеток выходных ламп для уменьшения разброса характеристик (с ручным запуском и сохранением результатов подстройки в энергонезависимой памяти).

5 Индикация режима работы устройства (норма, необходимость запуска автоматической подстройки, режим подстройки, авария) и индикация неисправной лампы.

6 Контроль мощности на анодах выходных ламп при отсутствии стабилизации анодного напряжения (опционально).

Примерный перечень входов/выходов:

Аналоговые входа.

1 Ток анода выходных ламп.

2 Напряжение входного сигнала.

3 Анодное напряжение (опционально).

Аналоговые выхода.

1 Выход тестового сигнала.

2 Управление напряжением смещения выходных ламп (отдельно для каждой лампы).

3 Управление напряжением экранных сеток выходных ламп (отдельно для каждой лампы).

Дискретные входа.

1 Кнопки управления.

Дискретные выхода.

1 Аварийное отключение.

2 Индикация состояния и индикация неисправной лампы.

3 Ступенчатая подача анодного напряжения.

Актуальные вопросы.

1 Выбрать контроллер с 8-ю и более каналами АЦП и разрядностью 12 (и более) бит не проблема. А как организовать не менее 5-и каналов (это для двух выходных ламп) хотя бы 12 битных ЦАП, причём некоторые из них с гальваноразвязкой не менее 1000В?

2 Как, всё таки,оценить необходимую точность измерений и установки выходных параметров (хотя бы нижний критерий).

3 Какие будут предложения и уточнения по функциям устройства.

Примерный алгоритм работы выложу позже.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ещё раз всё перечитал и подумал. Решил продолжать проект.

Итого - три этапа, три составных части:

1. Общим смещением устанавливаем требуемый ток покоя.

2. Балансируем его экранными напряжениями. При необходимости, повторяем п. 1.

3. Минимизируем чётные гармоники балансом раскачки.

Подозреваю, что воздействуя на все три величины - Eg1, Eg2 и Ug1~ можно добиться полного совпадения любой пары однотипных ламп. Правда алгоритм такой регулировки пока туманен.

1. Ну почему общим? Только индивидуальным!

2. Да, балансируем. Тоже ток. Но, уже при максимальном или близком к максимальному входном напряжении.

3. Именно от баланса раскачки и хотелось уйти. С одной стороны, не хочется "влезать в сигнал". С другой, встраивать в усилитель спектроанализатор - тоже не лучшая идея. Хотя, если выделить только 2-ю гармонику...

И ещё вопрос. В паре всегда одна лампа похуже, другая получше. Как регулировать? "Тянуть" худшую к лучшей - может не хватить эмиссии. "Опускать" лучшую? Жалко. "Привести" обе к некоей "средней"?

А вот тут всё просто. Для новых подобранных ламп выбираем некое эталонное для данной схемы и режима Eg2_эт. Обеспечиваем разумную область регулирования Eg2_эт +- d2. Тогда для разных ламп сначала пытаемся "вытянуть отстающую", затем "придержать опережающую". Дошли до границ регулирования (верхней и нижней соответственно) и не добились совмещения характеристик, сигнализируем об аварийной ситуации.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну почему общим? - давайте вспомним цель - настроить режим ламп в плечах (в общем случае разных) по минимуму искажений. Полное подавление чётных гармоник в классе "АВ" соответствует полной симметрии плеч. Иначе говоря - совпадению ВАХ ламп. Т.е, одинаковые токи анода должны соответствовать одинаковым парам Eg1 и Ea. Поэтому, смешение общее. Если настраивать по двум точкам - равенству I покоя и Im при 50% мощности, при строго симметричной раскачке, то, вероятно, получим разные пары Eg1 и Eg2. Тогда покой надо регулировать Eg1, а максимальный ток - Eg2. Но, поскольку регулировки взаимозависимы - не факт, что процесс сходящийся.

от баланса раскачки и хотелось уйти - весьма эффективная регулировка. Но, не самая "автоматизируемая". Впрочем, известные импортные аналоги, похоже, воздействуют только на смещение. Или, вообще не воздействуют, ограничиваясь наблюдением.

встраивать в усилитель спектроанализатор - зачем? Что мешает вычесть выходной сигнал из входного с соответствующей фазовой коррекцией на фиксированной частоте? Потребуется только подбор амплитуды, поскольку усиление зависит от ламп. Нахождение мин сигнала искажений подбором баланса амплитуд сигналов вполне по силам микропроцессору в паре с перемножающим ЦАП.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если настраивать по двум точкам - равенству I покоя и Im при 50% мощности, при строго симметричной раскачке, то, вероятно, получим разные пары Eg1 и Eg2. Тогда покой надо регулировать Eg1, а максимальный ток - Eg2. Но, поскольку регулировки взаимозависимы - не факт, что процесс сходящийся.

Именно так! Я тоже сомневаюсь, что процесс всегда сходится, хотя и настраивал реальный выходной каскад.

процесс носит итерационный характер (напряжение на экранной сетке - ток покоя - напряжение - ток и т. д.) и сходится медленно... Но я вообще-то не уверен, что такая настройка возможна при сильном разбросе параметров ламп.

Но подтвердить или опровергнуть данный метод можно, только создав действующий макет устройства.

Edited by Alex-007

Share this post


Link to post
Share on other sites

Итак, по просьбам трудящихся, провёл эксперимент на предмет возможности уравнивания ВАХ ламп изменением напряжения на экранной сетке. Взял наугад из коробки две б/у 6П14П-К (слегка "копчёные"). Для начала, снял характеристики в пентодном включении, при напряжении на экранной сетке в 200В. Характеристики сняты после прогрева ламп в течении 150 секунд.

post-165594-0-10175500-1468102396.pngpost-165594-0-42671200-1468102405.png

Видно, что лампы разные. Первый экземпляр более прыткий. Ну что же, попробую их уровнять...

Возьму за среднюю кривую в -4В и пробую подгонять по ней. Кривая 1-го экземпляра лежит выше, чем у 2-го экземпляра. Попробую её опустить, подгоняя напряжение на экранной сетке. Изменяю экранное до максимального совпадения кривых. 100% совпадения получить не удалось, но с, примерно, десятой попытки получил наилучшее совпадение при Uэ=188.5В на первом экземпляре. Красный цвет - 2-ой экземпляр, чёрный - первый, "подгон".

post-165594-0-09307900-1468103169.png

Вернёмся с небес на землю и посмотрим, что же стало с полной характеристикой после "подгонки"

post-165594-0-93080500-1468102721.png

А теперь сравним 1-ый подогнанный экземпляр со 2-ым:

post-165594-0-14054300-1468102643.png

Одна кривая почти совпала, но что стало с остальными - сами видите.

Выводы очевидны.

P.S. А в общем-то, по сравнению с тем, что было, характеристики совпали неплохо!

post-165594-0-46353200-1468107282.png

Edited by lnx

Share this post


Link to post
Share on other sites

Большое спасибо от имени трудящихся! Моя догадка о возможности подгона характеристик разных ламп только напряжением экрана получили обнадёживающее практическое подтверждение. Особенно, если учесть, что нас интересует совпадение ВАХ не на всём "поле", а только вблизи линии нагрузки.

post-120592-0-98865800-1468156513.png

Метод имеет ограниченное применение - для "чистого" режима и схем с катодной ОС. Для ультралинейки применим только в схемах с отдельной экранной обмоткой, для обеспечения возможности регулировки. Мораль - не каждый готовый усилитель может быть модернизирован на основе этой идеи. И, общие характеристики усилителя будут определяться самой "плохой" лампой. Впрочем, на море, скорость эскадры тоже определяется скоростью самого тихоходного корабля. Впрочем, можно не "давить"хорошую, а "форсировать" плохую. Если источник питания позволяет

А последний рисунок наглядно демонстрирует применяемый традиционно метод настройки - балансировка тока покоя индивидуальным смещением и "подгонка" совпадения характеристик разной амплитудой раскачки плеч.

post-120592-0-58594200-1468158090.png

Сравнение степени совпадения при одинаковой нагрузке и разных методах балансировки показывает явное преимущество регулировки по экранной сетке.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ещё раз хочу поднять вопрос по поводу точности устройства. Если ориентироваться на старые, "подсевшие" лампы, то, как видно из исследования lnx, вполне и 1% хватит. Ну а если новые и подобранные? Начнём, хотя бы, с измерения и балансировки тока покоя. Поделитесь, кто и с какой точностью это делает. Сопротивления в катодах подбираются или нет? И какой точности обычно их ставят - 1,0%, 0,1% или какие попадутся? А если у трансформатора разница анодных обмоток в пару витков, а это уже 0,1%, как-то повлияет этот разбаланс на звук и искажения? Может есть другие способы балансирования тока покоя?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Балансировка тока покоя, прежде всего, имеет целью устранение подмагничивания. В этом смысле, точность 1 - 2% допустима. Асимметрия ламп и трансформатора балансируется по мин чётных гармоник, уже по переменному току. Сделать это можно раскачкой, независимо от смещения или экраном - зависимо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сравнивая характеристики двух 6П14П, попавшихся lnx на измерение, пришел к выводу, что отстающей лампе не хватает эмиссии. И немного увеличив напряжение накала, можно прилично "подтянуть" её характеристики. Проверил (правда всего по нескольким точкам). Графики анодного тока действительно приподнимаются. Но хотелось бы увидеть нагляднее. То есть, снять характеристики при 6,3В накала и, допустим, при 6,6В. lnx, может у Вас найдётся возможность и время для проведения такого эксперимента.

Edited by Alex-007

Share this post


Link to post
Share on other sites

Второй экземпляр при накале 6.3В, 6.7В, 7.1В. Одна минута на прогрев после изменения напряжения накала.

post-165594-0-64399600-1468956401.png

С первым экземпляром на 100% не совпадает всё равно.

post-165594-0-29820500-1468956405.png

Думаю, по двум лампам судить не совсем правильно. Тут надо бы какой десяток обмерять, попытаться подогнать несколько пар. Тогда была бы более объективная картинка.

Подправил картинки, ошибочно были указаны напряжения накала.

Edited by lnx

Share this post


Link to post
Share on other sites

lnx! Спасибо! Всё очень наглядно. И предварительные выводы сделать можно. Даже из этой одной пары.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Работа над проектом автоматической балансировки выходного каскада двигается очень медленно, но всё-таки двигается, и я надеюсь его закончить.

В теме "Ламповый Усилитель От Василича, Делаем Сами" I_Avals поделился следующей информацией.

Настраивается баланс токов покоя. Настройка - или по равенству падения напряжения на катодных резисторах. Или, лучше, по минимальным искажениям сигнала 30 - 40 Гц на мощности 1/3 - 1/4 номинала.

Обращаюсь к тем, кто пользовался обеими методиками настройки. Хотелось бы уточнить, какая из них даёт лучшие результаты.

Увеличится ли точность настройки, если ещё уменьшить частоту тестирующего сигнала? Скажем, до 5...10 Гц.

При настройке по второй методике на точность влияет и разброс параметров выходных ламп. Эта неидентичность, конечно, компенсируется, но только при той амплитуде сигнала, на которой проводилась настройка. Как быть с этим?

К сожалению, пока не могу все эти измерения сделать сам по причине нехватки времени.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вы опять путаете два вопроса. Баланс токов покоя имеет целью минимизировать подмагничивание сердечника, вне зависимости от степени одинаковости ламп в плечах. Баланс же напряжения раскачки на средних и выше уровнях, призван выровнять именно неидентичность ламп по критерию минимальных чётных гармоник.

Фактически, баланс токов покоя по НЧ сигналу должен иметь критерием не столько искажения (они существенно зависят от степени близости сердечника к насыщению), а амплитуду, поскольку, по мере устранения подмагничивания, растёт индуктивность первичной обмотки, в меньшей степени шунтируя нагрузку. Способ балансировки по НЧ сигналу имеет единственный плюс - Вы выравниваете не токи покоя, а намагничивающую силу обмоток, т.е, учитываете и возможную несимметричность трансформатора.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Цитата

Вы опять путаете два вопроса.  

Нет, ничего я не путаю.

Цитата

баланс токов покоя по НЧ сигналу должен иметь критерием не столько искажения ... а амплитуду  

Теперь понятно.

Цитата

Вы выравниваете не токи покоя, а намагничивающую силу обмоток, т.е, учитываете и возможную несимметричность трансформатора. 

И неидентичность ламп в том числе.

Edited by admin
Учимся цитировать

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...