ПСН, методика расчета

  • Автор темы Tommy
Статус
В этой теме нельзя размещать новые ответы.

Tommy

Местный
Ну вот, пришло время все конкретизировать и собрать воедино...

Добавлено:
Никакого флейма и оффтопа, только конкретика
 
ПСН. (Цитаты из сообщений Юрия Макарова, на мой взгляд, этого вполне достаточно, чтобы понять теорию вопроса - А.Ш.)

Теперь по поводу скорости нарастания. Пусть будет 400 в/мкс, но теперь необходимо поделить это значение на амплитуду напряжения, т.е. осуществить приведение к 1 В. Теперь в любой точке усилителя можно сравнивать показания скорости нарастания. Ведь во входной цепи может оказаться достаточно 2 В амплитуды, а ёмкость по входу вместе с кабелем может составить более 400 пФ. Очевидно, что каждый предыдущий каскад должен иметь вдвое, например, большее приведённое значение скорости нарастания. Отсюда легко вычисляется требуемая амплитуда тока во входной цепи, а заодно вычисляется максимально возможный резистор на входе. Обычно весь сигнал умирает уже на входном резисторе, если его значение больше 600 Ом. Амплитуда тока делённая на емкость = скорости нарастания. Разумеется, что скорость нарастания в каждом предыдущем каскаде должна быть больше, нежели в последующем. Положим, что имеется ТВЗ с приведенной скоростью нарастания 0,05 1/мкс. Очевидно, что драйвер должен, как минимум, обеспечить это же значение приведённой скорости нарастания, но лучше брать это значение с коэффициентом запаса = 2. Аналогичное рассуждение следует применить и ко входной цепи. Многие ли СД плейеры способны работать на 600 Ом? Это очень легко проверить, зашунтировав вход УМЗЧ таким резистором, а затем послушав результат.


Для Резвого.

Если Вы имеете худший результат с гальванической связью, следовательно, драйвер недостаточно мощен для прокачивания всех паразитных ёмкостей. Пример расчёта я давал Вольдемару, но это только часть концепции.
Она хоть и проста, но трудноизложима без арифметики.
Слю рейт = амплитуда тока/ёмкость ТВЗ.
Слю рейт/амплитуду напряжения на первичке = набла (я для себя так называю, а то пуристы от математики съедят) - это есть приведенная скорость нарастания
сигнала на ёмкости ТВЗ. (Очевидно его надо построить так, чтобы влияние ёмкости преобладало над влиянием индуктивности расеяния).
Полученное числовое значение набла имеет размерность 1/с.
Теперь следует потребовать от драйвера дать такую амплитуду тока, чтобы она могла создать на паразитной ёмкости выходного каскада удвоенное значение набла.
С учётом, конечно, амплитуды напряжения на входе оконечного каскада.
Аналогичный подход требуется и ко входной цепи драйвера. И т.д.
Поэтому, чем меньше каскадов, тем проще осуществить такой приём. Это станет очевидным только при числовых проработках.


Для Tommy.

Приведу пример для 6С45П:
она работает примерно на 105 пФ ёмкости выходного каскада с амплитудой тока около 10 мА.
Тогда скорость нарастания составляет:
0,01 / 105*10^-12 = 95,24 В/мкс.
Проводим приведение по амплитуде напряжения на сетках выходных ламп:
95,24/90 = 1,06 1/мкс.
Это почти в 16 раз больше, чем 0,067 1/мкс на первичной обмотке ТВЗ.

Если входная динамическая ёмкость 6С45П с учётом емкости кабеля на входе 250 + 150 = 400 пФ, то при амплитуде напряжения на входе 1,7 В требуется амплитуда тока от источника сигнала:
1,7*400*10^-12*1,06*10^6 = 7,2*10^-4 А, т.е. 0,72 мА.
Тогда максимальное значение резистора, допустимое в цепи сетки составит
1,7/0,72 = 23,6 кОм.

При соблюдении этих требований практически не будет снижения динамики и микродинамики сигнала. Но я для каждого предыдущего каскада делаю поправку, увеличивая требования по приведенной скорости нарастания с коэффициентом 2.
В этом же расчёте коэффициент = 1.

В приведенном примере для 6С45П имелся в виду, конечно, резистор утечки, либо входной потенциометр. Просто в М.Г. нет регулятора громкости, поэтому там просто резистор утечки сетки, кажется, 11,4 кОм.
Но при включении преду происходит нужная параллельная добавка
к этой величине для обеспечения заданого значения приведенной скорости нарастания.


О драйвере для 6С33С.

После создания ТВЗ под 6С33С и измерению его емкости можно будет поделить амплитуду тока на первичке на емкость ТВЗ и получить скорость нарастания сигнала, а затем поделить полученную скорость нарастания на амплитуду напряжения на первичке и получить приведенную скорость нарастания. Это число позволит получить значение амплитуды тока драйвера: приведенную скорость нарастания умножить на динамическую емкость и умножить на амплитуду напряжения для раскачивания ламп 6С33С. Я еще умножаю на коэффициент запаса = 2, гарантирующий превышение динамических свойств драйвера над динамикой выходного каскада.
Аналогичным способом можно получить величину максимального резистора - регулятора на входе драйвера. Пример я уже приводил где-то на ветке. Но из только что прописанной формулы для необходимой амплитуды тока драйвера можно посчитать и требуемый ток от источника.
Для некоторых источников - это полная катастрофа, если у них выходное
сопротивление более 100 Ом.
 

Lex

Member
Ну вот, пришло время все конкретизировать и собрать воедино...

Добавлено:
Никакого флейма и оффтопа, только конкретика

***Сейчас тоже вплотную изучаю с пониманием эту тему и могу только напомнить форумчанам что достаточно подробно с арифметикой и примерами ПСН расчитывал Вольдемар в своей рецензии в усилителю Пузанова на 6с41с.
Статья Пузанова "Усилитель на триодах" и рецензия к ней в ветке обсуждения темы.
Всем удачи.
 

Бурцев

Эксперт
IHMO. Одно из положений теории ПСН (о равенстве размаха сигнального тока через полезную нагрузку и на паразитных емкостях) подходит исключительно к каскадам с резистивной нагрузкой. Это посулат категорически не подходит (ввиду отсутствия колебания сигнального тока) к каскадам с ненагруженным трансформатором, дросселем, а тем более, с нагрузкой в виде источника тока.



***Сейчас тоже вплотную изучаю с пониманием эту тему и могу только напомнить форумчанам что достаточно подробно с арифметикой и примерами ПСН расчитывал Вольдемар в своей рецензии в усилителю Пузанова на 6с41с.
Статья Пузанова "Усилитель на триодах" и рецензия к ней в ветке обсуждения темы.
Всем удачи.

:) Особенно рекомендую прочесть комментарии к "рецензии" Вольдемара :)

С уважением.

Алексей Бурцев
 

Rezvoy

Местный
Приходится признать, что согласно концепции Макарова о ПСН наихудшим из возможных является именно драйвер с резистивной анодной нагрузкой. Очень странно , что никто на это не обратил внимание.
Как писал Михаил Анчаров:"Все смотрели вперед (в светлое будущее ) и не замечали пошлости". Привожу по аналогии, а не в обиду.
Лучше всего с подобной концепцией справится SRPP с непосредственной связью и , по убыванию, SRPP с трансформатором, каскад с трансом в аноде, каскад с дросселем в аноде. Как и Ферма я мог бы это доказать, но считаю это весьма тривиальным для того, чтобы заниматься этим.
С уважением!
Александр
 
Бурцев, а Бурцев? Вы здесь кем работаете? Только малограмотный эксперт может сделать вывод о том, что ПСН применительна исключительно к резистивной нагрузкой. Это с точностью наоборот. ПСН как раз предназначена для расчетов каскадов с емкостной нагрузкой, и позволяет получить расчетные величины именно для прокачки паразитной емкости. Почитайте все таки мою рецензию и поменяйте обо мне мнение.
 
Бурцев, а Бурцев? Вы здесь кем работаете? Только малограмотный эксперт может сделать вывод о том, что ПСН применительна исключительно к резистивной нагрузкой. Это с точностью наоборот. ПСН как раз предназначена для расчетов каскадов с емкостной нагрузкой, и позволяет получить расчетные величины именно для прокачки паразитной емкости. Почитайте все таки мою рецензию и поменяйте обо мне мнение.
Да, в рецензии всё чётко про ПСН расписано. Она на ветке про однотактный ламповый усилитель на триодах (если кто интересуется).
 

Sancho

Местный
2 Вольдемар.
Странно, но Бурцев именно это и написал: (паразитные емкости).
 

wizard

AUDIO Team
Резистивный каскад, его варианты СРПП, дроссельный каскад, трансформаторный каскад - все они работают на емкость выходного каскада.

Сравнивать каскды придется всё равно на некоторой емкости и при некоторой амплитуде напряжения.

И в какой-то полосе частот. :)
 

wizard

AUDIO Team
IHMO. Одно из положений теории ПСН (о равенстве размаха сигнального тока через полезную нагрузку и на паразитных емкостях) подходит исключительно к каскадам с резистивной нагрузкой. Это посулат категорически не подходит (ввиду отсутствия колебания сигнального тока) к каскадам с ненагруженным трансформатором, дросселем, а тем более, с нагрузкой в виде источника тока.

Алексей Бурцев

И вправду никакого тока не будет отбираться от драйверного трансформатора!? :)))

И емкость, нагружающая (!) транс, тоже не будет отбирать от него ток!?

И паразитные емкости транса тоже не будут отбирать
ток!?
И не потому ли змеевидная характеристика драйверного транса,когда он не шунтирован резистором,
уменьшающим добротность этих волнений, так иногда радостно и в иногда нужных местах по вкусу подкрашивает звуки музыки!? :)

А при "генераторе тока" в аноде драйвера, лампа, что, тоже не шунтируется емкостью, на которую работает!? :)
 

ML8

Member
От драйверного трансформатора имхо будет отбираться как раз необходимый и достаточный ток :)
В этом и его привлекательность.
 

POL

Местный
От драйверного трансформатора имхо будет отбираться как раз необходимый и достаточный ток
В этом и его привлекательность.

А если на вторичку межкаскадного драйверного транса навесить регулируемый шунт, то можно по вкусу регулировать (в довольно широких пределах) и амплитуду тока и на слух оценивать результаты оптимизации :D
 

wizard

AUDIO Team
А если на вторичку межкаскадного драйверного транса навесить регулируемый шунт, то можно по вкусу регулировать (в довольно широких пределах) и амплитуду тока и на слух оценивать результаты оптимизации :D

У Цыкина есть специальный раздел, посвященный трансам с емкостной нагрузкой. Там очень подробно обо всём сказано. В том числе и о расчёте шунта, если он необходим.

В РАСЧЁТЕ драйверного транса обязательно присутствует
конкретная величина сопротивления нагрузки.
А также, НЕИЗБЕЖНО, емкость, шунтирующая транс
не только снаружи, но и его внутренняя паразитная емкость.

Смысл и особенность применения ПСН и состоит в учёте
всех ёмкостей, начиная от выходного ТВЗ.
Его качество и особенности определяют все требования к предыдущим каскадам и источнику сигнала.
 
...Отсюда видно, что трансформаторный драйвер должен быть мощнее резистивного при равной ПСН.
 

POL

Местный
Отсюда видно, что трансформаторный драйвер должен быть мощнее резистивного при равной ПСН.

Так при "прочих равных" трасформаторный каскад и так мощней резистивного , так как хороший транс (с низкими активными сопротивлениями обмоток) отдаст в нагрузку не менее 80% мошности сигнала, а в резистивном анодный резистор съест 50-90% полезного сигнала.

Другое дело, что собственная емкость межкаскадного трансы на порядки
выше паразитной емкости анодного резистора, и хороший межкаскадный транс реализуем только для низкоомных ламп, и не может быть простым и дешёвым :(
 

wizard

AUDIO Team
Крохотное дополнение: трансформаторно-дроссельный драйвер НИКОГДА не будет широкополоснее резистивного, а на НЧ - в принципе никогда.

Тут уж были замечания о необходимой полосе снизу.
Сошлись :) на терпимости 2 Гц по -3 дБ. Пусть так!

В свете желаемого удвоенного расширения полосы на входе, относительно выхода, транс на выходе:
4 Гц по -3 дБ, а входная цепь перед драйвером:
1 Гц -3 дБ.
Об этом тоже не мешает помнить, говоря о ВЧ.
 

wizard

AUDIO Team
Так при "прочих равных" трасформаторный каскад и так мощней резистивного , так как хороший транс (с низкими активными сопротивлениями обмоток) отдаст в нагрузку не менее 80% мошности сигнала, а в резистивном анодный резистор съест 50-90% полезного сигнала.

Давайте немного посчитаем. Очень часто рекомендуют
всякие правильные лампы для трансформаторного
драйвера с током покоя аж в 10 мА. Из этого тока
полезной может быть амплитуда не более 7 мА , а то и меньше, в свете указаний, что ток от драйверного транса вообще не нужен. :)

Примем для определености, что такой транс на первичке имеет-таки амплитуду тока 7 мА, а амплитуда напряжения усредненно-типовая: 55 В.
Тогда мощность составит: 0,5 * 55 * 0,007 = 0,19 Вт.
Причем это состоится при трансформации в первичку
из вторички нагрузки 7857 Ом. :)

Для каскада на 6П15П с резистором в аноде 1100 Ом
амплитуда тока может составить до 50 мА, что даст:
0,5 * 55 * 0,05 = 1,37 Вт.

Надеюсь, доказывать, что ПСН такого траснформаторного каскада в 7,1 раза ниже не потребуется!? Соответственно, энергичность всего усилителя с резистивным драйвером по звуку пропорционально бОльше!

А мощность 1,37 Вт,ну никак не меньше 0.19 Вт!? :)
 

ML8

Member
Ээээ... прошу прощения, а что с чем сравнивается?
Абстрактная хилая лампа с трансом vs. 6П15П с резистором?
Не уверен в корректности сравнения. :)
 

Fil

Местный
Если входная динамическая ёмкость 6С45П с учётом емкости кабеля на входе 250 + 150 = 400 пФ, то при амплитуде напряжения на входе 1,7 В требуется амплитуда тока от источника сигнала:
1,7*400*10^-12*1,06*10^6 = 7,2*10^-4 А, т.е. 0,72 мА.
Тогда максимальное значение резистора, допустимое в цепи сетки составит
1,7/0,72 = 23,6 кОм.
Что то я не могу уловить, зачем нам значение этого резистора ??? Лампа управляется напряжением, значит на сетке нам нужно обеспечить расчетную амплитуду. Но т.к. имеют место паразитные емкости, источник сигнала должен иметь такое выходное сопротивление, что б успевать перезаряжать эти емкости (на какой то максимальной частоте, которой мы задемся с допустимым уровнем частотных и/или фазовых искажений). Ток течет через внутреннее сопротивление источника и паразитную емкость. И причем здесь сеточное сопротивление ??? Вразумите меня плс. Или речь идет о РГ в минимальном положении ?
 
Так при "прочих равных" трасформаторный каскад и так мощней резистивного , так как хороший транс (с низкими активными сопротивлениями обмоток) отдаст в нагрузку не менее 80% мошности сигнала, а в резистивном анодный резистор съест 50-90% полезного сигнала.
Может быть я ошибаюсь, но это все аргументы по поводу КПД драйверного каскада. Разве это самое КПД имеет какое-либо отношение к ПСН? И к хаенду?! :))

По поводу приведенных чисел. Нагрузка включена параллельно источнику, т.е. мощность делится обратно пропорционально сопротивлениям источника и нагрузки.

В случае резистивного каскада, 90% "теряемой" мощности означают, что источник имеет в девять раз меньшее сопротивление, чем нагрузка. Так как нагрузка - емкость, то этот вариант выглядит весьма правильным: емкость заряжается источником с низким внутренним сопротивлением - красота :)

Если считать, что трансформаторный каскад отдает в нагрузку 80%, то это означает, что нагрузка имеет меньшее сопротивление, чем источник, причем в данном случае в четыре раза. Заряжать емкость от источника с высоким внутренним сопротивлением выглядит как-то не очень хаендно...
 
Статус
В этой теме нельзя размещать новые ответы.
Сверху