Форум » Теория » Исследование каскада SRPP » Ответить
Исследование каскада SRPP
majordom22: Ввиду повышения интереса к этой схемотехнике и неполного рассмотрения её в учебниках, я решил инструментально исследовать физический каскад SRPP на макете. Камнем преткновения является "верхний этаж". Разные мнения есть на этот счёт. Варианты: это усилительный каскад с общим катодом (ОК), или с общим анодом (ОА). Кроме этого, хочу описАть метод выравнивания тока в обеих лампах, так называемую оптимизацию каскада. Но, чтобы не раздувать топик до черезмерных размеров. буду делать последующие эксперименты далее в теме. Применив логику, я решил по косвенным признакам это определить. Усилительный каскад с ОК выделяется среди остальных двух (ОС; ОА) тем, что является инвертором. Сигнал на входе отличается от выходного на 180 град. То есть, как считают некоторые коллеги, SRPP есть включённые последовательно по постоянке и параллельно по переменке относительно нагрузки два каскада ОК. Причём, работают они так, как сказано в названии (РР) -пушпулл, т.е., как двухтактный каскад. Вот и косвенные признаки. Если режим работы сабжа пушпульный, значит, токи в анодах ламп разных этажей должны быть противофазны. Это я и решил установить. Вот, схема с подключёнными приборами и источниками. Вкратце, поясню. Для начала, рассмотрим применение сабжа в качестве драйвера к мощным лампам. Нагрузил усил на эквивалент входной цепи оконечного каскада: 100 кОм, якобы - гридлик, и 220 пф, якобы - входная ёмкость. Информацию о токе, протекающем через лампы, я снимал с резисторов по 10 Ом (датчики тока), включённых последовательно в цепи анодных токов разных половинок 6Н6П. Тут сразу оговорюсь. Поскольку эти резисторы включены от разных полюсов источника питания, то изначально фаза на них отличается на 180 гр (вспомним ФИ с разделённой нагрузкой), потому, что замеры велись в обеих точках относительно общего провода. Поэтому, по умолчанию, я включил инверсный режим для канала Б моего скопа. С генератора я подал 2.5 В, 1000 Гц на вход нижнего этажа, и на нагрузке получил 30 В RMS и такую картинку на экране скопа: lincoln repeater real life Нижний луч, это канал А, т.е. ток нижнего этажа. Чувствительность скопа 100 мВ/клетка. Как можем видеть, токи в обоих этажах совершенно синфазны. В обоих размах напряжения ок. 200 мВ на резисторах в 10 Ом. То есть, ни о каком двухтактном режиме, как и о включении верхнего этажа ОК речь не идёт. Для сравнения, я перепаял отвод на нагрузку прямо на анод нижней лампы, такое включение тоже встречается в конструкциях усилителей. Ничего не изменилось. На пару вольт уменьшилось выходное напряжение, а фаза по-прежнему, равна 0 градусов. Как же быть с этими двумя буквами PP в названии этого каскада? Многократно это писал в своих постах на форуме, никто ничего не понял. Приходится показывать. Рассмотрим работу каскада при величине нагрузки, соизмеримой с его выходным сопротивлением. Я подключаю резистор величиной 1.5 кОм параллельно нагрузке. Видим следующую картинку: Выходное напряжение уменьшилось до 21 В RMS. Отчётливо видно, что фаза верхнего этажа, относительно фазы нижнего, отличается на 180 градусов. Налицо двухтактный режим, и теперь верхний этаж абсолютно точно классифицируется, как ОК. Прошу обратить внимание. В верхнем этаже ток уменьшился. Вместо 200 мВ в размахе стало около 160-170 мВ. Зато в нижнем этаже стало целых 300 мВ. О чём это говорит? Для такой нагрузки Rcв малО. Упоминалось на форуме, что резисторы в катодах этажей должны быть одинаковыми. Как видим, это не всегда правильно. Рекомендуется производить оптимизацию, подбирая номинал Rcв для выравнивания тОков плеч. Но, здесь есть трудность: при увеличении Rcв ток покоя верхней лампы падает, и приходится задирать напряжение питания, чтобы вернуть прежний I0. У меня есть наработки, как уравнять эти два взаимоисключающих фактора, но об этом позже. Заключение. Я был неправ, что подозревал включение ОА в верхнем этаже. При сопртивлении нагрузки выше граничной, т.е., когда разница фаз этажей далека от 180 градусов, верхний этаж не является усилительным каскадом. Он функционально есть динамическая нагрузка для нижнего каскада. Благодаря ПОС в виде падения на Rсв, он (этаж) оказывает большее сопротивление переменному току, чем постоянному. Вместо Ri около 1.8 кОм, в зависимости от величины Rcв, он может создавать нагрузку для нижнего этажа от 50 кОм, экономя напряжение питания всего каскада и увеличивая Ку. При сопротивлении нагрузки меньше граничной, схема начинает работать, как двухтактный усилитель. Чтобы тема не выглядела, как самобичевание, добавлю, что я около 5-и постов посвятил пояснению зависимости изменения функций верхнего этажа от нагрузки. Ответ один: у Ложникова не так сказано. Я уважаю вышеупомянутого просветителя, но, видимо, задачей для себя он поставил функционирование сабжа с максимальной загрузкой. В таком случае у него всё идеально. Но мы нагружаем SRPP входом прямонакалов, с гридликом в 150 кОм и с входной ёмкостью 50 пф, а это совсем другой режим. Вопросы, пожелания, плз. Макет не будет разобран ещё пару дней.
Rezvoy: Прекрасный пример проведённых исследований и не менее поучительный пример заблуждений и неправильных выводов. Думаю, сами догадаетесь почему сигналы синфазны.
majordom22: Rezvoy Ваша версия, плз ?
Rezvoy: Тогда, пожалуйста, токи покоя, пересчитаю Ваш каскад. Но неужели не догадались почему синфазно? Прочтите Ложникова, он не ошибся. В формуле одной правда он накосячил, но если вывести самому - получится правильно.
majordom22: Токи покоя обоих этажей одинаковые и составляют 17.7 мА. Напряжение на аноде нижней лампы 124 В. Общее питание 254 В.
Пермяк: majordom22 пишет: Ответ один: у Ложникова не так сказано. Я уважаю вышеупомянутого просветителя, но, видимо, в задании у него было только функционирование сабжа с максимальной загрузкой. Совершенно верно, Ложников рассмотрел именно режим работы на малых Rн. Именно в этом достоинство SRPP по сравнению с обычным резистивным каскадом: относительно высокое усиление и пониженное при этом значение Rвых. Rezvoy пишет:В формуле одной правда накосячил, но если вывести самому - получится правильно.Укажите, пожалуйста, в котором месте Ложников "накосячил". Нам-то искать это место надо, а Вы уже как бы нашли.
Rezvoy: Пермяк пишет: Укажите, пожалуйста, в котором месте Ложников "накосячил". Нам-то искать это место надо, а Вы уже нашли... Страница 78, формула 56. Если подставить в формулу коэффициента усиления уравнение 55, то получится правильная формула в отличие от 56. majordom22, Имеем: Ri=470 Om, K=10,6 , оптимальное сопротивление нагрузки 1200 Ом, максимальная амплитуда 37 В, мощность в нагрузке 0,58 Вт. Фаза одинакова из-за того, что измерительный резистор в аноде верхней лампы, а надо мерять в катоде, амплитуда разная, от того, что ток ответвляется в нагрузку.
GaLeX: Доброе время суток всем! Давайте вместе разбираться. В очередной (который уж по счету?) раз. Как-то странно на схеме поста № 1 включен канал Б... Я так думаю, верхний вывод резистора 1,5 Мом должен быть подключен, помимо экрана кабеля, также и к плюсу питания (это вроде следует из текста). Так? Что до результатов - то хорошо бы открыть-таки Ложникова-Сонина. Смотрим рисунок 40. Через нижний датчик тока течет сигнальный ток верхнего и нижнего плеча. Это ток I1 по обозначениям рис.40. Через верхний датчик тока - ток I1 ПЛЮС ток сигнала, проходящий через нагрузку (на рис. 40 это ток I2). Поскольку нижнее плечо каскада инвертирует сигнал (по напряжению), а верхнее плечо усиливает ток, получается, что при малом сопротивлении нагрузки "противофазный" ток нагрузки I2 начинает преобладать над током сигнала I1. Этакая "перекомпенсация". Которая и видна на осциллограммах. И всего-то. Никакого чудесного превращения верхнего каскада с ОА в каскад с ОК НЕТ и быть не может. Потому как это определяется только тем, какой из электродов верхней лампы включен одновременно во входную и выходную цепь. А это АНОД. Потому что для верхнего плеча входным напряжением является выходное напряжение нижнего плеча, между анодом нижней лампы (сеткой верхней) и землей, или, что то же самое, (внимание!) между анодом нижней лампы (сеткой верхней) и анодом верхней лампы (потому что внутреннее сопротивление источника питания издревле считают нулем (в теории)). Т.е. для верхнего плеча входное напряжение - это напряжение анод-сетка (а не катод-сетка, как кажется на первый взгляд). А выходное напряжение - между катодом и землей - это то же, что и между катодом и анодом (ибо земля по переменному току накоротко соединена с анодом через тот же самый источник питания). Итого - верхнее плечо есть схема с ОА в чистом виде, и никакое изменение сопротивления нагрузки этого, увы, не изменит. Аминь. Само собой, она играет роль динамической нагрузки для нижнего плеча.
odinss20: на эту тему какая лампа и какой каскад представляет очень подробно расписано в статье АКРОБАТИКА ЛАМПОВЫХ КАСКАДОВ журнал КЛАСС А
majordom22: GaLeX Здравствуйте. С Вашим появлением сразу веселее стало . Пока буду думать над тем, что запостил А. Резвой, пообщаюсь с Вами. Начну с того, что сегодняшнее отключение электроэнергии, видимо, грохнуло часть моих документов, и Ложникова с Сониным заодно. Поэтому не смог пройти по указанному Вами пути. То, что Вы пишете про каскад с ОА, почти слово в слово мои фразы двухнедельной давности. Но, благодаря нашим коллегам, я эволюционировал , в довольно короткий срок. Да, рисовал я вход ОА, выход, и тп. Но, скажите, вот, Вы бы поверили, что лампа с Ri в 6 кОм, напр. 6Н3П, будет успешно работать катодным повторителем, при закоротке между сеткой и катодом в 500 Ом? Лично мне не верится. Думаю, её можно вынимать из гнезда, и ничего не изменилось бы. Нет, Александр. Вот, усаживали меня рисовать токи по Кирхгофу, давайте, наверное, и Вы в мою компанию . при малом сопротивлении нагрузки "противофазный" ток нагрузки I2 начинает преобладать над током сигнала I1. Этакая "перекомпенсация". Которая и видна на осциллограммах. И всего-то. Никакого чудесного превращения верхнего каскада с ОА в каскад с ОК НЕТ Не получается. Верхняя синусоида при малом сопротивлении нагрузки, меньше намного, чем нижняя, по крайней мере, при равных сопротивлениях в катодах этажей. Это означает, что в основном нижний этаж обеспечивает ток для нагрузки. Никак его верхняя не "перекомпенсирует". Нестыковочка (с) Rezvoy Так нечестно! Я, видите ли, и рисунки, и фотографии, а Вы только двунаправленные фразы . как мерять в катоде? Последовательно с Rсв? тогда, может, прямо на нём? Или как-то по другому? Хоть в Пэинте от руки карандашиком узел черкните, чтобы было понятно ещё кому-нибуть кроме Вас .
GaLeX: Доброе время суток! Дык, уравнения для каскада SRPP, что в моем опусе в Радиохобби, я выводил-таки из закона Кирхгофа.Но, скажите, вот, Вы бы поверили, что лампа с Ri в 6 кОм (напр. 6Н3П), будет успешно работать катодным повторителем, при закоротке между сеткой и катодом в 500 Ом?Тут вот какое дело. Верхнее плечо - схема с общим анодом. Но она не есть катодный повторитель в "чистом", "каноническом" виде. Его портит ПОС через катодный резистор верхнего плеча, эти самые, к примеру, 500 Ом. В результате чего растет выходное сопротивление каскада. Оно не такое, как у "чистого" катодного повторителя, а повыше. Из-за этой самой ПОС каскад SRPP на лампе 6Н3П (с Ri 6 кОм) и резисторами в катодах по 500 Ом будет иметь при нагрузке 150 кОм коэффициент усиления около 17 (в том числе и потому, что ПОС снижает входное сопротивление верхнего плеча, т.к. Rcв – “проходное сопротивление” неинвертирующего усилителя) и выходное сопротивление около 3 кОм. Если зашунтировать нижний катодный резистор конденсатором, то будет коэффициент усиления около 28 (все не 36, из-за ПОС), а выходное сопротивление порядка 1,3 кОм. А "чистый" катодный повторитель на 6Н3П будет иметь при 500 Ом в катоде выходное сопротивление около 0,16 кОм, не зависящее в первом приближении от величины "катодного" резистора, пусть и не зашунтированного конденсатором. Датчик тока "в катоде верхней лампы", включенный последовательно с Rcв, между его верхним выводом и катодом верхней лампы, покажет сигнал, практически идентичный снимаемому с нижнего датчика тока.
majordom22: GaLeX пишет:Датчик тока "в катоде верхней лампы", включенный последовательно с Rcв, между его верхним выводом и катодом верхней лампы, покажет сигнал, абсолютно идентичный снимаемому с нижнего датчика тока.Это не так. При разной нагрузке, от бесконечности до КЗ, и амплитуда, и фаза тока через датчик тока будут разными.
GaLeX: Это не так.Ну почему же? Смотрим рис.40. Датчик тока при Rк2 (Rcв), расположенный по схеме "ниже" выхода, покажет ТОЛЬКО ток I1. Как и датчик тока при Rк1. Их сигналы будут равны (с точностью до сеточных токов и сигнала ПОС), т.к. ток нагрузки I2 через оба датчика не потечет. Посему - по барабану, хоть КЗ в нагрузке, хоть холостой ход. Если не шунтировать Rк1 конденсатором, то сигналы будут равны с точностью до сеточных токов (а ими можно в такой схеме пренебречь, и считать, что сигналы будут идентичны).
majordom22: GaLeX Уважаемый Александр, пообещайте, что завтра к нам нагрянете . Сейчас мой долбанный грипп укладывает меня в постель, как там... "Королей я путаю с тузами, и с дебютом путаю дуплет. " Сильно извиняюсь.
illarionovsp: GaLeX пишет: Оно не такое, как у "чистого" катодного повторителя, а повыше. Из-за этой самой ПОС каскад SRPP Присоединяюсь к этой мысли. Наличие сильнейшей ПОС приводит к серьёзным изменениям в работе каскада. Это как ФИРН. ОК он или ОА? И то и другое. И ни то, ни другое. Лучше, ИМХО, не оперировать такими терминами, а результатами расчёта по Кирхгофу. ЗЫ. Офф. Простите, что только подключился к обсуждению темы. Занят был. Ругался с гурами по Proteus'у.
Пермяк: illarionovsp пишет: Лучше, ИМХО, не оперировать такими терминами, а результатами расчёта по Кирхгофу. Именно эту мысль я пытался осторожно внушить Виталию ещё до проведения им топового эксперимента: не искать там ОК, ОА или ИТ, и даже ПОС, а просто провести расчёт по контурным токам, как это сделал Ложников. И усвоить его выводы. Но Виталий - товарищ упрямый, а эксперимент-таки провёл интересный.
majordom22: Выравнивание переменных составляющих тока ламп каскада (оптимизация). Если взглянуть на схему в топике, становится ясным, что при увеличении отдаваемого тока в нагрузку, применение одинаковых катодных резисторов ведёт к разбалансу этажей по отдаваемому току. Верхний этаж, как бы, требует прибора с более высоким Мю. Чтобы исправить этот недостаток, и применяют оптимизацию. При настройке каскада SRPP на низкоомную нагрузку, например, наушники, или трансформатор ТВЗ, часто сталкиваешься с необходимостью увеличения номинала Rсв, чтобы токи этажей по переменке не были разновеликими. Падение постоянного напряжения на Rсв при этом увеличивается. Чтобы при этом не изменилось смещение верхней лампы, я предлагаю вычитать излишнее постоянное напряжение на сетке при помощи встречно включенных гальванических элементов, для разных ламп разных. Для 6Н6П хорошо подошёл литиевый, напряжением 3 В. Замечу, что при этом смещение верхней лампы не становится фиксированным. Вот схема. fallout new vegas legendary creatures Что изменилось при такой оптимизации? Во-первых, несколько увеличился Ку. При подаче тех же 2.5 В RMS на вход, на нагрузке 100 кОм выделилось 33 В вместо 30 В, а при подключении нагрузки 1.5 кОм стало 26 В вместо 21 В. Что показал мне С1-64 при внесении изменений в схему при Нагрузке 100 кОм ? Как и на предыдущих снимках, внизу канал А, т.е. ток нижнего этажа, вверху канал Б. Чувствительность 100 мВ/клетка. Как видим, переменная составляющая анодного тока обоих этажей уменьшилась. С 200 мВ в размахе, до примерно 130-140 мВ. При этом усиление каскада возрасло, значит, динамическая нагрузка в аноде нижней лампы увеличила своё сопротивление. Это приятно, но не слишком впечатляет. Теперь подключаю нагрузку 1.5 кОм. Вот что вышло. А вот теперь можно сравнить с работой неоптимизированного каскада на нагрузку 1,5 кОм, на фото, выложенном в топике http://f2.s.qip.ru/q7I7mjqZ.png Картина для глаза конструктора стала намного приятнее. Неоптимизированный каскад имеет явный перекос по этажам в плане обеспечения выходного тока. Не менее, чем в два раза. После оптимизации, переменные составляющие этажей практически выровнялись. Это привело к значительному, на мой взгляд, увеличению выходной мощности. Напряжение на нагрузке 1.5к увеличилось с 21 до 26 В. Это с 290 до 450 мвт. Как оптимизация повлияет на звучание, не знаю, но, думаю, что испортить врядли сможет.
Бокарёв Александр: Виталию респект за отменно выполенную научную работу. Я по-прежнему считаю эту схему весьма удобным и изящным решением, применял и применять буду, звук меня полностью устраивает, что бы там про это ни рассказывали.
majordom22: Бокарёв Александр Спасибо. ОФФ один коллега сначала создал СЕ усил для наушников Сенхейзер, 600 Ом, кажись, на 2А3+какой-то раритет, а потом сделал с выходом на 6П1П СРПП, без ТВЗ. И в скором времени продал раритетный и пользуется до сих пор СРППшным. Возможно, эта схема не для спокойной жизни в качестве драйвера? К тому же, сколько стОит хороший ТВЗ? А здесь его нет.
Сергеев Сергей: Отличная лабораторная работа!!! так держать!
majordom22: Сергеев Сергей Спасибо.
полная версия страницы