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.
oleg_s: Можно и не паять, а проверить работу СРПП симулятором. ;)
majordom22: Здравствуйте, Олег. Дело в том, что при обсуждении СРПП в других темах, народ выразил сильное недоверие СИМам. Вот, я и взялся за паяние . Вот, и иследуйте. Выберите нагрузку в 1 МОм, и посмотрите, что будет. И вообще, дорогой Олег, у меня просьба. Вы, конечно, асс симуляторов. Но, Вы должны рассчитывать, что, Ваши аттачи будут рассматривать чайники симулирования, типа меня. Посмотрите, пож, на мои рисунки, фотки. Стараюсь разжевать всё до мелочи. Вот, взяли бы, и прямо на графиках написАли краткий коммент. Мол, это форма напряжения в той-то точке относительно этой, а это токи, текущие там-то и там-то, причём, синенький, это там, а красненький, это здесь . У нас же форум не профессиональный, как, к примеру, АП, в большинстве своём. Многие не разберутся в графиках без подсказки. А так, мне очень понравился бы альтернативный метод анализа.
oleg_s: majordom22 пишет: Вот, и иследуйте это. Выберите нагрузку в 1 МОм, и посмотрите, что будет.И что будет? Да то же самое по Кирхгоффу - сумма токов в узле равна нулю, то есть все, что течет сверху от источника питания польется в два ответвления, а именно нагрузку и нижнюю лампу. Тут даже симулировать не надо. Узел у нас это точка подсоединения нагрузки к серединке СРПП. ЗЫ Все графики первого поста вроде разжеваны ПО ПУНКТАМ, куда больше? ЗЫЗЫ. Кстати, НАВРАЛ и приношу извинения. Ток нижней лампы равен сумме токов Верхней и нагрузки.
illarionovsp: Виталий. Написано, что ты не лентяй, а человек деятельный. Я тебе сейчас книжки по Микрокапу скину, а ты перед сном прочитаешь. Потом публике расскажешь, чем синенькое от красненького отличается. Идёт?
Rezvoy: GaLeX пишет: Итого - верхнее плечо есть схема с ОА в чистом виде, Мне больше всего нравится когда подобные выводы иллюстрируются эквивалентной схемой в которой верхний генератор тождественен нижнему!!!! Жаль, но похоже только я и Лурье понимаем как работает этот каскад! majordom22 А Вы проверили соответствие моих расчётов Вашей схеме? Можете даже трансик включить и музычку послушать.
GaLeX: Доброе время суток!Мне больше всего нравится когда подобные выводы иллюстрируются эквивалентной схемой в которой верхний генератор тождественен нижнему!!!!Пардон, а на рисунок внимательно посмотреть? По-Вашему, два генератора напряжения, один из которых выдает напряжение мю1Vкс1, а второй мю2Vкс2 (Vkci - напряжения сигналов на участке сетка-катод каждой лампы), идентичны между собой???? При том, что Vkc1 далеко не равно Vkc2, и даже мю в общем случае не равны? Такого заявления Лурье, мне кажется, не одобрил бы. Вот плюсы и минусы возле генераторов переменного тока - те действительно не в тему, ну так это пусть на совести Ложникова с Сониным останется. На моей эквивалентной схеме в Радиохобби их нету. Очень буду рад, если Вы изложите правильную (с Вашей точки зрения) эквивалентную схему, ну и расскажете заодно Вашу Правильную точку зрения (Лурье сказать уже ничего не может, ну так хоть ссылочку дайте!) на работу этого каскада. Заранее большое спасибо! Очень жду.
majordom22: По согласованию с А. Резвым я на макете выяснил, как соотносятся между собой переменные составляющие двух этажей каскада и переменный ток через нагрузку. Для этого я добавил третий "датчик тока", в виде резистора в 10 Ом. Впаял его последовательно с нагрузкой ЭН+1.5 кОм, от общего провода до "земляной клеммы". Вот что получилось: падение на резисторе 10 Ом, последовательно с нижней лампой - 73.6 мВ падение на резисторе 10 Ом, последовательно с верхней лампой - 92.9 мВ падение на резисторе 10 Ом, последовательно с нагрузкой - 167 мВ. Вычисляем токи.. Переменная составляющая тока верхней лампы равна 7.36 мА. Переменная составляющая тока нижней лампы равна 9.29 мА. Переменный ток через нагрузку равен 16.7 мА. Разница = 16.7/(7.36+9.29)=1.003. Сам поражён точностью сопадения. 0.3%! И это резисторы не прецизионные, МЛТ 0.5, правда, из одной коробки. То есть, налицо сложение переменных составляющих обоих этажей. Это доказывает двухтактный режим SRPP, и, заодно, параллельную работу двух инверторов (ОК) на одну нагрузку (в этом режиме). Все замеры производились на оптимизированном варианте каскада.
GaLeX: Доброе время суток! Что касается сигнальных токов верхнего и нижнего плеча - вот сейчас специально проверил, и у меня получился точно такой же результат - сложение переменных составляющих токов в нагрузке. Так что Ваш результат не вызывает сомнений! Это действительно доказывает правомерность букв PP в аббревиатуре SRPP. А вот насчет "двух инверторов" - позволю себе не согласиться. Во-первых, в ламповом каскаде с ОК напряжение на выходе инверсно входному, а вот ток каскада синфазен входному напряжению - по току инверсии нет. В каскаде с ОА нет инверсии ни по напряжению, ни по току. Верхнее плечо - это все же схема с ОА - как в транзисторном РР на транзисторах одинаковой структуры, где одно плечо включено с ОК (ОС), другое - с ОЭ (ОИ).
majordom22: GaLeX Добрый вечер. Как-то мутно всё. То ли у меня от температуры с логикой? Если ранее Вы писали, что верхний этаж есть недоповторитель , и он повторяет, как положенно, без инверсии, напряжение на аноде нижнего этажа, тогда пушпулл не выходит. Нагрузка подключена посередине между двух плеч, которые изменяют проводимость синфазно. Разностного тока не будет, как и пушпулла. Я не в форме, поправьте, где ошибся.
majordom22: Для GaLeX и всех приверженцев версии ОА. Вопрос: как вы считаете, может ли повторитель обеспечить в верхнем этаже ток через нагрузку больше, чем нижний этаж, напряжение которого он якобы повторяет? Присмотритесь к скопограмме в моём посте 2549, в конце первой страницы, где показаны токи этажей после оптимизации. Случайно вышло, что при увеличении Rсв ток верхнего этажа стал на 25% больше, чем нижнего (по переменке). Известно, что только каскад ОК усиливает мощность, то есть, и ток, и напряжение сразу. ОА усиливает только ток, ОС - только напряжение. Ни второй, ни третий не обеспечит такое усиление, которое бы отдавало ток в нагрузку намного больший, чем ведущего каскада - нижнего. При супер условиях и параметрах, ведомый каскад с ОА может отдать в нагрузку напряжение, а следовательно, и ток равный току ведущего каскада (при соблюдении пушпульного режима). Манипулируя величиной Rсв я могу добиться соотношения, к примеру, 15%/85%, в пользу верхнего этажа, и, даже больше. Скажите, какая бы цифра вас убедила?
Rezvoy: GaLeX пишет: Очень буду рад, если Вы изложите правильную (с Вашей точки зрения) эквивалентную схему, ну и расскажете заодно Вашу Правильную точку зрения (Лурье сказать уже ничего не может, ну так хоть ссылочку дайте!) на работу этого каскада. Заранее большое спасибо! Очень жду. Сразу после того как Вы ответите с какой целью между сеткой и катодом верхней лампы включен резистор, по Вашему мнению обеспечивающий ПОС ( зачем она здесь?) и что будет если резистор заменить на батарейку. Желательно с выкладками по току через лампы и нагрузку. Страшная тайна - Ложников со знаками не ошибся!
odinss20: http://www.component.ru/library/view.php3?id=48 похоже на эту тему уже писали
oleg_s: Rezvoy пишет: какой целью между сеткой и катодом верхней лампы включен резисто Задать ея рабочую точку ЗЫ. Это по постоянному току. При замене на батарейку падает общий К усиления такого СРПП, поскольку динамическое сопротивление этакой нагрузки для нижней лампы уменьшается на величину Rk(Мю+1) ЗЫЗЫ Кстати, не в названии "Shunt Regulated" кроется ответ - резик катода есть датчик тока нижней, управляющий верхней - то есть это как бы фазоинвертор .
Rezvoy: Не работает он синфазно, легко убедиться в этом наблюдая сигнал на выходе с нагрузкой и без, меняется только коэффициент усиления. А ток в нагрузку отдают оба триода , собственно поэтому и применялась в основном в видеоусилителях, где важно не искажать форму импульса при ёмкостной нагрузке.
majordom22: Rezvoy пишет: Не работает он синфазноВы же видели скопограммы? При высоком сопротивлении нагрузки токи этажей синфазны. Если, к примеру, подключить выход к аноду нижнего этажа, то будет режим однотакта? По другому быть не может. Вот, и в стандартном включении нагрузить каскад, скажем, 1 МОм. Входом осциллографа, к примеру. Что будет? Двухтактный режим появится? Нет. То же самое, что взять выход с анода нижней лампы. Есть величина сопротивления нагрузки, при которой каскад начинает вести себя, как двухтакт. Называется граничное сопротивление нагрузки, или, Rгр. Оно приблизительно равно Rсв*МЮ. Можно подсчитать для крайнего варианта схемы: 360*20=7200 (Ом). ЗЫ посмотрел, и в Мкапе, и в других СИМах Мю 6Н6П принято за 17 единиц. Если посчитать по СИМовски, получится 360*17=6120 (Ом).
Бокарёв Александр: Могу предположить вариант нахождения величины граничного сопротивления нагрузки: меняем нагрузку, пока не провалится вторая гармоника выходного сигнала. Можно иначе: берём лампу с высоким уровнем 2й(6н6п) гармоники и грузим, пока спектр не получшеет. Записки сумасшедшего-2012
majordom22: Без комментов.
oleg_s: Виталий, выполняю Ваше пожелание. Cоответствующим цветом подписаны имена линий, например i(R4)... На графиках токи катодов,нагрузки и гуляние рабочей точки - нагрузочные линии. Наклон линии нагрузки нижнего триода принципиально не меняется. А вот для верхнего меняется принципиально с острого угла на тупой - Горизонтальная линия ( кривулина в среднем столбце графиков - но с размахом микрамперы ) получается при нагрузке 3275 ом.
majordom22: oleg_s Ого! Шквал информации. Очень интересно. Пища для ума . Горизонтальная линия ( кривулина в среднем столбце графиков - но с размахом микрамперы ) получается при нагрузке 3275 ом.То есть, это Вы нашли Rгр для схемы в топике (неоптимизированной). Посчитаем. Теоретическое значение при Мю лампы =17, такое: 200*17=3400 Ом. То есть, погрешность менее 4%. Разрос параметров ламп намного больше. Хорошая работа, Олег. Главное, если не спешить, всё становится ясным. Три вертикальных столбца графиков, средний - это для нагрузки в виде граничного сопротивления, слева сопротивление нагрузки больше в три раза, чем граничное, а справа сопр. нагр. равно 600 ом, что, как я понял, для этой схемы максимально выравнивает тОки этажей между собой. Наклон линии нагрузки нижнего триода принципиально не меняется. А вот для верхнего меняется принципиально с острого угла на тупой Другими словами, при изменении сопротивления нагрузки от больше Rгр, до меньше Rгр, фаза тока верхней лампы меняется на 180 градусов. Всё так. Спасибо, очень понравилось.
oleg_s: Вообще-то, что бы понять как это работает мне лично всегда хочется понимать физику процесса. Меня смущают слова "ток отдает нижняя лампа". Нет в контуре нагрузка-нижний триод источника эдс, дабы создать ток, нетути!. Кто ж тогда? Единственное, что могу представить, что источником является разделительный конденсатор, когда верх закрыт, то разряд оного через низ. Отседова интересный вопрос: "А если его, конденсатора, не маем?" ЗЫ Ах да, есть еще емкость нагрузки... Соответственно можно принимать решения для получения пушпульного режима работы :)
полная версия страницы