Inwerter z dzielonym obciążeniem - pomiary kontra legendy

Wzmacniacze, zasilacze itd. Schematy, parametry, konstrukcje...

Moderatorzy: gsmok, tszczesn, Romekd, Einherjer, OTLamp

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6928
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Post autor: Romekd »

Piotr pisze:
Romekd pisze:Później zamierzam zbadać pogląd Piotra (z którym niestety nie do końca mogę się zgodzić) o znoszeniu się zakłóceń pochodzących z obwodów zasilania w układzie inwertera z dzielonym obciążeniem, sterowanym przez stopień wzmacniacza ze wspólną katodą, zasilanymi z tej samej gałęzi.
Chciałem tylko dodać, że chodzi o lekko zmodyfikowany układ, taki jak w załączniku.

Szkoda, że w dyskusji wytykając mi wady mojego układu nikt nie zadał sobie trudu zrozumienia jego działania.
Piotr, ja zadałem sobie trochę trudu i przeanalizowałem ten układ. Muszę Cię niestety zmartwić, bo przeczucie i tym razem mnie nie zawiodło - Twoje teorie dotyczące jego funkcjonowania zwierają kilka błędów :(
W tej sytuacji to ja teraz powinienem zadać Ci pytanie: czy Ty osobiście przeanalizowałeś działanie tego układu, czy tylko podpatrzyłeś go gdzieś w internecie i zaadoptowałeś do swojego wzmacniacza? ;)
Piotr pisze:1. Z punktu widzenia zasilania takie dwa stopnie zachowują się jak jeden stopień przeciwsobny. Punkty pracy obu lamp (Ua, Ia) są identyczne, tak samo jak obciążenia (Ra2+Rk2=Ra1), a wzmocnienie drugiego stopnia wynosi 1, więc suma chwilowych prądów pobieranych przez nie jest stała.
Powoduje to, że niezależnie od wysterowania nie następuje modulacja napięcia zasilania sygnałem.
No niestety jest to błędna teoria. Wystarczy przeanalizować sytuację w której na anodzie pierwszej lampy chwilowa wartość napięcia, w wyniku podania sygnału na wejście, podniesie się o np. 20V.
W takiej sytuacji prąd płynący przez rezystor anodowy 33k zmniejszy się o 0,6mA. Ta zmiana pociągnie za sobą wzrost napięcia na katodzie drugiej lampy o ok. 18V, co pociągnie za sobą wzrost prądu płynącego przez rezystor katodowy 18k o 1mA. Wystąpi więc w tym samym czasie spadek prądu anodowego pierwszej lampy o 0,6mA i wzrost prądu anodowego drugiej lampy o 1mA. Gdzie więc jest ta opisywana przez Ciebie równość sumy prądów obu lamp? Poza tym jak można mówić jednakowych warunkach pracy lamp, skoro na lampie inwertera napięcia zmieniają się w niemal dwa razy większym stopniu niż na poprzedzającej go lampie wzmacniacza WK?
Piotr pisze:2. Na anodzie pierwszego stopnia pojawiają się tętnienia. Przenoszą się one na wyjście katodowe. Jednocześnie na wyjściu anodowym pojawiają się tętnienia w tej samej fazie pochodzące wprost z zasilacza.
Większość osób które znam sadzi, że jeśli na anodzie lampy występuje połowa napięcia zasilania, to i połowa napięcia tętnień przenoszonych z obwodów zasilania. Niestety nie jest to prawdą - lampa to nie rezystor. Wykonałem kilka pomiarów, które pokazały, że na pierwszej lampie nie wystąpi połowa napięcia tętnień (załącznik). Lampa posiada jednak niższą rezystancję w swoim punkcie pracy, niż rezystor, na którym odłożyłby się identyczny co do wartości spadek napięcia. Oporność lampy w układzie spada jeszcze bardziej po zablokowaniu jej katody kondensatorem. Owszem pokazany tu układ wyrównuje w dużym stopniu poziomy zakłóceń na wyjściach inwertera, zakłóceń pochodzących ze wspólnego obwodu zasilania, ale redukcja ta nie jest pełna (zależy od kilku czynników), z czego należy zdawać sobie sprawę stosując tego typu rozwiązania.

Pozdrawiam,
Romek
Załączniki
ukl2.JPG
ukl1.JPG
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Piotr
moderator
Posty: 8656
Rejestracja: pn, 30 czerwca 2003, 12:38
Lokalizacja: Kraków, Ślusarska 9
Kontakt:

Post autor: Piotr »

Hmm...
Kilka drobnych błędów i klops.
Przyznaję się, że będąc nastawiony do tego układu bardzo entuzjastycznie nie zauważyłem kilku prostych rzeczy, na które zwrócił uwagę Romek.

1. Stałość sumy prądów:
Rzeczywiście aby uzyskać stałą sumę prądów Rk2 być równy Ra1, czyli nie można zastosować dzielnika, ani tego samego napięcia zasilania.
Nie wiem dlaczego nie przypomniałem sobie układu, który stosowałem wcześniej w przedwzmacniaczach. Chodzi o układ WK-WA o sprzężeniu bezpośrednim i Ra1=Rk2. W takim układzie istotnie występuje stałość prądu, ale jest tylko jedno wyjście :(
W każdym razie w podanym układzie z odwracaczem modulacja jest mniejsza, niż gdyby każdy stopień był zasilany osobno.

2. Znoszenie tętnień pochodzących z zasilacza:
Wiem, że wystąpienie połowy napięca zasilania na anodzie nie powoduje podziału zakłóceń na pół.
Ale z moich obliczeń (nie pomiarów) wynikało, że w wersji bez blokowania Rk1, której użyłem, rezystancja wewnętrzna lampy po uwzględnieniu sprzężenia zwrotnego jest zbliżona do wartości Ra1.
Na podstawie wyników pomiarów można lepiej dobrać punkt pracy i wartości elementów.

W każdym razie układ, który zmontowałem sprawuje się dobrze. Przydźwięk z głośnikami o skuteczności 91dB/W/m jest niesłyszalny.
Wyniki pomiarów zniekształceń w funkcji częstotliwości dla różnych mocy zmieściłem.

A teraz wracam do moich tranzystorów :|
pierwszy

Post autor: pierwszy »

Piotr pisze: ...A teraz wracam do moich tranzystorów :|
Zdrajca! :wink:
Awatar użytkownika
Piotr
moderator
Posty: 8656
Rejestracja: pn, 30 czerwca 2003, 12:38
Lokalizacja: Kraków, Ślusarska 9
Kontakt:

Post autor: Piotr »

To inaczej...

Romku, czy mógłbym prosić Cię o przebadanie układu takiego, jak w załączniku?

Wiem, że wartości elementów nie są idealnie dobrane, ale chodziło mi o pokazanie ogólnego pomysłu.
Załączniki
odwracacz2.GIF
Ostatnio zmieniony pt, 8 czerwca 2007, 14:56 przez Piotr, łącznie zmieniany 1 raz.
ATM
500...624 posty
500...624 posty
Posty: 578
Rejestracja: pn, 2 lutego 2004, 09:55

Post autor: ATM »

Witam, nareszcie jakieś konkretne podejście do tematu, tu wielkie pochwały dla Romka.
Gdybyśmy wszystkie problemy techniczne zgłaszane na forum w taki właśnie sposób
rozwiązywali ,dało by się uniknąć wielu przykrych i czasami wręcz żenujących dyskusji.
Normalnym zjawiskiem jest fakt, iż każdy z nas ma inny poziom wiedzy fachowej, normalnym też
jest pomylić się , to żadna ujma.Jednak niedopuszczalnym jest traktowanie forum jako
swoistego ringu ,na którym za wszelką cenę należy udowodnić swoje racje.
Tym użytkownikom , którzy nie potrafią się opanować ,
polecam inne , bardziej ekstremalne niż elektronika sporty.

-Z innej beczki - układ polecany przez Piotra, to znane rozwiązanie opisywane na wielu
stronach internetowych.Na moje wyczucie , zmniejsza ono poziom tętnień na
wyjściu wzmacniacza , jednak jak to udowodnił Romek , nie jest doskonałym.
Ciekawe było by porównanie współczynnika tłumienia tętnień , pochodzących od zasilania
( PSRR) dla inwertera z dzielonym obciążeniem wraz z układem stosowanym przez Piotra , oraz
inwertera opartego na wzmacniaczu różnicowym.W scalonych wzmacniaczach operacyjnych,gdzie
stosowane są głównie układy symetryczne, wsp. PSRR osiąga wartość 80- 100dB ,
szybko jednak maleje wraz z rosnącą częstotliwością pracy.Zresztą o tym samym pisał już Studi
(i wdg. mnie miał rację) w innym wątku , w pewnej bardzo niemiłej dyskusji.
Definitywnym rozstrzygnięciem tego problemu było by wykonanie odpowiednich pomiarów.

-Jestem jak najbardziej za tym ,by forumowe publikacje Romka zebrać w formie artykulów , w jednym
miejscu , tak by nie ginęły one w przybywających nowych postach.
Sam już wielokrotnie szukałem jego wypowiedzi , co stwarza coraz większą trudność.

Przepraszam za tą trochę przydługą wypowiedź , pozdrawiam.
Cygnus
125...249 postów
125...249 postów
Posty: 157
Rejestracja: śr, 11 października 2006, 13:18
Lokalizacja: Kraków

Post autor: Cygnus »

Piotr pisze:Hmm...
W każdym razie układ, który zmontowałem sprawuje się dobrze. Przydźwięk z głośnikami o skuteczności 91dB/W/m jest niesłyszalny.
Wyniki pomiarów zniekształceń w funkcji częstotliwości dla różnych mocy zmieściłem.

A teraz wracam do moich tranzystorów :|

Piotr, nie ma co zwieszać nosa na kwintę.
Układ, który wykonałeś nie tłumi tętnień zasilania w stu procentach,
ale za to charakteryzuje się doskonałą symetrią przebiegów wyjściowych,
co w przypadku różnicowego odwracacza fazy wymaga użycia trzech lamp i symetrycznego napięcia zasilającego.
Jedyne jego wady, to brak wzmocnienia i mały zakres napięć wyjściowych.
Owszem na wyjściach pojawi się część tętnień zasilania, ale są one w tej samej fazie i o tej samej amplitudzie,
a dobrze wykonany stopień końcowy będzie tlumił ten sygnał.

Co do porównania róznych układow odwracaczy fazy, nie wiem na ile to porównanie będzie miarodajne,
ponieważ układ z dzielonym obciążeniem jest jedynym dobrze pracującym układem zasilanym z pojedyńczego napięcia
i nie wymagającym źródła prądowego, czy sprzężenia zwrotnego.
Awatar użytkownika
Piotr
moderator
Posty: 8656
Rejestracja: pn, 30 czerwca 2003, 12:38
Lokalizacja: Kraków, Ślusarska 9
Kontakt:

Post autor: Piotr »

Cygnus pisze:Piotr, nie ma co zwieszać nosa na kwintę.
Nie zwieszam - ani na kwintę, ani na oktawę ;)

Zaproponowałem natomiast kolejny układ i jestem bardzo ciekawy opinii Romka na jego temat.

Chcąc uniknąć kłopotliwego zastosowania rezystancji wewnętrznej triody jako elementu dzielnika postanowiłem użyć pentody, której rezystancja wewnętrzna jest na tyle duża, że można ją pominąć. Teraz dzielnik składa się ze zwykłych rezystorów. Dodatkową zaletą układu powinna być dobra stabilność punktów pracy, gdyż napięcie polaryzujące drugą siatkę pentody pochodzi z jej anody - powstaje silne lokalne USZ dla składowej stałej.
Dla uproszczenia zaniedbałem rezystancję wewnętrzną pentody, gdyż nie mam pod ręką odpowiednich charakterystyk...
Pewnie trzeba będzie nieco obniżyć wartość Rk1 oraz zwiększyć wartość dolnego rezystora dzielnika (Rg2).
Wadą tego układu jest stosunkowo małe wzmocnienie, gdyż obciążenie pentody stanowią obydwa rezystory dzielnika połączone równolegle. Ale i tak będzie ono większe, niż dla triody z poprzedniego przykładu.

W pierwszym przypadku przyjąłem błędne założenie, że dla utrzymania stałej sumy prądów chwilowych jest konieczna równość punktów pracy. Wystarczy przecież, aby zmiany prądu w obu stopniach były jednakowe co do wartości, lecz przeciwnego znaku.

Bardzo proszę o skomentowanie powyższego rozumowania - czy nadal gdzieś tkwi błąd?
Cygnus
125...249 postów
125...249 postów
Posty: 157
Rejestracja: śr, 11 października 2006, 13:18
Lokalizacja: Kraków

Post autor: Cygnus »

Być może uprzedzę Romka, ale Piotr, w układzie inwertera z dzielonym obciążeniem nie ma możliwości pozbycia się tętnień zasilania z jego wyjść w sposób calkowity.
Nie wiem, czy ktokolwiek przeczytał tekst z linku do tubecada, ale tam to jest łopatologicznie wyłozone.
Jeśli do wejścia inwertera nie doprowadzisz nic poza sygnałem, to na katodzie uzyskasz czysty sygnał
a na anodzie sygnał odwrócony w fazie plus pełną wartość tętnień zasilania.
Jeśli do wejścia doprowadzisz sygnał i pełną wartość tętnień zasilania, będzie dokładnie odwrotnie, na anodzie sam sygnal, a na katodzie sygnal plus tętnienia,
Dlatego, aby uzyskać na anodzie i katodzie tę samą wartość tętnień, które później zostaną odjęte od siebie w transformatorze wyjściowym
doprowadzasz na wejście inwertera sygnał plus połowe tętnień zasilania.
To Ci daje na anodzie i katodzie sygnał w przeciwfazie i tętnienia w tej samej fazie i amplitudzie.
Układ którego tak dzielnie broniłeś w wątku obok jest idealnym rozwiązaniem problemu tetnień w tym ukladzie inwertera.
Bo w tym rozwiązaniu układowym to jest wszystko co można zrobić dla poprawy PSRR, resztę robi dobrze wyykonany stopień końcowy.
I nie ma znaczenia jaka lampa będzie sterowała ten inwerter, wazne by zawsze na wejściu był sygnał plus połowa tetnień zasilania.
Awatar użytkownika
Piotr
moderator
Posty: 8656
Rejestracja: pn, 30 czerwca 2003, 12:38
Lokalizacja: Kraków, Ślusarska 9
Kontakt:

Post autor: Piotr »

Cygnus pisze:Być może uprzedzę Romka [...]
Chętnie zapoznam się też z opiniami innych użytkowników :)

Nadal natomiast nie zrozumiałem wady nowego układu.
Chodzi właśnie o to, aby na wejście odwracacza podać dokładnie połowę wartości tętnień z zasilania. Pierwotny układ robił to za pomocą dzielnika złożonego z Ra1 i ri triody. Sprawia to kłopot, gdyż wymaga precyzyjnego dobrania punktu pracy, w którym ri byłaby dokładnie równa Ra1. W układzie, który zaproponowałem ri jest na tyle duża (pentoda), że można ją zaniedbać. Dodałem więc zwykły rezystor między anodą pentody, a masą, co czyni układ znacznie mniej wrażliwym na punkt pracy lampy, gdyż stopień podziału tętnień jest uzależniony prawie wyłącznie od wartości rezystorów.
Później wpadłem na pomysł (nie wiem czy szczęśliwy) połączenia funkcji dolnego rezystora dzielnika z rezystorem drugiej siatki pentody.

Więc nie widzę sprzeczności z podanym artykułem.
Nawiasem mówiąc zauważyłem w nim propozycję zastosowania wtórników na każdym z wyjść w celu pozbycia się różnic rezystancji wyjściowych. Czyli autor jednak rozpatruje wyjścia stopnia z dzielonym obciążeniem osobno.
Z doświadczeń Romka wynika, że jest to zbędne. Przynajmniej ja tak to rozumiem :roll:
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6928
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Post autor: Romekd »

Witam.
Piotr, miałem pewien problem ze zmierzeniem tego układu. Przyczyną był brak precyzyjnych rezystorów 39k 2W 1%. Spróbowałem wykonać układ z rezystorami 33k, ale okazało się, że przy takich wartościach rezystorów nie da się ustawić na anodzie lampy napięcia o wartości 100V (mimo całkowitego zwarcia rezystora w obwodzie katody napięcie na anodzie wynosiło 124V). W piątek wieczorem udało mi się zdobyć rezystory o wartości 39k/2W, jednak ich dokładność mimo podanej wartości 1% była zdecydowanie gorsza od deklarowanej przez producenta :( Mimo to przeprowadziłem pomiary.
Dla uzyskania napięcia anodowego 100V musiałem zmniejszyć wartość rezystora w obwodzie katody do 142R. Dodałem również kondensator 220uF, dla sprawdzenia jak wpłynie zablokowanie nim katody dla sygnałów m.cz. na parametry układu. Okazało się że kondensator ten wpływa głównie na wzmocnienie stopnia, podnosząc je ze 42,5 do 72,5. Jego włączenie wpływało również na wzrost zniekształceń nieliniowych generowanych przez układ. Po podaniu na wejście sygnału 1kHz sinus 0,2V(skuteczna) na wyjściu otrzymałem 8,5V dla wyłączonego kondensatora w obwodzie katody, oraz 14,5V dla załączonego kondensatora 220uF. Przy obciążeniu układu miernikiem zniekształceń nieliniowych (o oporności wejściowej 22k) poziom sygnału minimalnie się obniżył, a miernik wskazał zniekształcenia na poziomie 0,8% dla wyłączonego kondensatora, oraz ok. 3% dla włączonego. Przy napięciu wyjściowym 15V (sk) poziomy zniekształceń wynosiły 2,1% (bez kondensatora 220uF), oraz 4% (z kondensatorem, przy zmniejszeniu wysterowania układu dla zapewnienie na wyjściu napięcia o wartości 15V).
Zanim zmierzyłem układ przedstawiony przez Piotra, wykonałem pomiary tłumienia zakłóceń przenoszących się z obwodów zasilania na wyjścia inwertera z dzielonym obciążeniem. Otrzymane wyniki przedstawiłem w trzecim załączniku.

Pozdrawiam,
Romek
Załączniki
Tłumienie zakłóceń na wyjściu inwertera.PNG
Piotra2.PNG
Piotra1.PNG
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
KaW
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 1188
Rejestracja: ndz, 13 listopada 2005, 11:14
Lokalizacja: lodz

Post autor: KaW »

Nie wiem dlaczego tak patrzycie na ten układ -tak "układowo".
Dla mnie -biorac pod uwagę ANODĘ -lampy -schemat zastępczy -/taki byle jaki/-
całego tego tworu , ma -tak ogólnie, postać :


Rwewn lampy-poł. rownolegle z gen.sinusa o opornosci wewn.39k/1proc-poł. równolegle 39k/1% -i C=2,2uF /taka gałazka RC-połaczone równolegle -nastepna gałazka -C sprrzegające i opornik1M.....

Razem to daje jednak generator 50/100/HZ ? -O SKOMPLIKOWANYCH SKŁADOWYCH impedancji wewnetrznej .To był stan spoczynku tego stopnia .A w pracy bedzie tak ,że nie bedzie słychac tych 50 czy 100 Hz
ALE TRZEBA WIEDZIEĆ ,że one beda siedziały okrakiem na sygnale wzmacnianym .
Kiedyś mądrzy Czesi wymyślili sygnał prostokątny -mający na szczytach
prostokatów naniesiony sygnał sinus -a to po to aby dobrze sprawdzać
stan wchodzenia stopni mocy w nasycenie .
Osobiście nie wierzę w to że na każdym sygnale -tego stopnia - nie bedzie siedziało te 50 czy też 100 Hz .w zależności od prostowania .

Patentem naturalnym jest podniesienie napięcia zasilającego lampy WE
tak aby dało się najmniejszą wartością kondensatora wygładzić tętnienia .
Jasiu

Post autor: Jasiu »

Czołem.

:arrow: KaW: Czy możesz napisać po polsku o co Ci chodzi?

:arrow: Piotr: Spodobał mi się ostatni pomysł. Mimo to uważam, że najprostszym rozwiązaniem jest przyzwoity zasilacz...

PS. To jest prawo Kirchhoffa (a nawet mocniej - zasada zachowania ładunku). To jedna z bardziej fundamentalnych zasad przyrody. Kto ją podważy nie tylko ma gwarancję Nobla, ale i dzieci będą się o nim uczyły w szkołach :-)

Pozdrawiam,
Jasiu
Awatar użytkownika
Piotr
moderator
Posty: 8656
Rejestracja: pn, 30 czerwca 2003, 12:38
Lokalizacja: Kraków, Ślusarska 9
Kontakt:

Post autor: Piotr »

Jasiu pisze:Mimo to uważam, że najprostszym rozwiązaniem jest przyzwoity zasilacz...
Oczywiście, ale zawsze można zastosować jedno i drugie :)
Ten układ powstał po dość długiej kłótni na temat odwracania - z resztą objawiłeś się w niej. Broniłem tam odwracacza o dzielonym obciążeniu mającego, jak się okazało kilka słabych punktów, których w powyższym układzie udało mi się już uniknąć.
_idu

Post autor: _idu »

Piotr pisze:Hmm...
Owszem na wyjściach pojawi się część tętnień zasilania, ale są one w tej samej fazie i o tej samej amplitudzie,
W tej samej fazie tak, ale nie o tej samej amplitudzie, a tego stopień mocy przeciwsobny nie wyeliminuje.

Ma jedną istotną zaletę - przy minimalnym nakładzie przy spełnieniu warunku jednakowych impedancji obciążenia zapewni wysoką symetrie sygnałów wyjściowych względem siebie. Niestety jako układ single-neded przejmie wszelkie wady takiej konfiguracji. Brak wzmocnienia w pewnych sytuacjach jest wada bowiem zmusi do zastosowania albo dodatkowego stopnia na wejściu a najczęściej do dwóch dodatkowych lamp za inwerterem (problem maksymalnej uzyskiwanej amplitudy na wyjściach inwertera).
Awatar użytkownika
Piotr
moderator
Posty: 8656
Rejestracja: pn, 30 czerwca 2003, 12:38
Lokalizacja: Kraków, Ślusarska 9
Kontakt:

Post autor: Piotr »

STUDI pisze:W tej samej fazie tak, ale nie o tej samej amplitudzie, a tego stopień mocy przeciwsobny nie wyeliminuje.
Z pomiarów Romka wynika jednak, że przy odpowiednim doborze rezystorów amplitudy będą równe. Szkoda, że opisał to w innym wątku, bo znów zaczynamy dyskusję od początku.

Wszak z tego pomiaru
http://www.trioda.com/php/forum/download.php?id=8968
wynika, że można na anodzie pentody uzyskać połowę napięcia tętnień zasilacza.
A z kolei z tego:
http://www.trioda.com/php/forum/download.php?id=8966
wynika, że podanie połowy amplitudy tętnień zasilacza na siatkę triody spowoduje równość amplitud tętnień na wyjściach.

:arrow: Romekd
Czy mógłbyś przedstawić w tym wątku wyniki pomiarów ostatniego układu według takiej procedury, jak dla pierwszego?
Chodzi mi o równość ampiltud przydźwięku oraz stałość sumy prądów w kompletnym, zestrojonym układzie.
ODPOWIEDZ