Zaczniemy od modeli lamp. LTSpice na starcie zawiera skromną bibliotekę modeli różnych elementów elektronicznych, ale nie ma wśród nich lamp. Nie ma też określonej kanonicznej struktury modeli lamp, inaczej niż to jest w przypadku choćby tranzystorów bipolarnych, gdzie każdy typ tranzystora jest opisany zestawem parametrów dla wbudowanego modelu. Są za to symbole triody, tetrody i pentody, znajdziemy je w podkatalogu "[Misc]", które możemy dodać do schematu i podpiąć do nich własne modele. Modele te są w formie "podukładów" (subcircuit), zawierających elementy bierne oraz sterowane źródła napięciowe i prądowe, które mają za zadanie modelować zachowanie określonej lampy. Na początek polecam ten artykuł: http://www.normankoren.com/Audio/Tubemo ... ticle.html autorstwa Normana Korena. Jego model triody jest bardzo rozpowszechniony z racji całkiem dobrej dokładności. Gorzej jest z tetrodami. O ile charakterystyki anodowe są całkiem dobrze odwzorowane, o tyle prąd siatki drugiej jest odwzorowany w sposób bardzo uproszczony, nie zależy on bowiem od napięcia anody. Model Korena zakłada, że siatka trzecia jest zwarta z katodą, nie ma więc osobnego modelu pentody. Ogólnie unikam korzystania z tych modeli dla tetrod i pentod. Załączam plik "TubeIM.lib", który zawiera spory zbiór modeli, głównie lamp rosyjskich. Krąży on w internecie od dłuższego czasu i nawet nie pamiętam skąd konkretnie go mam, na naszym forum też na pewno już był. W przypadku triod (i pentod połączonych w triodę) są to w większości modele Korena, z pozostałych nie korzystam.
Drugą ciekawą bibliotekę modeli możemy znaleźć na stronie Ronalda Dekkera, konstruktora charakterografu uTracer https://www.dos4ever.com/uTracer3/uTracer3_pag14.html Są to modele bazujące na pomiarach lamp przy pomocy uTracera. Korzystają one z ulepszonych modeli lamp wielosiatkowych opracowanych przez Derka Reefmana i bardzo profesjonalnie opisanych w artykule https://www.dos4ever.com/uTracer3/Theory.pdf. Uwzględniają one nawet wtórną emisję! Nie kojarzę natomiast modelu, który w realistyczny sposób uwzględniałby prąd siatki pierwszej, zwykle jest tylko dioda między siatką a katodą, która zaczyna przewodzić przy dodatnim napięciu siatki.
Należy również wspomnieć, że na forum diyaudio.com jest bardzo długi (159 stron obecnie!) wątek dotyczący modeli lamp https://www.diyaudio.com/community/thre ... ls.243950/
Pliki z bibliotekami modeli mają zwykle rozszerzenie .lib albo .inc, ale są to pliki tekstowe i może je otworzyć w notatniku czy innym edytorze tekstu i przejrzeć.
No dobrze. Mamy już nasz plik z biblioteką modeli (przykładowo "TubeIM.lib") i co dalej? Najprościej jest go skopiować do tego samego katalogu co plik z naszą symulacją (.asc) a potem w LTSpice klawiszem "s" dodać "SPICE directive" o treści ".include TubeIM.lib". Gdy dodamy nowy symbol triody do schematu, zobaczymy, że ma on oznaczenie "U1" (albo kolejne) i wartość "Triode". Klikamy prawym przyciskiem na "Triode" i zmieniamy na interesujący nas model lampy, na przykład "6N16b" (SPICE nie rozróżnia wielkości znaków, "6n16B" też zadziała). I to tyle, odpalamy symulację i sprawdzamy czy wyniki są sensowne.
- Niektóre modele tworzone są w oparciu o karty katalogowe, inne na bazie zmierzonych charakterystyk, więc między różnymi modelami jednego typu lampy mogą być spore różnice, nawet jeśli oba poprawnie odwzorowują swoje dane wejściowe.
- Większość modeli uwzględnia pojemności międzyelektrodowe, zazwyczaj wartości są spisane z karty katalogowej, ale widziałem takie, w których dodano na przykład 1 pF pojemności montażowej. Warto to sprawdzić. Modele są zwykle pojedyncze, więc pojemności pomiędzy poszczególnymi systemami lamp wielosystemowych (podwójne triody etc.) musimy sobie dodać osobno na schemacie, jeśli są z jakiegoś powodu dla nas istotne.
- Nigdy nie próbowałem symulować układów radiowych, nie mam pojęcia na ile ma to sens z dostępnymi modelami lamp i co jeszcze należałoby w nich uwzględnić.
- Czasami dołączenie idealnego źródła napięciowego do siatki pierwszej może powodować problemy z symulacją w dziedzinie czasu (bardzo powolne obliczenia). Dodanie rezystancji szeregowej zwykle pomaga.
- W zasadzie żaden model nie oddaje poprawnie zachowania lampy blisko zatkania albo w nietypowych warunkach jak bardzo niskie napięcie anodowe. Z symulacji EF86 w "starved operation" raczej nic sensownego nie wyjdzie. Tak samo zniekształcenia skrośne w klasie B też nie będą zbyt realistycznie oddane.
Selektodę zapewne dałoby się zamodelować jako równoległe połączenie przynajmniej dwóch pentod różniących się napięciem odcięcia siatki pierwszej. Ale jak zamodelować heptodę? Przyszłoby zapewne rozwinąć model pentody tak aby zjawisko dopływu powrotnego do siatki drugiej uzależnić od napięcia na siatce trzeciej, podobnie jak w modelu pentody uzależnione jest ono od napięcia anody (o ile w ogóle jest uzależnione). Popełniłem na własne potrzeby niezbyt dokładny model lampy ECL86 który przynajmniej to uwzględnia (no bo przecież bez tego nie ma sensu jakakolwiek analiza stopnia mocy na granicy przesterowania), na ile jednak przyda się on do zamodelowania heptody - jeszcze nie zastanawiałem się. Ciekawe czy chociaż model ECC85 okazałby się przydatny w symulacji głowicy UKF.
fanis