Progettazione collettiva e didattica PP di EL84

[gluca]

[url=http://]http://[/url]http://www.nutshellhifi.com/library/ETF.html

No, pensavo a tutt'altro

---------> DISCLAIMER: ooops credo di aver detto una fesseria ... scusate <---------

[Giaime]

Ah beh si, ok.

Ma ci vuole qualcuno di molto "didattico", per spiegare anche ad un principiante di cosa si tratta.

In ogni caso, lo vedrei come un upgrade successivo.

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[Giaime]

News: ho prototipato l'LTP con le ECC83. Purtroppo non risponde ai requisiti che chiedevo io per il mio PP, ma penso sia più che sufficiente per un PP di EL84: l'uscita è di 29Vrms con 2V d'ingresso, con 270V di B+ e -16V di B-.

Qua vedo che siete tutti in vacanza tranne il buon Gianluca, quindi aspetterò lunedì per leggere le vostre accuse all'LTP e l'apologia del cathodyne...

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[gluca]

veramente sono in vacanza anche io ... è che anche il sole se n'è andato in vacanza (da qualche altra parte).

Ciao
Gianluca

---------> DISCLAIMER: ooops credo di aver detto una fesseria ... scusate <---------

[Giaime]

E' vero, è la stessa cosa anche qui a Mestre.

Beh, tanto, io ho da preparare 3 esami, meglio così che ci sia il maltempo, sennò ero tentato di uscire

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[Giaime]

News: ho prototipato l'LTP con le ECC83. Purtroppo non risponde ai requisiti che chiedevo io per il mio PP, ma penso sia più che sufficiente per un PP di EL84: l'uscita è di 29Vrms con 2V d'ingresso, con 270V di B+ e -16V di B-.

Originally posted by Giaime - 03/06/2006 : 15:55:12

Rettifico: causa oscilloscopio indecente ho sbagliato le misure, in realtà con 250V di B+ e -16V di B-, ECC83 LTP con CCS cascode sotto ho 48Vrms di uscita con 1.75Vrms di ingresso, penso bastino e avanzino per le EL84, lasciando pure ampio margine per nfb.

Ah... donazione di oscilloscopi sono benvenute...

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

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[gluca]

questa te la sei chiamata --- non è la zappa ... ma la mano --- (LOL)

---------> DISCLAIMER: ooops credo di aver detto una fesseria ... scusate <---------

[Giaime]

Non l'ho capita.

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

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[plovati]

la gatta per la fretta fece i gattini ciechi....

mi sembra che stiamo correndo troppo, non si hanno ancora le idee chiare sullo stadio finale e già a proporre sfasatori, connessioni ultrapath, valvole diverse....

Ci sono due punti fondamentali da sviscerare prima di tutto questo (e della difesa dell'inverter catodina):

1) quale è la resistenza di uscita ( o se volete il Damping factor, DF) nelle varie configurazioni e quanto riteniamo sia il minimo accettabile
2) quale è la tensione di pilotaggio richiesta e con quanta distorsione

i due punti sono intrinsecamente connessi alla reazione (a quanto ne serve) e quindi al guadagno di anello, cosa che condiziona pesantemente la scelta dello stadio di ingresso.


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Piergiorgio

[Giaime]

Ciao Piergiorgio,

purtroppo posso contribuire solo per quanto riguarda la connessione a triodo delle finali.

Dunque per una coppia di EL84 a triodo, su 8k, 320V di B+ e resistenza di catodo di 150ohm, si ottiene una Vgk di -12V, quindi servono 12Vpk di pilotaggio, ossia circa 8.5Vrms. In queste condizioni abbiamo 4W di uscita con una Zout di 4.6ohm, per un DF di 1.73, ipotizzando un trasfo con una R DC del secondario di mezzo ohm.

L'LTP che ho suggerito è in grado (se correttamente regolato) di fornire (sono dati di spice) circa 10Vrms con il 0.13% di distorsione, per un guadagno di circa 26 (28dB): è eccessivo per la nostra applicazione, però potrebbe tornarci utile se decidiamo di applicare pesanti tassi di feedback.

Suggerirei l'applicazione di circa 6dB di controreazione ad anello, e anche un po' di controreazione locale, per esempio io suggerirei di prendere la B+ per l'LTP dagli anodi delle finali piuttosto che dall'alimentazione, un po' come il Baby Huey che mi pare sia già stato proposto, in caso comunque linko:
http://www.diyaudio.com/forums/showthre ... adid=72536
ossia come proposto a suo tempo dal nostro Ivo per le sue ECL86.

In ogni caso ritengo che si debba puntare a una Zout dell'ordine dell'ohm, non di più e non di meno.

Io penso che si potrebbe anche fare il collegamento dell'alimentazione delle ECC83 agli anodi delle EL84 come upgrade successivo in ogni caso.

Bisogna decidere più che altro se vogliamo attuare questo tipo di feedback locale, allora ci servono per forza le ECC83, se vogliamo andare di solo globale e pochi dB suggerirei di usare le ECC88 o le 6CG7 sempre in LTP, che se volete posso buttare giù io.

Mi dispiace di non poter contribuire per quanto riguarda la configurazione in ultralineare o a pentodo (piccola nota: credo che se si mette mano a forte feedback locale valga la pena di andare a pentodo piuttosto che UL). In ogni caso i requisiti di pilotaggio non cambiano di molto, per le EL84.

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[plovati]

Bene, quindi Tubecad ci dice che a triodo siamo abbastanza in linea come resistenza di uscita e tensione di pilotaggio. Pensavo che dovremmo essere un poco più bassi di 4ohm, assumendo una resistenza delle EL84 a triodo di 2kohm e in classe A (le due valvole attive). Non ho mai capito qunto sia accurato quel software, le curve caratteristiche che dà mi sembrano troppo belle rispetto ai datasheet.

Potresti svolgere il conto passo passo ad uso didattico?

Per quanto riguarda le altre configurazioni direi di analizzare il pèntodo puro, assumendo poi la connessione ultralineare come una via intermedia tra le due analizzate (triodo e pentodo). E qui forse non bastano neanche le 12AX7 per avere un guadagno sufficiente per applicare la reazione che serve a riportare il damping factor a valori ragionevoli.

Come valore ragionevolmente buono di DF assumerei un valore nell'intorno di 4 su una resistenza di carico da 8ohm nominali, vale a dire una resistenza di uscita all'incirca di 2ohm.

Resta il problema di vedere l'incrocio traclasse A e classe B, cioè quando il segnale è tale che una delle due valvole si sgancia completamente risultando un circuito aperto. Non ho mai visto una trattazione dell'ottimizzazione del punto di lavoro in base alla minimizzazione della distorsione d'incrocio nel passaggio tra classe A e classe B, sembra interessante svilupparla in questa occasione.

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Piergiorgio

[audiog]

Salve, ecco il capitolo successivo.


Allegato: 00_00_03_PPEL84_V01.zip ( 125265bytes )

Il lavoro purtroppo va a rilento. Vi invito a sparare a zero ed a suggerire cosa aggiungere.

Manca ancora il calcolo della resistenza d'uscita dell'ampli e il DF per completare lo stadio finale.

L'idea di utilizzare uno stadio sfasatore catodina, o meglio uno stadio split load, non è un paletto inamovibile. Ma, per il carattere didattico che voglio dare, è comunque il primo passo. Nulla vieta di gettarlo a mare in futuro e adottare uno sfasatore basato su una configurazione differenziale.

A proposito del catodina, vi preannuncio che la sua progettazione in accoppiamento diretto col driver è una specie di terno a lotto.

Ciao, Giuseppe.

[plovati]

circa la reazione negativa, evidenzierei che sebbene la THD si abbassi in quanto le armoniche vengono tutte abbassate, la presenza del loop genera altre armoniche di ordine superiore. Quindi lo spettro di distorsione si abbassa ma si allunga.
Una reazione positiva, al contario innalza le armoniche basse, un giochino proposto nel pre pre-sentimento che sta realizzando Stefano (dragone)

Un cut&paste significativo:

- Simple single ended circuits generate 2nd and 4th order harmonics
- Push-pull operation adds 3rd, 5th, 7th and 9th order harmonics
- Feedback may generate a series of harmonics up to the 80st order
- Reactive loads to circuits add a frequency dependency to the harmonics (Analysed by Norman Crowhurst, reprinted in Glass Audio, Vol. 7-6)

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Piergiorgio

[Giaime]

Per quanto riguarda le altre configurazioni direi di analizzare il pèntodo puro, assumendo poi la connessione ultralineare come una via intermedia tra le due analizzate (triodo e pentodo). E qui forse non bastano neanche le 12AX7 per avere un guadagno sufficiente per applicare la reazione che serve a riportare il damping factor a valori ragionevoli.

Originally posted by plovati - 07/06/2006 : 09:22:13

No dai Piergiorgio, una ECC83 basta e avanza in LTP per esempio. Avresti, se ho fatto i conti giusti, più di 22dB da gestire come feedback. Io andrei quasi esclusivamente di locale, con il già citato metodo dello shunt feedback.

Se pensi che è molto popolare usare la 807 a tetrodo, in single ended, pilotata da solo mezza ECC81, e i risultati sono IMHO ottimi...

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

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[plovati]

Ma non potresti svolgere qui i conti passo passo ad uso di tutti?

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Piergiorgio

[Giaime]

Per poi essere esposto alla pubblica derisione alla minima virgola sbagliata???

In ogni caso, riguardo a quanto ho detto, i conti sono molto semplici.

Dunque come dicevo l'LTP di ECC83 come l'ho descritto qualche post fa l'ho implementato sull'ampli che sto prototipando, e ho potuto misurare le sue prestazioni. Arriva al clipping con circa 1.75Vrms sulla griglia del primo triodo, ossia con circa 48.7Vrms sugli anodi.

Da questo, è semplice calcolare il guadagno dello stadio: Vout/Vin = 48.7/1.75 = 27.8x, ossia per ogni volt d'ingresso ci saranno 27.8V d'uscita. Si noti che sto parlando di tensioni RMS, il calcolo è ovviamente lo stesso se parlassi di tensioni di picco, l'importante è non mischiarle.

Da qui una piccola nota: il mio LTP ha come carico l'impedenza infinita della griglia di un triodo (nella pratica, un CF di 5687). Nel nostro PP di EL84, è ragionevole che il carico visto sia la griglia della EL84 con in parallelo la resistenza di griglia, che nel nostro caso può essere ragionevolmente di 200kohm. A questo punto, per non degradare troppo le prestazioni del LTP, che si troverebbe a lavorare con un carico di 66k (100k || 200k), aumentiamo la R anodica verso i 150k, ottenendo così un valore più consono di 85k, già più vicino ai 100k con cui ho fatto le misure.

E' ragionevole pensare che il guadagno dello stadio quindi sia diminuito circa del 15%, anche se sarebbe il caso di ricalcolare completamente il punto di lavoro. Noi ci accontentiamo di questo "rough guess" e teniamo buono il guadagno di 23 per lo stadio (27.8 - 15%).

A noi cosa serve? Circa 10Vrms per pilotare le griglie delle EL84, e abbiamo posto all'inizio come requisito una sensibilità di 0.7Vrms (secondo me è troppo poco, ma comunque...). Il guadagno che ci serve è quindi 14, oppure in decibel (mi accorgo di non aver ancora detto) pari a 20 volte il logaritmo naturale del nostro guadagno. Calcolatrice alla mano, è circa 23dB.

Il "margine" che abbiamo di NFB applicabile, ossia quanto guadagno abbiamo "in più" rispetto a quanto ce ne serve, è pari a circa 20log(23/14) = 4.31dB, svelando che avevo drammaticamente sbagliato i conti qualche post fa.

Please check my math...

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[plovati]

Giaime, non i calcoli del LTP (Long Tailed Pair, per chi si stesse chiedendo che diavolo è).
Siamo ancora un bel passo indietro: l'impedenza di uscita.
Come si calcola carta e penna?

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Piergiorgio

[Giaime]

Ciao Piergiorgio,

io ero rimasto al classico metodo che assume in maniera molto semplicistica che la resistenza di placca sia costante. Quindi, per un Push Pull perfettamente simmetrico e per tutto il tempo in classe A pura l'impedenza d'uscita vista dal diffusore è:

Zout = (Zsec/Zprim) * (2rp + Rprim) + Rsec

Dove Zsec è l'impedenza del secondario (nel nostro caso 8ohm), Zprim quella del primario (nel nostro caso 8000ohm, in pratica Zsec/Zprim definisce il rapporto di trasformazione d'impedenze, che è il quadrato del rapporto di trasformazione di tensioni), rp la resistenza dinamica della singola valvola del push pull, Rprim la resistenza in DC del primario e Rsec quella del secondario.

Per le EL84 che hanno circa 2k di rp, Rprim = 300ohm e Rsec = 0.5ohm, Zout = 4.8ohm.

Questa ovviamente è una semplificazione, perchè rp (nonostante siamo in un PP) comunque varia, e il valore che possiamo prendere è una media. Però ci può dare un'idea comunque di dove siamo.

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[Giaime]

Scusate,

ho letto adesso l'ultimo capitolo confezionato dal nostro buon Giuseppe.

Vorrei far notare che le scelte effettuate in fase di progettazione, specie in questo capitolo, a parer mio sono troppo "sulla carta", non tengono per nulla conto della pratica e dell'esperienza.

Ad esempio, trovo assolutamente inopportuno prevedere in un progetto per principianti ben 20dB di controreazione, fattore tale da necessitare TU perfetto e strumentazione di laboratorio per verificare la stabilità del circuito.

L'idea non era di fare qualcosa di economico? Qua dubito che i trasfi più terra terra permettano.

La mia non è una crociata contro la controreazione, anzi ci mancherebbe: mi sembra che stiamo prendendo una direzione poco consona agli intenti didattici del progetto originale.

Oltretutto dicevo di mancanza di senso pratico: si richiede dal primo stadio un guadagno di circa 44, solo una ECC83 ce la può fare e lo fa in una zona altamente nonlineare delle sue curve caratteristiche (100Vak, 1mA, 150k ra) che non mi piace per niente.

Io ridimensionerei un po' le cose, butto là qualche idea:

1) non superare i 10dB di controreazione globale; da qui si può partire a ricalcolare il guadagno.

2) iniziamo con un cathodyna accoppiato in AC, poi successivamente si passa all'accoppiamento in DC (che avevo già sottolineato essere praticamente impossibile con 300V di B+, forse non sono chiaro quando scrivo).

3) parliamo un po' di shunt feedback prima di buttarci a capofitto in un anello globale con tutti i suoi conticini annessi, che mi fanno tanto "amplificatore da application note".

Io purtroppo non ho moltissimo tempo da dedicare al progetto, sennò avrei già messo insieme qualche conto. Se avete voglia di fare gli esami al posto mio accomodatevi

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

[plovati]

Prima di tutto una bibliografia immancabile quando si parla di push-pull:
http://www.audiofaidate.org/materiale/2 ... ry_MIT.pdf

secondariamente se abbiamo visto e compreso grazie a Giaime che la resistenza di uscita a triodo è non meno di 4 ohm anche con un trasformatore di eccellenti prestazioni, a pentodo quanto sarà?
Considerando che mediamente la EL84 a pentodo presenta 38kohm di impedenza, si hanno attorno agli 80ohm di resistenza di uscita !
Quindi non solo la reazione è necessaria, ma ce ne vuole tanta, più di 20dB. Per riportare il DF a 4 serve un abbattimento di 40 volte, cioè 32dB.
Il guadagno dovrà essere almeno di 40 volte più alto di quello calcolato nel caso precedente. Quindi o si usa un ulteriore stadio oppure si passa ad un ingresso a pentodo (ricordate il QUAD II?). E questo indipendentemente da ogni tipo di reazione si voglia usare, includente o meno il trasformatore di uscita, di tipo serie o parallelo.
E le considerazioni sulla stabilità che avevamo cercato di evitare tornano prepotentemente alla ribalta, sarà stabile con 32 dB di reazione?
Un ampli ben progettato lo deve essere e noi dobbiamo capire come fare.

Per quanto riguarda lo sfasatore, posto un articolo sul carico ripartito (catodina), troppo precipitosamente messo da parte:


Allegato: cathodyne.pdf ( 82221bytes )

(se non c'è già si potrebbe mettere in biblioteca?)

la gran parte dei difetti comunemente portati a giustificazione della sua esclusione in pratica fanno assai meno danno di quanto si voglia far credere.
Vantaggi del catodina (enormi):
1) non serve una valvola selezionata, il bilanciamento è affidato a resistenze
2) è stabile nel tempo
3) non richiede regolazioni
4) presenta un’alta impedenza d’ingresso

Svantaggi degli sfasatori differenziali
1) richiedono valvole accoppiate tra le sezioni (non tutte lo sono e poche all’1% che si puo’ ottenere facilmente con il catodina)
2) richiedono impedenze di carico in griglia identiche e questo non è generalmente possibile (da una parte vedo il preamplificatore che ha un’impedenza a priori ignota dall’altra la rete di reazione fissa)
3) richiedono un generatore di corrente e/o una alimentazione negativa


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Piergiorgio