Accensione

[mr2a3]

Comincio a vedere cosa posso riciclare per questa prova.
. Come valvola utilizzerei le solite ECC82 o ECC88, e come IC un' OPA2132 o simili.
. Trasformatori piccoli ho solo dei 12-0-12 e quindi vorrei provare con un moltiplicatore (su questo ci torno) per non usarne due back to back. Dovrebbe essere una cosa cosa per cuffie e non vorrei diventasse grosso e pesante come una portaerei (già con i miei contenitori c'è da ridere).
. Ipotizzando un'anodica da 100V o poco di più penso che g potrebbe essere a -2/3V, con 2/6 mA di corrente (con il CCS la retta di carico se non sbaglio dovrebbe essere abbastanza orizzontale).
. Con la CCS ho ancora più dubbi, tra l'altro mi sembra che in generale abbiano bisogno di più dei pochi V che avrei tra valvola e riferimento. Credo (spero) di aver capito almeno quelle a Jfet di tipo "current mirror" ma con il loro collegamento ad una tensione esterna temo che all'accensione non siano adatte a questo caso. In alternativa non vado oltre l' LM334 (che RS ha a catalogo) che essendo flottante dovrebbe avere la pazienza di aspettare e se leggo bene il datasheet gli potrebbero anche bastare i 2 o 3 V disponbili (eventualmente per avere più corrente se ne possono mettere due in parallelo?). Al di la di un notevole articolo di Walt Jung, che ne parla bene ma con 18V disponibili, non sono però riuscito a capire quanto degradi nelle condizioni in cui lo farei lavorare io.
Intanto che "mi diverto" con l'alimenttore sarei grato a chi desse un'occhiata a queste premesse, in particola per la CCS

[UnixMan]

Come valvola utilizzerei le solite ECC82 o ECC88, e come IC un' OPA2132 o simili.

se le hai già e vuoi usare quelle, direi ecc82. Le 88 guadagnano decisamente troppo. Altrimenti, userei le solite 6SN7.

Per quanto riguarda l'OpAmp, per cominciare puoi usare quello che hai, poi si vedrà. Volendo fare qualcosa di "robusto", in grado di pilotare senza problemi anche cuffie a bassa impedenza (e volendo perfino dei diffusori), potresti pensare di utilizzare un LM1875...

Ipotizzando un'anodica da 100V o poco di più penso che g potrebbe essere a -2/3V, con 2/6 mA di corrente

tieni conto della caduta sulla R in serie all'anodo... eviterei di avere una Va (tensione sull'anodo) troppo bassa, altrimenti rischi di compromettere le prestazioni.

(con il CCS la retta di carico se non sbaglio dovrebbe essere abbastanza orizzontale).

come detto in precedenza, la retta di carico dinamico è in effetti quasi orizzontale... ma per effetto del "bootstrap" dato dal OpAmp, non del CCS. Che qui serve solo a fissare il BIAS ed a far sì che la corrente di segnale scorra attraverso il condensatore ed il convertitore I/V anziché andare direttamente a massa.

Con la CCS ho ancora più dubbi, tra l'altro mi sembra che in generale abbiano bisogno di più dei pochi V che avrei tra valvola e riferimento.

sì, per poter utilizzare un CCS "sotto al catodo" tipicamente serve una alimentazione negativa da mettergli "sotto".

Oppure è necessario "sollevare" tanto il catodo quanto la griglia, collegando il relativo resistore "di fuga" (Rg) ad un punto con tensione >0 anziché a massa. Cosa che però ti obbligherebbe ad utilizzare un condensatore di disaccoppiamento in ingresso...

Visto però che qui non dovrebbe esserci bisogno di un CCS particolarmente performante, forse te la puoi cavare con un semplice JFET (con il gate connesso al source) che lavora solo con la sola Vgk. Vedo di buttare giù qualche simulazione per vedere se potrebbe andare senza compromettere troppo le prestazioni...

[mr2a3]

Provo con l’alimentatore (della serie speriamo che non mi scoppi in faccia)
Il disegno lo vedete, per essere chiaro ho anche scritto quelle che penso possano essere le tensioni (teoriche) nei singoli punti. In pratica è scopiazzato da uno schema per tensioni da KV e f di rete da KHz, e che forse per questo mi ha sempre attirato
Non sono sicuro sia corretto perché uno uguale non riesco a trovarlo, in particolare per come è collegato l’ultimo C che a me sembra quello di filtro di un normale alimentatore ma proprio per questo non vorrei fosse un (mio) errore.
Purtroppo anche questo ”schizzo” era assieme all’ampli di cui stiamo parlando (stessa epoca).

Vado male anche con le formule per calcolare il Ripple, sembra che i moltiplicatori di questo tipo si usino quasi solo a semionda e con tensioni esagerate. Con queste mi vengono una dozzina di V di ripple, comunque sacrificabili, magari con un moltiplicatore di capacità “stile Elliott” che con una R permette di regolare la tolleranza senza troppi componenti, se poi trovo dove ho messo un (bellissimo) 15-0-15 dovrei poter partire anche da 150V.

Tensioni: direi che i C dovrebbero vedere il doppio della tensione di picco, per cui nel mio caso non più di 30x1,4x2=84V +10% di rete quindi da 100V un po’ al limite ma dovrebbero andare bene (a parte l’ultimo naturalmente che però calcolerei come un normale C di filtro (diciamo 200V). Come diodi ho 1N4007 fino alla pensione.
Capacità: qui proprio non so “a che formula attaccarmi”, con esempi da da 60KV sembra che bilanciando i valori (i primi grossi poi a scendere) il ripple si dimezzi, però non esagererei con i paradossi.

Sempre che non ci siano errori “pericolosi” potrei fare una prova con una breadboard con C da 100uF “uno per l’altro” che ho in giro e se avrò 10V di ripple dovrei riuscire a misurarli anche con il mio DMM.
Grazie!

[mr2a3]

se le hai già e vuoi usare quelle, direi ecc82. Le 88 guadagnano decisamente troppo. Altrimenti, userei le solite 6SN7.

Figurati se non ho in giro una 6SN7, citavo quelle perchè le vedo usate anche a tensioni ridicole (e in generale ne parlano bene) e mi "incaponivo" sull'alimentatore del post precedente, anche perchè al momento non sono sicuro funzioni

Per quanto riguarda l'OpAmp, per cominciare puoi usare quello che hai, poi si vedrà. Volendo fare qualcosa di "robusto", in grado di pilotare senza problemi anche cuffie a bassa impedenza (e volendo perfino dei diffusori), potresti pensare di utilizzare un LM1875...

Sicuramente ho un paio di 3886 e qualcosaltro di questo tipo, però prima di farlo "grosso e cattivo" mi piacerebbe capirci qualcosa di più (vedi titolo).

tieni conto della caduta sulla R in serie all'anodo... eviterei di avere una Va (tensione sull'anodo) troppo bassa, altrimenti rischi di compromettere le prestazioni.

Cavolo, questa era semplice ma la stavo dimenticando.

sì, per poter utilizzare un CCS "sotto al catodo" tipicamente serve una alimentazione negativa da mettergli "sotto".

Oppure è necessario "sollevare" tanto il catodo quanto la griglia, collegando il relativo resistore "di fuga" (Rg) ad un punto con tensione >0 anziché a massa. Cosa che però ti obbligherebbe ad utilizzare un condensatore di disaccoppiamento in ingresso...

Visto però che qui non dovrebbe esserci bisogno di un CCS particolarmente performante, forse te la puoi cavare con un semplice JFET (con il gate connesso al source) che lavora solo con la sola Vgk. Vedo di buttare giù qualche simulazione per vedere se potrebbe andare senza compromettere troppo le prestazioni...

Qui aspetto un aiuto, oppure preparatevi alle solite ipotesi improbabili
A presto!

[mr2a3]

Ripensamento parziale.
Ho realizzato che in ogni caso non riuscirei a fare una cosa di dimensioni compatibili con lo spazio (poco) che la convivenza mi permette per un ampli per cuffie. Abbandono quindi l'idea del moltiplicatore, che al limite realizzerò più avanti con un secondario da 3V tanto per mia curiosità.

Rifacendo "un giro in cantina" ho trovato un trafo adatto ad una valvola, i dati (forse ottimistici ma comunque abbondanti) sono: 225V-90mA; 12V-2,5A; 15V-0,6A - quindi ci sarebbe anche un secondario per una tensione negativa. Aggiungendo un secondo TA 12-0-12 per una prova e magari 24-0-24 per un IC più potente almeno in quest'area evitiamo contorsioni inutili.

Detto questo continuo ad avere problemi con il CCS, e in quella posizione non mi viene in mente come usare una tensione negativa, resta solo l'idea di "alzare la griglia" ma, al di là di riuscirci, non mi sembra un gran che.

Mi sa che o aspetto che il libro di Tiziano faccia il "piccolo miracolo" di insegnarmi ad usare un simulatore o "sono fermo".

A presto!

[mr2a3]

e in quella posizione non mi viene in mente come usare una tensione negativa

Mi quoto perchè mi è venuta un'idea (che si sente troppo sola).
E' corretto dire che il CCS non "vede" la tensione (negativa) a cui è collegato se non per il fatto di essere nelle condizioni di poter funzionare?
Cerco di spiegarmi: se ad esempio per una 6SN7, con G collegata al comune, scelgo una Va=180V e con il CCS impongo una Ia=5mA è corretto dire che sarà la valvola "da sola" a posizionare Vg a -6V? Il fatto che il CCS sia collegato quindi a -15V o -20V di tensione negativa non ha effetti su questo parametro?

Prima di continuare vorrei essere però sicuro di "non avere preso la va**a per le pa**e" (questa è ante Bersani)

A presto

[UnixMan]

Cerco di spiegarmi: se ad esempio per una 6SN7, con G collegata al comune, scelgo una Va=180V e con il CCS impongo una Ia=5mA è corretto dire che sarà la valvola "da sola" a posizionare Vg a -6V? Il fatto che il CCS sia collegato quindi a -15V o -20V di tensione negativa non ha effetti su questo parametro?

certamente.

Dal punto di vista della AC, idealmente il CCS lo puoi immaginare come un circuito aperto.

Da quello della DC lo puoi immaginare invece come un resistore variabile, il cui valore cambia automaticamente in modo da far sì che la corrente (DC) che ci scorre sia sempre quella prevista, a prescindere dalla tensione (d.d.p.) che c'è ai suoi capi.

[UnixMan]

come idea di base, partiamo da qualcosa del genere...

screenshot.jpg

È solo un primo abbozzo, con valori messi a casaccio... e devo ancora aggiungere il modello del tubo nonché il circuito dell'OpAmp.

Probabilmente per farlo funzionare decentemente bisognerà portare il source del JFET ad una alimentazione negativa anziché a massa... però voglio verificare se in questo caso non possa funzionare anche senza.

[mr2a3]

Grazie Paolo, se vedi un paio di post sopra userei un trafo con una 15V utilizzabile per questo.
Mi spiace solo di non saper ancora usare questi simulatori
Comunque se hai anche il modello del DN2540 . . . . .

[UnixMan]

Here we go... apparentemente, potrebbe funzionare bene anche banalmente così...

senza-opamp.jpg

boosted-triode-100k.jpg

boosted-triode-32.jpg

boosted-triode-ac.jpg

N.B.: nella risposta c'è una certa criticità rispetto ai valori di C1 e C2, anche in rapporto a quello di R2.

Quasi quasi tenterei una versione con l'OpAmp accoppiato in DC...

[UnixMan]

Comunque se hai anche il modello del DN2540 . . . . .

non serve: in quel punto non ci sono né alta tensione né potenze elevate. Basta un comunissimo JFET qualsiasi...

[mr2a3]

Non che ci capisca un gran che ma non mi sembrano male queste simulazioni
Continuo a far fatica a pensare ad un valore così ridotto per C1, ma col bootstrap ancora ci devo "ragionare".

Pensi quindi che l'ECC82 alla fine sia meglio della 6SN7?

Comunque se hai anche il modello del DN2540 . . . . .

non serve: in quel punto non ci sono né alta tensione né potenze elevate. Basta un comunissimo JFET qualsiasi...

Era solo perchè è l'unico Jfet che ho in casa, comunque immagino tu ne stia usando uno "facile" da trovare.

Accoppiato in continua dici, ma non è che così poi circola CC con l'operazionale con tutto quello che ne consegue? Intendo dire, se il catodo (e l'ingresso invertente) sono a +5V e l'altro ingresso a zero . . .

[UnixMan]

Non che ci capisca un gran che ma non mi sembrano male queste simulazioni
Continuo a far fatica a pensare ad un valore così ridotto per C1, ma col bootstrap ancora ci devo "ragionare".

è banalmente una conseguenza del Teorema di Thévenin.

La resistenza (impedenza) ai capi di un bipolo è data sempre dal rapporto tra la tensione ai suoi capi e la corrente che ci scorre (Z=V/I).

Se all'interno di quel bipolo tu hai una R di basso valore, ma anche "qualcos'altro" che ti ci inietta della corrente (proporzionale a quella che gli mandi dall'esterno), il valore dell'impedenza equivalente che vedi dall'esterno cambia. Se la corrente che inietti è in fase con quella che gli mandi dall'esterno, la resistenza equivalente aumenta, viceversa se le due sono in opposizione di fase.

In questo circuito C1 deve essere dimensionato in funzione del valore di R2, non del valore del carico. È proprio con R2 che C1 forma un filtro passa-alto C-R che influenza il funzionamento del circuito (in effetti anche qui non esattamente con R2, ma con l'impedenza equivalente in quel punto).

C2 invece va a "confrontarsi" (è in parallelo) con l'impedenza (dinamica) del CCS, ed è con questa che forma un altro "filtro", che a sua volta (combinata con l'altro) determina la risposta del circuito.

Attenzione che, come dicevo, i valori di C1 e C2 (in funzione del resto) sono (relativamente) critici: valori
"sbagliati" possono portare a risposte complessive indesiderabili e possibilmente anche ad instabilità (autooscillazioni).

Pensi quindi che l'ECC82 alla fine sia meglio della 6SN7?

No. Ma non eri tu ad aver detto che volevi usare una ECC82?

Era solo perchè è l'unico Jfet che ho in casa,

Ehm... in effetti da un punto di vista applicativo per molti versi si comportano in modo simile, ma il DN2540 è un MOSFET depletion, non un JFET.

comunque immagino tu ne stia usando uno "facile" da trovare

a dire il vero, per queste prima simulazioni orientative ho messo il primo JFET che mi è capitato a tiro tra quelli presenti nel simulatore...

In effetti, (quasi) qualsiasi JFET che abbia una Idss>10mA dovrebbe andare bene allo scopo.

Accoppiato in continua dici, ma non è che così "cerca CC" dall'operazionale con tutto quello che ne consegue?

??

Ovviamente, per accoppiare in DC non basta togliere C2. È necessario introdurre varie altre modifiche per portare il punto cui è collegato l'ingresso invertente dell'OpAmp a 0V. E mantenercelo. Probabilmente, tra le altre cose, sarebbe necessario aggiungere un "servo". Ci devo ragionare su, ma alla fine temo che si perderebbe irrimediabilmente uno degli aspetti simpatici di questo circuito: la sua estrema semplicità...

[mr2a3]

è banalmente una conseguenza del Teorema di Thévenin.

La resistenza (impedenza) ai capi di un bipolo è data sempre dal rapporto tra la tensione ai suoi capi e la corrente che ci scorre (Z=V/I).

Ok, su questo vedo di "lavorarci"

Pensi quindi che l'ECC82 alla fine sia meglio della 6SN7?

No. Ma non eri tu ad aver detto che volevi usare una ECC82?

Hai ragione, ma quando me l'hai detto ho dato un'occhiata e nella scatola ne ho trovate un paio così carine

Ovviamente, per accoppiare in DC non basta togliere C2. È necessario introdurre varie altre modifiche per portare il punto cui è collegato l'ingresso invertente dell'OpAmp a 0V. E mantenercelo.

Allora questo l'avevo capito, è che ipotizzavo un'altra lacuna

[UnixMan]

Hai ragione, ma quando me l'hai detto ho dato un'occhiata e nella scatola ne ho trovate un paio così carine

se vuoi, penso che si possano utilizzare senza grossi problemi anche le 6SN7. Ma, tutto sommato, per questo progetto anche le ecc82 dovrebbero andare benissimo. Per certi versi, forse anche meglio: per lavorare bene, le 6SN7 hanno bisogno di più tensione e soprattutto più corrente rispetto alle '82. Questo pone qualche possibile (piccola) difficoltà in più per il CCS, mentre offre ben pochi vantaggi in termini pratici. Forse le 6SN7 è meglio tenerle da parte per impieghi dove la loro maggiore "capacità di pilotaggio" può tornare utile...

[mr2a3]

Here we go... apparentemente, potrebbe funzionare bene anche banalmente così...

boosted-triode-100k.jpg

boosted-triode-32.jpg

boosted-triode-ac.jpg

N.B.: nella risposta c'è una certa criticità rispetto ai valori di C1 e C2, anche in rapporto a quello di R2.

Vediamo se leggo correttamente le tue simuazioni, direi 200V di Vcc e 7mA di corrente, con il catodo quasi a 6V.
Guardando il grafico col carico da 32 Ohm, direi più ragionevole, se è corretto misurare Vout rispetto allo zero mi sembra che la curva vada da +16,5V a -18V, non so se il simulatore calcola anche la distorsione ma . . . . . . . (immagino non sia il clipping perchè l'OP ha raggiunto il max dell'alimentazione ).

Il significato dell'andamento della corrente su R2 mi è meno chiaro comunque a occhio, se si misura partendo dai 7mA statici, mi sembra anche meno asimmetrico.
C1 ok, mi hai già spiegato perchè è sufficiente di valore "piccolo" (bootstrap) ma perchè C2 deve essere così grande? Qui mi aspettavo di essere già "largo" con 0,1uF.

Aspetto . . . . .

[UnixMan]

Vediamo se leggo correttamente le tue simuazioni, direi 200V di Vcc e 7mA di corrente, con il catodo quasi a 6V.

sì. Però considera che, come dicevo, queste prime simulazioni non erano che una veloce verifica di fattibilità, tanto per farsi una prima vaga idea, con valori messi (quasi) a casaccio. Non mi sono preoccupato di fare alcuno studio di ottimizzazione dei punti di lavoro, valori dei componenti, ecc.

Non mi stupisce che la distorsione sia relativamente alta. Tanto più che quello mostrato nelle simulazioni è uno swing di uscita (una 30ina di Vpp, cioè circa 11Vrms) decisamente alto, pari ad una potenza di ben 4W su 32 Ohm... un po' troppo, anche per la più "dura" delle cuffie!

BTW: una cosa che puoi fare è farti due conti per stabilire, sulla base del TA e degli altri componenti che vorresti utilizzare, quale sarà l'effettiva tensione anodica di cui potrai disporre. A quel punto, basandoti su quella, potresti cominciare a fare un piccolo studio sulle curve del tubo per determinare il punto di lavoro (Vgk,Ia) che ritieni più opportuno.

(immagino non sia il clipping perchè l'OP ha raggiunto il max dell'alimentazione ).

Decisamente no. Non fosse altro, perché in quelle simulazioni ho usato un modello di OpAmp generico e "quasi-ideale", che non modella niente del genere: è in grado di erogare correnti infinite a tensioni infinite...

C1 ok, mi hai già spiegato perchè è sufficiente di valore "piccolo" (bootstrap) ma perchè C2 deve essere così grande? Qui mi aspettavo di essere già "largo" con 0,1uF.

non dimenticare mai che, in un circuito come questo (ingresso + a massa e NFB), l'ingresso invertente dell'OpAmp costituisce una "massa virtuale".

Cioè, in quel punto, l'impedenza (verso massa) è teoricamente pari a 0 Ohm (in realtà ovviamente non è proprio zero... ma è comunque molto, molto bassa).

In altre parole, quell'estremo di C2 è collegato (virtualmente) a massa.

Inoltre, poiché l'intera componente variabile (AC) della corrente anodica scorre attraverso C2 (in prima approssimazione, per la AC il CCS si può considerare un circuito aperto, come se non ci fosse), C2 è a tutti gli effetti in serie al catodo del tubo (vedi schema della prima simulazione, quella senza OpAmp... l'ho messa apposta).

La reattanza capacitiva (Xc) di C2 si comporta quindi come una Rk (non by-passata), che crea un NFB locale (degenerazione catodica). Ovviamente dipendente dalla frequenza. Che ovviamente riduce il guadagno dello stadio (ed introduce rotazioni di fase).

Perciò, affinché il circuito funzioni correttamente, la Xc di C2 deve essere trascurabile (Xc*mu<<rp) entro tutta la banda utile (se al posto del CCS ci metti una Rk, dovresti avere invece Xc*mu<<Rk//rp, cioè C2 dovrebbe essere ancora più grande).

[mr2a3]

Non mi stupisce che la distorsione sia relativamente alta. Tanto più che quello mostrato nelle simulazioni è uno swing di uscita (una 30ina di Vpp, cioè circa 11Vrms) decisamente alto, pari ad una potenza di ben 4W su 32 Ohm... un po' troppo, anche per la più "dura" delle cuffie!

Per cuffia sono d'accordo ma se poi "piacesse" mi piacerebbe provare a metterci un IC più potente, meglio se “plug and play” senza cambiare la parte valvole

BTW: una cosa che puoi fare è farti due conti per stabilire, sulla base del TA e degli altri componenti che vorresti utilizzare, quale sarà l'effettiva tensione anodica di cui potrai disporre. A quel punto, basandoti su quella, potresti cominciare a fare un piccolo studio sulle curve del tubo per determinare il punto di lavoro (Vgk,Ia) che ritieni più opportuno.

Userei un TA con i secondari:
- 12V 2,5A da cui, finche usiamo un IC per cuffia, ricaverei con un duplicatore i circa +/- 15V che si possono ottenere, qualcosa di meno volendoli stabilizzati
- 15V 0,6A con cui alimenterei i filamenti in serie, con una opportuna R di caduta
- 225V 90mA, che raddrizzati dovrebbero essere circa 315V. Con una retta di carico quasi orizzontale il punto di lavoro non mi sembra particolarmente critico, potrebbe essere 250V, 7,5mA e 10V di catodo (così c'è anche un po' di spazio per il CCS). Se teniamo 4k7 sull'anodo (a meno che con il simulatore trovi un valore migliore) sarebbero 35V che tolti dai 315 ne lascerebbero una trentina da perdere con un filtro RC o, qualcosa di meglio sentendone il bisogno.

P.S. Sono stato dal mio "spacciatore" ma sembra che i Jfet siano una specie di fossile, gli ho sparato una decina di sigle (di più non saprei) ma non ne aveva nessuno, vedrò di arrangiarmi on-line, magari nel frattempo tentando coi mio depletion, ho letto che dovrebbe funzionare anche con pochi mA.

[mr2a3]

Ciao,
dopo alcune settimane caotiche ho qualche giorno di ferie e mi piacerebbe accrocchiare un prototipo di questo progetto.
Riprendendolo però mi è tornato uno dei dubbi su cui avevo aperto il 3D.
Nel mio caso all'accensione l'anodo della valvola (che non conduce) si troverebbe circa 350V.
Della valvola (inizialmente userei una 5963 da 250V) mi preoccupo poco, in passato ho fatto errori anche più gravi e non credo succeda niente nei pochi secondi prima che la rete RC porti la tensione ai 250V di progetto ma C2?
Visto che C2 ha l'altro lato praticamente a massa attraverso il carico non è che scarica sull'IC (anche sull'ingresso invertente direi) un impulso da 350V e questo (che ha l'ingresso + a massa) e magari anche la cuffia "non gradiscono"?
Come dicevo in passato le valvole mi hanno "perdonato" di tutto, dei transistor non saprei dire, nei pochi tentativi fatti li ho sempre bruciati tutti (a parte nei CCS) ma finora gli IC li ho sempre usati solo in situazioni "tranquille".

Grazie!

[UnixMan]

Nel mio caso all'accensione l'anodo della valvola (che non conduce) si troverebbe circa 350V.

ritarda l'anodica rispetto al filamento e/o sull'alimentazione fai un filtro con una costante di tempo molto lunga, in modo che la tensione salga molto lentamente...

A scanso di ogni rischio, puoi aggiungere anche una protezione in uscita... un paio di zener in anti-serie e via, così che la tensione non possa superare quella max. Aggiungerei anche un resistore di basso valore in serie all'uscita dell'OpAmp.