Utgångsteget med pentoden i ECL82
Jag jobbar vidare med min steg-för-steg design approach. Nu är det dags för själva slutsteget. Schemat ser ut såhär.
För att sätta arbetspunkten för röret ska R301 dimensioneras. Det gör vi grafiskt i ett tube curve diagram där man kan se Anodström (Ia) som funktion av Anodspänning (Va) för olika bias-spänningar på styrgallret. Dessa kurvor brukar man kunna hitta i databladen för olika rör och ser typiskt ut såhär:
Jag skulle kunna använda kurvorna som finns i ECL82ans datablad men kurvorna är gjorda för rör som gavs ut på 50-talet. Har man gamla rör från den tiden så kan man nog lugnt använda kurvorna i databladet men jag har relativt nytillverkade ryska varianter av ECL82 så jag vill nog mäta upp egna kurvor. Jag har ju en uTracer nuförtiden så jag kan mäta hur mycket jag vill
Load line design
Först drar vi en load-line mellan våra kända punkter
1. Den högsta ström som kan bli aktuell = 220V / 5k = 44mA (röret anses helt kortslutet)
2. Den spänning som Va antar när Ia = 0 => 220V (röret leder ingen ström alls)
Det syns som den streckade linjen i diagrammet
Men outgångstrafon kommer inte utgöra 5k för DC. Vi kan nog anse den är 0 ohm. För att hitta en lämplig spänning på Vg (styrgallerbias) så behöver vi följa vår 220V punkt vertikalt uppåt (0 ohm skulle ge en helt vertikal load-linje). Tricket att lösa detta är att införa en ny linje, den heldragna, som har samma lutning som den streckade men parallellförskjuts uppåt. Denna nya load-linje skall inte sättas högre än max effekt för röret, i detta fall 7W, och syns i diagrammet som den röda kruvan.
När vi valt en position för den nya load-linjen så läser vi av i diagrammet vilken anodström, i detta fall 30mA, som ska vara rörets arbetspunkt och vi kan också läsa av vilken biasspänning som vid Va=220V skulle ge denna anodström. Man kan inte läsa styrgallerbias direkt i diagrammet utan får välja den kurva som är närmast. I vårt fall är den närmaste gallerkurvan -18V och vår önskade biasspäning ser ut att behöva ligga lite högre än det, ungefär -17,5V
Men vi har ju en uTracer så varför inte göra lite nya kurvor som zoomar in på just detta område så vi får lite bättre upplösning.
Då ser vi att Iaq = 31mA och Vgq = -17,6V
Vi ser också att strömmen i skärmgallret kommer vara 9mA (se stjärnan). Inte 6mA som vi tidigare designade nätdelen för så här kanske vi behöver gå tillbaka och justera designen lite men låt oss se var vi hamnar först.
Nu kan vi räkna ut katodmotståndet så det ger oss önskad arbetspunkt
R301 = 17.6 / (31mA + 9mA) = 440Ω
R301pwr =17.6 x (31mA+9mA) = 0,7W
Vi väljer R103 = 220 + 220 (2x2W)
Jag skulle vilja ha en rolloff frekvens på 10Hz. Det skulle man kunna åstadkomma med C301 men jag vill inte ha feedbacksystem i denna design så vi väljer istället en stor kondensator här
C = 1/ 2 x π x 440Ω x 1Hz = 362μF
Vi väljer C301 = 470µF
F = 1 / 2 x π x 440Ω x 470μF = 0.8Hz
Tumregel för att spänningstålighet för en katodavkopplingskondensator är 3xVgq
så det får bli C301 = 470µF/50V
R302 är till för att hindra självsvängning och är inte kritisk. Jag tar 2k2
R303 kommer förmodligen bytas ut mot en volympot lite senare men tills vidare kör vi med ett typiskt värde på 470k
C302 kan användas för att åstadkomma rolloff vid 10Hz
C = 1/ 2 x π x 470kΩ x 10Hz = 34nF
Vi väljer närmsta värde för C302 = 33nF
Om vi komplettera schema med dessa värden ser det nu ut såhär
Utvärdera designen
Innan vi bygger och provkör designen kan vi titta på lite teoretiskt hur designen borde fungera bete sig och fungera. Då vet vi vad vi kan förvänta oss när vi sedan provkör den.
Vi kan i vår Tube curve titta på hur slutsteget kommer bete sig dynamiskt.
Tänk att vi modulerar ingången med en sinusvåg på 1Khz och försöker estimera när slutsteget är fullt utstyrt så borde det vara vid +-140V
140Vpeek / √2 = 99Vrms
P = 99^2 / 5k = 1.96W
Då ska vi få en uteffekt på 2W i högtalaren.
Transformatorn har en omsättning på √(5k / 8Ω) => 25:1.
Vout över 8Ω blir då 99 / 25 = 3.96Vrms
På scopet är det enklare att mäta peek => 5,6V
Insignalen som krävs för att styra ut till denna nivå ser ut att vara nära 17 – 9V => 8V peek
Bygg och prova
Jag utökade mitt rörchassi med en sektion till och monterade dit nätdelen som vi labbade med förra veckan. Två ECC83or sitter också på den nya delen men dom är bara där som glöd-laster tillsvidare. Så nu ser testplattformen ut såhär.
Först lite DC test
Va = 223V (förväntat 220V)
Ia = 32mA (förväntat 31mA)
Vs = 204V (förväntat 200V)
Is = 8.4mA (förväntat 9mA)
och sedan lite AC test
Vi lägger på en 1kHz 8Vpeek insignal och får Vout = 5.68V (förväntat 5.6V)
Med en 8ohm konstlast som scopet mäter över och det ser ut såhär:
Frekvensgången verkar bra. (Sveper frekvensen med tongeneratorn).
Sammantaget, det fungerar som det är designat
