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Croft Micro 25RS Clone

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Offline roehrich

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Re: Croft Micro 25RS Clone + Hybrid Power Amp
« Antwort #90 am: 12.11.2020 08:36 »
Guten Morgen,

Konkret Frage: Wie wird der Arbeitspunkt korrekt mit Choke bestimmt ?

So als Idee: die Stufe sieht ja fast aus, wie eine SE Endstufe ... es fehlt nur die Sekundärwicklung des AÜs. Auf die Vorgehensweise bei der Dimensionierung und Arbeitspunkteinstellung dürfte das aber ja keinen Einfluss haben. Vielleicht also mal zu den Endstufen schielen!?

Ciao
Sebastian

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Offline MartinR

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Re: Croft Micro 25RS Clone
« Antwort #91 am: 12.11.2020 13:11 »
Hallo Martin,

berechnet wird das ganz einfach. Deine Drossel hat einen RDC. Den multiplizierst du mit deinem Ia. Dann hast du die Spannung, die an der Drossel abfällt und addierst deine Ua. Schon hast du deine Ub.

Beachten sollte man bei der D3a die dringend empfohlene positive Gittervorspannung. Gerade bei dem niederohmigen Kathodenwiderstand kann es zu großen unterschieden im Arbeitspunkt kommen. Ich habe mich daher bei der D3a für eine etwas moderateren Arbeitspunkt entschieden. Rk=200R Ia=10mA Ua=160V mit Anodendrossel.

Der Ausgangswiderstand einer D3a beträgt ca. 2K. In meinem Arbeistpunkt etwas mehr.

Viele Grüße,
Martin

PS: Ob 150V oder 180V Ub spielt in der Tat keine große Rolle.



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Offline phosgen

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Re: Croft Micro 25RS Clone
« Antwort #92 am: 13.11.2020 02:27 »
Guten Abend allerseits

Layer8 Error: die Pins von g2 und g3 vertauscht! g2 muss mit a für die Trioden-Konfiguration verbunden sein.  Hab's korrigiert und nochmals nachgemessen:

HT: 177.5 VDC
Va: 161 VDC
Vk: 0VDC (kurzzeitig mass ich 1.27VDC ?!)

Sieht schon mal etwas sinnvoller aus, aber

  • Ia berträgt somit 24mA --> recht hoch
  • an k konnte ich kurzfristig 1.27VDC feststellen, danach konnte ich diesen Wert nicht wieder lesen, 0VDC. Etwas seltsam

Ich habe versucht mit der Sim die Situation mir anzusehen. Richte ich mich nach Va aus, so macht die THD keinen Sinn: >20%. Richte ich die Sim nach Rk=55R aus, dann ist das Bild schlüssiger.

Im Übrigen habe ich an der PSU nichts modifiziert. Sie scheint, wenn Strom fliesst, die Spannung korrekt zu regulieren (mit IRF840).

Jetzt kümmere ich mich erst um Vk: das Verhalten ist etwas schräg!

cheers
/ martin

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Offline MartinR

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Re: Croft Micro 25RS Clone
« Antwort #93 am: 13.11.2020 17:32 »
Hallo Martin,

so ganz verstehe ich deine Simulation nicht. Die Lastgerade sollte eigentlich relativ gerade sein. Gemäß des Datenblattes liegt die Induktivität des LL1668 bei 100H und RDC=680R.

Die Kathodenspannung sollte schon immer da sein, ansonsten stimmt etwas nicht. Auch das Schirmgitter sollte einen Stopper erhalten. Ferritperlen sind auch Pflicht.



Dir ist schon klar, das du mit ca. -1,3V schon im Bereich des Gitterstrom bist?

Viele Grüße
Martin

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Offline phosgen

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Re: Croft Micro 25RS Clone
« Antwort #94 am: 17.11.2020 00:39 »
Saöut zäme, salut Martin

Vielen Dank für deinen Post, @Martin. Ich habe alles nochmals nachgemessen und versucht, das nachzurechnen.

Meine erneute Messung der Schaltung

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Offline phosgen

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Re: Croft Micro 25RS Clone
« Antwort #95 am: 17.11.2020 01:20 »
Salut zäme, salut Martin

Vielen Dank für deinen Post, @Martin. Ich habe alles nochmals nachgemessen und versucht, das nachzurechnen. Mein letztes Posting war ein Desaster - ich war ungeduldig und müde und somit unkonzentriert.

Meine erneute Messung der Schaltung habe ich mit der Spice Simulation verglichen mit dem Resultat, dass die Messungen in etwa das wiedergeben was die Spice Simulation ausgibt. Ugk beträgt -1.35VDC (gemessen).

Wenn ich nachrechne, welcher Strom über Choke (= Ra) fliesst, dann erhalte ich 14.5V/680R --> 21.3mA = Ia

OK, nun schaue ich mir die Anoden Lastlinie an:
- Punkt a ist HT bei 0mA --> 180VDC
- Punkt v ist I bei bei 0V (180V Spannungsabfall über Choke) --> 263mA.
- Gerade durch Punkte A und B

Was mich stört ist, dass die Loadline die Leistungskurve (rot) schneidet. Ich dachte, SOA befindet sich unterhalb der roten Kurve!?
Nun aber setze ich den Biaspunkt aufgrund meiner Messungen auf ca 163V - so dass ich für die anderen Parameter wie Ia, Ug und Rk sehr ähnliche Werte ablesen kann, wie gemessen.
Den Headroom habe ich auf 0.4V bemessen, so dass das Signal ab Ug(q) = -1.35V +/-0.4V schwingt. Ug(min) ist dann -0.95V, Ug(max) = -1.75V wobei Ug(min) meines Erachtens ausserhalb SOA befindet (safe operation area).
Ebenfalls missfällt mir der THD Wert der bei knapp 18% liegt. Der Autor der Schaltung hat für diese Schaltung ein THD von 0.4% genannt.

Nun die Kathoden Lastlinie
- 1.75V/55R = 31.8mA
- 1.35V/55R = 24.5mA
- 0.95V/55 = 17.3mA
... und jetzt verstehe ich nichts mehr: diese Lastlinie sollte eigentlich von oben rechts nach unten links orientiert sein; genau das Gegenteil ist der Fall!

Obwohl ich meine Messungen durch die beiden Simulationen bestätigt sehe (abgesehen von der Kathodenlastlinie) , möchte ich keineswegs behaupten, dass das korrekt ist. Vor allen Dingen verstehe ich nicht, wie der Autor von 0.4% THD berichtet aber die Sim 18% ausgibt. Deshalb gehe ich eher davon aus, dass meine Überlegungen oder meine Anwendung des Loadline Tools falsch ist.

@Martin: kurz zu Deinen weiteren Anmerkungen:
- Ferritperlen: Yep - montiert !
- Schirmgitter sollte einen Stopper haben: ich habe immer wieder Mühe mit den deutschen Bezeichnungen, du meinst einen R zwischen g3 und GND?
- Nein, ich bin mir offensichtlich nicht im Klaren, dass ich mit -1.3V schon im Bereich des Gitterstroms bin (btw: der Autor gibt Uk mit 1.5V an), näher an -1V oder näher an -1.5V?

Irgendwie stehe ich nach all dem etwas "Näb de Schueh" ! Gerne Feedback

Liebe Grüsse
/ martin

« Letzte Änderung: 17.11.2020 01:30 von phosgen »

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Offline MartinR

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Re: Croft Micro 25RS Clone
« Antwort #96 am: 17.11.2020 21:21 »
Hallo Martin,

mit Schirmgitter meine ich g2. Also zwischen g2 und Anode nicht nur die Ferritperle, sondern auch 100R als Gitterstopper. Ich ziehe die Ferritperle immer auf den Widerstandsdraht auf.

Deine Simulation ist falsch. Du verwendest den RDC als Last. Deine Lastgerade sollte eine waagrechte Linie sein. Rechne doch mal den Blindwiderstand bei 1KHz aus. Der ist sehr hoch. Das wird nur noch von einer Konstantstromquelle geschlagen. Es geht hier um den AC Widerstand der Drossel als Last.

Gitterstrom fängt in der Regel bei -1,3V an zu fließen. Daher legt man den Arbeitspunkt so, daß diese -1,3V nicht unterschritten werden. Im besten Fall nicht unter -1,5V um Reserven (Headroom wie es so schön heißt) zu haben. Daher sind solche Röhren als Eingangsstufe einer Endstufe mit hohen Signalpegeln keine gute Wahl. Es sei denn Verzerrungen durch Gitterstrom sind gewünscht.
Bei -2V wärst du ausserhalb des Bereichs. Zumindestens wenn deine +/- 0,4V der Spitzenwert ist und nicht der Effektive.

Viele Grüße
Martin
« Letzte Änderung: 17.11.2020 21:27 von MartinR »

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Offline phosgen

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Re: Croft Micro 25RS Clone
« Antwort #97 am: 23.11.2020 00:56 »
Salut Martin

Danke für dein Feedback und Hinweise. Ich glaub, du hast mich mit dem Stichworten AC Widerstand und waagerrechter Linie wie Konstantstromquelle getriggert.

Ich hatte leider vergangene Woche wenig Muse, mich konzentriert mit der Materie zu befassen, denn mir fehlt die Routine diesbezüglich. Ausserdem war arbeitstechnisch letzte Woche die Hölle.

Letzten Endes ist mir beim nochmaligen Durchlesen der Anmerkungen des Autors dann eines aufgefallen, was ich bis anhin stets überlesen hatte, respektive, ich schenkte dem zu wenig Beachtung: "virtual battery operation power supply".

Wer lesen kann, ist im Vorteil!

Ich habe etwas recherchiert und bin auf zwei Artikel gestossen (viel lässt sich zu D3a, Biasing und CCS nicht finden):
   - https://wtfamps.com/ccss-and-loadlines/
   - https://www.analog-forum.de/wbboard/index.php?thread/92306-symmetrische-riaa-vorstufe-f%C3%BCr-spu-ideensammlung/&pageNo=2

Der erste Artikel erklärt die Zusammenhänge, so dass ich nun MartinR Antworten nun besser verstehe. Der zweite ist eine epische Diskussion aus einem Forum, bei dem ich vermute, dass du - MartinR - daran beteiligt warst.

Zurück: Das heisst konkret, mein HT Power Supply arbeitet als Constant Current Source (--> waagerechte Loadlinie) und zusätzlich habe ich keinen Ra, sondern ein Choke mit geringem RDC.

Wenn an der CCS PSU nichts ändern soll, dann muss mit Rk der Arbeitspunkt eingestellt werden.

Mit dem Spice Modell hab ich ein wenig rumgespielt

Zu den Messwerten M:
Die Werte in der linken Kolonne sind effektiv gemessene Werte. Rechts davon die Werte aus der Spice Simulation. Die Werte widerspiegeln in etwa, was auch der Autor nannte (Va=150V, Ia=24 mit Rk=60R).
Für Vk hatte er keinen Wert genannt. Den Headroom habe ich mal hier auf +/-0.5V angenommen (Empfindlichkeit liegt üblicherweise bei etwa 400mV)
Beobachtungen:
   - Issue an dieser Stelle: der Gitterstrom (gemäss MartinR)
   - Bei +/-0.5V Headroom schwingt's noch  innerhalb SOA
   - u bei 76

Korrektur A (Versuch auf der selben Loadline auf Vk=1.5V einzustellen)
Mit Rk=81R sollte der Arbeitspunkt bei knapp 1.5V liegen
Beobachtungen:
   - Bei +/- 0.5 Headroom berührt AC die Pa-max-Linie
   - u bei 76

Korrektur B: ( auf 15mA einstellen)
Das entspricht der Empfehlung von MartinR, einen Rk=100R zu verwenden.
Beobachtung:
   - Weit innerhalb SOA
   - u bei 74 -->

Korrektur C: (auf 10mA einstellen)
Beobachtung:
   - Weit innerhalb SOA
   - u bei 72

Zu erwähnen ist, dass die Power Stage einen V-Input von etwa 30.5V erwartet, um 100W an 8 Ohm Ausgangsleistung zu erhalten. Gut, ob nun 100W oder 80W ist mir nicht so wichtig; aber ich meine 37dB Gain entspricht etwa u = 71. Therefore: plenty of gain!

Ich werde nun folgende Massnahmen (gemäss B) durchführen:
   - Rk= 100R (anstatt 55R)
   - Gridstopper an G2 (100R)
   - Ferritringe (bereits vorhanden)

Dennoch ist mir noch nicht ganz schlüssig, wenn du sagst, mit Vgk=1.3V liege ich Bereich des Gitterstroms. Mir ist schon klar, was Gitterstrom ist (Strom, der von k zu g1), und dass dieser unerwünscht ist.  Wie kommst du auf diese Feststellung respektive wieso gerade -1.3V ?

Vielen Dank für den Moment. Gut Nacht
/ martin
« Letzte Änderung: 23.11.2020 01:03 von phosgen »

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Offline MartinR

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Re: Croft Micro 25RS Clone
« Antwort #98 am: 23.11.2020 13:13 »
Hallo Martin,

dein Netzteil arbeitet nicht wie eine Konstantstromquelle. Der AC Widerstand bei 1KHz ist bei deiner Anodendrossel nur sehr hoch, ca. 628K, so das sich eine gerade Linie bei der Lastgerade einstellt.

Der Arbeitspunkt den ich verwende ist bei 10mA und Rk=200R. Durch den "hochohmigen" Kathodewiderstand ist der Arbeitspunkt ausreichend stabil. Das Datenblatt empfiehlt nicht umsonst eine positive Gittervorspannung, um den im Datenblatt angegebenen Arbeitspunkt stabil zu halten.

-1,3V fängt generell Gitterstrom an zu fließen. Das steht in vielen vielen Datenblättern.

Viele Grüße
Martin

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Offline phosgen

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Re: Croft Micro 25RS Clone
« Antwort #99 am: 27.11.2020 02:07 »
Salut Martin

Nochmals vielen Dank für all deinen Support.

Mittlerweile habe ich vom Autor eine Antwort erhalten, nachdem ich nach seiner Meinung von der geplanten Anpassung der Kathodenwiderstände fragte.

Er bleibt eisern dabei, dass der Arbeitspunkt bei 20mA und Anodenspannung zwischen 150 und 180V zu liegen habe, repektiv Vg unter 180V, so dass Pa zwischen 3-3.4W beträgt.

Zitat
The important is keep power near to 3-3.5W and Vg2 lower than 180V, the ideal current is 20mA

Ich interpretiere daraus, dass die power stage mit max 30V angesteuert werden soll. Der Unterschied in Bezug auf Gain zwischen 10mA oder 20mA ist jedoch nicht so gewaltig.

In den vergangenen Tagen habe ich die Endstufen Boards ausgetestet. Eines der Boards verhält sich wie erwartet, beim anderen war offenbar einer der Transistoren fehlerhaft und wurde gegrillt. Bin gerade beim Austauschen. Sobald den Power-up Test durchgeführt habe, kann ich mit dem Ausmessen der Module am Scope beginnen. 

Allmählich geht's voran....

cheers
/ martin

« Letzte Änderung: 27.11.2020 02:10 von phosgen »