TEORIA: Calcolo della Potenza di un Finale PushPull

[luix]

B+RMS = B+ / 1.41 => 500/1.41=354..................

[Jaxx]

allora i conti tornano!!!!   :dance_1:

e qua si rimette in discussione il tutto!!! 


infatti per l'ampli che avevo fatto in precedenza il KT66, che ha una potenza dichiarata dalla casa di 32w c.a. viene corretto:

tensione applicata al centrale del primario del trasfo d'uscita:
B+=475V (strettamente correlato alla Ibias, essendo rettificato a tubo)

suppongo il valore efficacie del max voltaggio del segnale in uscita dai tubi di potenza
B+rms=475/1.4142=335.88V

potenza in uscita
Po(rms)=2*(B+rms)^2/Raa=2*(335.88*335.88)/6600=34.18W



easttamente se rifacciamo i calcoli per l'esempio slo100:

Po(rms)=2*353*353/2200=113W c.a.




@robi: i calcoli che mi avevi fatto fare tu tornavano matematicamente parlando, ma dal p.to di vista concettuale c'era qualcosa che non mi tornava, e
di cui non riuscivo a capacitarmi


@luix: grazzzzzzzzzie!!!!!!!!! 

[robi]

Ragassi... per piacere..
andatevi a rivedere il significato di rms.. root mean square..
è la sommatoria dei quadrati dei singoli valori nel tempo, diviso il numero di valori presi. Tutto sotto radice.

..per una tensione DC, il suo valore rms è la stessa DC..
il valore rms di una tensione continua è la tensione continua stessa..

SOLO per una sinusoide PERFETTA si divide per radice due.

Anche perchè non ha senso dividere per il quadrato di radice due e poi moltiplicare per due..

Quella formula è una formula grezza che indica quale potenza massima si può ottenere con un trasformatore utilizzato in modo da avere quella tot impedenza sul primario.
Poi da quella potenza ci dovremo ricavare il tipo e numero di finali da utilizzare, etc etc etc..
..perchè quella formula come la calcolate voi non tiene minimamente conto di quante coppie di finali si usano..

ma di fatto nella progettazione di un ampli la cosa meno interessante è la potenza.
Prima ci interessa come rispondono le varie valvole alle diverse impedenze, ai diversi bias, etc etc..

Non so se mi sono capito.. 

[luix]

Esattamente, la formula indica che potenza si riesce ad ottenere con quella data impedenza e quella data tensione DC se le valvole fossero switch perfetti (senza perdite)... Ovviamente questo non è vero ed inoltre le valvole hanno un rendimento che varia con l'impedenza di carico, per questo il data sheet da una impedenza di carico ottimo...

Il numero di valvole non ti cambia l'impedenza, se hai un trafo da 2k->8ohm con una coppia o con dieci coppie sempre 2k->8ohm rimane! Solo che con dieci coppie perfettamente accoppiate la corrente si divide in modo equo tra di loro e dissipano meno potenza...

Nello SLO 50 si da 4.4k con una coppia, ma se ci metto due coppie sempre 50W tira fuori perchè l'impedenza sempre quella rimane (se si rispetta la connessione al secondario 8ohm->8ohm ect), nel 100W si usa 2.2k, potete anche metterci una coppia di 6550 (o KT88) che reggono per 100W...... se però ci metti una coppia di EL34 sicuramente le squagli.

[robi]

Luix, hai ripetuto cosa ho detto io per non far notare che avevi scritto una cagata?

[luix]

Spetta dov'è la cagata?

[robi]

root mean square è la sommatoria dei quadrati dei singoli valori nel tempo, diviso il numero di valori presi. Tutto sotto radice.

..per una tensione DC, il suo valore rms è la stessa DC..
il valore rms di una tensione continua è la tensione continua stessa..

SOLO per una sinusoide PERFETTA si divide per radice due.

[luix]

Ehm si certo lo so che la DC è già il suo stesso valore RMS ma da dove pensi che venga fuori la corrente alternata che passa nel TU? Non viene dalla anodica il DC? Che poi viene modulata dalla valvola a "forma" di segnale audio?

Quant'è il valore massimo teorico di AC RMS se la valvola agisse senza resistenza interna? Proprio DC/1.41.........

Ho letto nell'altro post della saletta audio che ti diverti a punzecchiare, non risponderò oltre 

bye 

[robi]

Hai letto male, non ho scritto che mi piace fare il troll..

[Jaxx]

ragazzi continuate a punzecchiarvi fin che volete!!!  intanto noi ''apprandisti'' impariamo con piacere 

a parte gli scherzi, io sono ancora in preda alla confusione, cmq diamo come noto e appreso da tutti il significato di rms.

detto questo penso di aver appreso che:  (ovviamante correggetemi se ho malinteso o proprio non ho capito niente, ancora.. )

Pout=(2*(B+/1.4142)^2)/Raa

da cio ho dedotto che per una data B+(tensione applicata al central tap del primario dell'OT) ed una data Raa (impedenza in frequanza tra ramo e ramo del primario dell'OT, quindi NON quella rilevata in continua) calcoliamo la massima potenza del segnale erogabile dall' OT portata in uscita sul proprio carico di riferimento con la formula sopracitata.
specifico inoltre che per B+ e Raa fissati, la risultante Pout max dell'OT rimane tale indipendentemente dal n°di coppie applicate per ramo.
per raddoppiare la potenza dobbiamo quindi dimezare la Raa, con Raa/2 avremo dunque come risultante una corrente dupplicata rispetto a prima, consentendoci così di poter applicare un'altra valvola per ogni ramo, ottenendo in tal modo una potenza di uscita raddoppiata rispetto a prima.


trovata la max potenza erogabile dall'OT, rimane da saper calcolare in che modo e per quale motivo diverse valvole su un medesimo carico e una medesima B+ sviluppino in uscita una potenza differente. penso ciò sia intrinseco alla struttura, e alla ''funzione di lavoro'', della natura della valvola stessa che varia a seconda dei differenti tipi di tubo (el34, el83, kt66, kt88 ecc ecc)

detto questo porto un esempio che mi ha mi ha dato modo di pensare.

guardando i datasheet di due tubi KT66 e KT88 alimentati con prossime B+ e con un carico simile di Zaa danno diversa potenza in uscita:

1)KT66, class AB1, 40% UL connection, cathode bias

Vb           450V
Va,g2(o)  425V
Pout         32W
Zaa             7K

allego il datasheet per la consultazione (pag3 in basso)

http://frank.pocnet.net/sheets/086/k/KT66.pdf

se calcolo: Pout=2*(450/1.4142)^2/7000= 28.9W


2)KT88, class AB1, 40% UL connection, cathode bias

Vb           500V
Va,g2(o)  436V
Pout         50W
Zaa             6K

allego il datasheet per la consultazione (pag3 in basso)

http://frank.pocnet.net/sheets/086/k/KT88.pdf

se calcolo: Pout=2*(500/1.4142)^2/6000= 41.66W


allora chiedo, la Pout dichiarata sui datasheet è calcolata con la medesima formula che ho usato io o no?
se no come vengono calcolate?

c'è un modo anche pratico, avvero ricavandolo da delle misurazioni dirette sul finale, per sapere in modo preciso e senza dubbio alcuno quanta potenza è dissipata al massimo?



lo so vi sto rompendo all'anima, ma ci tengo veramente ad imparare e a capire bene tutto ciò. anche perchè dal p.to di vista pratco mi piacerebbe molto poter modificare un finale (tubi+ot) a piacere a seconda della potenza di uscita voluta e di conseguenza poter da me dimensionare la Raa e la Prms del trafo di uscita a seconda delle varie tipologie di valvole.. ecc ecc.

per questo sono così petulante e insistente, ma per me queste sono domande fondamentali...  


EDIT: tengo a precisare che una volta portato a termine il tutto voglio redigere un buon riassunto, che passerà ovviamente sotto la vostra eventuale correzione, dopodichè avrei piacere fosse postato in uno stikie per una consultazione a tutti disponibile, in modo da essere chiare e ben spiegato a tutti.

[robi]

(2*(B+/1.4142)^2)/Raa = (B+)^2 / Raa

[luix]

Guarda il i data sheet della 6550 e della KT88 li trovo erronei per il semplice fatto che anche facendo i calcoli con i dati che ti danno loro non riescono:

come avrai letto nel radiotron la potenza sul primario è P=0.5*Ipmax*(Vbb - Vpmin)

la Ipmax va calcolata con le rette di carico dove la retta è metà dell'impedenza del TU Zaa/2 (su ogni valvola c'è mezzo trasformatore), non serve che ti fai il grafico con le caratteristiche specchiate e ruotate tanto è simmetrica la Ipmax...

la Vbb  è la tua B+

la Vpmin è la tensione "di saturazione" della valvola, cioè la valvola non sarà mai un corto circuito ma avrà una certa impedenza interna che poi viene a trovarsi in serie col TU, su questa "resistenza" scorrendo corrente cade una certa tensione che è la Vpmin, nel caso ideale Vpmin è 0...

prendi la prima applicazione, quella da 100W, mi dice che ha una corrente anodica massima di 145mA per valvola, la formula della potenza è dunque P=0.5*0.145*552V=40W, con la formula P=2*B+rms^2/zaa=70W... ci sono 30W di differenza, non so che dirti, ho sempre usato la formula qui di fianco ma ora mi tradisce  .... mi tocca ristudiare 

Fatto sta che anche con i dati precisi del data sheet e la formula del radiotron (che direi che è autorevole!!!) i calcoli non riescono, quindi c'è qualcosa che non va anche nel data sheet....

Per i data sheet della philips delle EL34 e EL84 invece i calcoli riescono.... insomma mi tocca ristudiare!

[luix]

Quì c'è un primo documento che spiega qualcosa http://wireless.ee.washington.edu/indep_study/ben2.pdf ..... in pratica usa la stessa formula...

In pratica per disegnare la retta di carico bisogna tener conto non di metà della Zaa ma di un quarto della Zaa in quanto ogni tubo è collegato a metà primario, l'impedenza del secondario viene riflessa al primario con il quadrato del rapporto spire dunque ogni valvola vede collegato come carico un quarto della Zaa...

[Jaxx]

(2*(B+/1.4142)^2)/Raa = (B+)^2 / Raa

con tutti i calcoli che ho fatto avevo trovato anche io la medesima analogia matematica 

Guarda il i data sheet della 6550 e della KT88 li trovo erronei per il semplice fatto che anche facendo i calcoli con i dati che ti danno loro non riescono:

come avrai letto nel radiotron la potenza sul primario è P=0.5*Ipmax*(Vbb - Vpmin)

la Ipmax va calcolata con le rette di carico dove la retta è metà dell'impedenza del TU Zaa/2 (su ogni valvola c'è mezzo trasformatore), non serve che ti fai il grafico con le caratteristiche specchiate e ruotate tanto è simmetrica la Ipmax...

la Vbb  è la tua B+

la Vpmin è la tensione "di saturazione" della valvola, cioè la valvola non sarà mai un corto circuito ma avrà una certa impedenza interna che poi viene a trovarsi in serie col TU, su questa "resistenza" scorrendo corrente cade una certa tensione che è la Vpmin, nel caso ideale Vpmin è 0...

prendi la prima applicazione, quella da 100W, mi dice che ha una corrente anodica massima di 145mA per valvola, la formula della potenza è dunque P=0.5*0.145*552V=40W, con la formula P=2*B+rms^2/zaa=70W... ci sono 30W di differenza, non so che dirti, ho sempre usato la formula qui di fianco ma ora mi tradisce  .... mi tocca ristudiare 

Fatto sta che anche con i dati precisi del data sheet e la formula del radiotron (che direi che è autorevole!!!) i calcoli non riescono, quindi c'è qualcosa che non va anche nel data sheet....

Per i data sheet della philips delle EL34 e EL84 invece i calcoli riescono.... insomma mi tocca ristudiare!

luix sec me sbagliamo su un p.to, forse si confonde la Iamax al massimo segnale come se fosse la stessa corrente di segnale ad aumentare sommandosi alla Iao.
mi spiego meglio, Ipmax sec me non è Iamax.
sec me Ipmax è la corrente di pk generato da Vpk sul carico.

a mio avviso la Iamax invece è solo la risposta in continua alla variazione della tensione dovuta al segnale in ingresso, che va a spostare l'equilibrio ''statico'' della valvola in assenza di segnale. infatti la cosa può essere congruente, ti da la Iamax in riferimento a quando la griglia di segnale riceve il massimo segnale in ingresso, che è anche il momento in cui la valvola deve avere la max corrente in continua che la attraversa proprio perchè si trova ad essere con la Vbias positiva (data dalla risultante della della somma algebrica Vpk+(-)Vbias in quel dato istante).

probabilmente sto farneticando boiate su boiate, ma in realtà sto cercando di ragionare bene su fatto che a noi non tornino i calcoli.
penso sia da escludere il fatto che i datasheet siano sbagliati..se no..tanto vale il tutto.. non so con quale senso debbano mettere informazioni erronee.. soprattutto visto che sono datati..spero siano stati più onesti di oggi una volta..

Quì c'è un primo documento che spiega qualcosa http://wireless.ee.washington.edu/indep_study/ben2.pdf ..... in pratica usa la stessa formula...

In pratica per disegnare la retta di carico bisogna tener conto non di metà della Zaa ma di un quarto della Zaa in quanto ogni tubo è collegato a metà primario, l'impedenza del secondario viene riflessa al primario con il quadrato del rapporto spire dunque ogni valvola vede collegato come carico un quarto della Zaa...

ho letto il documento.. ma nemmeno li si dilungano a spiegare bene il tutto.

quando si disegna la retta di carico in classe ab bisogna tenere conto delle due classi:

la retta della classe A è data da VB+/(Raa/2), mentre la retta della classe B è data da VB+/(Raa/4), non per niente la valvola lavora in un periodo in una classe e nell'altro nell'altra.


per esempio ho preso in riferimento lo schema della kt88 pagina 8 (essendo con le prese UL si hanno valori prossimi di Va e Vg2, diciamo come per la maggiore dei nostri ampli)

http://frank.pocnet.net/sheets/086/k/KT88.pdf

attacco una foto della polarizzazione della KT88 con una Raa di 6k6 e VB+ 425V, non è il top ma solo per esempio.

[luix]

Il radiotron dice cosi.... se calcoli con le formule del radiotron comunque i data sheet risultano sbagliati...