LTspice e valvole

[Kagliostro]

Anche se fuori della mia portata devo riconoscere che DOM ha fatto veramente un ottimo lavoro





Franco

[Dom]

Grazie, Sono lieto di aver contribuito con qualcosa di interessante per il forum, ragazzi.

Robi, lo sai che non sapevo neanche che ci fosse l'opzione "code" (</>) ???

Pensavo che quando postavate qualcosa in formato testuale in quel modo fosse tipo uno dei superpoteri degli amministratori e/o moderatori.

[robi]

...e invece...!

Lo uso spesso, perchè tiene la formattazione a colonne e semplifica la visualizzazione.
L'ho imparato ad usare su un forum di Arduino, lì lo usano per inserire i programmi.

[MarcoB]

Ecco.. Un altro motivo per imparare a usare LTspice...

[robi]

Ciao Dom,

mi sono riletto il tuo thread, volevo rifarti i complimenti per l'attenzione ed il dettaglio nel riportare la tua esperienza e condividerla.
Come sai non sempre tutti partecipano e non sempre tutti attraversano un periodo in cui sono interessati, o semplicemente capiscono l'importanza di alcuni thread.

Ma questo tipo di informazioni sono quelle che aiutano i forum a crescere tutti insieme.

Grazie!

[Dom]

.... Mi fa solo piacere sapere che il forum cresce anche grazie a questo.

[Dom]

Mentre stavo facendo delle prove di simulazione per rendermi conto della relativa affidabilità delle stesse, credo di aver scoperto una cosa molto interessante.

Proviamo a fare una prova delle tipiche operazioni consigliate dai datasheet. Prendiamo come esempio la 6L6GC della RCA. Proviamo a rappresentare graficamente una tipica condizione consigliata:

Scegliamo la più potente: 10.8Watt / -18V di VG1 / 350V di VA / 250V di VG2 / 4.2k di impedenza primaria:

La libreria del modello della 6l6gc e quella di Adrian Immler. Molto affidabile e con qualcosa di diverso dalle altre librerie. Dopo entrerò meglio nel dettaglio.
Il grafico con i valori precisi del datasheet:

Come si può notare da esso, la curva di VG1 a -18V sta un pò più sotto del punto di lavoro scelto. Per essere precisi, se prendiamo come punto fisso 350V sulle X, avremmo circa 50 mA anzichè 54mA. Con altre librerie sempre della 6l6gc, ho avuto anche differenze maggiori.

In pratica la curva di -18V non passa proprio per le coordinate scelte. Dal grafico simulato, se si volesse utilizzare quel punto di lavoro, la VG1 sarebbe attestata intorno ai -16.5v. E fin quì può essere anche un buon compromesso. Dopotutto stiamo simulando.

...Ma il problema arriva quando facciamo un'altro tipo di simulazione.

[Dom]

Proviamo a fare la prova con tensioni e correnti misurate con delle probe.

Possiamo stimare la resistenza catodica conoscendo la corrente e la tensione del punto di lavoro:
18/ 0.054 = 333 ohm. Quindi una Rk di circa 333 Ohm.

Ok, quindi ora non solo stiamo -16.5V ma abbiamo anche una IA di circa 50 mA! Di conseguenza dovremmo per forza di cose agire sul valore di Rk per poter avvicinarci molto ai valori stimati dal datasheet. Ma quando andremmo a misurare realmente i valori di tensioni e correnti sull'ampli sono quasi sicuro che dovremmo ritoccare nuovamente qualcosa per ottenere i risultati voluti.

Ho provato questi metodi di confronto con diverse librerie della stessa valvola ( anche con altri pentodi / tetrodi ) e a volte sono ancora più accentuate le differenze. Roba di tipo -20v anzichè -27 e 10/15 mA di meno o di più dal punto di lavoro scelto.

Ora, la cosa realmente interessante e che l'autore della libreria scelta, a differenza di altri, ha deliberatamente spiegato molte cose riguardo parametri e funzioni matematiche nella libreria stessa!

Aprendo la libreria con un editor di testo è possibile studiare con attenzione molte cose. Io mi sono soffermato solo su un parametro in particolare. Sugli altri, probabilmente mi friggerei il cervello!

Ma questo parametro "xs" ci permette di "TARARE" meglio il modello della valvola finale affinchè ci si possa avvicinare il quanto più possibile ad un risultato veritiero, ovvero :

xs.png (6.96 KiB) Visto 10139 volte

Ecco cosa succede dopo aver provato vari valori di quel parametro a 1.06 anzichè 1.4 di default:

Come si può notare siamo molto più vicini ai valori stimati.

[Dom]

Anche graficamente la cosa è migliorata:

Variando questo parametro è possibile raggiungere la perfezione a livello di rappresentazione grafica delle curve, ma di contro vanno un pò a sfallare i valori misurati con le probe del primo grafico. E viceversa, ovviamente.

In sintesi ho voluto impostare questo valore per aver un buon compromesso per entrambe le misurazioni.
Volendo fare una prova con un simulatore on line che molti reputano abbastanza affidabile:

I risultati sono molto vicini.

La stima dei Watt:

Da datasheet stiamo a 10.8 W con un segnale in VG! di 18v di picco. 21W /2 = 10.5 W!

[Dom]

Vorrei condividere un progettino interessante sulla progettazione degli stadi preamplificatori.

Il "progetto" ( se così possiamo chiamarlo ) è frutto di molte cose che ho imparato dai progetti visionabili sul sito http://www.intactaudio.com/forum/viewforum.php?f=15.

Io ci ho aggiunto qualcosa di mio per personalizzare determinate esigenze che avevo. Ne è uscita fuori una cosa molto comoda quando si progetta uno stadio, e permette di capire se si sta sbagliando qualcosa.

Vediamo lo schema completo in Ltspice:

Cominciamo dallo schema di sinistra.
I parametri di base da mettere quando progettiamo uno stadio sono tutti pronti per essere modificati/immessi modificando con il tasto destro del mouse le relative righe di comando.

Per esempio: se non vogliamo una resistenza anodica di 100k, modifichiamo la riga di comando ".param RLoad = ......" con il valore desisderato. Idem per tutti i parametri.

Alcune righe di comando contengono semplici formule matematiche che servono a disegnare le curve e le rette nel grafico. Sarebbe consigliabile non modificarle quelle.

Poi abbiamo due parametri che è possibile calcolarli molto facilmente dallo schema di destra, ovvero "Vp" e "Iq"
Lo schema di destra, infatti, serve solo per il la simulazione transitoria. In questo caso specifico ci serve per calcolare un possibile punto di lavoro scelto.
Di conseguenza possiamo vedere i valori in tensione e in corrente dello stadio così polarizzato.
Schema "modo transitorio":

Quando il testo ".tran 20m" è di colore azzurro, la direttiva è solo un testo scritto sullo schema. Quando è di colore giallo, la direttiva è "ATTIVA".
Nel caso dell'immagine sopra postata, basta lanciare la simulazione e al posto dei 3 "???" avremo i valori in tensione che ci interessano per la calibrazione delle rette di carico.

[Dom]

Per cambiare "stato" delle direttive, tasto destro sulla riga testuale ed è possibile "switchare" fra modalità "commento" (testo semplice) e "direttiva":

Ora proviamo a simulare un esempio tratto dal libro di Merlin Blencowe "Designing Valve preamp For G. and B." dove parla della AC LOAD LINE.

[Dom]

Per prima cosa inseriamo tutti i parametri a noi noti dell'esempio in questione:

Tramite lo schema di destra, prendiamo nota dei valori che troviamo di "vq" ed "Iq". Inutile dire cosa rappresentano queste sigle, vero?
Una volta messi questi 2 parametri possiamo finalmente lancire la simulazione grafica.

Anzichè inserire manualmente delle formule matematiche per ogni curva o retta che si vuole rappresentare nel grafico, ho "modificato" uno stratagemma che ho imparato studiando bene da quegli esempi che ho postato in questo thread.

...In pratica ho creato dei "pulsanti" che generano automaticamente la funzione richiesta ( formule matematiche scritte in blu sopra ogni "pulsante").

Premendoli uno alla volta è come dire al software "analizzami la corrente di questa funzione". ....Più o meno!

Settiamo l'asse Y della corrente:

SETTING.png (9.34 KiB) Visto 6577 volte

[Dom]

....E finalmente abbiamo tutto più chiaro:

Ovviamente le note sono da scrivere manualmente sul grafico. Non vengono in automatico a meno che non si salvi il "plot" del file. Cosa molto comoda perchè richiama tutte le informazioni del plot così tarato ogni volta che lanciamo una nuova simulazione con parametri diversi.

...Non mi dilungo cen le spiegazioni dei comandi di Ltspice perchè sarebbe lunghissimo questo tutorial. E poi devo ancora studiare parecchio per poter fare una cosa del genere! Credo di essere alla lettera C dell'alfabeto con questo software. E' immenso.

Tornando a noi, con questo "schema", è possibile variare i parametri e vedere graficamente cosa succede. Retta di carico AC compresa!

A me personalmente sembra molto utile quando si dimensiona uno stadio.
Ma sarà attendibile? Calcola bene tutto o è solo una coincidenza questa rappresentazione grafica?

...Ho fatto altri test con altri stadi "universalmente" studiati e visti. Uno di questi è il primo stadio della SLO.

[Dom]

...Tutti conosciamo o possiamo conoscere i parametri che ci servono per simulare il primo stadio della Soldano SLO.
Il web è pieno di schemi abbastanza attendibili nonchè di studi e di tutorial in merito.

Quindi:

...Credo che sia abbastanza attendibile.

[Dom]

Approfondisco il discorso chiedendo l'opinione di qualcuno che ne sa più di me in merito alla simulazione.

Cominciamo con il correggere l'errore di distrazione fatto sullo schema postato precedentemente:

Studiando su alcuni libri di Richard Kuehnel, ho avuto modo di approfondire e cercare di sviluppare un prospetto di schema che integra le funzioni di simulazione anche per le rette di carico AC a frequenze alte e basse.

Prendendo sempre come esempio il primo stadio della SLO, il famoso cap da 2.2 nF in parallelo alla res da 470k, si comporta come un corto circuito alle frequenze alte. Di conseguenza la cella di filtro crea un passa alto a determinate frequenze.

Il mio intento è quello di visualizzare il corretto andamento delle loadline in AC sia alle alte frequenze sia alle basse frequenze, tenendo in considerazione il rapporto di imedenza di uscita del primo triodo. Mi piacerebbe sapere se è corretto il tutto: