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Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Discussioni di carattere generale sugli amplificatori valvolari...
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Dom
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Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da Dom » 11/09/2013, 18:16

Salve a tutti.

Mi sto documentando ulteriormente per capire PER BENE tutto ciò che riguarda la polarizzazione, la scelta del punto di lavoro, la retta di carico , ecc..

Mi sono incartato su una prova che sto svolgendo per una ecc81.

Volendo analizzare il comportamento della suddetta valvola con dei valori consigliatici dalle caratteristiche tipiche del datasheet, io ho scelto la configurazione dove risulta esserci il "mu" maggiore. I parametri che ho preso come riferimento quindi sono: Va = 200 V - Ia = 11,5 mA - Vg = -1 - µ 70.

Cominciando a disegnare la retta di carico ( partendo da una tensione doppia rispetto alla tensione di riposo e cercando di farla passare nei punti in cui le curve delle griglie sono più rettilinee )e scegliendo come segnale di ingresso una tensione di 2Vpp, riesco a vedere e a calcolarmi la variazione di corrente anodica e la variazione di tensione anodica che produce questo segnale di input con la valvola così settata.
Ok, fin quì tutto chiaro e limpido. Ma osservando bene il grafico che ne è venuto fuori mi sorge un dubbio. :hummm_1:

Quando il segnale alternato di ingresso porta la ΔVa e la ΔIa al massimo valore ( ovvero 240 V e 14 mA ) la valvola, per il breve tempo dell'oscillazione negativa del segnale, oltrepassa la soglia massima di dissipazione termica. Ai fini della sua integrità strutturale non dovrebbe danneggiarla perchè solo una parte della semionda ci arriva e in un tempo breve ( io ho capito questo, se dico cavolate corregetemi pure ), ma la domanda è:

Volendo analizzare il comportamento di questa valvola con i valori forniti dai datasheet della casa costruttrice, è giusto farla lavorare in questo modo pur sapendo che una parte delle rispettive variazioni di corrente e tensione la portano ad oltrepassare la sua dissipazione massima ? Si può stare davvero tranquilli se realizziamo uno stadio così polarizzato ?

Per farmi capire meglio allegho una copia della rappresentazione grafica e del datasheet della ecc81 ( anche se questo credo lo abbiate tutti ):
Allegati
ECC81.pdf
(98.31 KiB) Scaricato 191 volte
curve 3.1.jpg

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robi
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Re: Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da robi » 11/09/2013, 21:56

Ciao,
perchè dici che vai ad oltrepassare la dissipazione massima?
La retta è sempre sotto la curva di massima dissipazione.

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Re: Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da Dom » 12/09/2013, 12:34

Ciao, Roby.

Grazie dell'intervento.

Non mi riferivo alla retta di carico ma alla variazione di corrente e di tensione che va "oltre" , anche se per poco tempo, la soglia di dissipazione.
Per esempio: se il segnale entrante ( nel suo massimo picco negativo ) porta la var. di corrente e di tensione rispettivamente ai loro valori massimi ( 14 mA e 240 V ), osserviamo sia graficamente che tramite la legge di ohm che w = V x I = 0,014 x 240 = 3,36 W. E' corretto fin quì o sto dicendo cavolate ?

Il mio dubbio è: se mi baso su dei valori che la casa costruttrice mi da come "tipici" per un buon funzionamento relativo al guadagno in tensione ( ...in questo caso ), è normale che ogni tanto vado oltre la soglia di dissipazione?
Sicuramente possiamo stare tranquilli, altrimenti non ci "consiglierebbero" certi valori, ma la domanda mia da pignolo rompiscatole è: PERCHE' ???

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Re: Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da Kagliostro » 12/09/2013, 13:16

Di solito i valori riportati sui datasheet sono conservativi

in pratica lasciano un margine per la sicurezza di funzionamento nel tempo

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Re: Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da raf71 » 12/09/2013, 14:12

Ciao Dom.
Non puoi prendere la corrente max e moltiplicarla per la tensione max, ma devi rispettare i valori che trovi punto per punto sulla retta di carico.
Disegna il segnale in ingresso sulla retta di carico e ti accorgerai che in uscita all'aumentare della tensione, la corrente diminuisce e viceversa.

Prendiamo ad esempio la famiglia di curve da te postata.
14 mA sulla retta di carico corrispondono a 155V, da qui ottengo 2.17Watt.(corrente max, tensione min)
9.2mA corrispondono a 240V, quindi ottengo 2.2Watt. (corrente min, tensione max)

quindi in tutti i punti della retta di carico sei al di sotto della dissipazione massima.

Se vai in galleria c'è un tutorial sulla polarizzazione dei triodi con esempi e spiegazioni.

Saluti
Raffaele
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Re: Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da Dom » 12/09/2013, 16:01

...Hai ragione! :muro:
Se la tensione aumenta la corrente scende e viceversa. Infatti a cosa servirebbe la "retta di carico" se non per questo scopo ???
Grazie Raf71.

...Anche se è spiegato molto bene ( e lo ritengo un ottimo libro ), mi aveva fatto uscire fuoristrada l'esempio grafico di questa pagina:
audio valvole.pdf
(754.01 KiB) Scaricato 714 volte
Ma questo perchè sono un testino io non perchè il libro non sia fatto bene!

Quindi, posso considrerare una situazione tipo questa graficamente ?
curve 3.2.jpg

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Re: Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da robi » 13/09/2013, 22:36

Ciao, ma l'area tratteggiata in rosso cosa rappresenta?

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Re: Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da Dom » 14/09/2013, 15:23

...Avevo salvato due file con gli stessi nomi in 2 cartelle diverse. Doveva essere questo:
Allegati
curve 3.2.jpg

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Re: Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da Dom » 15/09/2013, 10:32

Ora, il prossimo passo sarebbe quello di calcolare Ra ed Rk. Quindi : Ra = Vmax/Imax = 400 V / 23 mA = 17,4 k.
Volendo adottare la classica polarizzazione automatica di griglia e scegliendo un segnale entrante di 2 V picco picco, Rk dovrà portare il catodo ad un potenziale negativo ( rispetto alla griglia ) di 2V. Di conseguenza Rk = Vg / Ik ( Ia = Ik perchè la griglia non è connessa internamente ) = 2 / 0,0115 = 174 Ohm.

Se ho capito bene, Rk in regime statico polarizza correttamente la valvola, mentre in regime dinamico causa una piccola controreazione che diminuisce il guadagno della stessa. Quindi se non si byapassasse Rk con un condensatore opportunamente dimensionato, anche il nostro Segnale Entrante ( Ve ) sarà influenzato da questa Rk perché la corrente catodica / anodica è sempre “Ia”. Quindi questa resistenza ne causa una caduta di tensione in funzione della sua stessa ( di Ia ) variazione:

Quando Ia è massima arriva a 14 mA, se è presente una resistenza sul catodo la sua relativa tensione sarà di: Vk max = Ia max * Rk = 14 mA * 174 Ohm = 2,4 V
Quando Ia è minima arriva a 9,2 mA, se è presente una resistenza sul catodo la sua relativa tensione sarà di: Vk min = Ia min * Rk = 9,2 mA * 174 Ohm = 1,6 V
Anche se poco, questa tensione esiste sempre e andrà quindi a sommarsi algebricamente alla tensione di ingresso del segnale innescando una controreazione.
Quindi la reale tensione di ingresso ( Vin ) sarà Ve + Vk:
- la tensione catodica ( Vk ) presente all’oscillazione positiva del segnale entrante ( Ve ) si somma ad esso: 2,4 V + 1V = 3,4 V
- la tensione catodica ( Vk ) presente all’oscillazione negativa del segnale entrante ( Ve ) si somma ad esso: 1,6 V - 1V = 0,6 V

Il rendimento di un amplificatore ( di tensione ) sarà dato dalla divisione fra la Tensione di Uscita Vpp e la Tensione di ingresso Vpp, ovvero: A = ΔVa : ΔVin
In questo caso dovrebbe essere:

ΔVin = Vin max - Vin min = 3,4 V - 0,6 V = 2,8 V
ΔVa = Va max - Va min = 240 V - 155 V = 85 V

Di conseguenza:

A = 85V : 2,8V = 30,35 volte. Arrotondiamo a 30 volte.

Con Rk bypassata da un condensatore, Vin sarebbe stata di soli 2V. Ovvero "solo" il segnale di 2Vpp:

A = 85V : 2V = 42,5 volte. Arrotondiamo a 42 volte.

Questo non tenendo conto che il valore della reattanza del condensatore in questione si comporta come una resistenza variabile in funzione della frequenza, e che si aggiungerebbe alla resistenza Rk in modo variabile.

E' corretto tutto il ragionamento ?

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Re: Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da Dom » 21/09/2013, 10:45

Nessuno nessuno ?

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Re: Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da robi » 21/09/2013, 15:21

Ciao, non ti offendere ma non puoi pretendere che la gente si legga un papiro lunghissimo, soprattutto se inizia male:
DOM ha scritto:Volendo adottare la classica polarizzazione automatica di griglia e scegliendo un segnale entrante di 2 V picco picco, Rk dovrà portare il catodo ad un potenziale negativo ( rispetto alla griglia ) di 2V.
Il termine "polarizzazione automatica" è scorretto, ed una resistenza sul catodo lo porta a potenziale positivo rispetto alla griglia.

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Re: Polarizzazione. Qualche delucidazione.

Messaggio da Dom » 22/09/2013, 11:19

Ciao, Roby.

Non mi offendo, tranquillo.
Vorrei precisare una cosa, però: forse mi sarò espresso male chiedendo ulteriormente consigli, ma non era assolutamente una pretesa. Ci mancherebbe!
Se qualcuno ha voglia di consigliare il nuovo rompiscatole di turno, ben venga. Non chiederò più ulteriormente se non avrò risposte.

Tornando a noi, naturalmente hai ragione sulla resistenza catodica. Essa porta il catodo ad un potenziale positivo rispetto alla massa ( innalzato ). E' stata una svista da parte mia. Sul termine "polarizzazione automatica" , è più corretto definire questa configurazione "polarizzazione fissa" o "p. catodica" ? Sicuramente rende meglio l'idea ma aiutami a chiarirmi meglio la questione, se ti va. Ti spiego: questa definizione di Pol. Autom. l'ho letta in più di un'occasione. Non sapevo fosse un termine scorretto.

Un riferimento dove questa configurazione è ANCHE definita in questo modo: "Nel mondo delle valvole" di Nerio Neri. Ed Il Rostro. Pagina 104.
Sul libro di Merlin Blencowe ( Designing Valve Preamps for Guitar and Bass ) a pag. 13 cito testualmente: "This method of biasing is shown in fig. 1.13 and is variously called cathode bias, self bias or automatic bias. "

Non voglio aprire un dibattito su come è meglio definire la polariz. catodica e francamente posso essere daccordo sul fatto che sia "fuorviante" il termine. Ci tenevo solo a precisare che viene definita anche così e quindi l'ho presa per buona.

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