Arranjo amplificador com 'efeito hifi'

[xformer]

Eu usei o esquema ali de 1423,6//8ohms, e no teste prático funcionou bem...
Será que apenas não representei mal no desenho e te confundi??

Com certeza. Tem muita coisa mal explicada:
- Primeiro faltou escrever o que eram os números (confundindo mais colegas, como visto acima).
- Também não explicou se os enrolamentos do lado direito dos desenhos tem 3 fios ou 2 fios.
- Se tem 3 fios, então como no segundo desenho o pedaço de baixo tem 18864 ohms e no total tem só 1362 ohms (ou seja, menos) ?
- De qualquer forma, mesmo no primeiro desenho, compondo as duas impedâncias parciais, não se chega na total.

A única coisa que faz sentido é ter 1423 e 2548 ohms dependendo do arranjo, pois esses valores estão na faixa de uso para o HB1  (o Ricardo projetou com 1700 ohms no primário).

[nivek]

Entendi, certamente errei tudo lá, depois confiro tudo e refaço as contas

[juloliveira]

Olá pessoal,

Quanto tempo! Bom, consegui depois de muito tempo montar minha bancada novamente. E agora é tocar de novo os antigos projetos.

Bom, como meu primeiro amplificador, ainda pretendo construir um amplificador com a PCL82. Agora com um transformador melhor da ValveState Rio. Segue as specs do transformador:

Modelo: A8-48-5 Primário: 8kOhms -> Classe A 5W 55mA
Testado no esquema de ligar uma tensão no primário, encontrar a relação de espiras e assim descobrir a impedância que é o quadrado da relação de espiras.

Bom, o transformador eu comprei em Março de 2014 e se hoje ainda sou bastante inexperiente, na época então era mais ainda. Quando conversei com o cara da ValveState eu indiquei a ele o circuito que eu desejava montar. Segue abaixo:

http://bruceinjapan.blogspot.com.br/2012/04/ecl82-tube-amp.html

No pedido por email eu havia pedido um transformador de 5k no primário como indica o circuito e eles me empurraram esse de 8k. No caso, se eu ligar uma carga de 4 ohms o transformador reflete 4k no primário. Enfim, é o que eu tenho para o circuito.

Então decidido fazer os cálculos para meu novo arranjo vim até aqui reler a thread e relembrar as aulas do @xformer. Aí me surgiu uma dúvida em um comentário do @xformer:

"É que eu tenho uma pequena limitação técnica: a datasheet que eu tenho da PCL82 só tem o gráfico com Vscreen (Vg2) em 170V, logo só posso fazer projetos com Vscreen = 170V, ha ha ha." - primeiro post da página 3

@xformer, esse seu comentário foi uma piada ou realmente "não podemos" baseado nos gráficos do datasheet, desenvolver um projeto com tensões de Vscreen?

E por onde começa o caminho das pedras do meu cálculo? Sigo o setup descrito no datasheet?

PS: Para conhecimento aos que desejam fazer compras com a ValveState, este transformador de saída veio com o enrolamento do primário aberto. Na época, comentei o problema por email e o cara me mandou uma resposta que me deixou bastante descontente, disse "Estranho, só agora que percebeu?". Depois dessa insinuação eu resolvi abrir o transformador até a conexão dos fios com o enrolamento e vi que o problema era ali. Arrumei o problema, fechei com fita isolante e decidi nunca mais contratar serviços da ValveState.

[xformer]

Não é piada não Juliano, é que se mudar a tensão aplicada na grade de screen (G2) altera a posição das curvas e pra usar outro valor de tensão, o projeto teórico fica meio que no chute de onde vão ficar as curvas. Por isso aquela sua ideia de conseguir um traçador de curvas era um negócio útil se for projetar com outros valores.

[juloliveira]

Não é piada não Juliano, é que se mudar a tensão aplicada na grade de screen (G2) altera a posição das curvas e pra usar outro valor de tensão, o projeto teórico fica meio que no chute de onde vão ficar as curvas. Por isso aquela sua ideia de conseguir um traçador de curvas era um negócio útil se for projetar com outros valores.

É, ainda tenho vontade de comprar o uTracer, estava dando uma olhadinha lá hoje, continua os 225 euros.

[Matec]

Olá juloliveira

Como o xformer já disse, a mudança de alguns parâmetros no cálculo do estágio de saída vai alterar o resultado de modo expressivo.

Porém existem algumas ferramentas que ajudam a aproximar essas alterações do resultado correto, de modo que pelo menos uma ideia do comportamento torna-se possível.
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Aqui está um gráfico de como seria esse power com uma tensão de alimentação em torno de 180V, tensão de screen em 170V, impedância primária 5k.
Com esses valores o estágio forneceria algo em torno de 3W

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Este é um gráfico de como seria esse power com uma tensão de alimentação em torno de 229V, tensão de screen em 170V, impedância primária 8k.
Com esses valores o estágio forneceria algo em torno de 3W.

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Este último é um gráfico de como seria esse power com uma tensão de alimentação em torno de 229V, tensão de screen em 220V, impedância primária 8k.
Com esses valores o estágio forneceria também algo em torno de 3W.

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A maior diferença está no último gráfico onde a tensão de cátodo em 19V, pois com tensão de screen maior a válvula necessita de uma tensão de grade mais negativa em relação ao cátodo, para manter a mesma dissipação de placa.

Abs

[kem]

"É que eu tenho uma pequena limitação técnica: a datasheet que eu tenho da PCL82 só tem o gráfico com Vscreen (Vg2) em 170V, logo só posso fazer projetos com Vscreen = 170V, ha ha ha." -

Procura o datasheet da ECL82 que tem com VG2 em 200V.

[xformer]

Bom, além da dificuldade de se obter o gráfico com as curvas características de placa com a tensão de screen (Vg2) desejada, existe mais um complicador para quem quer projetar um estágio de potência para hi-fi.  Normalmente se costuma utilizar uma ligação chamada de ultra linear para os estágios a pentodo, onde a grade de screen não é ligada ao B+ (modo pentodo) ou ao anodo (modo triodo), mas sim, ligada a um tap (derivação) no primário do transformador de saída, tipicamente entre 30% e 50% a partir do B+. Isso altera também a conformação e inclinação das curvas (saindo curvas horizontais em modo pentodo, para diagonais em modo ultra linear e por fim mais verticais em modo triodo). Raras datasheets de pentodos informam o gráfico do uso em modo ultra linear.



O uso de estágios ultra linear permite que se consiga um meio termo para o valor de distorção e potência entre os dois modos triodo (menor distorção e potência) e pentodo (maior distorção e potência).



Esse programa que o Matec usou, informa de quanto é a distorção harmônica a plena potência. Observe o alto nível de distorção (>20%) em modo pentodo que até pode ser aceitável para guitarras (transformadores de saída para amplificadores de guitarra geralmente não tem o tap para ultra linear), mas inaceitável para hi-fi.  Interessante que esse programa também permite configurar para ultra linear inclusive ajustando o % do tap (na tela está 43%).

[juloliveira]

Mais uma aula! Muito bom, valeu xformer!

Eu sei qual é essa ferramentas que o Matec usou. Só não sei usa-la muito bem.

Model Paint Tools: Trace Tube Parameters over Plate Curves, Interactively

Eu aprendi esses dias que posso carregar uma imagem de algumas curvar nessa aplicação e ajustar o aplicativo de modo que possamos traçar as curvas usando a imagem de gráficos. E que também podemos carregar um modelo SPICE e o software traçar as curvas através do modelo, porém, nunca consegui carregar as cruvas de um modelo SPICE de um arquivo txt. Sabem me dizer como eu posso carregar um modelo SPICE contido em um txt?

Acho que entendi, nesse aplicativo você não desenha as curvas através de um modelo, você apenas ajusta o grid e as curvas baseado em uma imagem. Correto?

Bom, minha dúvida, por quê o Matec setou como Vin uma amplitude tão grande de 19 volts?

[Matec]

Mais uma aula! Muito bom, valeu xformer!

Eu sei qual é essa ferramentas que o Matec usou. Só não sei usa-la muito bem.

Model Paint Tools: Trace Tube Parameters over Plate Curves, Interactively

Eu aprendi esses dias que posso carregar uma imagem de algumas curvar nessa aplicação e ajustar o aplicativo de modo que possamos traçar as curvas usando a imagem de gráficos. E que também podemos carregar um modelo SPICE e o software traçar as curvas através do modelo, porém, nunca consegui carregar as curvas de um modelo SPICE de um arquivo .txt . Sabem me dizer como eu posso carregar um modelo SPICE contido em um txt?

É muito fácil "carregar". Na verdade nada é automático, tudo é manual e cada vez que se sai do programa não há modo de salvar. Um pequeno problema num software versão Beta.

Você vai copiar os dados da válvula que você quer ter a curva da página http://www.vcu.edu/csbc/bnfo601/Paul_amp_designs/Koren_Tubes.inc . O melhor é copiar todo o texto e colocar num arquivo .txt
 
Se a válvula for um triodo você copia manualmente os parâmetros: MU; EX; KG1; KP; KVB; para o programa Paint KIT, do triodo que você quiser ter as curvas.

Para pêntodos você vai utilizar os parâmetros: MU; EX; KG1; KG2; KP; KVB; e utilizar o programa Paint KIP.

Para inserir os dados marque "unlock SPICE params" em ambos os programas.
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Por exemplo: quero simular as curvas de uma válvula EL84 para uma tensão de 270V.

Procuro os parâmetros naquele texto e vejo isto:

.SUBCKT EL84  1 2 3 4 ; A G2 G1 C (Pentode)
* Mullard Data Sheet AKA 7189 6BQ5 N709
* library format: LTSpice 02-Jun-2008
X1 1 2 3 4 PENTODE1 MU=21.29 EX=1.240 KG1=401.7 KG2=4500 KP=111.04 KVB=17.9 VCT=0.00 RGI=1000 CCG=10.0p CPG1=0.6p CCP=5.1p ;
.ENDS    EL84

O que vai me interessar são esses dados:MU=21.29 EX=1.240 KG1=401.7 KG2=4500 KP=111.04 KVB=17.9

Abro o Paint KIP, e marco "unlock SPICE params". Aí aparecem os locais para preencher os dados. Depois de preenchidos, ficará assim:

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Depois disso é verificar as tensões, impedância do transformador e ponto quiescente. (Isso já foi feito na figura acima.)

Qualquer dúvida sobre o gráfico escreva.

Abs

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Bom, minha dúvida, por quê o Matec setou como Vin uma amplitude tão grande de 19 volts?

Para manter a dissipação de placa dentro do aceitável. Com a tensão de screen maior, a corrente de placa aumenta bastante. Se a tensão da grade de controle não for mais negativa, a válvula queima.

[juloliveira]

É muito fácil "carregar".

Obrigado pela ajuda Matec.
Bom, procurando "boas regiões de trabalho" encontrei o seguinte:
Produzindo 1W com 3.69% de THD e com 3W com 22,6% de THD. Foi a região com menor THD que encontrei.

Rload= 8k
Vg= 203,5V
Vs= 167,7V


Está certa minha linha de raciocínio?

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[Matec]

 juloliveira

Sim. O raciocínio está correto.

Só que a alta distorção é inerente da configuração da válvula, como o xformer já disse no post acima. A distorção também é proporcional à amplitude do sinal na saída.
Então com baixa potência sempre vai haver uma distorção mais baixa (tente com Pout = 0,1W) e com potência máxima, é claro, valores acima de 20%.

Eu já tentei algumas outras configurações e aparentemente tensões mais baixas junto com impedâncias mais baixas produzem também distorções menores,
Mas eu nunca fiz esse teste com componentes reais.

Tente agora testar com o Modo Ultralinear ligado, com certeza vai haver menor distorção. Pena que seu transformador não é UL.

Abs

[juloliveira]

Tente agora testar com o Modo Ultralinear ligado, com certeza vai haver menor distorção. Pena que seu transformador não é UL.

Me diz uma coisa, no PaintKIP no modo Ultralinear existe o parâmetro UL. Qual o valor que deve ser colocado ali, é o percentual do tap de ultralinear do transformador? Por exemplo, para 43% colocamos 0,43 naquele parâmetro?

[Matec]

Me diz uma coisa, no PaintKIP no modo Ultralinear existe o parâmetro UL. Qual o valor que deve ser colocado ali, é o percentual do tap de ultralinear do transformador? Por exemplo, para 43% colocamos 0,43 naquele parâmetro?

Exatamente.

[juloliveira]

Olá pessoal,

Resultado dos meus testes. Iniciando com o circuito e tensões e correntes:

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A alta tensão é gerada de dois conversores (em uma dica do kem, resolvi tentar alguns circuitos prontos). Um regulador de baixa (antes do circuito temos transformador de 30V, retifricação e filtro, 4700uF) e um boost para gerar alta tensão. Os circuitos foram comprados no ebay, seguem os links:

LM2596 Buck Step-down Power Converter Module DC 4.0~40 to 1.3-37V LED Voltmeter
DC12-24V to DC200-450V 70W High Voltage Converter Step Up Power Supply Boost Mod

Ontem fiz um teste preliminar com a fonte de alta direto sem capacitores. Estava com muito ruído. Resolvi testar mais hoje pela manhã. Já adicionando 147uF na fonte. Diminuiu bastante o ruido. Mas não completamente.

Resolvi ver no osciloscópio. Seguem os resoltados:

Circuito montado:

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Medições:

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Amarelo: Componente AC do B+ já com 147uF de filtro
Azul: Ruido no transformador de saída ligada ao falante de 8 ohms

Resolvi verificar a componente AC na fonte de baixa que estava regulada com 16 volts e alimentava o filamento e o conversor boot. Depois coloquei mais 4700uF de filtro para diminuir o ripple. Resultados:

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Preciso melhorar o banco de capacitores das fontes. Mas notei que é possível usar esse conversor boost para circuitos simples como este desde que se monte um bom banco de capacitores (eu não fiz o cálculo para saber de quanto exatamente preciso). Detalhe, o circuito consumindo cerca de 35mA a 203,5V (7W) e o dissipador do conversos não esquentou nem um pouco. A válvula ficou quente.

Ah, os capacitores dos circuitos:

1uF em série com resistor da grade 2
47uF em paralelo com o resistor de catodo.

Na grade, eu coloquei um resistor de 500k que colocou ali alguns milivolts. Minha dívuda. Como num circuito desses se coloca uma tensão negativa na grade? A tensão na grade fica negativa em relação ao B+? Ou seja, ao testar no multímetro eu coloco a ponteira negativo do multímetro no B+  e o positivo na grade?

PS: Se for isso mesmo, testei novamente e o resultado foi o seguinte.

Positivo do multímetro no B+ e Negativo do multímetro na Grade = 195V
195 - 203-5 = -8,5V <- Este é o BIAS?