Bias automaat

[Barry2001]

Barry, onder het schema waar ik voor het eerst de Vref vermeld, moet 610mV staan, uiteraard niet 610mA. Sorry, over het hoofd gezien.

Demo, allez nu de mono-versie nog?

Aangepast.

[Willy_61]

Nu nog een auto-bias ontwikkelen die bruikbaar is in versterkers met CFB.

CFB met trimmers.jpg

Huidig schema CTA5.1 met CFB, ingesteld met trimmers

Zoals ik 9-10-2018 al schreef in topic CTA4.0!
Het lijkt op viewtopic.php?f=7&t=26530&start=13, maar dan anders.

Je meet dan niet over de kathodeweerstand alleen maar ook samen over de sec. winding met wisselspanning en dat is het knelpunt.

Het beperkt zich niet tot een IC extra.
Bovenop de 4Ω-tap van de uitgang zit dan de kathode(meet) weerstand op een piek van ong. 10 volt bij 12W uit. Om dan binnen de "common mode" te blijven is de 5 volt voeding veel te laag.
Wordt dan zeg 12 volt met aanpassingen.
Ofwel de uitbreiding op een eigen printje + voeding.
Als je de versterking van het voortrapje beperkt tot 1x is 6 volt genoeg, is geen bezwaar voor de automaat.

Dat wordt dan zoiets, idd een beetje anders.

Met KTK.png

Anne

Ik zal eerst eens een spice-simulatie trachten te maken.
@Michiel, kijk jij mee of de simulatie juist is als ik die hier post?

[Willy_61]

Ik heb de simulatie uitgebreid exact zoals Anne het voorstelde maar er zal nog moeten aan gesleuteld worden.

De secundaire uitgangsspanning die in serie komt te staan met de kathodeweerstand heb ik gesimuleerd met een spanningsbron op 1kHz bij 10V met Rser = 4 ohm, de max uitgangsspanning bij de CTA5.1 over 4 ohm is 14.6V.

Auto-Bias met CFB-01.jpg

Als opamp heb ik hier ook gekozen voor de LT1014, met als voeding 10V maar ik zoek toch naar 24V te gaan vermits die spanning al aanwezig is.

[Ah!buis]

Zo gaat dat niet hoor !
De teruggekoppelde spanning aan de kathode moet in fase met die op het rooster.
En het signaal op het rooster moet groter dan die op de kathode, = teruggekoppelde spanning + stuurspanning voor de buis.
Anne

[Willy_61]

Anne, ik had net het schema aangepast, de uitgang van U3 zat in sluiting met Vref.

Verder zie ik wat ik met je terechte opmerkingen kan aanpassen.

[Willy_61]

Dat wordt eerst bestuderen van "hoe een UGT implementeren in LtSpice".

Ik heb al een model gevonden voor de Hammond 1650 en een excel met parameters voor een hele resem van trafo's.
Dan nog het implementeren

Deze namiddag geen tijd, nadien mss.

[Ah!buis]

Kun je niet gewoon V2 = ½V4 stellen ? Is ongeveer wat er gebeurt.
Anne

[Willy_61]

Zal ik straks eens uitproberen, zit momenteel bij de osteopaat. Zou alleszins handig zijn☺

[Willy_61]

Zo gaat dat niet hoor !
De teruggekoppelde spanning aan de kathode moet in fase met die op het rooster.
Door de fase van V2 om te keren is die nu in fase met de V4.
V4 staat op 10V en V2 op 5V
En het signaal op het rooster moet groter dan die op de kathode, = teruggekoppelde spanning + stuurspanning voor de buis.
Doordat de stuurspanning V(t1c) steeds negatiever wordt, is deze voorwaarde niet voldaan
Anne

Deze simulatie heeft 1 minuut gebold

Auto-Bias met CFB-02.jpg

Zoom start

Auto-Bias met CFB-02-ZOOM start.jpg

Zoom einde

Auto-Bias met CFB-02-ZOOM einde.jpg

[Ah!buis]

R10 = 18Ω ?
Krijg je veel meer -Vg1 en is de buis een groot deel van de tijd stroomloos, instelling meer B ipv AB.
Anne

[Willy_61]

Met 10 ohm was het niet veel beter...zal het morgen eens laten zien.

[Ah!buis]

Maar een rare boel, dat simuleren
Het verschil tussen V(vin)groen en V(k)paars is wat er tussen rooster en kathode komt.
Dat verschil heeft dezelfde polariteit als de twee oorzaken.
Bij negatief zou de stroom in de buis I(R10) moeten af nemen en bij positief toenemen.
De lichtblauwe lijn doet net 't omgekeerde en loopt in positieve richting zelfs vast
De topjes op Vref zijn normaal, komen overeen met de richting van I(R10), maar dus ook omgekeerd.
De schaal voor I(R10) ziet er ook raar uit, 27 , 23 , 72mA ??? De stroom zou, met die 18Ω, ongeveer 20mA moeten zijn.
Is het model van de buis wel in orde ?
Anne

[Willy_61]

Anne, ik ben er nog aan bezig, denk de fout gevonden te hebben.
Het model is identiek aan datgene dat uitgewerkt stond en waarvan de huidige auto-biassen gebouwd zijn.

Mijn fout is dat ik nu aan de ingang een volledige continu sinus aanbood van 10 V, waar we eerder voor het simuleren steeds gebruikt maakten van een beperkte pulsreeks zodat we ook na die reeks konden zien hoe de ruststroom naar een een bepaalde waarde stabiliseerde.
Ten slotte is hier ook maar een halve PP gesimuleerd.

ZONDER CFB:
met de continu sinus:

Auto-Bias met volledige sinus.jpg

met de pulsreeks:

Auto-Bias met pulsreeks.jpg

Ik ga dit nu ook aanpassen voor de combinatie met CFB, seffens het resultaat.

[Willy_61]

Ik denk wel dat het nu duidelijker is, de versie met CFB uitgevoerd met dezelfde pulsreeks als bij die zonder CFB:

Auto-Bias met CFB-03-met pulsreeks.jpg

[Willy_61]

een beetje herschikt, hopelijk is alles nu duidelijker leesbaar:

Auto-Bias met CFB-04-met pulsreeks.jpg

[Ah!buis]

De ingangspuls die je gebruikt is 5V amplitude op een -5V gelijkspanning, verandert dan tussen 0 en -10V.Dat geeft een raar verloop in het begin totdat C3 opgeladen is tot 5V.
De automaat begint dan eerst te schuiven om die 5V weg te werken.Gaat erg traag en is nog enige secondes bezig om terug in de begintoetand te komen.
Verder zie ik, in rust, V(t1c)=-Vg1 op -4V en I(R10)=Ik op ong 35mA maar volgens datablad moet dat dan -10V zijn.
Ook het opschuiven van I(R10) naar veel grotere stroom terwijl V(t1c) nauwelijks verandert is een raar vertoon.
Maw ik kan er niks van maken.
Anne

[mtb]

Ik zal z.s.m. (morgen?) een goede simulatie laten zien.

[Willy_61]

Merci!

[Willy_61]

Ik vond het concept alleszins heel handig en makkelijk te implementeren in een bestaande versterker met CFB omdat de bestaande auto-bias printjes konden worden gebruikt en extra per kanaal een mini uitbreidingsprintje met dual opamp bovenop de versterker print waar normaal de bias-trimmers zitten, om de spanning over kathodeweerstand + CFB om te zetten naar een stuursignaal voor de bias-automaat.

[Willy_61]

De ingangspuls die je gebruikt is 5V amplitude op een -5V gelijkspanning, verandert dan tussen 0 en -10V.Dat geeft een raar verloop in het begin totdat C3 opgeladen is tot 5V.
De automaat begint dan eerst te schuiven om die 5V weg te werken.Gaat erg traag en is nog enige secondes bezig om terug in de begintoetand te komen.
De pulsreeks vertrekt nu vanuit 0 en ik heb de run verlengt naar 8sec., dan zijn alle waardes practisch gestabiliseerd
Verder zie ik, in rust, V(t1c)=-Vg1 op -4V en I(R10)=Ik op ong 35mA maar volgens datablad moet dat dan -10V zijn.
V(t1c)=V(g1) bij start op -9.22V waarbij I(R10) = -35.26V. Deze waarden zijn uitgestabiliseerd na 8sec. op ongeveer dezelfde waardes.
Ook het opschuiven van I(R10) naar veel grotere stroom terwijl V(t1c) nauwelijks verandert is een raar vertoon.
Ik zie niet veel verschil met de auto-bias zonder CFB
Maw ik kan er niks van maken.
Anne

Anne: 2 simultaties gedurende 8s met dezelfde inputsignaal vertrekkend van 0, de eerste zonder CFB en de tweede met CFB.


Auto-Bias zonder CFB - zoom 550ms

Auto-Bias zonder CFB - zoom 550ms.jpg

Auto-Bias zonder CFB - run 8s

Auto-Bias zonder CFB - run 8s.jpg

Auto-Bias met CFB - zoom 660ms

Auto-Bias met CFB - zoom 660ms.jpg

Auto-Bias met CFB - run 8s

Auto-Bias met CFB - run 8s.jpg

Volgens mij is het niet correct dat het signaal dat we aan de auto-bias aanbieden bij CFB (Vu3-out), in tegenfase is met V(in)
Dat is in het geval zonder CFB, niet het geval met V(k).

[Ah!buis]

De gelijkspanningskomponent van V4 (=5V) verdwijnt na een tijdje wegens C3.Maar V2 heeft ook gelijkspanning nml 2,5V en die blijft zolang de puls duurt, geeft een verstoring van de instelling van de buis (er gaat 2,5V van de -Vg af).Dat gaat de automaat beginnen bijstellen en na de puls weer terug te regelen.Alleen dat komt er niet van, de automaat is veel te traag voor zulke fratsen.
Ik zie nog wel een probleem. U3 krijgt z'n uitgang niet lager dan 0,5V zou nul moeten zijn.
Misschien helpt een weerstand (1k) tussen U3out en massa.
Anne

[MarcelvdG]

Waarom draait die extra op-amp eigenlijk op 10 V en niet op 5 V zoals de rest?

Een alternatief is nog om een TLC272 te nemen voor de extra op-amps, die kost weinig en zijn uitgangen kunnen dicht bij de 0 V komen zolang de uitgangsstroom niet te groot is.

[Willy_61]

De gelijkspanningskomponent van V4 (=5V) verdwijnt na een tijdje wegens C3.Maar V2 heeft ook gelijkspanning nml 2,5V en die blijft zolang de puls duurt, geeft een verstoring van de instelling van de buis (er gaat 2,5V van de -Vg af).Dat gaat de automaat beginnen bijstellen en na de puls weer terug te regelen.Alleen dat komt er niet van, de automaat is veel te traag voor zulke fratsen.
Ik zie nog wel een probleem. U3 krijgt z'n uitgang niet lager dan 0,5V zou nul moeten zijn.
Misschien helpt een weerstand (1k) tussen U3out en massa.
Anne

De negatiev gelijksoanningscomponent van zowel V4 als V2 was al naar "0" gebracht.

[Willy_61]

Waarom draait die extra op-amp eigenlijk op 10 V en niet op 5 V zoals de rest?

Een alternatief is nog om een TLC272 te nemen voor de extra op-amps, die kost weinig en zijn uitgangen kunnen dicht bij de 0 V komen zolang de uitgangsstroom niet te groot is.

Heb het TCL272 model in orde gekregen (eerst zitten sukkelen met een model van 1985 wat telkens error "unknow subcircuit called" gaf), nu een model d.d. 07/11/90.
Voeding daarvan op +5V

Resultaten:

Auto-Bias met CFB en TLC272 op 5V - zoom 660ms.jpg

Auto-Bias met CFB en TLC272 op 5V - run 8s.jpg

[Ah!buis]

Waarom draait die extra op-amp eigenlijk op 10 V en niet op 5 V zoals de rest?

Nu ik er over denk, de voeding zou eigenlijk plus én min 10V moeten zijn !
De kathode wordt door de trafowikkeling + de stroom door R10 heen en weer gezwiert tussen -10 en ruim +12V.Na de 10k+18k blijft daar ong -6 en +7V van over.
Om te voorkomen dat de ingangen van de opa buiten z'n voeding komen moet de voeding meer zijn.Of een opa die overspanning op z'n ingangen verdraagt.
Anne