Radiorør kurskveld 5

Transkript

1 Radiorør kurskveld 5 klikk på lenken Rørkurs V2018 Petter Brækken petter@brakken.no Kaskodekobling Hvis 2 like rør g m1 = g m2 : A v -g m1 R a = -S 1 R a Jordet gitter 6SN7 Jordet katode Råforsterkningen: A v -g m1 R a = -S 1 R a = =

2 Effektforsterkere, forsterkerklasser Klasse A Max virkningsgrad η max =25 % ved motstandskobling, 50% ved transformatorkobling Klasse B Max virkningsgrad η max =78,5 % ved transformatorkobling. Push-pull-kobling vanlig. Virkningsgrad η=p ut /P tilført Fra fig.7.1 Arbeidspunkt og kurveform for klasse A- og B-forsterkere Transformatorkoblet forsterkertrinn klasse A Utgangstransformator Arbeidslinje ved mindre R L (mer forvrengning) (Tapshyperbelen) R L =n 2 R Arbeidspunktet I a =I hv og U a =U B Arbeidslinja helning 1/R L I a0 =I hv +U B /R L Soma kap. 7 2

3 Emner i teorikurset: Til nå gjennomgått: Om lyd og lydutbredelse Radiorør, oppbygning, fysikalsk virkemåte, varianter og egenskaper (triode tetrode pentode) Skjemasymboler, rørsokler, systemer for rørbetegnelser (Europa, USA) Rørkarakteristikker (overføringskarakteristikk, utgangskarakteristikk), finne arbeidspunkt og forsterkning Rørkonstanter (S, g m, µ, R i ) og småsignalmodeller (AC ekvivalentskjema) forsterkningsformler Forsterkerkonfigurasjoner (FK, FA, FG) Forspenningskoblinger (eks. katodemotstand med avkoblingskondensator) Effektforsterkertrinn med utgangstransformator, forsterkerklasser (A, B, C) Strømforsyning for rørforsterkere, likeretting og glatting. Gjenstår: Push-pull forsterkerkoblingen med rør Litt komponentteknologi: Utgangstransformatorer, litt om krav til audiotransformatorer og praktiske løsninger. Elektrolyttkondensatorer til likeretteren (og andre kondensatorer) Frekvensgang i forsterkere og måling Ulineær forvrengning (THD) i rørforsterkere (trioder og pentoder/tetroder) og måling Praktiske labtips for arbeid med rørutstyr HMS (arbeid på utstyr med høye spenninger) Besøke laben og starte bygging Klasse B push-pull forsterker (Soma kap.7) Pushpull-kobling utbalanserer likeordens harmonisk forvrengning (her illustrert ved andreharmoniske) 3

4 Klasse B og klasse AB-forsterker sammenlignet Klasse B Klasse AB «Crossover»- forvrengning (klasse AB) Kondensatorer Prinsipp: Q=C U ε = ε 0 ε r 4

5 Elektrolyttkondensatorer (for å få stor kapasitans) Prinsipp: εal 2 O 3 8 ε 0 1 MV/m, (1µm tåler 1000V) Kinesisk variant som produseres i dag 1. «Bleeder» Q=C U 2. Magnetisk fluks φ = I 1 N 1 /R m Flukstettheten B= φ/a (A=Tverrsnittsarealet) Mer om utgangstransformatoren (Soma kap. 3.4) Hva betyr lekkfluksen Φ 1 og Φ 2 - Modell: L s modell for lekkfluks. Ønsker X S liten Ideell transformator Diskant! Lp primærinduktansen Ønsker X P stor Bass! 5

6 Prinsipptegning - Praktiske utførelser av utgangstransformator C-kjerne Luftgap Laminert EI-kjerne EI-kjerne «No-waste» blikk: «Bladet blikk» brukes i transformator uten likestrømskomponent: Kompakt kjerne Laminert kjerne Støtfuge nyttes for å lage luftgap i trafo med likestrømskomponent Stor hvirvelstrøm Små hvirvelstrømmer 6

7 Oppsummert Utsiden av spolene Viktig for utgangstransformatoren: Liten lekkfluks (liten L S ) viktig for høye frekvenser (diskant) viktig ved stor uteffekt. Bruk f. eks «interleaving» Stor primærinduktans L P viktig for lave frekvenser (bass) Stort jerntverrsnitt A og Luftgap viktig for å hindre jernmetning pga. likestrøm Nettransformator Utgangstransformator Variac (Variabel Autotransformator) Nyttig ved første uttesting N 1 N 2 V 2 7

8 Enkel overstrømssikring for første testing 60W glødepære vil ved kortsluttet last begrense strømmen til max. 0,25 A. Pæra vil da lyse fullt og indikere en kortslutningsfeil. (0,1A for 25W glødepære) Eksempel med éi pære og forbikoblingsbryter (Britisk jordingsstikkontakt til høyre) Vender eller Forsterkerens 3dB båndbredde 8

9 Frekvensgang målt på byggesettforsterker Digilent Analog Discovery 2 Signalgenerator Oscilloskop Spektrumanalysatore etc. etc. 9

10 Bildet kan ikke vises. Bildet kan ikke vises. Bildet kan ikke vises. Bildet kan ikke vises. Bildet kan ikke vises Eksempel på virkningen av båndbredden lyd0.wav Odd Børretzen med full CD-kvalitet lyd1.wav Odd Børretzen - frekvenser opp til Hz lyd2.wav Odd Børretzen - kun frekvenser opp til Hz lyd3.wav Odd Børretzen - kun frekvenser opp til Hz lyd4.wav Odd Børretzen - kun frekvenser opp til Hz lyd5.wav (.wav) Odd Børretzen - kun frekvenser opp til Hz Forvrengning Måling av forvrengning Fourieranalyse (Høyttaler) Demo av toppklipping av sinussignal med Oscilloskop og Spektrumanalysator Overtoneinnholdet vil endre det subjektive inntrykket av tonehøyden (frekvensen). lyddemo med først en ren A, deretter en A med overtoner opp til femte overtone og til slutt overtonene alene. 10

11 Måling av klirrfaktor (THD) med klirrmeter (Soma kap. 11) Fourierdemo Andre typer forvrengning: Intermodulasjon (IMD, totonetest) Transient intermodulasjon (TIM, pulstesting) Klirrfaktoren (THD) er forholdet mellom effektivverdien av alle overharmoniske og totalsignalets effektivverdi, angitt i % 6L6 (6p3p?) forvrengning ved full effekt (fra Tung-sol rørdata) Typisk pentode. Mye 3.harmonisk. 6L6 har minst total harmonisk forvrengning ved R L ca. 3500Ω Trioder har mest 2. ordens harmonisk forvrengning. Mindre v. økende R L men får da også mindre P o 11

12 Sikkerhet ved arbeid med elektrisk utstyr Grenser for virkninger av elektrisk strøm (kilder: TS IEC:2005) Hjerteflimmer, kanskje hjertestans Pustevansker Muskellammelse, klarer ikke slippe taket eller trekke unna Første smertefølelse Såvidt merkbart Merk: Tall for 50Hz AC (DC høyere strømgrenser) Individuelle forskjeller, særlig mht. smerte Effektene varierer avhengig av strømveien Ikke merkbart 12

13 Modellbeskrivelse - Ohms lov for en person Eksempler på typiske verdier: Elnettet: E=230V R i 0 Likeretter: E=E DC R i 0 Biltenning: E V R i 2MΩ Eksempler på typiske verdier: Kroppens indre motstand (uskadd): R K 500 Ω Overgangsmotstand (hud) : R O 0-2MΩ (varierer mye, spennings-, fukt- og skadeavhengig!) Hudmotstandens spenningsavhengighet Målinger foretatt ved 50Hz AC (Resistans avhengig også av kontaktareal) Over 75V synker R o mye («forbrenning») (Ohmmeter måler ved få Volt spenning) Ved våt hud synker R o kanskje til 1/10 Regneeksempel, IT eller TN-nett: U=230V Avleser R o 3000 Ω Dette kan være farlig! 13

14 IT-nett (IT = Insulated Terra) R S T 132V 132V Jording av metallchassis til PE 14

15 Kombinert Jordfeil og apparatfeil i IT-nett 230V 230V Er det jordfeil på en fase i nettet, kan en apparatfeil på den andre fasen gi farlig spenning på metallkabinettet, også om den enpolte strømbryteren er avslått. Bruk av skilletrafo for å øke sikkerheten Skilletrafoen bryter den mulige strømveien mot jord via nettets jordfeil 15

16 TN-nett (TN = Terra Neutral) Bygging neste aktivitet Byggekvelder onsdager fra kl på laben i 2. etasje i Høgskoleringen 3 ("P15") Kart på Mazemap (sammen med en del av deltakerne fra fjorårskurset) 16

17 Jordsløyfer (Ground loop) a. Skjermet kabel jordet til chassis i begge ender. Et magnetisk vekselfelt gjennom jordsløyfa induserer støystrøm i skjermen som kobles videre til signalspenningen. b. Jording i en ende bedre, bryter strømsløyfa c. toleder med skjerm eller dobbelskjermet kabel enda bedre. Hold ledninger med store støystrømmer unna signalledninger Ladestrømpulsene til kondensatoren i likeretteren er korte og har stor amplitude. Bruk korte ledninger og lag små strømsløyfer (f.eks ved tvinning av fram- og tilbakeleder) Tvinning av fram- og tilbakesignalleder reduserer føsomheten for magnetisk støyfelt. (se ovenfor) Tvinning av fram- og tilbakeleder med stor strøm gir også lite magnetfelt som kan forstyrre andre 17

18 Fargekode for motstand med 5 ringer Fargekode med 6 ringer 18