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Si
sente tanto parlare di punto di lavoro migliore per un determinato
stadio, rette di carico e cosi via.
Vedremo come
sia possibile comprendere queste cose senza necessitare per altro
di una laurea.
Ci proponiamo
dunque di andare a ottimizzare tutti quei parametri che consentono
il funzionamento di uno stadio finale di potenza a valvole in configurazione
asimmetrica, ossia single ended, come è di moda dire oggi.
La scelta dei
parametri da un punto di vista elettrico ha due ripercussioni per
noi fondamentali:
-sulla potenza
ottenibile
-sulla
distorsione
Vedremo come
ottenere tali due valori a partire dalle caratteristiche anodiche
di una valvola.
I dati che
dobbiamo fissare per definire il punto di funzionamento della valvola
sono visibili nella figura 1 e sono: Tensione anodica di riposo Va,
Corrente anodica di riposo Ia,
Tensione negativa di griglia del punto di riposo –Vg
ed infine carico primario visto dalla valvola Zp.
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Questi dati vanno scelti in maniera
tale da ottenere il miglior compromesso tra potenza ottenibile
e distorsione. Infatti tali due parametri variano in maniera
opposta e cioè se voglio ottenere più potenza devo fare una
scelta del punto di riposo che mi porterà ad avere una maggiore
distorsione e viceversa.
Ad esempio tanto più si usa un carico
Zp elevato tanto minore sarà la potenza ottenibile ma minore
sarà la distorsione.
Attraverso quello che andremo a
esaminare saremo in grado di vedere come il punto di lavoro
da noi scelto andrà ad influenzare potenza ottenibile
e distorsione e quindi saremo in grado di fare varie prove per
vedere quale è il punto che ci fornisce il miglior compromesso.
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Foto
1
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Foto 2 bis
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-Per prima cosa si sceglie il punto
di lavoro attraverso la scelta di Va, Ia,-Vg e Zp
Il punto di lavoro scelto deve essere
tale da non superare i valori limiti specificati nel data sheet
della valvola, in particolare per quello che riguarda la massima
potenza dissipabile dall’anodo della valvola (ottenibile moltiplicando
corrente per tensione di riposo).
-Avremo poi bisogno delle caratteristiche
di uscita della valvola.(vedi foto2)
Queste curve ci dicono come varia
la corrente anodica al variare della tensione anodica, tenendo
fissa la tensione di griglia. Poi variando la tensione di griglia
si ottiene un'altra curva e cosi via. Per questo si parla di
famiglia di curve anodiche a parametro tensione di griglia.
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-Una volta in possesso delle caratteristiche
anodiche della valvola prescelta dovremo tracciare sopra di
esse la retta di carico. Essa si traccia grazie alla conoscenza
dei punti Ri ed Rv
che sono rispettivamente le intercette della retta di carico
con l’assedelle correnti (verticale) e l’asse delle tensioni
(orizzontale). Una volta noti tali due punti sappiamo tracciare
la retta di carico poiché per due punti passa una sola retta.
Per trovare Ri e Rv fare riferimento alla foto 2bis.
Si tenga
presente che rette di carico tracciate con la stessa impedenza
di carico Zp sono tra di loro parallele.
Infatti
Zp interviene, matematicamente parlando, nel coefficiente angolare
della retta, tanto più Zp è basso tanto più la retta ci carico
o di lavoro è impennata.
-Una
volta tracciata la retta di carico devo riportare su di essa
il punto di riposo precedentemente scelto. Se tale punto non
cade sulla retta di carico si è commesso qualche errore.
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Una Finale di Stefano con le 2A3
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Si immagina
poi di applicare un segnale sinusoidale in ingresso alla griglia della
valvola di ampiezza picco picco pari a due volte la tensione negativa
di griglia scelta. Cosi se ad es ho scelto –Vg= -50Volt, applicherò
sulla griglia una sinusoide da 100Volt picco picco cosi che quando
è in semionda positiva porterà la griglia a un potenziale di 0V
e quando è in semionda negativa porterà la griglia a –100Volt.
Questo sarà
lo swing di tensione che deve fornire lo stadio pilota se si vuole
far ottenere alla valvola la massima potenza disponibile nei limiti
della classe A1.
In corrispondenza
di questa escursione si va a vedere sull’asse delle correnti
e delle tensioni le relative escursioni di corrente e di tensione.
Bisognerà valutare con esattezza tali punti poiché sono essi quelli
che verranno inseriti nelle formule per il calcolo della potenza di
uscita e della distorsione.
A proposito
tale formule le trovate nella foto 4.
Nella foto
3 trovate invece un bell’esempio con triodo finale 2A3.
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In tale
esempio sullo stesso grafico sono tracciati due punti di lavoro,
Pa e Pb. Essi giacciono sulla stessa retta di carico poiché
prima ho fatto tutti i calcoli con Pa e poi mi son detto di
provare cosa succedeva se mi spostavo un po’ più a destra sulle
caratteristiche mantenendomi però sulla stessa retta di carico
.Perciò Pb lo ho preso proprio per costruzione sopra tale retta.
Potete
vedere come l’escursione di tensione a cavallo del punto di
lavoro non sia simmetrica, questa è una causa di distorsione
. Ad esempio per Pa si ha che da una parte l’escursione di tensione
è di 162.2 volt dall’altra 145.8V. Tale asimmetria causa distorsione
ed è dovuta alla non equa spaziatura della famiglia delle caratteristiche
di uscita. Infatti si vede come esse si comprimono spostandosi
verso destra.
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Foto 3
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Una valvola
è tanto più lineare tanto più le caratteristiche sono equamente spaziate.Le
valvole più lineari che abbia mai visto sono le 845. Guardate le loro
caratteristiche. Fanno paura! Fa paura però anche la tensione anodica
che tali fantastici triodi paleolitici necessitano per l’uso.
Tanto più riuscirete
ad ottenere uno swing di tensione simmetrico tanto meno avrete distorsione.Giocate
col punto di lavoro armandovi di righello e calcolatrice.
-Per trovare
Potenza di uscita e distorsione basta che applicate le formule di
foto4.
Foto 4
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-La distorsione
che trovate è quella di seconda armonica comunque questa è approssimativamente
quella totale poiche le altre armoniche son via via decrescenti.
Inoltre
essa è la distorsione alla potenza massima, poiché in un triodo
essa ha andamento pressoché lineare con la potenza, per sapere
ad esempio quanta distorsione avete ad un watt basta che impostate
una proporzione.
Una nota
sulla potenza: essa è la potenza disponibile sul primario del
trasformatore di uscita, nel mondo reale questo avrà delle perdite
e quindi la potenza disponibile sul secondario sarà un pelino
minore.
Con questo
è tutto, spero di esser stato chiaro e che questo mio
articolo teorico interessi a qualcuno..
È molto
più gratificante costruire qualcosa sapendo bene cosa si sta
facendo!!
Ciao
a tutti
Stefano
sfnbtt@libero.it
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