450V Rör-OP

[Spisblinkaren]

Hej!

Nu har jag caddat nåt riktigt galet

Det här ska bli mycket intressant och roligt att bygga!

För första gången i mitt liv ska jag sparka igång en Pentod

Det enda jag är riktigt osäker på är faktiskt hur den beter sig med 450V som screen-spänning.

För att kunna nyttja General Electric's fantastiska databok (Essential Characteristics, EC) med anoddiagram så ska den nämligen biaseras med 100V på screen.

Jag gillar dock inte mer komponenter än nödvändigt och har lärt mig av John Schröder (Radiobyggboken, del 1 från 1967) att man kan dra screen direkt till matning.

Problemet då är dock att anoddiagrammet då "förmodligen" inte stämmer.

Ett annat problem är att EC säger att "design maximum rating" är 330V för screen.

Fast jag tar inte det så allvarligt för det är inte "Maximum Rating" så "Design Rating" tolkar jag som ett "medelvärde".

För ärligt talat fattar jag inte hur det ens kan finnas en maximum rating i vakuum (grovt uttryckt för jag ska äta och gå och lägga mig nu )

Jag menar, luft har en viss "dielektrisk styrka" (typ 10kV/mm) men om det inte finns nåt medium...

MVH/Roger
PS
Jag skapar en ny tråd enbart för att vara märkvärdig (BiFET-tråden verkade starkt ogillas av nån anledning )

[hcb]

Att koppla skärmgallret till matingen utan strömbegränsningsmotstånd känns riskabelt, minst sagt. Du är också skyhögt över rekommenderad skärmgallerspänning. Att bara lägga till ett enda motstånd kan väl inte vara så farligt

[Glenn]

Jag gillar dock inte mer komponenter än nödvändigt och har lärt mig av John Schröder (Radiobyggboken, del 1 från 1967) att man kan dra screen direkt till matning.

Ah, du menar den boken där man beskriver transistorer som något nytt och mycket dyrt, och därför rekommenderas man bara att använda transistorer om man ska driva något på batteri, annars är det enklare och billigare med rör ?

[lillahuset]

Bra bokserie. Fanns på biblioteket. En annan bok som fanns på biblioteket var ARRL Handbook. Och naturligtvis inbundna årgångar av Radio & Television. Det var härliga tider för en valp.

[Spisblinkaren]

Att koppla skärmgallret till matingen utan strömbegränsningsmotstånd känns riskabelt, minst sagt. Du är också skyhögt över rekommenderad skärmgallerspänning. Att bara lägga till ett enda motstånd kan väl inte vara så farligt

Hej hcb!

Det är bara det att det blir så snyggt med så få komponenter som möjligt

Visst kan jag tänka mig lägga ett motstånd i serie med screen och det tror jag, tack vare dig, att jag gör också.

Men screen/skärmgallret är ett klent litet (spiral)galler som få elektroner därför träffar (skapar mest en accellererande kraft, qE, på elektronerna) så strömmen blir mycket liten (speciellt när supressorn/bromsgallret alldeles bakom är kopplad till katod/jord), tror jag

Fast när man har anoddiagrammet för screen vid 100V så kanske man ska nyttja det?

Två motstånd kan ge den spänningsdelning som behövs (så kan man stabba med en liten konding också fast då är vi uppe i 3 komponenter till...).

Kul med lite respons

MVH/Roger
PS
Vad rekommenderar du för motstånd då?

[lillahuset]

Hoppas du inte använder moderna komponenter med begränsad spänningstålighet.

[hcb]

Två motstånd kan ge den spänningsdelning som behövs (så kan man stabba med en liten konding också fast då är vi uppe i 3 komponenter till...).
[snipp]
Vad rekommenderar du för motstånd då?

Det var visserligen _mycket_ länge sedan jag tänkte närmare på skärmgaller, men jag är rätt säker på att det skall räcka med ett (1) motstånd. Har du en späningsdelare blir förlusterna avsevärt större. Avkopplingskondensator är däremot säkerligen ett bra initiativ. Slå upp vad lagom skärmgallerström är och välj motstånd därefter.
Jag har ett vagt minne av att det inte alltid är speciellt bra att ha skärmgallret vid högre potential än anoden, men detaljerna måste jag kolla upp i litteraturen.

Din beskrivning av skärmgallrets funktion håller jag inte med om. Om jag minns rätt (och det var som sagt ett antal år sedan jag ägnade detta någon tankemöda) så är en av skärmgallrets funktioner att neutralisera[1] rymdladdningen. Bromsgallrets funktion är att fånga upp sekundärelektroner som slås ut ur anoden och är på väg mot skärmgallret när det har högre potential än anoden.

Jag kan tyvärr inte rekommendera komponenter, men ta en extra titt på spänningståligheten på högohmiga motstånd. Lillahuset har redan varit inne på det, men för att förtydliga så tål om jag minns rätt många (moderna) hålmonterade motstånd inte mycket mer än ≈250V över sig. Och det kan det ju lätt bli i rörkopplingar.

[1] HF-förstärkare kräver ibland neutralisering, men det är en helt annan historia

[Spisblinkaren]

Roligt att du tog dig sån tid att skriva till mig.

Jag har dålig koll men jag är inte helt säker på att du har helt rätt heller.

"Neutralisera rymdladdningen" låter onekligen bra, men vad betyder det i praktiken?

Jag tycker att rymdladdning är ett finare ord för "på ytan bubblande elektroner" (som alltså fått sig en skjuts genom utträdesarbetet i metallen mha värme, dvs så kallad termisk emmision) men jag kan ha fel.

Bromsgallrets funktion har du dock förmodligen helt rätt i för det låter rimligt.

Jag tycker att en pentod är ganska lik en termiskt mättad (dvs låg glödspänning, starved på engelska) triod.

Jag har kunnat ganska mycket teori kring det här men glömt bort alltihop så nu är jag mer intresserad av praktisk förståelse.

Tänk att man tycker sånt här är så intressant

MVH/Roger
PS
Tack för varningen map spänningstålighet hos moderna motstånd. Tack även du, lillahuset.

[Spisblinkaren]

Jag har nu caddat om min Rör-OP lite.

Kom på på bussen idag att jag missat att katoden hos diffrören ligger nära 450V/2 och drivs alltså inte med 450V vars lastlinje jag tittade på i EC när jag bestämde anodmotstånden.

Samtidigt borde jag förstått att det var fel tidigt ty 1mA*270k blir...

Så nu har jag korrigerat det.

Jag har även korrigerat att katodmotståndet för pentoden blev fel.

Enligt EC (och Ec2=150V) skall Uk i den kopplingen vara c.a 3,5V för 2mA så jag uppgraderade till 1k8.

Jag behåller dock min brutala dragning till 450V

Sen har jag också caddat min tilltänkta applikation: Vacuum Tube Curve Tracer

Det är bara en skiss än så länge.

Jag vet att jag ju inte kommer nå 450V på utgången (utgångsröret tappar minst 50V även om strömmen är låg...).

450V kommer f.ö från maxspänning hos tillgängliga lytar (även om seriekoppling med motstånd också funkar) men har också andra anledningar.

Jag är mycket osäker på hur "normala" OP-ampar fungerar så jag ber om er hjälp.

Mina OP fungerar i alla fall som så att medelvärdet av Vcc-Vss är vad man får ut (omotkopplat).

Med min Rör-OP får jag alltså ut 225V så länge som Vcm>20V (+&- tied together and anywhere else).

Normalt sett finns i praktiken inget problem med Vcm för man har relativt stor dubbel matningsspänning.

Men jag ska lägga mig så nära Vss det bara går för jag har strikt positiv matning.

Anoddiagrammet i EC säger mig att pentoden (som är boven) behöver minst 20V för att fungera varför CM Range>Vss+20V.

Jag måste alltså lyfta allt 20V innan KOP-15D fungerar.

Jag har varit ute efter OP som tål hög spänning förut och letat runt men i princip stoppar det vid (Vcc-Vss)=44V.

Jag har preliminärt tänkt mig Vcc=24V (4 Volts marginal för icke-R2R).

Sen har jag tänkt mig en luring dvs Vss=-12V BARA.

Vcc-Vss blir då bara 36V vilket klaras.

MEN, hur går det med utgångsbias?

Mina OP skulle göra som så att dom lägger sig på Vss+(Vcc-Vss)/2, det är så dom är designade mest pga strömgenerator i diffsteget.

Säg att Vcc är 24V och Vss=-12V då skulle mina OP lägga sig på -12+18=6V (pga CMRR, OL).

Om kommersiella OP också gör det då blir jag konfys.

För vad är då VSRR för nåt?

Dessutom blir offset beroende av matningens tolerans.

Fast kanske feedback drar den rätt utifrån vilken referens man väljer (på plusingången).

Nej, jag förstår fortfarande inte hur en OP fungerar i praktiken.

Detta trots att jag nu byggt mig ett gäng

MVH/Roger
PS
Vänta nu, det är nog den höga förstärkningen ihop med återkopplingen som drar utgången till plusingångens potential. En normal OP har ju i princip oändlig förstärkning dvs skillnadsspänningen på plus och minusingången är i praktiken noll. Dvs utgången dras servoaktigt till plusingångens potential så länge det finns negativ återkoppling. Omotkopplat kan det eventuellt vara som med mina OPs. Måste testa asap Fast samtidigt finns det offset som vid den höga förstärkningen garanterat kommer driva OP till endera rail.

[Spisblinkaren]

Jag har tänkt om lite.

Med enkel matningsspänning är den lite knölig att driva DC-mässigt.

Detta samtidigt som hcb gjort mig uppmärksam på att skärmgallret faktiskt drar en del ström (<5mA vid min gallerspänning, Ec1=-3,5V).

Vid Ec1=0 kan dock skärmgallret dra så mycket som 15mA (minskar och planar ut med hög anodspänning).

Om man då leker med tanken att jag drar den till 450V (utan motstånd) och att ovanstående data är relevant även för Ec2 skilt från 150V, ja då är vi uppe i 5mA*450V=2,2W som jag kan tänka mig att den lilla spiralen till skärmgaller kan bli nästan glödgad av.

Så jag har bestämt mig för att skapa en än mer okonvetionell OP

Jag låter den innehålla en noll-lina som gör att OP förväntar sig dubbel (asymmetrisk) matningsspänning.

Att den ska vara asymmetrisk har flera anledningar:

1) Minska påfrestningen på rören (har redan nu 550V över slutröret och 350V över diffrören).
2) Ger smidig skärmgallerförjning av EF94
3) Ger inbyggd möjlighet att enkelt svinga -100VDC (med marginal) för gallersvep/steg av DUT.
4) Ger möjlighet att svinga +500VDC (med marginal).

MVH/Roger
PS
Vad tror ni om C? Jag avser alltså skicka in två olika typer av ramper (ena linjärt sågtandsformad, den andra trappstegsformad). Måste allt verkligen vara DC-styrt när det ändå är repetetiva "AC-signaler"? Om det kan få vara AC-styrt kan jag nämligen få en ganska redig förstärkning där feedback tom blir meningsfullt.

[Spisblinkaren]

Nu har jag lagt till min ide' om matning.

Vad tycks?

MVH/Roger

[SvenW]

Ja, nu ser det bättre ut med 150 V på skärmgallret. hcb har helt rätt om skärmgallret, det brinner av om du lägger på 450 V.
Enligt databladet, som jag just kollade, blir "skirmgitterstrom" 4.3mA vid 150V @ anodstrom 10.8 mA. Alltså inte försumbar.
http://www.r-type.org/pdfs/ef94.pdf
"Grenzverte skirmgitterverlustleistung" är bara 0.65W, så redan här har du överskridit en hel del.
Men i ditt fall blir anodströmmen kanske inte mer än ca 3 mA, så det kan gå. Men kontrollera detta!

Om iden med rörbestyckad OP: Ja, man gjorde sådana vid mitten av förra århundradet. En viktig komponent i dåtidens analogimaskiner.
Men speciellet DC-offset var usel. Moderna OP är enormt mycket bättre.
Men ditt projekt är lärorikt och spännande, och hoppas vi så småningom får veta hur bra det blir. Offset, bandbredd mm.
Brusdata vid hög källimpedans kan nog bli bra.

[Spisblinkaren]

Tack Sven för detta trevliga inlägg!

Jag har själv som sagt sett i anoddiagrammet för EF94 att jag måste räkna med närmare 5mA som värst (vid -3,5V) och låg anaodspänning men om man, som nu, ligger >100V anodspänning så är strömmen så liten som 1mA samtidigt som man kan tänkas vilja biasera den <150V (dvs Vcm<0V) fast det är ett extremfall.

I min nuvarande koppling är alltså 1mA att räkna med men 1mA*700V=0,7W dvs, utifrån dina trevligt framtagna data, klarar den faktiskt att bli dragen till Vcc (700V)!

Fast jag ska göra såhär ändå för jag har ingen aning om hur anoddiagrammet blir för andra spänningar än Ec2=150V.

Slutligen måste jag säga att du inspirerar mig nåt enormt!

Idag på bussen undrade jag riktigt vad jag håller på med för dumheter

Samtidigt skrev jag på facebook igår att det ska bli roligt att generera en +/-350V sinussignal

Med hjälp av externt seriereglerande rör och kraftigare nätdel kan jag sen göra en dimmer

Fast jag satt också på bussen och tänkte på andra roliga grejer som råförstärkning, bandbredd och UG stegsvar.

Brus tänkte jag dock inte på, så det får du lära mig hur man ska mäta

Jag har dock fått lära mig att bruset hos rör är storleksordningen 20dB bättre (för vad är liksom termiskt brus i detta fallet ).

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Nu är jag riktigt på G

Har caddat upp hela projektet nu exklusive hur rören skall placeras på mitt plywood-chassie.

Jag kom på att utspänningen från likriktaren egentligen inte är så kritisk.

Nu har jag typiskt +480V/-160V.

Det är lite av en besvikelse men jag struntar i det, det får bli vad det blir.

Samtidigt, vad fan ska man med zenerdioder till

Bara korkat

Så nu kommer jag ta det jag får samtidigt som ripplet blir mycket bra av ett sånt enkelt gammalt hederligt trick som RC-filtrering

Sen har jag skapat en testkrets, det är knöligt att bygga den utanför OP så jag har integrerat den.

Med testkretsen ska jag både kunna skicka in en AC och få OP att DC-mässigt gå ända till endera rail (typ).

Sen har jag också caddat bakstycket.

Feedback kan emellertid inte riktigt nyttjas annat än för riktigt små DC-utgångssignaler eller AC.

När det gäller AC har jag bestämt mig för att permanent montera C.

Detta påverkar naturligtvis inte DC-prestandan men AC-mässigt får förstärkningen en rejäl skjuts.

Nästa steg blir att "dubblera" motstånd då ni ju så trevligt påtalat att moderna motstånd knappt tål >250V (elfa's metallfilmmotstånd sägs dock tåla 350V, vill jag minnas).

Annars är den spänningsmässiga belastningen av slutröret något oroade.

Design Maximum Rating (DMR) i EC säger 330V, jag ska försöka nyttja 550V...

Men som sagt, DMR är inte samma som AMR (Absolute Maximum Rating), så jag tror detta kan gå, vad tror ni?

MVH/Roger

[HUGGBÄVERN]

Vad ska du me rör-OP till?