RIAA-förstärkare med enbart rör

[manw]

Steal wihth pride!

Råder lite delade meningar om emitterföljare o katodföljare bland dem som är kritiska...

Googlade lite, men sitter på jobbet nu. Man kan förbättra emitterföljare genom att använda ett "sziklai pair" som blir ännu linjärare med en konstantströmlast.

Appropå driva kablar från rör, så gjorde jag i ett linjesteg en SRPP koppling med en MOSFET istället för det "övre röret" funkade faktiskt, men gav lite väl mycket "rörljud" om det berodde på ECC82 eller för stor ingångskapacitans i MOSFETen?

[manw]

Tror att du kan räkna ca 100-150pF i kabeln, sedan förstärkarens ingångskapacitans. Lite olika vad gäller kapacitans som olika pickuper vill ha, kan vara bra att göra den variablel på ett eller annat sätt. Skickar med denna länk mest som ett exempel http://www.tnt-audio.com/sorgenti/nagaoka_mp11_e.html

[Spisblinkaren]

Intressant graf, minst sagt!

Gul är ju rakast men det är ju hela 620pF!

Nåväl, detta är nog ytterst individuellt även om 150pF kanske ändå inte är så optimalt, generellt sätt.

Fast mina RIAA kommer ändå ha c.a 150pF (även om vridkonding lockar pga dig )

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Steal wihth pride!

Råder lite delade meningar om emitterföljare o katodföljare bland dem som är kritiska...

Googlade lite, men sitter på jobbet nu. Man kan förbättra emitterföljare genom att använda ett "sziklai pair" som blir ännu linjärare med en konstantströmlast.

Appropå driva kablar från rör, så gjorde jag i ett linjesteg en SRPP koppling med en MOSFET istället för det "övre röret" funkade faktiskt, men gav lite väl mycket "rörljud" om det berodde på ECC82 eller för stor ingångskapacitans i MOSFETen?

Tack

Jag förstår inte vad som behöver linjäriseras?

Utgångsimpedansen ges av 1/gm och om den är mycket mindre än lasten ser jag inga som helst problem, för gm kan ju få variera lite hur den vill då den är en mycket liten del av lasten.

Se det såhär, normalt gm för en småsignaltrissa med ynka 1mA genom sig är 1[mA]/25 S dvs 25 Ohm och om du belastar med en pot på 20k så utgör utgångsimpedansen runt 1/1000 av volympotten, eller hur?

Alla olinjäriteteter som kan finnas i trissan/katodföljaren är sedan max 10% av 1/gm!

Eftersom 1/gm utgör typiskt 1/1000 av Zload kan sedan total distorsion pga olinjäriteter uppskattas mha en multiplikation med 10%, så vi är nere i en påverkan pga olinjäriteter i gm på 1/1000*1/10=10ppm!

Nej, jag tror inte emitterföljare eller katodföljare färgar ljudet speciellt mycket

MVH/Roger

[HUGGBÄVERN]

Du glömmer återkopplingen. Många har åsikter om katodföljare just pga återkopplingen, vilken, många anser, är en källa till missljud.

[Spisblinkaren]

Okej, men istället för att bara trumfa mitt påstående med sägner så vore det trevligt med ett exempel.

Jag gillar heller inte (mycket) återkoppling, därför går t.ex OP bort för mig.

En OP kan dock ha ett BF på 100dB eller mer, det tvivlar jag på att en katodföljare/emitterföljare (KF/EF) har.

Förstärkningen hos en OP är ju känd att den är (och denna kan jag faktiskt härleda):

\(A_v=\frac{F}{1+\beta F}...1\)

som om Beta*F är stor blir 1/Beta.

Om man kanske kan nyttja detta för en KF/EF så skulle alltså Beta vara på 1, F runt 0,9 dvs en Av på runt 1/2, nej det stämmer inte.

Nån mer sakkunnig får gärna hjälpa mig här (jag vill se en härledningen av en formel på att KF/EF har stor återkoppling och vad det resulterar i).

MVH/Roger
PS
Klart är denna formel i alla fall (för rör i KF-koppling och den kan jag också härleda)

\(A_v=\frac{R_k\mu}{r_p+R_a+(\mu +1)R_k}...2\)

som i praktiska KF-fall (my>>1, Ra=0) reduceras till

\(A_v=\frac{R_k\mu}{r_p+\mu R_k}...3\)

eller

\(A_v=\frac{R_k\frac{\mu}{r_p}}{1+R_k\frac{\mu}{r_p}}...4\)

eller

\(A_v=\frac{g_mR_k}{1+g_mR_k}...5\)

Vilket alltså blir spänningsförstärkningen från galler till katod.

Observerar att jag ju kallat detta Av...om man återanvänder feedback-formeln ovan (den första) men löser ut F så får man

\(F=\frac{A_v}{1-\beta A_v}...6\)

Så om vi istället har ett Av på 0,9 och ett Beta på 1 så är F 10ggr högre än Av, undrar vad F står för och om man måste ta hänsyn till inre resistanser i röret typ 1/gm eller rp för att få korrekt Beta, eventuellt kan det vara att bara köra på med Av-beräkningen först och sedan F-beräkningen.

Eventuerllt står faktiskt F för den förstärkning som lasten i sig måste ge i anod-diagrammet för att Av ska kunna bli 0,9, dvs det är bara att lägga en lastlinje i anoddiagrammet och mäta upp.

EDIT: korrigerat fel i formel 4 & 5.

[manw]

Det är ju bara linjära ekvationer, så jag förstår inte riktigt vad man skulle kunna dra för slutsatser av det? Intressant blir först om man pillar in diodekvationen för att kunna dra någon form av slutsats av det. Kan varken säga bu eller bä om det utan att ha gjort analysen, men mellan "tummen o pekfingret" så ju mindre variation i strömmen över bas-emmitterdioden, ju mindre problem. Därför SziklaiPair är en bra grej. Liten variation i strömmen genom en strömgenerator eller alternativt ett stort emittermotstånd borde förbättra det hela, sålänge lasten på utgången är liten.

Problem med motkopplade system eller ej, beror på hur man hanterar det. Att motkoppling är svårt att få fungera bra i rörslutsteg beror till allra största del på att man har en utgångstransformator med så begränsad bandbredd som ställer till det. Läste denna artikel någon gång för länge sedan, och letade upp den igen nu: http://www.normankoren.com/Audio/FeedbackFidelity.html

[Spisblinkaren]

Det är ju bara linjära ekvationer, så jag förstår inte riktigt vad man skulle kunna dra för slutsatser av det? Intressant blir först om man pillar in diodekvationen för att kunna dra någon form av slutsats av det. Kan varken säga bu eller bä om det utan att ha gjort analysen, men mellan "tummen o pekfingret" så ju mindre variation i strömmen över bas-emmitterdioden, ju mindre problem. Därför SziklaiPair är en bra grej. Liten variation i strömmen genom en strömgenerator eller alternativt ett stort emittermotstånd borde förbättra det hela, sålänge lasten på utgången är liten.

Problem med motkopplade system eller ej, beror på hur man hanterar det. Att motkoppling är svårt att få fungera bra i rörslutsteg beror till allra största del på att man har en utgångstransformator med så begränsad bandbredd som ställer till det. Läste denna artikel någon gång för länge sedan, och letade upp den igen nu: http://www.normankoren.com/Audio/FeedbackFidelity.html

Det är ju bara linjära ekvationer, så jag förstår inte riktigt vad man skulle kunna dra för slutsatser av det? Intressant blir först om man pillar in diodekvationen för att kunna dra någon form av slutsats av det.

Jag håller inte med dig här, det är bara intressant att pilla in diodekvationen om diodekvationen påverkar, jag menar att med last på utgången som vida överstiger 1/gm så spelar olinjäriteter i form av diodekvationen ingen som helst roll så ur den synvinkeln är i detta fallet diodekvationen ointressant.

Problem med motkopplade system eller ej, beror på hur man hanterar det. Att motkoppling är svårt att få fungera bra i rörslutsteg beror till allra största del på att man har en utgångstransformator med så begränsad bandbredd som ställer till det.

Jag håller inte riktigt med dig här heller, problemet med motkoppling har inte direkt med den begränsade bandbredden hos utgångstrafon att göra, det har mer med fasgången hos utgångstrafon att göra, vilket kan tyckas vara lite hårklyverier ty ändring i fas sker i närheten av bandbredden men jag tycker ändå det bör påpekas, sen vet ju du om det här men jag nämner det ändå dvs att ett vanligt fenomen med motkoppling från utgången hos en utgångstrafobestyckad rörförstärkare är oscillation och/eller ringningar hos stegsvaret, detta alltså mest pga fasgången hos utgångstrafon och inte bandbredden ty villkoret för stabilitet hos en negativt återkopplad förstärkare är att förstärkningen måste vara mindre än 1 när fasen passerar 180 grader och det är oftast inte speciellt svårt att ha en förstärkning som är större än ett i det fasfallet, dvs det är fasen som är problemet samtidigt som den är klurigare att korrigera än själva förstärkningen.

Hoppas jag inte låter som en besserwisser nu, se det lite som att detta bara är vad jag tror

MVH/Roger

[manw]

Ja, inlägget kändes lite besservisseraktigt Nej naturligtvis är knappast fas, amplitud och bandbredd några enskilda företeelser.

Du verkar veta vad du vill, lämnar tråden

[Spisblinkaren]

Vi räknar lite.

Jag har precis skapat en bild över en FET's (och därmed också ett rör's) konfiguration:

\(U_{in}=R_sI_d+V_{gs}...7\)

\(I_d=\frac{\mu V_{gs}}{rp+R_d+Rs}...8\)

\(I_d=\frac{\mu (U_{in}-R_sI_d)}{rp+R_d+Rs}...9\)

\(I_d=\frac{\mu U_{in}}{rp+R_d+Rs}-\frac{\mu R_sI_d}{rp+R_d+Rs}...10\)

\(I_d(1+\frac{\mu R_s}{rp+R_d+Rs})=\frac{\mu U_{in}}{rp+R_d+Rs}...11\)

\(I_d(\frac{rp+R_d+Rs+\mu R_s}{rp+R_d+Rs})=\frac{\mu U_{in}}{rp+R_d+Rs}...12\)

\(I_d(rp+R_d+Rs(1+\mu))=\mu U_{in}...13\)

\(U_{out}(S)=R_sI_d...14\)

\(U_{out}(D)=-R_dI_d...15\)

Där det nu är enkelt att se att:

\(\frac{U_{out}}{U_{in}}_D=A_v(D)=-\frac{\mu R_d}{r_p+R_d+R_s(\mu+1)}...16\)

och

\(\frac{U_{out}}{U_{in}}_S=A_v(S)=\frac{\mu R_s}{r_p+R_d+R_s(\mu+1)}...17\)

där den första ekvationen alltså är förstärkningen ut till Drain och den andra ut till Source, i Drain-fallet bör tilläggas att effektiv Rs oftast är noll ty avkopplat och i Source-fallet är Rd oftast noll.

Mycket stolt över mig själv är jag som lyckades med dessa beräkningar i första försöket, jag har gjort dom ett antal gånger i mitt liv men aldrig lyckats i första försöket

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Jag tror jag börjar fatta vad motkoppling i katodföljarfallet innebär:

Jag har ovan härlett uttrycket för förstärkningen och repeterar

\(A_v=\frac{g_mR_k}{1+g_mR_k}...5\)

sen vet vi att uttrycket för en negativt återkopplad förstärkare ser ut enligt

\(A_v=\frac{F}{1+\beta F}...1\)

I fallet katodföljare leker vi att det är lätt att inse att

\(\beta=1...18\)

Varför slingförstärkningen (e.g själva motkopplingen) är

\(\beta F=F...19\)

Om man då mappar ekv 5 och ekv 1 så ser man att

\(F=g_mR_k...20\)

där Rk egentligen skall parallellas med lasten för korrekt värde.

Man ser sen i ekv 5 att om gmRk (eller BF) >>1 så gäller Av=1/B (på samma sätt som för en OP:amp).

Men man har alltså en slags råförstärkning här dvs gmRk vilket är nåt jag aldrig tänkt på.

För liten dämpning, om man säger, så ska alltså gmRk vara hög men om den är hög är alltså råförstärkningen hög och då Beta är ett blir slingförstärkningen hög dvs motkopplingen blir hög.

Samtidigt ser jag en finess man kan ta till här om man ogillar hög motkoppling, varför inte sätta

\(gmRk=1...21\)

och bara få ut halva inspänningen för då är motkopplingen bara 0dB?

Jag ogillar motkoppling väldigt mycket, det ska nyttjas med måtta och när det är befogat som lite linjärisering av (slut)rör och trafo t.ex, 20dB är max jag kan tänka mig även om 14dB är mer idealt, fast detta ärbara en åsikt.

Säg att man, på samma sätt, vill nyttja max 20dB motkoppling, då ska alltså gmRk<10 eller

\(Rk_{eff}<10*\frac{1}{g_m}...22\)

där Rkeff=Rk//RL.

Jag brukar annars använda nämnaren i ekv 1

\(1+\beta F...23\)

som definition på motkoppling för det är den delen av uttrycket som t.ex drar ner utgångsimpedansen hos ett slutsteg (spänningsåterkopplat).

Hoppas jag lät mindre av en besserwisser idag än igår

MVH/Roger
PS
Ekv 21 går också under namnet impedansanpassning och det borde vara väldigt attraktivt i audiofil-kretsar