Rör och rörens olinjäriteter + andra spännande röregenskaper

[DS]

Ur kunskapsintresse är det förstås intressant att veta hur komponenter fungerar men jag får en känsla av att det här ska bevisas att rör och rörförstärkare ändå är motkopplade fast de ofta påstås vara "utan motkoppling. För mig betyder "utan motkoppling" att de saknar medvetet ordnad motkoppling på ett eller annat sätt. Oftast menar man nog global motkoppling när man säger "utan motkoppling". För balansens skull vill jag därför att vi nu ägnar minst 8 trådar á 20 sidor åt hur en transistor är internt motkopplad och spekulerar i allahanda mer eller mindre trovärdiga hypoteser.

Hehe, nä, jag brukar ju komma med lite syrliga kommentarer mot rörförstärkare ibland, men just nu känner jag nog att det är lite kul att begripa hur rörförstärkare funkar.

Vi behöver inte prata rör eller trisseförstärkare för att prata om motkoppling via ett motstånd på katittern. Själv är jag ganska övertygad om att man vinner på sådan motkoppling, åtminstone i ett enskilt steg. Man förlorar förstås förstärkning, men vinner i linjäritet. Och den typen av motkoppling har heller inga "TIM-effekter".

Men det är ju jag det som vill ha rak tonkurva och lite dist .

Svante: Jag önskar av hela mitt hjärta att du fick chansen att koppla upp The Dream mot dina personliga favorithögtalare, tror haksläppet skulle ligga nära tillhands. Du skulle iaf bli mäkta förvånad över vad den pjäsen levererar.

Priset lämnar vi därhän

OT i all välmening

[Flint]

Men det är ju jag det som vill ha rak tonkurva och lite dist .

Det vill jag med. Det är därför jag har svårt med 95% av alla transistorförstärkares kraschande diskantdist. (aproximerad värdeangivelse)

[Jocke]

Men det är ju jag det som vill ha rak tonkurva och lite dist .

Det vill jag med. Det är därför jag har svårt med 95% av alla transistorförstärkares kraschande diskantdist. (aproximerad värdeangivelse)

Tycker ni gör det här bra - en klart minnesvärd tråd så här långt! Hyser lite större förhoppning om en förklaring på det där! Har sedan många år ingen rörhög men tycker nog att jag märker skillnad på om jag spelar mina högtalare med 50Watt eller 250... Diskanten borde ju inte kräva så mycket effekt men det kanske är en "hint" om att det skulle kunna handla om något annat...^^

[Flint]

Det hela är ganska enkelt när man får bilden klar för sig. Problemet är att paketera den så att alla som gör allt för att hindra utvecklingen och förståelsen och vill tysta förklaringen inte lyckas på grund av t.ex. bara ett felvalt ord. Frågan är om det ens är värt att försöka. Vad skulle jag tjäna på att lyckas? Ingenting, men andra skulle det.

[Flint]

Nu vet jag inte om det finns motkopplande saker i en trissa, har inte undersökt det. Triodens dynamiska transkonduktans kan uttryckas som:

gmd = dIa/dUge där dUge är

dUge = dUg + dUa/µ

dUa är negativ när dUg är positiv och man har då en motkoppling.

Nej. Det blir bara en fasvändning av utsignalen gentemot insignalen.

[IngOehman]

Röret har inget katodmotstånd. Varken trissan eller röret är alltså motkopplat.

Det blir ju förstås en filosofisk fråga. Om röret internt har en resistans i katoden, eller om trissan har en resistans internt på emittern så uppstår ju lokal motkoppling internt. Man kan välja att se den som en del av röret/trissan, eller så ser man den som vilken motkoppling som helst och kompenserar då bort den i jämförelsen.

Belysande är det för den ofta alltför svartvita debatten om motkoppling eller inte motkoppling.

I så fall är trissan mer motkopplad eftersom det flyter en basström vilket ger ett spänningsfall över bas/emitterdioden Röret är spänningsstyrt och utan gallerström och alltså uppstår inget spänningsfall som kan motkoppla. Men nu är vi inne på petitesser. Varken röret eller trissan är medvetet motkopplade i min testkoppling. Det är definitionen.
Jag gjorde en test med kollektormotstånd och avkopplingskondensator på trissan och katodmotstånd och avkopplingskondensator på röret och det distande resultatet var i princip identiskt med testet jag visade tidigare. Ca. 8% thd för trissan och ca. 1% för röret.

Båda är motkopplade. Via den interna "bottenresistansen". Hade de
haft emitter/katod-resistor så får den summeras.


Och det är inte bas/gallerströmmen som utgör återkopplingen, det är
den ström som kommer från Anoden/Kollektorn som ger återkoppling
när den faller över den interna förlustresistansen och därmed subtra-
heras från galler/bas-spänningen,

Du verkar ha förstått att det fungerar på ett lite annat sätt? Beskriv
gärna hur du tänker dig att det fungerar.


Vh, iö

[Jax]

Nu vet jag inte om det finns motkopplande saker i en trissa, har inte undersökt det. Triodens dynamiska transkonduktans kan uttryckas som:

gmd = dIa/dUge där dUge är

dUge = dUg + dUa/µ

dUa är negativ när dUg är positiv och man har då en motkoppling.

Nej. Det blir bara en fasvändning av utsignalen gentemot insignalen.

Ja det var ju det jag skrev i sista meningen i andra ord

[Flint]

Nu vet jag inte om det finns motkopplande saker i en trissa, har inte undersökt det. Triodens dynamiska transkonduktans kan uttryckas som:

gmd = dIa/dUge där dUge är

dUge = dUg + dUa/µ

dUa är negativ när dUg är positiv och man har då en motkoppling.

Nej. Det blir bara en fasvändning av utsignalen gentemot insignalen.

Ja det var ju det jag skrev i sista meningen i andra ord

Ok. Det får gå för den här gången. En viss form av teknikerhumor får man acceptera. Aningen torr men långsökt korrekt.

För alla som inte förstod den långsökta vitsen vill jag föklara att formeln inte innebär motkoppling i traditionell mening utan den säger att utsignalen kommer att vara 180grader fasvänd mot insignalen. Något som Jax mycket långsökt och frikostigt vände till begreppet motkoppling i som jag uppfattar det vilseledande syfte.

[Svante]

Nu vet jag inte om det finns motkopplande saker i en trissa, har inte undersökt det. Triodens dynamiska transkonduktans kan uttryckas som:

gmd = dIa/dUge där dUge är

dUge = dUg + dUa/µ

dUa är negativ när dUg är positiv och man har då en motkoppling.

Jax, skulle du kunna förklara vad alla de ingående symbolerna är för något för en stackars trissenisse?

Ia=anodström?
Ua=Anodpotential?
Ug=Gallerpotential?
Uge=?
µ=?
gmd=?

Jag försöker förstå om det är en motkoppling via något millerkapacitansliknande du far efter, eftersom Ua är med.

[Jax]

Nu vet jag inte om det finns motkopplande saker i en trissa, har inte undersökt det. Triodens dynamiska transkonduktans kan uttryckas som:

gmd = dIa/dUge där dUge är

dUge = dUg + dUa/µ

dUa är negativ när dUg är positiv och man har då en motkoppling.

Jax, skulle du kunna förklara vad alla de ingående symbolerna är för något för en stackars trissenisse?

Ia=anodström?
Ua=Anodpotential?
Ug=Gallerpotential?
Uge=?
µ=?
gmd=?

Jag försöker förstå om det är en motkoppling via något millerkapacitansliknande du far efter, eftersom Ua är med.

Ia är anodströmmen
Ua är anodspänningen relativt katoden
Ug är gallerspänningen relativt katoden
Uge samma men kompenserad för påverkan från anoden
µ är förstärkningsfaktorn
gmd är transkonduktansen med motkopplingen

Det är inte millerkondingen som ger detta utan det faktum att anodströmmen i en triod beror på både anod- och gallerspänning.

[Svante]

Nu vet jag inte om det finns motkopplande saker i en trissa, har inte undersökt det. Triodens dynamiska transkonduktans kan uttryckas som:

gmd = dIa/dUge där dUge är

dUge = dUg + dUa/µ

dUa är negativ när dUg är positiv och man har då en motkoppling.

Jax, skulle du kunna förklara vad alla de ingående symbolerna är för något för en stackars trissenisse?

Ia=anodström?
Ua=Anodpotential?
Ug=Gallerpotential?
Uge=?
µ=?
gmd=?

Jag försöker förstå om det är en motkoppling via något millerkapacitansliknande du far efter, eftersom Ua är med.

Ia är anodströmmen
Ua är anodspänningen relativt katoden
Ug är gallerspänningen relativt katoden
Uge samma men kompenserad för påverkan från anoden
µ är förstärkningsfaktorn
gmd är transkonduktansen med motkopplingen

Det är inte millerkondingen som ger detta utan det faktum att anodströmmen i en triod beror på både anod- och gallerspänning.

Aha, så om man i stället skriver

dIa=dUge*gmd=gmd*dUg + gmd*dUa/µ

...så ser det ju ut som att det sitter en resistans mellan anod och katod på µ/gmd? Som småsignalmässigt har samma verkan som anodmotståndet? Den där som brukar kallas hoe (eller 1/hoe blir det kanske) i trissesteg...

Nä, jag håller med Flint, det är ju inte riktigt motkoppling, även om den sänker förstärkningen.

[Flint]

Svante
Jag tror att det du ser som ett motstånd mellan galler och katod ska ses symboliskt och bara som en del av förklarings- och beräkningsmodellen. I verkligheten är gallret i en normal koppling galvaniskt anslutet till katoden med gallerläckan (via jord och ett avkopplat katodmotstånd) men ingen ström flyter mellan galler och katod internt i röret så länge gallret är negativt gentemot katoden och det är det normala i de sammanhang vi pratar här. Alltså kan inget spänningsfall mellan galler och katod uppstå och därmed heller ingen motkoppling. Däremot påverkar gallrets negativa spänning katoden genom att ändra dess laddning i förhållande till anoden. Katoden kan sända ut elektroner mot anoden men det kan inte gallret eftersom det inte är uppvärmt. Gallerspänningen ändrar alltså katodens laddning/potential gentemot anoden och ändrar på det sättet indirekt strömmen mellan katod och anod.
Om däremot gallret görs positivt kommer det att dra till sig elektroner från katoden och i princip fungera som en till anod. Så kör man inte i vanliga förstärkande kopplingar som hifi men tydligen i vissa radiosändare.

[Svante]

Svante
Jag tror att det du ser som ett motstånd mellan galler och katod ska ses symboliskt och bara som en del av förklarings- och beräkningsmodellen. I verkligheten är gallret i en normal koppling galvaniskt anslutet till katoden med gallerläckan (via jord och ett avkopplat katodmotstånd) men ingen ström flyter mellan galler och katod internt i röret så länge gallret är negativt gentemot katoden och det är det normala i de sammanhang vi pratar här. Alltså kan inget spänningsfall mellan galler och katod uppstå och därmed heller ingen motkoppling. Däremot påverkar gallrets negativa spänning katoden genom att ändra dess laddning i förhållande till anoden. Katoden kan sända ut elektroner mot anoden men det kan inte gallret eftersom det inte är uppvärmt. Gallerspänningen ändrar alltså katodens laddning/potential gentemot anoden och ändrar på det sättet indirekt strömmen mellan katod och anod.
Om däremot gallret görs positivt kommer det att dra till sig elektroner från katoden och i princip fungera som en till anod. Så kör man inte i vanliga förstärkande kopplingar som hifi men tydligen i vissa radiosändare.

Förlåt en trissenisse, men...

Det går ingen ström in i gallret.
Gallret sitter mellan anod och katod.
Det går ingen ström mellan galler och katod.

Varifrån kommer då anodströmmen? Går den från katoden och "runt" gallret?

Alltså, nog måste elektronströmmen gå genom utrymmet mellan galler och katod. Och det elektronmolnet, är det "resistanslöst"?

[Flint]

Som jag ser det. Strömmen går från katoden mot anoden genom gallret men gallret varken tar emot eller lämnar elektroner. Det går ingen gallerstöm. Gallret är dock galvaniskt anslutet till katoden via gallerläckan så en signalspänning pålagd på gallret hamnar också på katoden vilket ger katoden en ändrad laddning gentemot anoden och den ändrade laddningen ger ändrad katod-anod-ström. Katod och galler kan då ses som en enhet ur laddningssynpunkt men bara katoden kan avge elektroner. Gallret deltar alltså inte aktivt utan som en katalysator. Den enda ström som går via gallret är den som rörets kapacitanser bidrar med och som gör att röret tappar viss diskant. Kollade nyss på ECC83 och ingångsimpedansen var i den kopplingen vid 20kHz=47kohm och runt 1kHz=1Megohm vilket motsvarar runt 159pF. Hur mycket diskanten faller beror då på föregående stegs drivimpedans. Men det är ett annat problem.

[Svante]

Som jag ser det. Strömmen går från katoden mot anoden genom gallret men gallret varken tar emot eller lämnar elektroner. Det går ingen gallerstöm. Gallret är dock galvaniskt anslutet till katoden via gallerläckan så en signalspänning pålagd på gallret hamnar också på katoden vilket ger katoden en ändrad laddning gentemot anoden och den ändrade laddningen ger ändrad katod-anod-ström. Katod och galler kan då ses som en enhet ur laddningssynpunkt men bara katoden kan avge elektroner. Gallret deltar alltså inte aktivt utan som en katalysator.

Hrrm... Det känns lite märkligt att säga det här, men jag tror du har fel.

Gallret är väl inte anslutet galvaniskt (med en metalltråd) till katoden?

Det är ju vakuum däremellan. Däremot så bildas det ett elektriskt fält mellan galler och katod och riktning och styrka på fältet kommer att avgöra hur stor andel av elektronerna i elektronmolnet runt den heta katoden som åker till gallret. Elektronerna som kommer dit passerar sedan genom gallret och accelereras vidare mot anoden som ju är vid en mycket högre potential än gallret.

Katod och galler blir som en elektronkanon som skjuter elektroner mot anoden. Mängden elektroner styrs med spänningen mellan galler och katod.

Det betyder att hela strömmen går mellan katod och galler och sedan fortsätter till anoden. Ingen ström går ut genom galleranslutningen.

Det är här jag gissar att rymden (elektronmolnet) mellan galler och katod ändå har en viss resistans och alltså kommer att verka på samma sätt som ett oavkopplat katodmotstånd gör.

[Flint]

Gallret är galvaniskt anslutet på utsidan med en högohmig gallerläcka till jord och därför också till katoden. Eftersom det inte flyter någon gallerström kan den vara mycket högohmig men brukar för smårör ligga så där 1Meg och för slutrör 100-220kohm.

Det finns ett alternativt sätt att se gallrets funktion men det har fortfarande med laddningen mellan anod och katod att göra. Har inte tanken klar men funderar på den. Resultatet blir dock detsamma som i mitt förra spånande.

[Svante]

Gallret är galvaniskt anslutet på utsidan med en högohmig gallerläcka till jord och därför också till katoden.

Aha, ja du menar det fysiska motståndet som man ser i schemat. Ok. Då är jag med. Det finns ju där för att ge röret sin arbetspunkt tillsammans med katodmotståndet. Alltså att ge lämplig potentialskillnad mellan galler och katod, så att en lämplig mängd elektroner når gallret för att sedan fara vidare till anoden.

Hmm, betyder det att vi är överens?

[Jax]

Jag ser det på ett annat sätt.

Mellan anod och katod finns ett elektriskt fält som blir mer positivt närmare anoden. Finns inget galler drar anoden till sig alla lösa elektroner runt katoden.

Gallret som normalt är negativt introducerar en potentialgrop i fältet som elektronerna måste övervinna för att gå vidare till anoden. Ju mer negativt gallret är desto färre elektroner klarar av passagen.

Eftersom gallret är negativt i förhållande till både anod och katod så drar det inte till sig elektroner men en och annan elektron träffar ändå en gallertråd varpå det går en ytterst liten ström in i gallret.

Detta senare fenomen kan användas för att sätta en arbetspunkt för trioden. Man jordar då katoden och sätter ett stort motstånd från galler till jord. Typiskt 10 Mohm, Den lilla strömmen från de krockande elektronerna ger då ett spänningsfall över det stora motståndet så gallret blir lite lagom negativt,

Det är därför man kallar detta motstånd för gallerläcka även om bias fixas på annat sätt.

[Flint]

Gallret är galvaniskt anslutet på utsidan med en högohmig gallerläcka till jord och därför också till katoden.

Aha, ja du menar det fysiska motståndet som man ser i schemat. Ok. Då är jag med. Det finns ju där för att ge röret sin arbetspunkt tillsammans med katodmotståndet. Alltså att ge lämplig potentialskillnad mellan galler och katod, så att en lämplig mängd elektroner når gallret för att sedan fara vidare till anoden.

Hmm, betyder det att vi är överens?

I princip. Gallerläckan lyfter ner gallret till jordpotential i förhållande till katoden. Gallret blir alltså negativt förspänt mot katoden. Spänningsfallet över katodmotåndet ställer arbetspunkten som stabiliseras till en viss punkt beroende på motståndets värde. För att inte motståndet ska motkoppla även ac parallellkopplas det med en relativt stor konding så att signalen når katoden utan att motkopplas. Så långt tror jag att vi är överens. Vad borde vi mer vara överens om som jag kanske har missat i ditt argument?

För övrigt ypperliga simuleringsuppslag det här.

[Flint]

Jax ide är vettig. Det var något ditåt min alternativa idé lutade. Jag tänker inte vara tjurig och svära på att min första idé stämmer fullt ut och argumnetara för det med minst 500 A4-sidor framåt. Men jag vänder mig mot att Jax version skulle innehålla någon direkt intern motkoppling av vikt om han nu har tänkt att påstå det. I alla fall tills jag är helt överbevisad och övertygad om att så är fallet.

Ha... Nu kom jag på ett till sätt att se gallrets funktion. Spånande hypotes: Gallret döljer och minskar katodens kraftfält gentemot anoden med sitt eget ökade negativa fält vid ökad negativ spänning men eftersom det inte kan lämna några elektroner så sjunker strömmen mellan anod och katod. Slut hypotes. Öhh...

[Svante]

Ha... Nu kom jag på ett till sätt att se gallrets funktion. Spånande hypotes: Gallret döljer och minskar katodens kraftfält gentemot anoden med sitt eget ökade negativa fält vid ökad negativ spänning men eftersom det inte kan lämna några elektroner så sjunker strömmen mellan anod och katod. Slut hypotes. Öhh...

Ja, precis så tänker jag, fast tvärtom.

Elektronerna svärmar kring katoden. Utan galler ser de en attraktiv anod borti fjärran. Alla dras ditåt. Sen kommer gallret och döljer snyggingen och blir det negativt blir det tom frånstötande. Elektronerna stannar vid katoden. Det är bara några som blir knuffade till gallret i trängseln som råkar titta genom gallrets rutor och ser anodsnyggingen. De få som har sett ljuset springer raskt till vidare till anoden. Strömmen blir svag.

[Flint]

Ja vi är överens med en liten resevation. Utan negativ laddning på gallret går det en ganska ansenlig ström från katod till anod så kraftfältet är inte direkt att leka med för elektronerna. Då har vi en diod istället för en triod. Med negativ spänning på gallret blir det dock lite lugnare i hönshuset varvid möjlighet till vissa fritidsnöjen och socialt umgänge ges.

Jag menar att rusningstid är rörets "naturliga" tillstånd och vilan kommer av att gallret lugnar ner och inte tvärs om. Men det kan man nog se lite som man vill och ändå fixa till en riktig hififörstärkare värdig namnet.

[PeterAkemark]

I princip. Gallerläckan lyfter ner gallret till jordpotential i förhållande till katoden. Gallret blir alltså negativt förspänt mot katoden. Spänningsfallet över katodmotåndet ställer arbetspunkten som stabiliseras till en viss punkt beroende på motståndets värde. För att inte motståndet ska motkoppla även ac parallellkopplas det med en relativt stor konding så att signalen når katoden utan att motkopplas. Så långt tror jag att vi är överens. Vad borde vi mer vara överens om som jag kanske har missat i ditt argument?

För övrigt ypperliga simuleringsuppslag det här.

Kan du förklara hur din hypotes funger i denna koppling med ECC83 som saknar katadmotstånd? God fortsättning och ett Gott Nytt År önskar jag alla.

[Flint]

Kan du förklara hur din hypotes funger i denna koppling med ECC83 som saknar katadmotstånd? God fortsättning och ett Gott Nytt År önskar jag alla.

Vet inte, men ECC83 är det enda rör jag har labbat med som den där kopplingen är möjlig med men den distar rejält i den kopplingen. Jag har använt den för att just öka disten i t.ex. gitarrförstärkare (men med dåligt resultat). Något med ECC83:s konstruktion gör funktionen möjlig men jag vet inte hur. I det fallet, alltså med ECC83, är jag inne på Jax förklaringsmodell.

[Jocke]

En sådan här?



Milde tid, en sådan har jag ju haft... Är det något att ha? Försökte spela elbas genom den som ung och oförståndig men det bara fräste...

[Flint]

Jocke
Dynacord Eminent lever fint upp till myten om den bedrövliga rörstärkaren. Störningar, brus, brum, distar, klipper, glappar, sönderreparerad, slutrör som lyser upp som tomtebloss, svår att reparera mm... Men precis som Edisonförstärkare är den ett bra råmaterial att helt riva och bygga upp i en ny skepnad som fungerar. Jag har byggt bra både gitarr och munspelsförstärkare av gamla sönderreparerade Dynacord Eminent. På sjuttitalet när jag köpte dom låg dom runt 300:- vilket var ett hyfsat komponentpris.

[Jocke]

Jocke
Dynacord Eminent lever fint upp till myten om den bedrövliga rörstärkaren. Störningar, brus, brum, distar, klipper, glappar, sönderreparerad, slutrör som lyser upp som tomtebloss, svår att reparera mm... Men precis som Edisonförstärkare är den ett bra råmaterial att helt riva och bygga upp i en ny skepnad som fungerar. Jag har byggt bra både gitarr och munspelsförstärkare av gamla sönderreparerade Dynacord Eminent. På sjuttitalet när jag köpte dom låg dom runt 300:- vilket var ett hyfsat komponentpris.

300 kunde man oftast klara av redan då...^^ Har ju ingen koll men har hört att utgångstransormatorer var väldans dyra efter transistoriseringen. Du verkar ha ung samma inställning till rörförstärkare som jag har till Ikea - bra halvfabrikat som man ofta kan göra något bra av... ;-D

[Flint]

Jocke
Jag försöker bedöma prylar efter hur de funkar i sitt sammanhang och i sin tänkta funktion. Ormolja är kul som fenomen att studera men inte att hylla som upphöjd sanning vare sig det rör sig om transparensbegreppet, mätdatafetischism eller dyrkabeldyrkan.

[IngOehman]

Om man angriper saker som inte färgar på grund av att de inte gör
det (och angriper dem som vill ha ofärgande apparater liksom iden
att vilja ha det, att eftersträva transparens), och sen även angriper
saker som färgar på grund av att de gör det, och även dem som upp-
skattar färgningarna, så blir det ju just ingenting kvar.

Jag föredrar att framhålla det värde som svagfärgande apparater er-
bjuder för den som söker sådana, och de värden som färgningar kan
erbjuda för den vars lyssningssituation gör den ena eller andra färg-
ningen till en fördel.

Att ge sig på sådant som någon gillar genom att framhålla en motsatt
åsikt i ett pseudoobjektivt sken - blir allltid fel. Tycka saker kan man
dock självklart alltid. Men objektiva påståenden tycker jag bör reser-
veras för objektiva saker.


Vh, iö

[Flint]

Egentligen borde förstås tråden heta:

"Rör och rörens avsaknande av olinjäriteter + andra spännande röregenskaper"

Jag menar efter den jämförelse med trissan jag gjorde tidigare vid 8V rms ut i båda fallen.