Procedee, tehnici si modele utilizate in simulare

[cristian1961]

Multumesc , am sa caut cum ati spus dv. cit priveste acel traf se poate si simula . dar eu nu sunt asa de avansat din pacate.

am sa descriu ideea de baza, poate este utila . eu am gasit-o intr-o carte din usa destul de veche.

sa zicem ca vrem un traf cu raportul nr. de spire de 7:1 , se iau 8 conductoare de lungime potrivita si se bobineaza cu toate in paralel. apoi se indentifica capetele unuia din conductoare care v-a fi secundarul . celelalte 7 conductoare se vor inseria in ordinea inceput sfirsit, rezultind o singura infasurate. se tine cont ca nr. de spire total al primarului v-a fi 7xnr. de spire bobinat. in felul asta cuplajul este maxim posibil. nr. total de spire al primarului se alege astfel incit sa se obtina inductanta necesara. in testul meu traful a dat rezultate foarte bune .

Editat Mai 28, 2014 de cristian1961

[Vizitator]

@cristian1961: La intrebarile din PM-ul tau iti raspund aici. Pentru a ajunge la acuratetea necesara calculului, toti coeficientii sunt determinati in MathCAD prin procedeie specifice fiecarui tub in parte. Numarul punctelor specificate in procedura de determinare a acestora, este foarte mare (de ordinul sutelor) Initial foloseam o procedura simplificata cu maximum 5...6 puncte definite pe caracteristica - dupa indicatiile unui internaut interesat de calculul coeficientilor ecuatiilor Koren. In primele 8 imagini atasate, sunt 8 screenuri dupa procedura de determinare a coeficientilor la pentoda EL34. In total 376 de puncte prelevate dupa caracteristicile originale, prelucrate initial in AutoCAD (grafic) Dupa aceste caracteristici din AutoCAD se citesc in mod automat datele, cu o precizie de 3...4 zecimale (dupa virgula) Datele sunt introduse in MathCAD sub forma unor matrice de date, purtand coduri de tipul a₁... f₁ pentru primul tablou de caracteristici, corespunzatoare tensiunii pe grila 2 - U_g2 = 250 V, sau de tipul a2... i2 pentru cel de-al 2-lea tablou de caracteristici, corespunzatoare tensiunii pe grila 2 - U_g2 = 360 V. Matricele sunt aratate condensat (primele 2 linii ale primelor 2 coloane) in imaginea din atasamentul 9. Aceste matrice sunt suficient de precise pentru a regenera forma initiala data de fabricant pentru tubul in cauza (aici EL34) In atasamentul 10 se reediteaza forma caracteristicilor pentru cazul U_g2 = 250 V, iar in atasamentul 12 pentru cazul U_g2 = 360 V. In atasamentul 12 se dau cele doua ecuatii Koren, scrise in mod convenabil. Eu folosesc simboluri diferite pentru coeficienti - din motive practice de implementare a calculului. Calculul efectiv al coeficientilor se face printr-o procedura specifica MathCAD-ului - procedura "Given - Minerr" si este foarte laborioasa. La viteza de calcul a celor mai moderne laptop-uri, timpul de determinare a coeficientilor este de ordinul a 10... 11 minute. De aceea acest calcul se efectueaza o singura data in debutul programului, dupa care este inhibat iar coeficientii sunt trecuti intr-o matrice - vezi matricea verde din imaginea a 8-a. In continuare calculul se face utilizand acesti coeficienti si se obtin rezultatele prezentate in primele postari ale acestui topic. Calculul este integrat cu calculul parametrilor unui amplificator utilizand tubul EL34 si astfel se pot obtine rezultate direct utilizabile la implementarea schemelor in Multisim.

[cristian1961]

Multumesc , acum inca mai studiez programul in smath . incerc sa gasesc si eu functiile j(u) si i(u), astea inca nu imi sunt clare.

referitor la model vad ca in modelul multisim folositi o forma diferita de cea cu exponentiale din matcad, si nu m-am lamurit.

La parametii de tub din caseta portocalie ce semnificatie au parametrii ? , sunt diferiti de modelul Koren

[Vizitator]

...referitor la model vad ca in modelul multisim folositi o forma diferita de cea cu exponentiale din matcad, si nu m-am lamurit...

Ecuatiile sunt identice. In multisim insa ele sunt scrise cu simbolurile operatiilor tipice excelului. De fapt cea mai stresanta treaba atunci cand in sfarsit esti in masura sa aplici modelul, este sa convertesti modurile de scriere a ecuatiilor, astfel incat sa nu gresesti.

...La parametii de tub din caseta portocalie ce semnificatie au parametrii ? , sunt diferiti de modelul Koren

Am spus atat in postarea anterioara, cat si in mai multe randuri de-a lungul topicului, ca eu nu folosesc simbolurile originale din ecuatiile lui Koren. De aceea, cine vrea sa compare ecuatiile, va trebui sa faca mai intai o echivalare simbolica.

[cristian1961]

Ltspice e compatibil cu spice si deci modele dl Koren merg pe el . Eu vreau sa inlocuiesc ecutiile dv intr-un model din acela . Insa am unele nelamuriri. In cazul functionarii tubului la Vgk>0 grila incepe sa conduca curent. pentru asta dl Koren a introdus un element de corectie in model.

Pentru A 12AX7 a introdus o dioda DX si niste noduri suplimentare 7 5 banuiesc folosite doar in model , in scheme vad ca nu se conecteaza la nimic, plus 0 nodul de masa. Nu imi este clar care este schema echivalenta de la care a plecat. nu am gasit pe net nicaieri.

Dv. in ecuatiile pe care le-ati dedus ati prevazut si posibilitatea lucrului cu Vgk>0 ? .Regimul asta poate aparea uneori in niste conditii particulare in amplificatoare.

banuiesc ca ati studiat aceste modele inainte de a perfecta pe cele din multisim.

 

.SUBCKT 12AX7 1 2 3 ; A G C  (Triode)  OLD MODEL  AKA ECC83* Original Koren ModelX1 1 2 3 TRIODE MU=100 EX=1.4 KG1=1060 KP=600 KVB=300 VCT=0.00 RGI=2000 CCG=2.3P CGP=2.4P CCP=.9P  ; ADD .7PF TO ADJACENT PINS; .5 TO OTHERS..ENDS  12AX7******************************************************.SUBCKT TRIODE 1 2 3 ; A G CE1  7 0 VALUE={V(1,3)/KP*LOG(1+EXP(KP*(1/MU+(V(2,3)+VCT)/SQRT(KVB+V(1,3)*V(1,3)))))}RE1 7 0 1GG1  1 3 VALUE={(PWR(V(7,0),EX)+PWRS(V(7,0),EX))/KG1}RCP 1 3 1G   ; TO AVOID FLOATING NODES IN MU-FOLLOWERC1  2 3 {CCG}  ; CATHODE-GRIDC2  2 1 {CGP}  ; GRID=PLATEC3  1 3 {CCP}  ; CATHODE-PLATED3  5 3 DX ; FOR GRID CURRENTR1  2 5 {RGI}  ; FOR GRID CURRENT.ENDS  TRIODE****************************************************.MODEL DX D(IS=1N RS=1 CJO=10PF TT=1N) ; diode used by the Triode, Pentode Beam Tetrode models

.ENDS 

Editat Iunie 9, 2014 de cristian1961

[Vizitator]

In mod logic, ecuatiile koren, sunt valabile pentru orice tensiune de grila, inclusiv tensiuni pozitive. De asemenea tuburile electronice, reactioneaza si la tensiuni de grila pozitive. Acestea sunt in general de evitat si masurile care trebuiesc luate in montajele de amplificare pentru evitarea lor, sunt de ordin practic. Deci o interzicere din start a acestor regimuri de functionare nu mi se pare adecvata scopului primordial - simularea oricarui regim. Nu stiu in ce masura regimul de functionare pentru tensiuni pozitive de grila rezultat dintr-un model, mai corespunde caracteristicilor tubului avand in vedere ca la realizarea modelului sunt folosite caracteristicile originale recomandate de producatorul sau, care nu contin in general (sau foarte rar) informatii despre tensiunile de grila pozitive. Dar a limita functionarea in regim de simulare doar la tensiuni negative prin introducerea in schema echivalenta a unor diode  care interzic evolutia curentului anodic pentru tensiuni de grila pozitive, nu mi se pare rezonabil. Este deci mai util ca tubul sa evolueze in baza caracteristicilor "naturale" ale modelului si nu sa contina limitari, care nu exista in realitate.

 

In alta ordine de idei, modelele existente folosite curent pentru tuburile (atatea cate exista actualmente, dealtfel foarte putine la numar) puse la dispozitie de mai toate simulatoarele actuale, nu se bazeaza pe ecuatiile Koren, ci pe modelul dezvoltat anterior si construit pe teoria termoemisiei si pe ecuatiile diferentiale ale tuburilor de diferite tipuri. Eu personal nu am prevazut, dar nici nu am interzis functionarea modelelor mele pentru tensiuni pozitive de grila. Nu vad insa de ce nu s-ar putea face, daca se doreste acest lucru.

[cristian1961]

Pina la urma am inteles cum merge modelul . dioda doar simuleaza rudimentar curentul de grila pentru tensiuni pozitive , fara alta influenta . acum vreau sa introduc ecuatiile dv. pentru spice, pentruca am simulat o schema clasica cu ecc83 si el34 cu model koren si am vazut ca finalul perturba defazorul la frecvente inalte lucru destul de ciudat . In plus reactia negativa din schema introduce o oscilatie pe forma de unda. schema e de pe grupul yahoo al LTspice .cred daca nu ai model cit mai precis rezultatele simularii nu prea au mare valoare. Am gatit si un program pentru proiectare trafuri de iesire , http://www.dissident-audio.com/ cit si unul pentru caracteristici http://www.chemroc.com/PSPICE.html . asa ca idee.

[Vizitator]

Ai un prospect tehnic (help) pentru calculatorul de caracteristici? Am vazut ca astfel de calculatoare sunt utilizate curent de utilizatorii de pe ElForum. As vrea sa vad ce precizie si acuratete aduce in comparatie cu ceea ce se poate realiza pe MathCAD. Am vazut si cazuri de coeficienti departe de realitate determinati cu astfel de calculatoare. Vre-o doua cazuri am analizat si eu mai sus - vezi postarile #6 si #7 de la pagina 1.

[cristian1961]

Nu nu am nimic in plus . l-am vazut intimplator. acum ma concentrez pe chestia asta cu noul model .iata si primul rezultat:

 

.SUBCKT 12AX7_NO 1 2 3 ; A G C  (Triode)  NEW MODEL  AKA ECC83X1 1 2 3 TRIODE_NO MU=102.416 EX=1.463 KG=915 KA=1627.747 K=576+ UCT=0.679 RGI=2000 CCG=2.3P CGP=2.4P CCP=.9P  ; ADD .7PF TO ADJACENT PINS; .5 TO OTHERS..ENDS  12AX7******************************************************.SUBCKT TRIODE_NO 1 2 3 ; A G C*G1  1 3 VALUE={(1/KG)*(((V(1,3)/KA)*LOG(1+exp((KA/MU)+((KA*V(2,3)+KA*UCT)/+ SQRT(K+V(1,3)*V(1,3))))))**EX)*((1/2)*(1+sgn(V(1,3))))}RCP 1 3 1G   ; TO AVOID FLOATING NODES IN MU-FOLLOWERC1  2 3 {CCG}  ; CATHODE-GRIDC2  2 1 {CGP}  ; GRID=PLATEC3  1 3 {CCP}  ; CATHODE-PLATED3  5 3 DX ; FOR GRID CURRENTR1  2 5 {RGI}  ; FOR GRID CURRENT.ENDS  TRIODE_NO****************************************************.MODEL DX D(IS=1N RS=1 CJO=10PF TT=1N) ; diode used by the Triode, Pentode Beam Tetrodemodels.ENDS

 

L-am testat pe schema care am gasit-o in LTspice gata facuta . schema se intituleaza asa: Laney_Marshall_EL34_50Watt .

rezultatele sunt aproximativ identice intre modelul vechi si al dv. cam 0,3db la amplificare. deocamdata am testat asa sa vad daca merge.

trebuie sa fac o generare de caracteristici statice cum ati facut dv cu matcadul sa vedem daca sunt identice cu cele din ltspice. sa nu se fi strecurat vreo eroare. aici inca nu stiu cum se face mai sap. aici cred ca o sa imi trebuiasca putin ajutor la comparatie . cred ca trebuie sa comparam cele doua poze , suprapuse cumva intr-un program adecvat . sau poate e o alta metoda mai buna.

mai vreau sa inlocuesc dioda semiconductoare cu functia de dioda care ati facut-o pentru EABC80. in felul asta daca gasim undeva caracteristici la tensiune de grila pozitiva se schimba coeficientii. sa simulam si partea asta cit mai real.

functia sgn(x) am folosit-o pentru a simula curent anodic zero la tensiune Vak<0.

[Vizitator]

Prin 2010, am initiat un topic despre cum pot fi colectate si prelucrate cu programe CAD, datele necesare celor interesati sa isi proiecteze singuri schemele. A fost un fel de articol in care am postat doar eu. Nimeni nu a fost interesat de acele metode. Incerc de vreo jumatate de zi sa gasesc acel topic pe forum, dar fara succes. Probabil ca nefiind nimeni interesat de el, s-a pierdul odata cu forumul vechi. Altminteri, ca sa poti prelucra datele grafice (caracteristicile) din foile de date ale tuburilor electronice, va trebui sa copiezi acele caracteristici cu cea mai mare precizie spre exemplu intr-un fisier dwg (in AutoCAD) Cateva sfaturi si detalii despre cum se foloseste AutoCAD-ul pentru copierea unei curbe grafice cu mare precizie, sunt date in articolul meu Calculul parametrilor curenților și tensiunilor ne-sinusoidale, pentru dispozitivele în comutație. Dupa ce intocmesti un fisier cu astfel de curbe in AutoCAD, vei culege cu o precizie de cel putin trei zecimale  date din 10 in 10 volt pe axa tensiunilor anodice. pe care le vei introduce intr-un program matematic care poate genera curbe sub forma unor matrice, sau daca se utilizeaza MathCAD-ul, datele se vor introduce in asanumitele insert table. concomitent se vor folosi si ecuatiile Koren impreuna cu coeficientii practic determinati. Se vor folosi capabilitatile programului matematic in scopul generarii concomitent al curbelor rezultate din fisierele AutoCAD (care vor fi trasate spre exemplu cu linie punctata) si din ecuatia koren pentru curentul anodic in functie de diferitele tensiuni anodice, de grila 2 si de grila 1, care se vor trasa pentru diferentiere cu linie continua de aceeasi culoare ca si caracteristica de catalog reprodusa in AutoCAD. Cam asa se procedeaza. Este complicat, dar atunci cand se obtin rezultate comparabile tot efortul va fi rasplatit.

[Vizitator]

@cristian1961: Raspund in topic la PM-ul tau - poate mai intereseaza si pe altii. In primul rand tuburile de tipul pentodelor de putere EL34 nu sunt facute pentru a fi utilizate la tensiuni mici. Daca totusi vrei sa utilizezi zona tensiunilor mici, atunci se poate realiza un model separat doar pentru zona vizata si care nu va fi utilizat in afara ei. In acest scop, se va alege din zona tensiunilor mici, doar portiunea monoton crescatoare - singura care ar putea eventual prezenta interes - se va mari portiunea la scara si se vor lua puncte mult mai dese pe caracteristici. Spre exemplu din volt in volt. Nu stiu insa ce utilizare practica ar putea avea acea zona. Pentru a amplifica in putere este nevoie de tensiuni si curenti cat mai mari, deci de zona cat mai apropiata de hiperbola disipatiei maxime de putere. Exact in acea zona, modelul meu este foarte apropiat de caracteristicile de catalog. Daca vrei sa compari grafic modelele pe care le-ai gasit cu curbele de catalog, precizeaza aici coeficientii Koren si voi incerca sa realizez eu comparatia paralela.

[cristian1961]

Da aveti dreptate partea de tensiuni anodice mici nu se foloseste , dar mai se intimpla ca tubul sa ajunga in zona aia. EL34 nu e cel mai fericit tub de audio dar se foloseste . Si Mullard are citeva aplicatii audio cu el.

Am definitivat si modelul pentru EL34_NO si l-am comparat cu un model Koren gasit. Este mult mai precis decit el , aproximind mult mai bine data sheetul EL34.  Am generat cu LTspice cele doua caracteristici Ix(1:5) este curentul anodic din modelul nou. se observa ca aproxinea za mult mai bine data sheetul tubului.Mai jos este si implementarea modelului cit si un grafic comparativ pentru Vg2=250V si tensiuni Vg1 de la -5 la -25V.

O sa il mai verific si la Vg2=360V dar nu vad de ce nu ar merge. O sa mai optimizez si apl cu EL34 sa il postez si o sa simulez si exemplul dv. acum vreau sa studiez cum se citesc graficele in autocad din ce mi-ati trimis.

Poate reusesc sa generez si eu model cu matcadul. Ce versiune ati folosit ? calculatorul meu e slabut.

 

* tube EL34 EL34_NO.cirVak A 0 0Vgk G1 0 0Vg2 G2 0 250VX1 0 G1 G2 0 A EL34_NOX2 A G2 G1 0 EL34.dc Vak 0 500 Vgk -25 -5 5.SUBCKT EL34_NO 1 2 3 4 5 ; K G1 G2 G3 A* Model NOX1 1 2 3 4 5 PENTODE_NO MU=12.895 APX=2.4671 KG=30244.67 KA=72.919 K=40.2138+ UCT=15.4237 KE=6374.81 EPX=1.5 RGI=1000 CCG=15.pF CGP=1.3pF CCP=10pF* ADD .7PF TO ADJACENT PINS; .5 TO OTHERS..ENDS  EL34_NO******************************************************.SUBCKT PENTODE_NO 1 2 3 4 5 ; K G1 G2 G3 A* Model NOG1  5 1 VALUE={(1/KG)*arctan((V(5,1)/K))*(((V(3,1)/KA)*LOG(1+exp((KA/MU)+((KA*V(2,1)+KA*UCT)/+ V(3,1)))))**APX)*((1/2)*(1+sgn(V(5,1))))}G2  3 1 VALUE={((1/KE)*(V(2,1)+UCT+(V(3,1)/MU))**EPX)*((1/2)*(1+SGN(V(5,1))))}RCP 1 5 1G   ; TO AVOID FLOATING NODES IN MU-FOLLOWERC1  1 2 {CCG}  ; CATHODE-GRIDC2  2 5 {CGP}  ; GRID-PLATEC3  1 5 {CCP}  ; CATHODE-PLATED3  6 1 DX ; FOR GRID CURRENTR1  2 6 {RGI}  ; FOR GRID CURRENT.ENDS  PENTODE_NO*****************************************************************************************.SUBCKT EL34  1 2 3 4 ; A G2 G1 C (Pentode)* Model Koren Mullard Data Book Apr 1962* library format: PSPICE 21-Sep-2008X1 1 2 3 4 PENTODE1 MU=12.02 EX=1.169 KG1=353.9 KG2=4500 KP=61.11 KVB=29.9 VCT=0.00 RGI=1000 CCG=15.0p CPG1=1.0p CCP=8.0p ;.ENDS   EL34.SUBCKT PENTODE1 1 2 3 4 ; A G2 G1 CRE1  7 0  1MEG   ; DUMMY SO NODE 7 HAS 2 CONNECTIONSE1 7 0  VALUE={V(2,4)/KP*LOG(1+EXP((1/MU+V(3,4)/V(2,4))*KP))}  ; E1 BREAKS UP LONG EQUATION FOR G1.G1 1 4  VALUE={(PWR(V(7),EX)+PWRS(V(7),EX))/KG1*ATAN(V(1,4)/KVB)}G2 2 4  VALUE={(EXP(EX*(LOG((V(2,4)/MU)+V(3,4)))))/KG2}* G2 2 4  VALUE={PWR(V(2,4)/MU+V(3,4),EX)/KG2}RCP  1 4  1G   ; FOR CONVERGENCE  A  - CC1 3 4  {CCG} ; CATHODE-GRID 1  C  - G1C2 1 3  {CPG1}  ; GRID 1-PLATE  G1 - AC3 1 4  {CCP} ; CATHODE-PLATE  A  - CR1 3 5  {RGI} ; FOR GRID CURRENT  G1 - 5D3 5 4  DX   ; FOR GRID CURRENT  5  - C.ENDS PENTODE1.MODEL DX D(IS=1N RS=1 CJO=10PF TT=1N) ; diode used by the Triode, Pentode Beam Tetrode models.ENDS 

[Vizitator]

...Mai jos este si implementarea modelului cit si un grafic comparativ pentru Vg2=250V si tensiuni Vg1 de la -5 la -25V.

O sa il mai verific si la Vg2=360V dar nu vad de ce nu ar merge. O sa mai optimizez si apl cu EL34 sa il postez si o sa simulez si exemplul dv. acum vreau sa studiez cum se citesc graficele in autocad din ce mi-ati trimis.

Poate reusesc sa generez si eu model cu matcadul. Ce versiune ati folosit ? calculatorul meu e slabut...

 

 

1. Comparativ intre ce si ce? Din cate vad eu intre grafice sunt diferente semnificative. Cu ce ai generat graficele - cu Smath?! Ca observatie generala, pot sa iti recomand sa figurezi in grafic intotdeauna hiperbola disipatiei maxime a tubului.

 

2. MathCAD 14 si AutoCAD 2004.

[cristian1961]

Cred ca nu m-am exprimat eu clar . In grafic se  reprezinta cele doua modele cel vechi koren si cel nou al dv pentru Vg2=250v si Vg1 de la -5 la -25V .Graficul este generat cu LTspice. Daca lansati cu LTspice fisierul text din post cu extensia .cir si dati run apoi in fereastra de vizualizare selectati Ix(1:5) care apare cu albastru ( modelul nou ) si Ix(2:1) care apare cu verde (model vechi) apare graficul afisat. Am comparat cu data sheet si modelul dv este mult mai precis. Am mai simulat finalul cu EL34 in anumite situatii care difera de reactia negativa putere peste 50W chiar si 75W cu distorsiuni rezonabile la joasa vrecventa in jur de 2-4% . dar distorsiunile cresc repede cu frecventa la 1khz sunt in gama de 2-4% dar la 3khz cresc foarte mult peste 10%. totul pare ca si cind ampliful nu are slew rate suficient de mare, pentruca in banda e plat dela 15hz-23khz si peste. Mai sapam.

[gg101]

D-le Cristian !!! Felicitari pt munca si metoda dvs de studiu!

In simularea dvs. evolutia tensiunilor de grila raportate la Ia nu corespund cu foaia de catalog. Daca doriti ca simularile sa aiba o acuratete de min. 90%, parerea mea este sa probati la sange modelul de tub pana la o potrivire exacta cu datele din catalog. Parametrii determinati practic chiar de Koren sunt ok, numai ca neglijeaza G2.

In schimb nu resusesc sa identific , in ecuatia lui Koren , nodul 7 5 de care ati mentionat intr-un post mai sus . La ce va referiti ? Multumesc