(edit igen) hur påverkar belastningslinjen (ac load) ett rörsteg?

Beror på... Om du menar att ett färstärkarstegs egenskaper ändras med ändrad (AC) belastning, så "ja".

Om det är ett RC-kopplat steg (för- och drivsteg) så kommer rörets "momentana arbetspunkt" att flytta sig utmed en linje (som man kan kalla arbetslinje, eller belastningslinje) i Ua-Ia diagrammet, vilken har en lutning som beror på anodresistorn. Så arbetspunkten är inte statisk, den "flyttar sig" i takt med signalen. Om steget belastas växelströmsmässigt på olika sätt kommer det att påverka arbetslinjens lutning och därmed förstärkning och distorsion.

Om det är ett effektsteg blir det mer komplext. Där gäller "i princip" samma princip, dvs det finns en arbetspunkt och en belastningslinje. Bara det att "linjen" kommer att ha formen av en ellips, när man ser på det praktiska fallet med växelström och en transformator som anodbelastning. Svaret är även här "ja", men resultatet av att ändra belastningen (exvis högtalare med annan impedans än vad uttaget är avsett för) blir ganska svårt att förutse.

Jag menade om steget ändrar karaktär beroende på ac-load, på samma sätt som det skulle ändras om anodmotståndet ändrades. Så att bias skiftar mm. Som jag förstår av ditt svar så gör det det fast beroende på insignal?

Jag tänkte på ett försteg, men det är intressant att höra om slutsteg med. Kanske kan det lägga en pusselbit till den stora frågan:hur kan ett förstegsrör tvingas jobba mer som ett slutstegsrör och därmed få lite mer av samma ljud-och anlagskaraktär.

Jag skulle inte vilja påstå att bias ändras, försteg är nästan alltid utförda med katodbias och med en avkopplingskonding. Genomsnittet av växelströmmen och likströmmen genom röret torde inte ändras för att man ändrar lasten. Men du är annars inne på precis det jag bedömer kommer att hända; belastningsändringar påverkar rörets dynamiska arbete och därmed förstärkningen, gränser för när distorsion börjar uppstå etc. Den statiska arbetspunkten (vid noll signal) kommer däremot inte att ändras av att lasten är ändrad.

Om det inte vore så dyrt, så skulle det vara intressant att se hur man kunde trixa lite med transformatorkoppling mellan för- och drivsteg och mellan driv- och slutsteg. Då får man in en mängd olika nya parametrar.

ok, är det fel att säga att bias ändras om anodmotståndet sänks tex från 100k till 47k, men biasmotståndet behåller sitt värde? Arbetslinjen (dc load line) blir ju annorlunda.



ok, inser att jag använt fel ord, belastningslinje skall det vara, inte arbetspunkt, i mitt första inlägg.

det verkar som du förstått vad jag frågar efter ändå, men för tydlighets skull:påverkar ac load line (det parallella värdet av anodmotstånd och gallermotståndet på framförvarande steg) stegets belastningslinje/dc load line (höll på att skriva arbetslinje)

Går nog inte med ett enda rörsteg. När det kommer till PP slutsteg så kan vi ju börja med clippningsdistortionen som är symetrisk och av anodklippningskarraktär. Ett försteg som visserligen går symetriskt får inte samma klippningskaraktär på positiv som negativ. Du får börja med att ha två förstegsrör som i en fasvändare. Sen har vi ämnet om skärmgallrets påverkan i en pentod http://www.valvewizard.co.uk/EF86.html. Får vi byta till förstegspentoder. Slutsteget kommer ha B+ sag om du inte har en enormt överdimensionerad transformator. Detta är svårt att simulera till i preamp men det går. Sen har slutsteget induktiv last. Svårt att hitta drosslar i rätt värde för det för den höga utresistansen från ett förstegsrör. Då landar man på att använda anodtransformator plus induktiv last. Och då är det inte enkelt och billigt längre.
Sen ska man inte glömma att B+sag till slutsteget normalt även innefattar alla preamprör som matas av samma lina om man inte har separat försteg. Så en del av ljudet du gillar när du blåser på slutsteget hårt även är preampen som får ett sjunkande B+ vid anslag. Är man redan uppe vid clippning av preamprör så kommer ju detta ge en ganska markant skillnad. Så ganska mycket att försöka få till i enbart preampen.

1. Bias ändras om man ändrar anodmotståndet och behåller katodmotståndet. Likströmsvärdena ändras och det medför att arbetspunkten flyttas (den statiska situationen).

2. Ja, den "dynamiska" belastningslinjen påverkas (lutningen ändras, kan man säga).

ok, så då vore det korrekt att säga att bias ändras om ac-load ändras, eftersom ac-load även påverkar dc-load? Rent konkret:om gallermotståndet i steget framför ändras, ändras bias i steget före?



Gött! Lite frågor om hur bara: det sitter ju oftast en kopplingskonding innan nästa steg, som jag förstår isolerar en konding så att det som är framför den inte ser motståndens värde (!?!) bakom den på riktigt samma sätt som om kondingen inte funnits där. Så vad betyder det för matematiken i detta. Och det kan ju även vara en pot som sitter efter kopplingskondingen som ersätter gallermotståndet. Eller en hel eq! eller en direktkopplad katodföljare (edit:och ingen konding alls mao)! Vad händer då med vårat stegs dc-load line!?

Om man ändrar gallermotståndet i följande steg, så kommer man att ändra den belastningslinje som steget innan har, men dess arbetspunkt (statiska) ändras inte. Bias är endast beroende av likströmsvärdet genom katodmotståndet, så bias ändras inte pga att AC-belastningen ändras.

I och med att man nästan alltid har en kopplingskondensator mellan stegen, så separeras AC och DC, kan man säga.

Vid tonfrekvenser ska kopplingskondensatorn vara närmast "osynlig" för signalen, dvs dess reaktans ska vara liten i förhållande till anodmotståndet och följande galllermotstånd. Man ska helt enkelt bortse från dess inverkan (för växelström, AC-belastning) när man betraktar de olika stegen. Belastningen (AC) blir den efterföljande gallerläckan (gallermotståndet), oavsett den är en pot eller fast. Hur poten är inställd påverkar normalt sett inte, eftersom styrgallret inte drar nån effekt, så lasten blir märkvärdet på poten.

Tänker att hälften vågat hälften vunnet. Sänker man tex anod-och katodmostånd i sista steget i en gainkrets har man kanske tagit ett steg mot målet att få preampen dista mer som ett slutsteg, genom att det förstärker mer watt och mindre volt. Nu har jag även försökt sätta mig in i vad ac-load innebär för preampsteget;kanske det finns något att applicera även här på ett försteg, som egentligen hör hemma i ett slutsteg (single end för enkelhetens skull)? En medveten FELDESIGN alltså. Jag vet en förstärkarmakare i USA, Revelations amps. I sin "72" har han ett försteg med alldeles för lågt anodmotstånd just av denna anledning. Jag tyckte det lät fett på mp3!

Fantastiskt vad ni kan. Kanske börjar förstå lite mer. Värden på efterkommande gallermotstånd/potar påverkar inte värdet på det faktiska anodmotståndet i vårat steg och därmed inte heller bias på steget. Men om det är en dc-kopplad katodföljare efter då?

Om man har likströmskoppling mellan stegen (ingen konding) så har man en rätt mycket mer komplex situation att hantera... I dessa fall så kommer ju det att bli fråga om rätt noggranna mätningar och/eller beräkningar för att få vettiga arbetspunkter för rören och att ändra ett motstånd får ett annat genomslag. Katodföljare är ju lite av ett specialfall, de kan ju ses som steg med mycket låg utgångsimpedans, så det man kopplar som belastning på ingången på steget efter blir inte så kritiskt... oavsett det är likströmskoppling eller ej. Snart behövs exempel på tänkta kopplingar för att kunna svara bra

Jag gör gärna ett schema för att visa hur jag tänker, men vill bara få liiite mer hum om hur man modifierar värdet på ac-load först, så jag vet vad jag gör. Vi kan dock lägga bort det där med katodföljare sålänge.
Om jag nu till exempel vill att värdena på ac-load i försteget skall närma sig värdena i ett single end slutsteg, så att steget jobbar mer på det viset, vad ändrar jag på och hur (utan att gå hela vägen med trafos och tysta högtalare etc)? Ett slutsteg har ju ingen kopplingskonding innan högtalaren, och inga gallermostånd etc.
kanske skall det in något litet motstånd innan kopplingskondingen som representera högtalaren? Eller minskar jag på gallermotståndet? Och kanske skall jag använda split plate? Hur skulle du gjort? (och passar därmed bollen om att rita scheman, haha)

Snygg passning.... Låt mig försöka svara utan scheman till att börja med!

Om vi utgår ifrån någon form av "motståndskopplat förstärkarsteg", som man ju kallar ett försteg/drivsteg. Dess karakteristik är beroende av arbetspunkten (alltså egentligen bias och de drivspänningar som finns) och, för ljudändamål, belastningslinjen. Beroende på var arbetspunkten ligger och vilken lutning belastningslinjen får (medräknat anodmotståndet och nästa stegs gallermotstånd), får man olika prestanda. Förstärkningen kan varieras, utstyrningsutrymmet kan varieras och linjäriteten (distorsionsgraden) kan varieras.

För att göra rent praktiska prov skulle jag helt enkelt föreslå att man ersätter anodmotsåndet, katodmoståndet och följande stegs gallerläcka med variabla motstånd (alltså potentiometrar i vanligt tal, men inte kopplade som potar för volymkontroll, utan slidern kopplad till ena änden så det bara blir ett variabelt motstånd). För katodmotståndet måste man koppla in kondingen så att den alltid kortsluter katoden till jord, oavsett hur man ställer motståndet. Med en sån koppling kan man variera olika parametrar och höra hur det låter. Det kan vara idé att ha möjlighet att mäta katodströmmen, så man inte vrider till det så att det blir för hög ström.

Ett sådant "normalt" försteg jobbar ju i princip i "single-end klass A", så det behövs inga varianter för att åstadkomma detta användningsfall. Det är ju samma princip som ett slutsteg i "single-end klass A", fast man inte tänker sig att ta ut effekt, utan man vill ha spänningsförstärkning. I slutstegen isolerar man den inte helt ofarliga anodspänningen från högtalaren genom att det är skilda lindningar, så nån konding behövs inte. Man KAN kondensatorkoppla effektsteg också, men det ger fullständigt usel effektivitet eller så kräver det en hejarns drossel i stället för anodmotståndet. Dyrt och tungt och onödigt.

"AC-load" för ett slutsteg är annorlunda än för ett försteg, bara i så måtto att de har andra värden. Principiellt är det samma sorts koppling, men slutrörens egenskaper gör att man jobbar med helt andra impedansvärden. Anodbelastningen man använder för ett normalt slutrör är några kOhm, för ett förstegsrör runt 100 kOhm och det är anpassat beroende på röregenskaperna. Rent principiellt kan man koppla ett EL34 eller ett 807 eller nåt som ett förstegsrör, med samma koppling som ett EF86 eller liknande, men det är nog ingen fördel med det i en gitarrförstärkare...

Om jag ritade ett schema på vårat steg nu (med fasta värden), så skulle nog katoden hamna runt 500-600ohm, anoden på runt 50-60k (inom nedre gränserna för 12ax7, kunde iofs gå lägre med 12au7) och den skulle vara splittad, kanske 20k på övre delen och lika mycket på nedre. Tänker att då liknar det ju ytterligare en slutstegskoppling där signalen till högtalare tas mellan anodmotståndet och trafon. Vet inte om just detta sista gör nån skillnad i strävan att få det att likna ett slutstegs belastningslinje iofs. (edit) Sedan skulle jag minska värdet på gallerläckan från normala värden, vet inte med hur mycket dock. Om jag nu förstått analogin mellan gallerläcka och högtalare rätt, så skall det minskas för att steget innan skall jobba mer som ett slutsteg. Är jag i närheten av sanningen?

Obs att jag menar gallerläckan i det följande steget (det som utgör belastningen).

Ett försteg jobbar redan som ett slutsteg, det är inte någon principiell skillnad... Vid konstruktionen lägger man in en belastningslnije som man (enligt de rörkurvor som man har för sitt rör) ser att den kan ge önskat resultat (maximal linjäritet, maximal utspänning eller vad man nu vill ha). Belastningslinjen (vid ac) blir beroende av den belastning "röret upplever", dvs anodmotståndet parallellt med nästa stegs gallerläcka. För ett slutsteg gör man exakt likadant. Den fasta arbetspunkten bestäms av gallerspänning (bias) och anodspänning. Belastningslinjen är utgångstrafons primärimpedans (några kOhm) och den går genom den statiska arbetspunkten. Högtalarens 8 Ohm (eller vad den nu har) omtransformeras till en belastningsimpedans som slutröret kan hantera (några kOhm).

För ett slutrör väljer man en belastning, som gör att man får ut max effekt. Vid mismatch får man mer distorsion och mindre effekt. Det går att räkna ut detta, men det enklaste är att rita i diagrammen för att hitta rätt last (eller läsa i handboken rakt av). Sen köper man en passande trafo...

För försteg väljer man som sagt en belastningslinje som ger den karaktär man vill ha. OFTAST är det en balans mellan önskad förstärkning och distorsion, med frekvensområdet som liten bisak. Men för att ge sin egen karaktär åt steget, kan man ändra vissa av basparametrerna, som jag nämnde ovan.

Man kan inte få ett motståndskopplat steg att jobba precis som ett slutsteg, eftersom man då, faktiskt, måste in med en anodtransformator. MEN, om man vill få ut lite mer effekt, vilket är som att försöka ge steget lite lägre utgångsimpedans, så kan man prova med ett lägre värde på anodmotståndet. Detta leder till att gallerläckan i följande steg får mindre inverkan, men hur klangen ändras är svårt att säga. Det som lär göra mest skillnad är att ändra bias (variera katodmotståndet). Där kan man gå från snabb, hård klippning med låg bias (man får gallerström) eller lite mjukare klippning med lite högre bias (när man börjar närma sig strypgränsen). Rörets egen karakteristik påverkar mycket när man börjar labba med gränserna; en del stryper snabbt, andra är lite mer sega i den änden av arbetsområdet.

ok, principiellt samma. Men om målet är att man skall få försteget i fråga att förstärka mer effekt än spänning, har gallerläckan någon inverkan på effekten? Som i:ju mindre storlek på gallerläcka, desto mer effekt, eller nåt sånt.

Ett förstegsrör av typ 12ax7 kommer du inte kunna "förstärka mer effekt" med i någon större mån för om du sänker lasten kommer spänningsförstärkningen sjunka. Sänker du anodresistorn för att minska utresistansen sänker du förstärkningen osv...

Ursäkta om jag stör ert resonemang.
Är önskemålet att tillverka distorsion i ett försteg?
Detta är inget som jag själv är intresserad av, men om jag skulle labba med det vore det intressant att gå det andra hållet,
dvs. att istället öka anodresistansen till helt onormala värden för det aktuella röret.
Sedan kan man ju efteråt ha ett steg där man kompenserar vad man missat i amplitud.
Jag har personligen numera inte någon plats (utrymme) för sådana experiment.
Vad tror ni?

jo jag har förstått att 12ax7 är sämre på att förstärka effekt. Men ner emot 47k på anoden är väl inga problem, och då får man LITE mer effekt. Annars kan vi ju använda ett 12au7.
Frågan för mig just nu är egentligen om värdet på ac load/gallerläcka har något med hur mycket effekt steget innan har. Och om gallerläckan efter ett försteg är motsvarigheten till en högtalare i ett slutsteg.

välkommen att störa. nä önskemålet för mig är nog tvärtom att inte ha så mycket gain/dist i steget som är vanligt med ett förstegsrör.
jag vill det skall vara lite trögare att få det att dista! i tråden undrar jag väl mest om ac-load/belastnigslinjen/gallerläckan har något med denna sak att göra.

Ok!

Om du vill att det ska finnas "headroom" innan det börjar dista, ska du använda de optimala värdena på alla motstånd, så som de beskrivs i handboken för resp rör. OCH hålla nästa stegs gallerläcka inom de rekommenderade värdena. Då får man max utstyrbarhet och, oftast, max förstärking.

En hög anodresistor ger i teorin mer förstärking, om nästa stegs gallerläcka är i paritet med anodmotståndet. Emellertid blir det dålig frekvensgång, eftersom Miller-kapacitansen gör sig mer påmind. Man förlorar högfrekvensförstärkningen. Distorsionen blir inte påverkad, direkt.

Om man använder en väldigt låg last efter kopplingskondingen, borde inte högpassfiltret sluta fungera som man kan tro? Jag menar då sjunker ju förstärkningen av de högre frekvenserna men inte de lägre pga nedlastningen.

Låg last (låg resistans) efter kopplingskondingen gör att de låga frekvenserna försvagas om man inte byter kondingen till en större. Om man vill mixtra med lasten men behålla frekvensgången får man hålla tidskonstanten (= R X C) på samma värde. R är gallerläckan (lasten) och C är kopplingskondingen.

Med mycket högt anodmotstånd får rörets inre kapacitans större betydelse; pga triodernas s.k. Miller-effekt blir påverkan på de höga frekvenserna (alltså även hörbara frekvenser) avsevärd.

Personligen tror jag att man kan uppnå de mest intressanta resultaten rent ljudmässigt genom att låta röret arbeta med rimlig (dvs "normal") belastningslinje, men trixa med arbetspunkten genom att variera bias. Att ändra lutningen på belastningslinjen ger inte så dramatiska ändringar av linjäriteten. Sen kan man ju också prova med de olika rörtyper som går ner i sockeln med samma inre koppling (ECC 81, 82, 83...).

Var inte riktigt det jag menade. Att man har sin uträkning på hur högpassfiltret ska ge sin frekvensgång av resistorn och kondingen klart. Men med lägre last sjunker ju förstärkningen, dock så är ju lasten inte lika låg på de låga frekvenserna pga kondingen. Man kan ju se kondingen och resistor som att de ligger parallellt med anodresistorn. Alltså blir ju kondingen en avkoppling över denna som ger sig mer till känna ju lägre resistorn är.

Edit. Glöm det, det verkar inte bli som jag tänkte. Dock ska man tillägga att utresistansen ska räknas med i högpassfilterberäkningarna. Vilket kommer göra mer och mer inverkan ju lägre lasten är på filtret.

Ja jag antar jag vill ha högt headroom men framförallt något av den trögheten i övergången till dist, och även när det redan börjat dista, som slutsteg har. Svårt förklara, tänker mig liksom att sinuskurvan stannar lite längre på stadiet av mjuk dist utan att börja hårdklippa, och gärna vill tillbaks dit såfort man inte pressar strängen max!? Går ju iofs åstadkomma rätt enkelt med att sätta i ett 12au7 i sista stegen i en distkrets (obs jag menar att 12au7 skall sättas där det distar mest, inte först i signalkedjan som vissa gör för att få ner gain i hela stärkaren) iofs. Fast om det går att göra om kretsen så ett 12ax7 svarar LITE mer så, vore det det bästa tror jag, 12ax7 distar ändå snyggare och 12au7 är lite FÖR trögt.

Om man ändå vill laborera med värden och sänker anodvärdet och även sänker katodvärdet (tex 62k på anod och 560ohm på katod, om dom värdena nu finns, har inte räknat ut exakt vid vilka värden det blir symmetriskt heller) och därmed behåller symmetrisk klippning, blir väl headroom högre än om man i kombination med det lägre anodvärdet har ett högre katodvärde (tex 62k på anod och 4,7k på katod)?

http://tubedata.tubes.se/sheets/049/1/12AU7A.pdf

På den fjärde sidan finns Ua/Ia -diagrammet. Där kan man lägga in belastningslinjen mellan matningsspänningen på "X-axeln" och anodströmmen på "Y-axeln", lutningen för den statiska situationen ges av anodmotståndet. För c:a 60 kOhm får man en linje från 5 mA på Ia -axeln och 300 V på Ua -axeln. Den linjen kommer sedan arbetspunkten att ligga på. Gallerspänningen ges ju av den aktuella katodströmmen gånger katodmotståndet, men detta kan man inte reda ut direkt ur diagrammet, man får provräkna lite... Det enklaste är att välja en gallerspänning man vill ha, hitta korsningen med den gallerspänningskurvan och belastningslinjen, läsa av den ström som blir aktuell och sedan räkna ut vilket katodmotstånd som behövs för att åstadkomma den spänningen (Puh). I och med att man ser hur gallerspänningskurvorna ligger i förhållande till varandra (jämna avstånd eller krympande avstånd) kan man förutse lite grann hur röret kommer att reagera när gallerspänningen varierar pga signalen. OBS att belastningslinjen blir med annan lutning om man har en låg belastningsimpedans (lågt värde på följande stegs gallerläcka).

Om du skulle vilja ha en brantare belastningslinje, så kan ju en avsevärt mindre anodresistans väljas, säg 10 kOhm. Då går linjen från 300 V till 30 mA i diagrammets axlar. OBS att man måste alltid kontrollera max anodförlust när man mixtrar så här. I den statiska arbetspunkten läser man av Ua och Ia på axlarna i diagrammet och multiplicerar. Produkten får inte överstiga max angiven anodförlust (för smårör ofta 1-2 W).

Hittade denna annars:http://trioda.com/tools/triode.html
Här ser man ju vilka katodmotståndsvärden (Rk) som ger vilken gallerspänning Ug (!? är lite ute på hal is nu men så förstår jag det hela). Inte något om gallerläckan och belastningslinjen här dock som jag ser.
Belastningslinjens inverkan på rörets beteende är fortfarande en gåta för mig tyvärr, jag uppskattar ditt stora tålamod dock!
Läser lite på valve wizard igen, kapitlet om trioder, sida 24, där han valt en ac-last på 28k (anodmostånd på 100k, gallerspänning på -1.5v):(om ac-lasten)"this affects operation in several ways. It is obvious that the harmonic distortion is increased while the output swing and gain are reduced. In fact, the gain is reduced by exactly half in this case" och lite längre ner:"A further important change is that the point of centre bias has moved. Allthough the bias appears warm when looking at the DC load line, it is actually about central on the AC load line because the anode voltage cannot swing so high any more".
Så när Merlin pratar om gain, menar han att ac-belastning ändrar stegets gain!? Och i nästa stycke så verkar det som att ac-belastningen även kan ändra stegets bias!?
Förbryllande att det pratas om att ac-load påverkar både gain och bias, när anodmotstånd och katodmotstånd är parametrarna man brukar prata om när det kommer till gain och bias. Är det så "enkelt" som att medan dc-load line är utgångspunkten för steget innan det träffas av signal, lägger ac-load till sitt inflytande gradvis när signal kommer in!?!? På precis samma villkor, med samma sorts inflytande som dc-load (gain och bias) fast beroende av inputsignal!?!? Eller pratar vi två helt olika sorters begrepp av gain och bias?