Кривизна характеристик ламп - что это такое?

[Slava]

Как вы определяете "кривизну" ламп?

[Lynx]

Это же очевидно - первая производная крутизны.

[Slava]

А я не понял. Какой крутизны? Крутизна характеристики ведь константа. Какая может быть производная?  Если по ВАХам. То не выходные и не входные по моему не то. Меня давно этот вопрос интересует. Да задать больше некому.

[Lynx]

Вячеслав, крутизна характеристики лампы - не константа. Она зависит от нескольких параметров - тока анода, напряжения управляющей сетки, напряжения на аноде. В данном случае я имею ввиду производную крутизны либо по напряжению на управляющей сетке, либо по току анода. Обратите внимание (по характеристикам любого триода) - как падает крутизна при увеличении (по модулю) напряжения смещения. особенно показательны выходные характеристики с большим количеством - на графике видно, как "сжимается" веер характеристик при малых токах анода (или, что то же самое при большом смещении на сетке, разумеется при постоянном анодном). Вообще, на этом свойстве ламп основана работа многих систем АРУ.
Соответственно, чем при более близких к 0В на сетке напряжениях начинается изменение крутизны, тем больше величина dS/dUg, т.е. выше кривизна в заданной рабочей точке. От значения кривизны зависит уровень и спектр искажений каскада в данном режиме. лампы с большой кривизной дают более широкий спектр искажений (что, в общем-то понятно - их характеристики описываются полиномами бОльших степеней и, соответственно, интенсивность гармонических составляющих высоких порядков будет больше).

[Slava]

Я хотел увидеть другое. То, что забыл или не знал даже. По двум ВАХам сроится характеристика напряжение  на аноде  от напряжения на сетке под конкретные параметры (сопротивление в цапи анода  и т.д.) Из вашей поэзии можно сделать вывод  подавать сигнал на экранную сетку. Крутизна поменьше. Но больше раскачка. Те же яйца вид сбоку. Давайте рассматривать только рабочий участик.  Я так понял, форумчане считают чем кривее линия, тем кривее лампа. Запоминается с чем сталкиваешься. А эта тема была раз и более 40 лет назад.

[Lynx]

Не очень понимаю вашу прозу. Где я сказал хоть раз про экранную сетку, или, по-Вашему, она имеется у триодов? Речь идет ТОЛЬКО об односеточных лампах. Что Вы хотели увидеть я не имею ни малейшего представления, и оперирую лишь фактами.
А факт таков, что крутизна лампы меняется в течение периода сигнала, и это изменение будет тем выше, чем больше кривизна лампы. Отсюда очевидно, что меняется мгновенное значение коэффициента усиления каскада (при линейной нагрузке, по крайней мере если относительные изменения мгновенных значений параметров нагрузки много меньше, чем относительные изменения мгновенных значений параметров усилительного элемента), что дает искажение формы кривой сигнала на выходе, причем это искажение тем больше, чем выше изменение крутизны, т.е. кривизна. Как еще проще объяснить понятие кривизны характеристики - я не знаю.
Понятие "рабочей точки" имеет смысл только при отсутствии сигнала на сетке. При наличии сигнала имеется не точка, а бесконечное множество точек, в которых в течение периода сигнала находится усилительный элемент. 
Если бы у усилительного элемента не менялись мгновенные значения параметров в зависимости от входного сигнала, то усиление происходило бы АБСОЛЮТНО без искажений. Лично мне такие элементы неизвестны. Да, наверное, они неизвестны вообще никому.

PS Причём здесь тема и 40 лет - вообще непонятно.

[Slava]

С второй сеткой виноват. Тогда прямонакал. У них технологически сетка удалена от катода. Я так понял все лампы с высоким S Кривые. Практический вопрос 6П3С кривая?

[Lynx]

А какая разница - прямой или косвенный накал? Крутизна всё-равно изменяется от напряжения смещения на сетке, только немного в меньшей степени. Повторю один важный момент - если бы мгновенное значение крутизны не менялось, то нелинейные искажения каскада были бы равны нулю. То есть их бы просто не было (если не рассматривать различные источники искажений более низкого уровня, но они дают обычно нелинейность на несколько порядков меньшую, чем нелинейность усилительных параметров активного элемента). А так они есть и весьма приличные - у небезызвестной 2А3 даже при работе на уровне -40дБ от номинальной выходной мощности, вторая гармоника составляет -100...-80дБ (в зависимости от режима и экземпляра лампы)
Что касаемо тетродов/пентодов - они кривые все (но в данном случае это не значит "плохие", ибо кривизна характеристики - органическая черта этих ламп, и является определенной платой за большие КПД и усиление каскада. С триодами как раз наоборот - высокая кривизна характеристик для них несвойственна и означает, что конкретная лампа оптимизировалась для работы в режимах и устройствах, где кривизна непринципиальна, либо, наоборот, нужна значительной - напр., дискриминаторы, ограничители). Изменения крутизны в зависимости от потенциала у тетродов/пентодов очень велико, особенно в районе напряжений отсечки... В триодном включении большинство тетродов/пентодов также имеют весьма большую кривизну, что объясняется особенностями конструкции электродной системы, конфигурация которой рассчитывалась исходя из требований либо подавления динатронного эффекта, либо получения максимального коэффициента широкополосности.

[Galogen]

Lynx,  Дмитрий, а с лампой Г811, всё как с пентодами/тетродами или не совсем ?
Лампа, по конструкции триод, а ВАХ-и у нёе весьма пентодные.

[Гocть]

Практический вопрос 6П3С кривая?

Все лампы - кривые. В разной степени. Вопрос поставлен не корректно. Надо спрашивать, по сравнению с какой лампой. Например, 6П3С - изрядно кривее, чем 6П6С. Сам посмотри по характеристикам и сравни.

[Slava]

Толя я к тому, что не там смотрим. Строится третья по своим данным . И очень легко обЬяснимо как катодные обмотки выравнивают ту же 6П3С. Эти характеристики, которые приводятся, с двумя переменными. А на практике 3. По этим 2 ВАХам строим 3ю по своим данным. И при определенных условиях напряжениях сопротивлению нагрузки она будет близка к прямой. И в чем Дмитрий прав чем выше крутизна тем проблематичнее это. Кривее ли 6П3С не знаю.

[Гocть]

Слава, ты путаешь 2 вещи - кривизна вольт - амперной характеристики лампы и кривизна каскада с отрицательной обратной связью.

[Гocть]

Немного разные условия замеров но всё же видно спрямление от лампы к лампе.

А так-же видно скривление из-за островного эффекта, при запирающих напряжениях. Оно резкое.

Но настоящая кривизна - у лам с удлинённой характеристикой. Они специально были сделаны для того, чтобы регулировать крутизну характеристики, управляя напряжением смещения. Для этого у них делали сетку с прогрессивным шагом. Получатся как-бы много пентодов, с разными характеристиками, параллельно.

Вот пример:





А вот тут, Слава, смотри, не поленились, сняли триодную характеристику кривой лампы. Она "попрямела", за счёт обратной связи с анода на экранную сетку, но всё равно идёт веером: если проведёшь нагрузочную прямую, то расстояния между точками пересечения будут разные. При углублении ОС за счёт катодной обмотки можно добиться ещё меньшей "кривизны", тратя на "испрямление" усиление.






и добавил...

Немного разные условия замеров но всё же видно спрямление от лампы к лампе.

В упор не вижу. Подними у 6П15П напряжение на экранной сетке до 170 вольт и она ни чем не будет отличаться от EL83.

[Vladislav]

Я же подчеркнул Немного разные условия замеров.

[Гocть]

Я же подчеркнул Немного разные условия замеров.

Тогда получается, что не кривизна у ламп разная, а кривизна в разных режимах проявляется по - разному. Потому и важно правильно выбирать режимы. Оптимально, в зависимости от заданных критериев оптимизации.

[Vladislav]

Что бы небыло кривизны нужно что бы расстояние по нагрузочной прямой от точки до пересечения ее с линиями с другим напряженем на сетке были максимально одинаковоыми. Меньше веерность меньше кривизна.  Чем меньше различие расстояния  между  соседними вахами тем одинаковее усиление для полуволн и меньше вторая гармоника. Но тут еще пентод, чем прямее линия тем, впрочем я закончу.

[Lynx]

но всё же видно спрямление от лампы к лампе.

Совершенно не видно. Впрочем, Анатолий уже это написал.
Кривизна очень сильно зависит от режима лампы. И несколько в меньшей степени от её конструкции. Рассуждать о кривизне характеристики лампы можно только в случае заданного режима, а если сравниваются кривизны разных типов ламп, то нужно нормировать режим по отношению к расчетным геометрическим характеристикам электродных систем (см. напр., Гуртовник А.Г. и др., Электровакуумные приборы и основы их конструирования.  М. Энергоатомиздат, 1988.)
Для трехэлектродных ламп ситуация проще - у них нет второй и далее сеток, сильно влияющих на процессы в межэлектродном пространстве, и сравнение кривизны характеристик разных типов ламп становится вполне реальным, при условии, опять же, приведения характеристик.



и добавил...

Что бы небыло кривизны нужно что бы расстояние по нагрузочной прямой от точки до пересечения ее с линиями с другим напряженем на сетке были максимально одинаковоыми.

Это далеко не главное. Более того кривизны "не быть" не может по определению.
Легко можно подобрать режим работы пентода такой, что согласно подобному узкому "трактованию" кривизны, она будет равна нулю Но тем не менее, кривизна характеристики как была, так и останется. Это - не свойство режима, а параметр самой лампы, зависящий от режима (как, впрочем, и все другие параметры, вплоть до механического диаметра колбы ) - просто напросто вторая производная зависимости анодного тока от напряжения управляющей сетки в заданной точке Напряжение анода + ток анода, плюс для многосеточных ламп - еще напряжения всех сеток дальше первой)
Графики характеристик ламп, приведенные Вами, имеют к кривизне характеристик ламп КРАЙНЕ очень опосредованное значение - типа того, что по ним в принципе возможно определить кривизну...

[Lynx]

Дмитрий, а с лампой Г811, всё как с пентодами/тетродами или не совсем ?

Не совсем. Это типичный триод, но "правый", с малой проницаемостью. У него нет второй и бОльших сеток, но характеристика имеет "пентодный" вид, что говорит о большом изменении  крутизны в зависимости от напряжения на управляющей сетке.

[Vladislav]

 ИТУН - работа лампы источником тока управляемая напряжением. Выходное напряжение изменяется в больших пределах а максимальная амплитуда тока остаётся постоянной и 1:1 повторяет повторяет входной сигнал не искажая его.
   Самые лучшие пентоды - имеющие горизонтальное расположение ветвей смещения. У них концы линии динамической нагрузки скользят по горизонтальным участкам ветвей смещения что на положительной, что на отрицательной полуволне сигнала. Отрезки линии динамической нагрузки остаются одинаковой длины, что на положительной что на отрицательной полуволне сигнала, а главное верхний конец не упирается в искривленный участок восходящей ветви смещения, вершина синусоиды не сплющивается а продолжает иметь идеальный вид.
 Вот это я и имел ввиду говоря о кривости или прямоте указаных мной пентодов.

[TANk]

А разве не об этом идет речь в случае "прямизны" лампы?   

(Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)

При режимах когда характеристика лампы совпадает с прямой - и лампа "прямая" - где не совпадает - "кривая"  На картинке характеристики EL83.

[Slava]

Это далеко не главное. Более того кривизны "не быть" не может по определению.Легко можно подобрать режим работы пентода такой, что согласно подобному узкому "трактованию" кривизны, она будет равна нулю

На 100% верно. Я пытался оспорить абстракное понятие "кривизны" лампы. Конкретно 6П3С. И конечно же имеется ввиду каскад на лампе. А не выходные ВАХи, глядя на которые и приписывают кривизну.

[Гocть]

Это далеко не главное. Более того кривизны "не быть" не может по определению.Легко можно подобрать режим работы пентода такой, что согласно подобному узкому "трактованию" кривизны, она будет равна нулю

На 100% верно. Я пытался оспорить абстракное понятие "кривизны" лампы. Конкретно 6П3С. И конечно же имеется ввиду каскад на лампе. А не выходные ВАХи, глядя на которые и приписывают кривизну.

Слава, оспаривать при помощи общих абстрактных рассуждений утверждения о кривизне конкретных ламп - бессмысленно. Возьми для сравнения 6П3С и 6П6С и посмотри, какие режимы должны быть у 6П3С, чтобы она по степени кривизны сравнялась с 6П6С. "Так долго не живут", как говорится в старом анекдоте, точне -- расплавится она при таком режиме. Она разрабатывалась для работы в передатчиках в классе С, поэтому у неё и ВАХи такие. А в режимах, при которых она будет долго и счастливо жить -- она и есь кривая.

А разве не об этом идет речь в случае "прямизны" лампы?   

(Извините, но у Вас нет доступа в Галерею)

При режимах когда характеристика лампы совпадает с прямой - и лампа "прямая" - где не совпадает - "кривая"  На картинке характеристики EL83.

Это - зависимость тока анода от напряжения на управляющей сетке при фиксированном напряжении на аноде.  Картина не полная, для полноты картины нужно семейство графиков.

[Slava]

Толя и Александр, у вас все красиво на графике, но анодное то не постоянно в каскаде. Строится прямая или кривая и по ней определяется. Ты же пробовал металлокерамику. Вот там может все и прямо, но лампа "кривая". Стараюсь упростить понятие. Ну подать пилу на вход и где на выходе кривее там и лампа кривая. А проще смотреть на синусе КНИ при 50% мощности. В КАСКАДЕ

[Гocть]

Толя и Александр, у вас все красиво на графике, но анодное то не постоянно в каскаде.

Совершенно правильно. Именно это я и написал.

Строится прямая или кривая и по ней определяется. Ты же пробовал металлокерамику. Вот там может все и прямо, но лампа "кривая". Стараюсь упростить понятие. Ну подать пилу на вход и где на выходе кривее там и лампа кривая. А проще смотреть на синусе КНИ при 50% мощности. В КАСКАДЕ

Именно В КАСКАДЕ. Чтобы получить пилу, или синус, с каскада с 6П3С, как с каскада с лампами, специально разработанными для однотактника, ей придётся расплавить анод. Вот потому и говорят, что ПО ЖИЗНИ она - кривая.

А на твой главный вопрос в первом посте Дмитрий ответил во втором посте.

[Slava]

Чтобы получить пилу, или синус, с каскада с 6П3С, как с каскада с лампами, специально разработанными для однотактника, ей придётся расплавить анод

Вот с этим я несогласен. Застал ее в выходных каскадах аппаратуры уплотнения, Где проблема искажений особенно интермодуляционных. Может и ты застал  Z8 с 6L6 в ШЧ. Птравда в классе А. Да и выход очень маленький намного меньше ватта.


и добавил...
Еще пример. Пентод ГУ80  усилитель аппаратуры уплотнения для высоковольтных линий. Тоже однотакт. 5 ватт. Вот тут мы пытались усовершенствовать. И мощность поднять, и режимы облегчить. И все неудачи. Забивает другие каналы. А лампа то  кривая по твоему определению. Что же разработчики с тобой не посоветовались?  Хотя бы ГМ70 взяли.

[Lynx]

Вячеслав, похоже Вы просто путаете понятия кривизны каскада и кривизны характеристики. То, что Вы говорите - вполне понятно и ожидаемо, удивительного в этом нет ничего. При пяти ваттах выходной мощности, снимаемой с 450-ваттной лампы, уровень нелинейных искажений всех видов, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЙ КРИВИЗНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДАННОЙ ЛАМПЫ В РАБОЧЕЙ ТОЧКЕ, будет очень низок. Соответственно и уровень помех на других каналах будет мал. Как только Вы увеличивали выходную мощность, либо снижали мощность на аноде, то, в первом случае, из-за большей амплитуды сигнала та же самая кривизна, что и в предыдущем режиме давала больший уровень гармоник и интермод, а во втором - вы переходили на точку характеристики с большей кривизной. Просто распишите соответствующие разложения в ряды и посмотрите НАСКОЛЬКО быстро будут расти коэффициенты у гармонических составляющих с большими номерами при росте амплитуды входного сигнала на управляющей сетке пентода. Это просто видеть даже в пределах курса ВМ любого технического ВУЗа, я никак не могу взять в толк, что тут обсуждать. Совсем уж просто расписано в четвертой главе книги "Усилители низкой частоты на электронных лампах" Г. В. Войшвилло.

[Slava]

Дмитрий! Понимаю я. Считаю что по кривизне выходных ВАХов все таки нельзя определять "кривизну" лампы. Что же касаемо тех усилителей полосы на 6П3С 3кгц 80кгц А привел для вопроса почему не 6П6С. ГУ80 3кгц 30 кгц. А вот здесь из  своих соображений пытались таки всунуть ГМ70. КНИ не изменилось. Наверное интермодуляционные не дали идее воплотиться.  Спасибо за спор. Почерпнул нужное для себя. А курс  со временем испарился из головы. Как ТПС, но тот на второй день после сдачи.










ь

[Lynx]

Считаю что по кривизне выходных ВАХов все таки нельзя определять "кривизну" лампы.

Почему же нельзя. Для триодов это совсем просто: взяв вторую производную от функции Ia = F(Ug)|Ua = const получаем функцию кривизны характеристики. Взяв такие производные по всему семейству характеристик для разных значений анодных напряжений, получим семейство характеристик кривизны. Отнормировав характеристики ламп, скажем к величине напряжения приведения для Ug = 0в, можно сравнить кривизну по полученным семействам для каждой из ламп.
Для многосеточных ламп процесс сложнее и требует получения таких семейств для набора напряжений на всех дальних сетках. То есть сравнение может быть весьма времязатратным при его проведении вручную.
Но на практике такие сравнения для многосеточных ламп непоказательны, поскольку наиболее сильные отличия кривизны будут находится в районе напряжений отсечки по управляющей сетке, т.е. в тех режимах, где лампы в апериодических усилителях не работают. В слабосигнальном режиме понятие кривизны вообще малоинтересно, т.к. уровень искажений достаточно мал, а высшие составляющие вообще незначительны и лишь при больших амплитудах напряжения управляющего электрода, сравнимых с величиной смещения, кривизна будет определять оносительные интенсивности продуктов искажений, разумеется в заданном и нормированном режиме.
В слабосигнальных режимах (как я писал где-то выше) кривизна будет интересной лишь для апериодических каскадов с АРУ с управлением по первой сетке и каскадов амплитудных дискриминаторов и ограничителей.

Спасибо за спор.

И Вам спасибо, частенько заставляете "шевелить мозгами" на фоне ежедневной рутины 

[Гocть]

Еще пример. Пентод ГУ80  усилитель аппаратуры уплотнения для высоковольтных линий. Тоже однотакт. 5 ватт. Вот тут мы пытались усовершенствовать. И мощность поднять, и режимы облегчить. И все неудачи. Забивает другие каналы. А лампа то  кривая по твоему определению. Что же разработчики с тобой не посоветовались?  Хотя бы ГМ70 взяли.

Ну ты ведь тоже вместо того, чтобы со мной посоветоваться, споришь... Вот и они, видимо, так-же.




и добавил...

Считаю что по кривизне выходных ВАХов все таки нельзя определять "кривизну" лампы.

А тебе грамотные и опытные товарищи говорят - заблуждаешься, не понимаешь, о чём речь. И объясняют, что и как. Вро-де бы доходчиво объяснили, "на пальцах"... Как ещё разжевать, чтобы дошло - ума не приложу, так что - извини, я больше пасс.

[Slava]

Ну ты ведь тоже вместо того, чтобы со мной посоветоваться, споришь...

Спорить с тобой бессмысленно. Ибо ты всегда прав. И, даже в тех редких случаях, а может и не редких, когда неправ. Сам этим страдаю, но в меньшей мере. 

[Гocть]

Слава, когда тобе пытаются объяснить, что ты не понимаешь, то не спорить надо, а спрашивать, что не доходит, что может не вполне доходчиво объяснили. Спорить в таком случае - действительно бессмысленно, в этом я с тобой совершенно согласен.