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Röhrenmodellierung

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Offline Stone(d)

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #60 am: 4.07.2009 21:16 »
Ja so hab ich das gerne  ;D

@WiderGates:

Thx für den Link, hab da auch eine tolle Formel gefunden, bei der der Widerstand unter dem Ck mit reingenommen wird. So kann ich schön die Frequenz berechnen, und noch ein Problem ist gegessen =)

@Jacob:

Hm, die Frage hab ich mir auch schon öfter gestellt was nun für den Klang da ist, und was wirklich nur zur Funktion des Amps dient.

@Sven:

Ich wollt das eigentlich gleich relativ fertig machen. Es wird nämlich langsam so umfangreich, das ich selbst schon überlegen muss wo und wie ich die Sachen gecodet habe  :o
Zum Glück bin ich rechtzeitig damit in Simulink gegangen, sonst würde ich schon nichtmehr durchsteigen. In jedem der großen Blöcke stecken ja einige Zeilen Quellcode (ca. 200 im Anodenfolger, jeweils so 20-30 für die Konstantenberechnung). Da wirds dann schon echt schwierig was zu finden. Nur gut das ich an jeden Schritt einen Kommentar geschreiben habe, das zahlt sich jetzt schon aus.

So, ich mach mal ein paar Änderungen und dann wars das glaub ich mit dem Anodenfolger =). Es sei denn es Fällt jemand noch was ein...

Edit: So, hab mal bisschen Aufgeräumt (nachdem ich die Bus-Funktion entdeckt hab  ::) ). Ist im Anhang.

Grüße,
Lukas
« Letzte Änderung: 4.07.2009 22:37 von Stone(d) »

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Offline TubeNewbie

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #61 am: 5.07.2009 15:11 »
Hallo,

Zitat
Die 2/3-Power-Law ist die erste Formel in meinem Buch und es wird gleich davon abgeraten.

Es gibt mitlerweile von verschiedenen Personen abgeänderte Formeln für die Genauigkeit!

E1=(Vpk/Kp)*Log(1+exp(Kp((1/m)+Vgk/(sqrt(Kvb+Vpk^2)))
Ip=((E1^Ex)/Kg1)*(1+sgn(E1))

Hat nicht mehr viel mit der einfachen 2/3-Power-Law zu tun

Für Filter und Verstärker(Röhren) reicht Spice allemal, es geht ja laut Betreff um Röhrenmodellierung.....

gruß Michael

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Offline Stone(d)

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #62 am: 5.07.2009 17:18 »
Hallo,

Es gibt mitlerweile von verschiedenen Personen abgeänderte Formeln für die Genauigkeit!

E1=(Vpk/Kp)*Log(1+exp(Kp((1/m)+Vgk/(sqrt(Kvb+Vpk^2)))
Ip=((E1^Ex)/Kg1)*(1+sgn(E1))

Hat nicht mehr viel mit der einfachen 2/3-Power-Law zu tun

Für Filter und Verstärker(Röhren) reicht Spice allemal, es geht ja laut Betreff um Röhrenmodellierung.....

gruß Michael


Jup, die Formeln arbeiten aber alle mit so komischen Konstanten und sind im Endeffekt nichts anderes als abschnittsweise definierte Funktionen, in denen man halt mit den Konstanten die Funktionen anpasst. Ganz so toll finde ich das nicht...

Naja ich will ja nicht irgendwelche Sachen simmen um damit Röhrenamps zu bauen, sondern ein DSP-Modell entwickeln, das Röhren ersetzt (zumindest erstmal für die Vorstufe). Dachte das wäre mittlerweile klar wenn man den Thread etwas verfolgt...

Ich nehm mir jetzt mal 2-3 Tage auszeit und dann gehts mir Kathodenfolger weiter =)

Gruß,
Lukas

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Offline Stone(d)

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #63 am: 8.07.2009 10:30 »
Moin,

Ich melde mich mal wieder zurürck. Wie schon gesagt steht jetzt der Kathodenfolger an. Ich mache mal eine Bestandsaufnahme:

- Der Kathodenstrom ist bekannt da gleich dem Anodenstrom
- Vorwiderstand an der Anode ist nichtmehr vorhanden
- Die Ausgangsspannung an der Kathode berechnet sich über die Ruhespannung an der Kahtode (Spannungsabfall über Kathodenwiderstände bei Ruhestrom) und den Spannungsabfall durch den AC-Anteil ebenfalls über diese Widerstände
- Anders als beim Kathodenfolger soll die Gittervorspannung nicht angegeben, sondern berechnet werden, da dies einfacher ist als beim Anodenfolger
- Der Ck kann ebenfalls vorhanden sein, was wie beim Anodenfolger zu einem Ausgangsfilter führt
- Eingangsfilter für die röhreninternen Kapazitäten ist auch notwendig
- Ein Ci kann auch vorhanden sein, wobei der DC-Anteil der Vorstufe auch durch eine hohe Gittervorspannung kompensiert werden kann. Gibt hier auch wieder den Filter.

Edit: Ich glaube es ist ganz gut die Unterscheidung AC- und DC-Coupled zu machen. Da bei der DC-Kopplung ja meistens nur ein Rk benutzt wird und die Eingangsbeschaltung der Röhre quasi wegfällt (weilweise hängen da auch Widerstände mit drinn, aber die sind ja nur zum Schutz, wie ich gelesen habe) wäre der Fall relativ einfach abzuhandeln. Bei der AC-Kopplung ists da schon etwas mehr, wobei die eher im FX-Loop zum Einsatz kommt (ist jedenfalls im Rectoverb plan so, beim Quad-Preamp hängt aber auch eine AC-gekoppelte Stufe in den Lead-Circuits). Sprich der erste Punkt auf der Liste wär wohl die DC-Kopplung

Ich werde die nächsten Tage die genannten Punkte mal umsetzen. Falls jemand noch ein Spezialfall einfällt, der relativ oft auftaucht, wäre es super wenn ihr mir ein paar Anregungen verpassen könntet. Sollte ich noch etwas vergessen haben, könnt ihr mir das natürlich auch sagen  ;)

Ich hab mir, nebenbei, auch mal Gedanken zum Endstufenmodelling gemacht. Da es hier wirklich viele schwer erfassbare Effekte gibt, dachte ich daran ein paar Gänge höher zu schalten: Ein künstliches neuronales Netzwerk.
Mit soetwas kann man selbst die kompliziertesten Systeme erschlagen, vorallem wenn man die genauen Gleichungen nicht kennt und nur Ein- und Ausgangsdaten zur verfügung hat. Dazu muss man so ein Netzwerk allerdings lernen lassen, wie bei einem echten Gehirn. Problem hierbei ist, das ich dafür wie schon gesagt Ein- und Ausgangsdaten bräuchte. Sprich sehr viele Wertepaare [Eingangswert vor der Phasenumkehr, Ausgangswert nach dem OT]. Frage an euch: Hat jemand die möglichkeit, die Daten so aufzunehmen und zu loggen, damit da vielleicht eine schöne Tabelle rauskommt? Das hat zwar noch etwas Zeit, aber ich klopf jetzt schonmal an  ;)

So long...
Lukas
« Letzte Änderung: 8.07.2009 11:52 von Stone(d) »

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Offline SvR

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #64 am: 8.07.2009 11:57 »
Salü,
Gerade wollt ich fragen ob du schon die DC-Kopplung der einzelnen Stufen berücksichtig hast  ;D und zack Edit.
Bei DC-Kopplung ergibt sich dann ja die Gittervorspannung für V1b aus der Kathodenspannung von V1b under der Anodenspannung von V1a. Wobei die Kathodenspannung von V1b größer sein muss, als die Anodenspannung von V1a.
Rettet den Wald, esst mehr Biber!
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Offline Stone(d)

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #65 am: 8.07.2009 13:12 »
Salut,

Salü,
Gerade wollt ich fragen ob du schon die DC-Kopplung der einzelnen Stufen berücksichtig hast  ;D und zack Edit.
Bei DC-Kopplung ergibt sich dann ja die Gittervorspannung für V1b aus der Kathodenspannung von V1b under der Anodenspannung von V1a. Wobei die Kathodenspannung von V1b größer sein muss, als die Anodenspannung von V1a.

Jops, das ist mir erst später gekommen  :)

Ich hab mal bei Valvewizzard reingeschaut (http://www.freewebs.com/valvewizard1/dccf.htm) und denk mal das kann man so machen:

- Ruhestrom und Ruhespannung an der Kathode ausrechnen (=Gittervorspannung) ausrechnen (Mal sehen ob man das hinbekommt, wenn nicht muss man wieder die Gittervorspannung angeben, das wäre aber bei der DC-Kopplung suboptimal)

- Ia berechnen (Formel bekannt, kein Problem)

- Ausgangsspannung berechnen

Edit: So, gleich mal ein erster Vorschlag meinerseits: Ok, ich kenne die Ruhespannung der Anode der Vorstufe. Damit kann ich ja auch die Spannung zwischen Anode und Kathode berechnen, wie man sie aus dem Graph für die Loadline kennt. Sprich: UA-K=Uruhe,Anode-Gittervorspannung (das ist jetzt für die Stufe davor).  Uruhe, Kathode, Kathodenfolger ist dann, wie man auf dem 2.Graph (Valvewizard) sieht, ja dann nur noch eine Verschiebung der Skala und damit ein Offset, sprich die haben wir dann auch (wobei das Offset gleich der Versorgungsspannung ist, sprich Uruhe, Kathode, Kathodenfolger=Ub-UA-K ) . Wenn ich die Ruhespannung an der Kathode kenne, kenne ich auch die Gittervorspannung, die ja gleich -Kathodenspannung ist. Den Ruhestrom kann ich dann einfach mit dem Spannungsfall über den Rk berechnen. Gute Idee  ???


Also das selbe Muster wie beim Anodenfolger. Ich mach mich mal drann, wie man die Ruhegrössen ausrechnen kann. Der Rest sollte dann nur noch Formsache sein.

So long...
Lukas
« Letzte Änderung: 8.07.2009 13:34 von Stone(d) »

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Offline SvR

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #66 am: 8.07.2009 13:57 »
Salü,
Ich bin mir nicht sicher ob das so geht, wie du schreibst (Vielleicht hab ich dich aber auch falsch verstanden, ich finds immer furchbar verwirrend den mathematischen Lösungsweg zu beschreiben.
Das ist ein bischen wie ein Teufelskreis im Moment für mich:
Um Ug1 zu bestimmen brauch man URk. URk ist aber abhängig von Ia und Ia ist wiederum anhängig von Ug1. Außerdem haben die Datenblätter die ich so hab die Ug1-Kurvenscharr im Ua/Ia-Kennlinienfeld nur bis -4V eingezeichnet. Im JCM800 liegt die Ug1 von V2b bei 183V (Ua von V2a liegt bei 182V => Ug1=-1V)
Mir fällt grad eine Vorgehensweise ein:
  • Ug1 festlegen und Arbeitspunkt suchen (Ua=Ub => Kathodenfolger), im Kennlinienfeld kann dann Ia abgelesen werden
  • Uk=UaV1a-Ug1
  • Rk=Uk/Ia

mfg sven
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Offline Stone(d)

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #67 am: 8.07.2009 14:36 »
Hm, also ich wollte es eigentlich vermeiden das man Ug1 angeben muss, weil sich das in der realität ja auch von selbst auf einen Arbeitspunkt einstellt (fast zumindest).

Ich glaub du bist von der falschen Seite aus rangegangen *g* weil bei deinen Formeln rechnest du ja z.B. den Rk aus. Den kenn ich ja schon, weil den gibt man ja ein. Die Vorarbeit die Bauteilwerte auszurechnen bleibt natürlich, soll ja so realistisch wie möglich sein  ;D
Glaub ich schreib das nochmal (hey ich bin auch immer ganz balla wenn ich die Sachen progge, weil zum mathematischen dann noch das Programmieren dazukommt  :-\ ) :

Geg: Uruhe,Anode, Vorstufe ; Bauteilwerte um die Röhre (hier: Rk) ; Röhrenwerte
Ges: Iruhe, Kathfolger ; Uruhe, Kathode, Kathfolger ; Ug1

Wenn man jetzt wie du geschrieben hast Ug1 angibt (hab ich bein Anodenfolger auch so gemacht) könnte man das mit den Beziehungen die du aufgestellt hast ausrechnen. Damit wäre dann:

I.   Ug1 = konst. = Definiert

II.  Ib(Ug1) = Iruhe, Kathfolger    <- Da setz ich in meine Stromfunktion ein

III. Uruhe, Kathode, Kathfolger = Rk * Iruhe, Kathfolger

Edit: Alternativ könnte man auch sagen:

I.   Ug1 = konst. = Definiert

II.  Uruhe, Kathode, Kathfolger = Uruhe,Anode, Vorstufe - Ug1

III. Iruhe, Kathfolger = Uruhe, Kathode, Kathfolger / Rk



Das hört sich soweit eigentlich ganz gut an  :) Glaube wenn man die Ug1 berechnen möchte, geht das nur über meine Stromgleichung. Aber die Umzuformen hab ich keinen Bock  ;D

Denke mal, so kann mans machen (thx sven) Ihr dürft das auch bestätigen oder verbessern ;)

So long...
Stoney


« Letzte Änderung: 8.07.2009 15:28 von Stone(d) »

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #68 am: 9.07.2009 12:34 »
Salü,
Zitat
Falls jemand noch ein Spezialfall einfällt, der relativ oft auftaucht, wäre es super wenn ihr mir ein paar Anregungen verpassen könntet.
Du hast es so gewollt.  :devil:
Hast du Gitteranlaufstrom zur Erzeugung der Gittervorspannung schon behandelt?
"Relativ oft" ist relativ, aber Gitteranlaufstrom wird zum Beispiel in einigen Dynacordverstärkern eingesetzt (Bsp.: http://www.schematicheaven.com/bargainbin/dynacord_bassking.pdf)
mfg sven
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Offline Stone(d)

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #69 am: 9.07.2009 13:36 »
Hm, steh grad weng aufn schlauch   :-\

Meinst du (im Schaltplan) den Phasensplitter? Oder meinst du jetzt was beim Anodenfolger noch?


Hab übrigens mit dem Coden etwas angefangen, aber läuft schleppend, da ich auch noch die Konstanten in der Stromformel anpassen muss. Wird aber.


So long...
Stoney

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Offline SvR

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #70 am: 9.07.2009 14:27 »
Salü,
Betrachte dir mal die Beschaltung von Rö1 (Anodenfolger). Sie besitzt keinen Kathodenwiderstand zur Gittervorspannungserzeugung, dafür ist der Gitterableitwiderstand sehr groß (10M).  Normal leitet der der Gitterableitwidertand Elektronen von der Kathode ab, die anstatt zur Anode zu wandern sich zum Gitter verirrt haben. Wird der Widerstand entsprechend groß gewählt (Rg>10M) fällt eine Spannung ab, die das Gitter gegen die Masse negativ macht.
Damit kann man einen hohen Eingangswiderstand erreichen.
Für die Gittervorspannung gilt dann: -Ug1=Rg*Iga
mfg sven
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Offline Stone(d)

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #71 am: 9.07.2009 14:53 »
Moin,

Ok, wieder was dazugelernt. Ich bin mir garnicht sicher ob man das braucht, weil das ja eher eine spezielle Eingangschaltung ist für die Impendanz. Aber wenn das natürlich die Gittervorspannung beeinflusst, sollte es schon mit rein... Der Iga, ist das der Strom von der Anode zum Gitter? Kann man den berechnen?
Weil wenn ja, könnte man einfach noch nen loop machen der ab ca. 5MOhm oder so (kann man ja noch festlegen, weil bis 2.2M ist ja schon normal) dann den neuen Bias wert berechnet. Der dürfte doch auch nicht fix sein, weil wenn Iga variiert (ich nehm das mal, wenn das der Strom von Anode zu Gitter ist) dann varriert ja auch wieder die Gittervorspannung.

hmm...

So long...
Lukas

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Offline SvR

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #72 am: 9.07.2009 14:57 »
Salü,
Iga ist der Strom von der Anode zum Gitter, stimmt! Ob/Wie man den berechnet, weiß ich leider nicht.
Vielleicht weiß das jemand anderes hier und kann es uns erklären!? Das würde mich nämlich auch interessieren!
mfg sven
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Offline Stone(d)

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #73 am: 9.07.2009 18:45 »
Hoi,

Ich hab da aber nochmal ne Frage...ich hab das modell jetzt erstma soweit fertig, und würd es gerne testen. Soweit sogut, aber ich frag mich grade, wie hoch wohl er Eingangspegel an der Röhre ist bei DC-Kopllung. Nehmen wir mal an die Röhre davor hat nen relativ hohen Verstärkungsfaktor, dann kommt doch da ne richtig saftige Amplitude an, durch den sehr hohen Eingangswiderstand. Oder fällt da irgendwo das Signal doch wider ab?

Gruß,
Lukas

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Offline SvR

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Re: Röhrenmodellierung
« Antwort #74 am: 9.07.2009 19:17 »
Salü,
Ich versteh deine Frage nicht so ganz  ???
Um welches Modell geht es gerade? (Gitteranlaufstrom oder DC-Kopplung allgemein oder DC-Kopplung bei Gitteranlaufstrom?)
Zitat
Nehmen wir mal an die Röhre davor hat nen relativ hohen Verstärkungsfaktor, dann kommt doch da ne richtig saftige Amplitude an, durch den sehr hohen Eingangswiderstand
Die Höhe der Amplitude hängt doch von der Verstärkung der vorherigen Stufe ab und nicht vom Eingangswiderstand der folgenden Stufe, oder?
mfg sven
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