[Stefan_L_01]

Hallo
Ich habe im anderen Thread ja geschrieben dass ich mir schnell mal ein Programm zur Berechnung der Anodenverlustleistung geschrieben habe. Ist mit heißer Nadel gestrickt.
Anwendung auf eigene Gefahr. Keine Garantie auf richtige Berechnung (Validierung gerne erwünscht)
Das Programm simuliert eine volle Signalwelle mit 720 Einzelschritten.

Gruß
Stefan

[Stefan_L_01]

.. und hier nochmal die Theorie und Herleitung zum B-Betrieb
Dazu ist zu sagen dass der A-Betrieb schon merkwürdig "rechts" von U0 ist, denn während Ia abnimmt steigt ja die Wirkung.

Gruss
Stefan

[Stefan_L_01]

Ich habe noch was zum Knobeln.

Wer einen AB Betrieb in das Programm eingibt (U0 420V, Raa 5000, Us 370V, Ibs 30mA) wird sehen dass Gesamtaufnahme P ungleich Pout + Pva ist.
Das kann ich "richten" wenn ich für den Teil der B-Kennlinie für den Wirkstrom NICHT den Biasstrom abziehe sondern mit vollem Ia rechne.

Jetzt bin ich die ganze Zeit am überlegen ob das korrekt ist, und man findet einfach keine Quellen zu diesem Verhalten.
- Einerseits ist vielleicht P um Ibias zu hoch gerechnet, aber es fliesst Ia, da ist nix zu rütteln.
- Auf Pva draufrechnen geht auch nicht, Ibias ist ja schon in Ia enthalten

Ich komme letztlich zu dem Schluss dass in der Version für den AB Betrieb die Ausgangsleistung zu gering angeben wird und man NUR für den A-Bereich den Wirkstrom um Ibias reduzieren muss!!!

Das würde aber bedeuten dass die Wirkleistung schlagartig einen Sprung am Übergang vom A auf den B-Betrieb macht (1 Spule gesehen).

Dies wiederrum könnte durchaus der Fall sein weil ja zur gleichen Zeit die andere Röhre von dem max. Ausschlag im A-Betrieb (der ja ein gewisses Maß an Leistung produziert) schlagartig abschnürrt und auf 0 Leistung springt (real: etwas weicher, in der Rechnung ohne Röhrenkennlinie natürlich sofort).
Im Gegenzug muss die nun im B-Betrieb alleine weiterarbeitende Seite schlagartig einen Sprung in der Wirkleistung aufweisen um diesen Ausfall zu kompensieren!

Was meint ihr?

Ich würde ja in LTSpice gerne sehen wie viel Leistung in einer Trafowicklung übertragen wird, gibt es da eine Flußgröße oder sowas?

Gruß
Stefan

[Stefan_L_01]

so, ich denke meine Annahme im Post davor ist korrekt. Hier also die Version mit sich ausgehenden P Angaben. Und kleinem Bugfix in der Ias Darstellung

[Stefan_L_01]

Hallo

Erstmal ein schönes neues Jahr Euch allen!

Ich bin jetzt ein wenig irritiert als ich mir auch den mittleren Stromverbrauch berechnen wollte.

Dafür will ich erstmal nur einen 100% B-Betrieb mit voller idealer Durchsteuerung betrachten, mit folgenden Werten:
U0 =  400V ( konstant!)
Raa = 4000 Ohm (=> R = 1000Ohm, => Imax = 400mA)
Ua_peak = 400V

Hilfsquelle f.d. Betrachtung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Formfaktor_(Elektrotechnik)

Wir haben in dieser Quelle also die Situation "Halbschwingung" gerichteter Sinus, mit der Besonderheit dass die Versorgung konstantes U0 und sich nur der Strom ändert !!!!

Integriert man den Strom über einen vollen Sinus und bildet den Mittelwert erhält man ca. 127mA, was Iamax/PI ist  und aus dem B-Betrieb ja eine bekanntes Verhältnis ist. Wird in der Tabelle in Spalte "Geichrichterwert" bestätitig

Der Effektivwert ist aber Wurzel( 1/N * Summe( I(t)*I(t) ) , und integriert man die quad. Summen und bildet den Effektivwert damit (inkl. Ruhephase der sperrenden Flanke) erhält man 200mA, also IaMax/2, bestätigt durch die Spalte "Effektivwert"

Würde man jetzt mit dem Effektivwert und der konstanten U0 Versorgung (Effektivwert = U0!) die Effektive Leistung berechnen, kommt man auf 80W entgegen ~50W Sinus.

Jetzt soll der Effektivwert aber doch die gleiche "gleicgerichtete" Leistung repräsentieren wie die Wechselleistung. Woher kommen die riesen Unterschiede ( kein rosa Rauschen)

Danke für Aufklärung
Stefan

[Stefan_L_01]

so, Antwort selber gefunden: Für einen halbgerichteten Sinus ist der Formfaktor einfach nun mal höher, also 1.57, gegenüber dem perfekten Wechselrichtungs-Sinus von 1.11. Selbst ein zur schwellender Sinus scheint einen anderen FF zu haben als ein wechselnder.

Angesichts der modernen Rechentechnik heutzutage, die genaue Simulationen und Rechnungen und damit die Bestimmung exakter Werte für beliebige Verläufe in kurzer Zeit ermöglichen, halte ich rms Angaben für ziemlich schwachsinnig eigentlich.

Egal, ich habe mal in das Programm eingebaut. Die Gesamtausgabeleistung ist, da ja der Strom im PP ziemlich genau einem Sinus folgt, als rms Wert gut bestimmbar, bei der Verlustleistung und Anodenleistung eher weniger wegen höherem FF.
Das bedeutet aber auch das jede DC Messung im Bereich der Tube im Betrieb mit Signal ziemliche Fehler aufweisen kann, wenn das Gerät rms mit FF 1.11 darstellt. Und AC geht durchs clippen im Bereich der Kathode auch nicht wirklich gut. Die Screens sind durch den punktuellen Einbruch im Peak auch vom Formfaktor weit weg von einem Sinus.
Letztlich muss man alles wohl am Oscii ausmessen.

Gruß
Stefan

[es345 (†)]

Hallo Stefan,

war noch ein paar Tage ausser Gefecht, aber bin jetzt wieder online.

Schönes Programm!

Wo gibst Du die Anodensättigungsspannung vor?

Gruss Hans- Georg

[Stefan_L_01]

Hallo Hans-Georg
Meinst du Reststrom bei Sättigung? Bei Sättigung wird im Moment Ia = 0 angenommen. Sowas wird also im Moment vernachlässigt und ist vielleicht auch vernachlässigbar. Wobei genau genommen Ua ja in Sättigung sehr hohe Spannungen durch die Gegenseite eingeprägt bekommen kann (800V +), das wirkt sich ja dann auf die Verlustleistung schon messbar aus. Das muss jeder im Moment für sich abschätzen, liesse sich aber noch einbauen. Genauso wie ein ohmscher R des OT usw. .
Gruß
Stefan

[Stefan_L_01]

Hallo nochmal
Ich bin für mich zu der Erkenntnis gekommen dass die Angabe einer rms Leistung basierend auf U0*Ieff Blödsinn ist.
Letztlich kann man weder für die Anodenverlustleistung Pav noch für die zugeführte Leistung P dies so berechnen da dort U nicht proportional zu I ist. Die Röhre arbeitet ja letztlich wie ein zeitlich sich ändernder Widerstand von 0-oo.

Letztlich soll rms ja Gleichwerte angeben für I und U die mutlizipliziert wieder der echten Leistung entsprechen, die eh schon über Zeitschrittintegration bestimmt worden ist. Keine Notwendigkeit die Leistung über rms Umwege die dann nicht mal funktionieren können nochmal zu bestimmen.

Die einzige Leistung die per Urms und Irms berechenbar ist - und wo dann auch das Gleiche rauskommt wie über die Zeitschrittintegration - ist die Ausgabeleistung über Raa da dort U~I ist. Der Boxenwiderstand wirkt als Konstante.

Insofern habe ich für PP jetzt einfach die P-Werte einer Röhre summiert. Irms habe ich spasseshalber noch drinnengelassen, wem es nutzt. Da vom Trafo, wo rms Werte meist angegeben sind, aber durch die Gleichrichtung ja auch mehr oder weniger Gleichstrom die Röhre versorgt macht es imo keinen Sinn den Strombedarf mit dem Irms Wert zu bestimmen, da die Leistungsbilanz damit einfach nicht stimmt für konstantes U0. Besser man nimmt den arithm. Mittelwert finde ich.

V0.4

Gruß
Stefan

[es345 (†)]

Hallo  Stefan,

Meinst du Reststrom bei Sättigung?

zunächst zur Begrifflichkeit, so wie ich sie verwende. Ob das der generell richtige Begriff ist, weiss ich nicht, ist aber für mich anschaulich.

Die Anodensättigungsspannung ist die Spannung zwischen Anode und Kathode, die bei Vollaussteuerung und Übersteuerung nicht unterschritten wird. Vereinfacht ausgedrückt: dann flesst der grösste Anodenstrom. Das kann man auf dem Oszi sehr gut sehen. 

Jetzt noch eine etws längere Erläuterung.

Ich habe mein Schätzexcel so aufgebaut, dass die minimale Anodenspannung klippt und ebenso der Anodenstrom. Das ist eine starke Vereinfachung, aber das Ganze dient ja nur zur Schätzung. Was man plausibel damit nachbildet, ist der bei Übersteuerung weiter ansteigende mittlere Katodenstrom. Dies ist ein guter Indikator, wie schnell die Kathode einer Endröhre ggfls beim Overdrive überlastet wird. Bezogen auf die Anodenverlustleistung sehe ich die Stepweise Integration/Mittelung auch als den richtigen Weg.

RMS Werte sind für mich dann nur am Ausgang ein "Abfallprodukt", mich interessiert die Leistung. Hier hört es aber für mich bei einer ohmschen Last auf. Der Lautsprecher ist, wie Du ja schon schreibst, sowieso ein komplexer frequenzabhängiger Widerstand - und jeder ist anders, derselbe Lautsprecher auch  bei anderem Einbau. Selbst der  Leistungswert am ohmsche Widerstand stellt für mich maximal eine halbwegs brauchbare Schätzung dar, der auch beim Vergleichsgrösse zu anderen Konfigurationen hilft.

Gruss Hans- Georg

[Stefan_L_01]

ach so.
Nun ja Clipping betrachtet die Rechnung gar nicht im Moment, da die max. Anodenverlustleistung - und das war ja die Motivation - bekanntlich eh bei kleineren Spannungen als Clipping ihr Maximum hat, für normale Betriebsbedingungen. Für tiefergehende Untersuchungen würde ich eh auf SPICE und seine komplexeren Modellierungsmöglichkeiten setzen

Ich gebe also einfach Us als Signalwechselspannung vor an der ANODE.
Us_max = Ua_ruhe - Ua_sättigung.

Gruss
Stefan

P.S. Habe mir 150W Widerstände besorgt. Messe dann mal in Zukunft meine Amps aus, das wird spannend
Gruß
Stefan

P.S. Habe mir 150W Widerstände besorgt, morgen fange ich mal an meine Amps auszumessen. Das wird spannend, ich freue mich schon darauf

P.P.S vom Lautsprecher habe ich zwar nix geschrieben, gebe Dir aber vollkommen recht. Ich nehme auch ganz primitiv eine ohmsche Last an. Das langt für eine eh sehr idealisierte Rechnung.

[es345 (†)]

Hi Stefan

Der Boxenwiderstand wirkt als Konstante.

Das kommt davon, wenn man mehr herauslesen will als im Text steht  . Alles klar!

Gruss Hans- Georg

[Stefan_L_01]

so, hier mal ein Vergleich mit der Realität: Messung an einem jtm45 clon, 6.6k Raa mit 6l6. Sekundär 8.2-8.4ohm, je nach Messgerät...

Der Kanal 1 ist die am 1 ohm Kathodenwiderstand gemessene Spannung, Peak ist 230mV entspricht 230mA -> ziemlich gute Übereinstimmung mit der Berechnung (221)

Kanal 2 ist Anode, PeakPeak steht da, Signal ist also 365V Peak bei Mitte 450V ca.

Channel3: nach P = Urms*Urms/R ist die gemessene Ausgangsleistung ~31-32W am Lastwiderstand, gegenüber 40W in der Berechnung VOR dem OT. Das sind also ca. 20% Verlust. Aber ich meine gegenüber einer hochidealisierten Rechnung ohne Widerstandsberücksichtigung im OT, mit OT Verlusten u.a. ist das ok und ein brauchbarer Anhaltswert.

Die 45W Angabe eines JTM an 6.6k oder sogar 8k ist aber mit Abstand die unrealistischte und zu hoch gegriffene von allen Marshalls.

Gruß
Stefan

[cca88]

so, hier mal ein Vergleich mit der Realität: Messung an einem jtm45 clon, 6.6k Raa mit 6l6. Sekundär 8.2-8.4ohm, je nach Messgerät...

Der Kanal 1 ist die am 1 ohm Kathodenwiderstand gemessene Spannung, Peak ist 230mV entspricht 230mA -> ziemlich gute Übereinstimmung mit der Berechnung (221)

Kanal 2 ist Anode, PeakPeak steht da, Signal ist also 365V Peak bei Mitte 450V ca.

Channel3: nach P = Urms*Urms/R ist die gemessene Ausgangsleistung ~31-32W am Lastwiderstand, gegenüber 40W in der Berechnung VOR dem OT. Das sind also ca. 20% Verlust. Aber ich meine gegenüber einer hochidealisierten Rechnung ohne Widerstandsberücksichtigung im OT, mit OT Verlusten u.a. ist das ok und ein brauchbarer Anhaltswert.

Die 45W Angabe eines JTM an 6.6k oder sogar 8k ist aber mit Abstand die unrealistischte und zu hoch gegriffene von allen Marshalls.

Gruß
Stefan

Hallo Stefan,

 

coole Messungen


Marshall gibt übrigens mittlerweile auch 30W Ausgangsleistung für den JTM45 an 

Grüße

Jochen

[es345 (†)]

Hi Stefan,

sieht doch gut aus! Hier meine Schätzung über den etwas anderen Rechenweg. Die Abweichungen betrachte ich als gering.

Gruss Hans- Georg