[Rumgucker]

Threadziel: Erstellung eines korrekten EL34-Modells

[Rumgucker]

Liebe Schööler, jetzt stellen wir uns ens janz dumm und sagen: wat is ene EL34-Modell? Ene EL34 is en Glasrohr mit paar Quellen drin

[Rumgucker]

Hier als Text:

Zitat:.SUBCKT 6CA7 A S G K
*
* Calculate contribution to cathode current
*
Eat at 0 VALUE={0.636*ATAN(V(A,K)/23)}
Egs gs 0 VALUE={LIMIT(V(S,K)/9.3+V(G,K)*0.95,0,1E6)}
Egs2 gs2 0 VALUE={PWRS(V(gs),1.5)}
Ecath cc 0 VALUE={V(gs2)*V(at)}
*
* Calculate anode current
*
Ga A K VALUE={1.86E-3*V(cc)}
*
* Calculate screen current
*
Escrn sc 0 VALUE={V(gs2)*(1.1-V(at))}
Gs S K VALUE={1.518E-3*V(sc)*LIMIT(V(S,K),0,10)/10}

Na fein. Und da sehen wir ja auch schon den Fehler! Sowohl der Anoden- als auch der g2-Strom werden exakt von den gleichen Variablen bestimmt.

[Rumgucker]

Hmmm.. erstmal will ich verstehen, warum unsere externe Screen-Konstantstromquelle das Duncan-Modell fast zum Explodieren bringt.

V(AK) ist konstant und fällt schonmal raus. Letztlich wird sowohl der Anoden- als auch der Schirmstrom allein von V(SK) und V(GK) bestimmt.

Die Speisung von g2 mit einer Konstantstromquelle muss also dazu führen, dass V(GK) und V(SK) genau gegensinnig laufen und so den Anodenstrom fälschlicherweise "stabilisieren". Das wäre dann der Fall, wenn "V(gs)" konstant ist.

[Rumgucker]

Rechnen wir diese Konstanz erstmal nach: die g2-Spannung in der Simulation sinkt linear mit steigender GK-Spannung. V(GK) beginnt bei -5V und endet bei 0V. V(SK) beginnt bei 82.22V und endet bei 38.06V.

Formel aus Duncan: V(S,K)/9.3 + V(G,K)*0.95

82.22V / 9.3 + -5 * 0.95 = 4.09 Volt ...und...
38.06V / 9.3 + 0 * 0.95 = 4.09 Volt.

Klasse! Genau wie vermutet. Jetzt muss ich nur noch verstehen, warum sich die g2-Spannung derart verändert.

[Rumgucker]

Oder noch besser: ich mess die g2-Spannung einfach mal in der Realität nach....

[Rumgucker]

Sehr interessant! Bei V(AK)=250V und Ig2=2mA

V(GK): -4V, V(SK-gemessen): 77.3V, V(SK-simul): 73V
V(GK): -3V, V(SK-gemessen): 68.5V, V(SK-simul): 64V
V(GK): -2V, V(SK-gemessen): 59.8V, V(SK-simul): 55.5V
V(GK): -1V, V(SK-gemessen): 50.3V, V(SK-simul): 46.5V
V(GK): 0V, V(SK-gemessen): 41.6V, V(SK-simul): 37.7V

Die Realität am g2 und die Simulation am g2 passen wunderbar zusammen. Daraus leite ich ab, dass die ganze g2-Berechnung im Duncan-Modell korrekt ist!!

Also kommt als Fehlerursache nur noch die Anodenstromberechnung im Modell in Frage. Wir sind einen Schritt weiter.

[Rumgucker]

Hmmm... der Anodenstrom ist also stärker von V(GK) abhängig, als im Duncan-Modell implementiert. Und diese Abhängigkeit wird irgendwie von dem g2-Strom moduliert. Da liegt IMHO das Problem: wir messen den g2-Strom nicht.

Was wir da in dem Modell am g2 vorfinden, sind zwei Stromquellen (unsere externe 2mA-Quelle und die interne "Gs"). Wer von beiden etwas stärker ist, zieht die G2-Spannung voll nach Minus oder voll nach Plus. Nun springt die Spannung aber nicht wie wild rum, weil das Modell über V(SK) vollständig gegengekoppelt ist.

[Rumgucker]

Eieieiei... das ist ja haarig. Gibts denn keinen geschickteren Weg, als 27 Abhängigkeiten gleichzeitig im Auge zu haben? Da wird munter dividiert und exponiert ... es ist die Hölle.

[Rumgucker]

Ich hab mal Korens EL34-Modell genommen. Noch schrecklicher! Dabei fällt der Anodenstrom mit steigender Gitterspannung, also gleich komplett verkehrt herum. Oha. Das riecht alles schrecklich viel nach Arbeit.

[kahlo]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker
Eieieiei... das ist ja haarig. Gibts denn keinen geschickteren Weg, als 27 Abhängigkeiten gleichzeitig im Auge zu haben? Da wird munter dividiert und exponiert ... es ist die Hölle.

Was erwartest du? Die Katode hat einen tonnenførmigen Querschnitt, die Gitter sind aus Kreissektoren zusammengesetzt und die Anode ist aus Trapezen gebastelt... Da ist es schwer, einfache Formeln zu finden. Fr¨her gab es mal Røhren, da war alles kreisrund. Einzige Komplikation waren die Gitterstege.



Duncans Modell ist das beste verf¨gbare Modell zur Zeit.

[Rumgucker]

Können wir nicht mit Tabellen arbeiten, kahlo?

[kahlo]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Können wir nicht mit Tabellen arbeiten, kahlo?

Das wære zu schøn, wenn wir eine Matrix in PSpice nutzen kønnten. Habe ich aber noch nie gesehen und ich weiss auch nicht wie das gehen kønnte

[Rumgucker]

Selbst wenn es uns gelingen würde, ein Tabellengerüst zu entwerfen, so hätte ich große Sorge, dass man dann mit den derart gestalteteten Modellen keine Klirrfaktoren messen kann. Dann zwischen den Stützpunkten interpoliert Spice linear. Das ist besonders bei unseren fast quadratischen Steuerkennlinien ziemlich falsch.

Egal!

Nur zum Spaß sollten wir mal rumgucken, ob wir mehrdimensionale Tabellen hochziehen können.

[Rumgucker]

Also ich seh langsam klarer. Die Tabellen-Geschichte erscheint mir sehr simpel. Erstmal würde ich vorschlagen, dass wir im Gegensatz zu Duncan bevorzugt mit Strom- und nicht mit Spannungsquellen arbeiten. Spice soll dadurch schneller werden.

Ich stelle mir vor, dass g3 und k auf Masse liegen.

Der Anodenstrom könnte beschrieben werden als:

Gak A K value = {Ia + I(Gak) * I(Gsk) * I(Ggk)}, also die "Undierung" der drei Elektrodenabhängigkeiten (A,S,G) plus ein Reststrom.

Jede Elektrodenabhängigkeit könnte als Tabelle beschrieben werden, so in etwa:

Gak 0 0 A K table = (5m 1V, 7m 2V, 10m 3V,..... 1 250V)
Gsk 0 0 S K table = (.5mA 1V, .7mA 2V, .1mA 3V,..... 1 300V)
Ggk 0 0 G K table = (1 -1V, 0.7 -2V, 0.5 -3V,.....)

Und entsprechend gehts für S und schließlich auch noch G. So kriegt man sogar g1-Ströme erfasst. Die Syntax müsste so ähnlich hinhauen und die Datenpaar-Erfassung müsste auch easy sein - dumme Tipp-Arbeit statt Funktionen mit 27 Unbekannten.

Das Problem sehe ich nur in den Ecken der von Spice linear interpolierten Zwischenwerte. Wenn eine Steuergröße zufällig immer über so einen Hubbel hin und herfährt, so ergibt sich naturgemäß ein anderer Klirrfaktor als auf der Interpolationsgerade.

Den Fehler sollten wir mal diskutieren:

Wenn der Aussteuerbereich der EL34 +/-100mA beträgt und ich alle 10mA ein Datenpaar erfasse, so kann der Fehler nur kleine Bruchteile von 5% betragen. Besonders hoch wird er bei starken Kennlinienkrümmungen und er wird genau zwischen zwei Stützpunkten am höchsten sein. Derartige Kennlinienkrümmungen sind aber sowieso nur im Bereich der Aussteuerungsgrenzen zu erwarten. Wir kriegen also bei hohen Aussteuerungen eine etwas pessimistische Klirrfaktoranalyse, möglicherweise etwas sprunghaft, wenns von 30 Watt auf 30.5 Watt hochgehen sollte.

Nö... also ich denke, dass wir das so durchziehen sollten. Was denkt Ihr?

[Rumgucker]

Hui.... ich bin äußerst positiv überrascht. Das erste Modell, was sich wie die Praxis verhält. Und das mit minimalen Stützpunkten. Kinners... das halte ich zur Zeit für einen vielversprechenden Weg!

[kahlo]

cool! table! magic! wieder was gelernt!

[Rumgucker]

Ja, ja, ja! Das ist es. Wir können sogar die Anlassströme an den einzelnen Elektroden vorgeben.

Dieses simple Faktoren-Multiplikationsprinzip kommt der realen kaskadierten Funktion einer hochpoligen Röhre sehr nahe. Wenn alle Gitter auf "Durchzug" stehen (Elektroden-Faktor "1"), fließt der maximale Anodenstrom. Und die Unlinearitäten kommen aus den Tabellen.

Allerdings seh ich noch ein kleines Problem im g2-Strom. Der ist NOCH unabhängig von der Anodenspannung. Aber das kriegen wir auch noch durchdacht.

Erstmal gehts ja nur um Tabellen-Prinzip. Und das scheint hinzuhauen.

[Rumgucker]

Beim gestrigen Tabellenwerk war die gegenseitige Abhängigkeit der Elektrodenströme einfach zu groß. Wenn ich beispielsweise nen neuen Anodenstrom vorgebe, so ändern sich automatisch auch alle anderen Elektrodenströme.

Wir sollten das genaue Gegenteil machen!

Jeder einzelne Elektrodenstrom sollte von einem individuellen Satz Faktor-Tabellen bestimmt werden. Das bläht das Tabellenwerk zwar etwas auf und man muss auf Redundanzen achten, aber man kann im Gegenzug das Verhalten jeder Elektrode genauestens definieren ohne die anderen Elektroden in Mitleidenschaft zu ziehen.

Für heute hab ich mir Praxismessungen an der EL34 vorgenommen, die ich dann umgehend in das Modell einarbeiten will.

[Rumgucker]

Eigentlich ging das recht zügig, rund 100 Messwerte. Ich hab alle g2 und Anodenströme in Abhängigkeit aller drei Elektrodenspannung gemessen. Ich konnte auch sehr schön sehen, ab wann die Röhre schwingt und dass ein 1k-R vor g1 wirklich was bringt und ich konnte auch wunderbar die Stromübernahme zwischen g2 und a beobachten. Bis Ug2=50V ist alles unter Dach und Fach.

Nun will ich mal versuchen, diese Werte in unser Tabellenwerk einzuarbeiten. Und dann guck ich rückwärts, ob die Simulation mit den Messungen übereinstimmt.