Wat is het nut van de gridstopper op G2?

[Rutger]

Hoi,

Ik ben me flink aan het inlezen op single ended buizenversterkers met het doel er zelf eentje te gaan bouwen. Zodoende ben ik ook wat aan het rekenen geslagen.

Als powertube heb ik een EL34 gekozen en m.b.v. een geselecteerde power/output trafo daar netjes alle waardes van de componenten in de poweramp voor bepaald. Die lijken me heel redelijk als ik ze vergelijk met bestaande schema's, alleen de gridstopper op G2 vind ik erg hoog, 1k5 Ohm. En dat roept bij mij meteen een hoop vragen op....

De gridstopper is in principe bedoeld als veiligheid, verder niet. Kijk je naar bestaande versterkers, dan zie je de gridstopper gaan tot max. 1k, soms zijn ze erg laag (100 ohm). Houd ik dat naast mijn rekensommetje, dan vraag ik me af of die < 1k gridstoppers op bestaande amps wel hun functie van veiligheid kunnen waarmaken? Of zitten die er ook om een andere reden?

Ten tweede zorgt 1k5 toch voor een redelijke spanningsval van zo'n 20V, wat het verschil met de anodespanning toch een stuk groter maakt. Kijk je naar bestaande schema's, dan is dat verschil soms nihil.
Ik heb nog weinig gevoel bij zulke waardes, dus: wat is de invloed van dit verschil op de werking van de powertube? En waar liggen daar de grenzen van de powertube?

Al met al vraag ik me gewoon af wat de wenselijkheid is van deze weerstand, of bouwers/ontwerpers het als een noodzakelijk kwaad zien of als een toneshaper, of...? Mijn gevoel zegt het eerste, maar ik ben heel benieuwd wat de meningen erover zijn en vooral hoeveel vrijheid je je hierin kun permitteren.

[cluseau]

Dit is volgens mij geen gridstopper. Deze weerstand is er gewoon voor de G2 stroom te begrenzen. G2 zorgt slechts voor een versnelling van de elektronen, daarom heeft een penthode een hogere versterking. ff Googelen zijn hele theorieen over te vinden. Gridstopper zit op G1. Deze vormt samen met de inwendige capaciteit een hoogaf filter om instabiliteit tegen te gaan.

Frans.

[Rutger]

Eh nee, die bedoel ik niet. Ik bedoel deze:

http://www.freewebs.com/valvewizard/Gridstopper3.jpg

De 47R rechtsonder aan G2

[nico verduin]

Het is gewoon een stroom begrenzer. Als er signaal op de G1 wordt gezet, zal de anode alsmede de G2 een hogere stroom te verwerken krijgen. Echter de G2 kan dacht ik bij een EL34 max. 7W dissiperen. Daarboven gaat ie mooi gloeien:seriousf:... totdat ie smelt....

Doordat de spanning over de weerstand stijgt (agv. de hogere stroom), daalt de spanning over G2. Gevolg is dat het vermogen wat terugloopt. Je krijgt ahw. een natuurlijke compressie bij de pieken.

In het verleden werden vaak 100 ohm weerstanden gebruikt (of soms zelf zonder). Echter veel van die amps stonden ook kouder afgesteld. De piek stromen waren toen ook wat lager. In LC's kom ik ze nog wel eens tegen (en soms dan ook aardig zwart geblakerd). Het verhogen van de weerstand naar 1K of in jou geval zelfs 1K5, kun je zien als een bescherming voor de eindbuis. Het scheelt mogelijk een paar Watt, maar ik betwijfel of je dat werkelijk zult merken.

Sommige ampbouwers maken nog wel eens gebruik van dit fenomeen om powerscaling toe te passen. Ik weet het niet zeker, maar ik dacht dat London Power deels ook ziets toepaste. Heb ooit eens een schematje gezien, maar weet het niet zeker meer.

[cluseau]

......Ik bedoel deze:
De 47R rechtsonder aan G2
Dan hebben we het toch over hetzelfde, er is maar één G2 weerstand!
Dit is trouwens een semi triode schakeling maar dat terzijde.

Zoals gezegd begrenzing van de G2 stroom, niks meer niks minder.

Benaming gridstopper voor G2 weerstand is volgens mij niet juist, de weerstand op G1 noemen we een gridstopper.

Frans

[Rutger]

Oke, om er zeker van te zijn dat we hetzelfde bedoelen:

In dit (http://www.freewebs.com/valvewizard1/se.html) artikel staat ie uitgelegd, onder het kopje 'screen voltage' vanaf de 3e alinea.

En dit plaatje hoort erbij:

http://www.freewebs.com/valvewizard1/SE2.jpg

Als ie dezelfde functie heeft als jij verteld, dan is het artikel wellicht onduidelijk

[nico verduin]

Staat precies hetzelfde....

[Rutger]

@Nico: Oeps, ik had je eerste post helemaal niet gezien! Ik denk dat ik Cluseau gewoon niet helemaal begreep, jouw verhaal zegt me een stuk meer.

Maar die spanningsdrop kan dus geen kwaad? En krijg je niet wa veel compressie met nog ns een 1k5?

[cluseau]

Oke, om er zeker van te zijn dat we hetzelfde bedoelen:



Rutger, ik begrijp je verhaal heel goed en we bedoelen allemaal hetzelfde. Wat Nico in iets andere woorden zegt is ook hetzelfde. De G2 weerstand is er alleen voor stroombegrenzing, dat wordt idd ook zo uitgelegd in het door jouw aangehaalde artikel. Als Ua varieerd zal in de dalen Ua heel laag zijn waardoor g2 de functie van de anode over zou willen nemen. Hiertoe is hij niet in staat door de tere constructie tov de anode. Om dit te beschermen is de g2 weerstand (zie ook post 2). De benaming "gridstopper" is hier alleen niet op zijn plaats. Bij sommige versterkers zie je ook duidelijk de g2 gaan gloeien bij volle uitsturing. De Rg2 is dan te klein gekozen om g2 te beschermen.

Nog even een opmerking over het eerste plaatje (post3): Ik had hier al opgemerkt dat dit een semi triode schakeling is he! In dit geval is Ug2 niet constant (+1) maar zakt mee met het anode signaal dus blijft het verschil Ua-Ug2 veel kleiner. Daardoor kan Rg2 ook kleiner worden gekozen. Zou g2 wel aan +1 zitten moet er een veel grotere Rg2 worden gekozen, hou daar dus rekening mee in je ontwerp.

Frans.

[nico verduin]

[quote=Rutger;2227256Maar die spanningsdrop kan dus geen kwaad? En krijg je niet wa veel compressie met nog ns een 1k5?[/quote]Zoals het artikel al aangeeft, je kan het uitrekenen. 't is meer een keuze of je kerstverlichting wilt of niet:seriousf:

[Rutger]

Sorry voor de verwarring jongens, mijn fout.

Die 1k5 is dus wel noodzaak, een lagere waarde kiezen is dus onverstandig? Bij Marshalls zie je bijvoorbeeld standaard een 1k zitten, of nemen ze dan bewust een risico?

En geldt dat ook als je hem pentode schakelt? Bij bijvoorbeeld de Champ zie je hem helemaal niet terugkomen.

[cluseau]

Die 1k5 is dus wel noodzaak, een lagere waarde kiezen is dus onverstandig? Bij Marshalls zie je bijvoorbeeld standaard een 1k zitten, of nemen ze dan bewust een risico?


Rutger, bij een vermogens meting van een JCM600 zag ik g2 licht opgloeien. Niet dat g2 zou smelten maar naar mijn idee toch iets te veel van het goede. Wel een juiste weerstand toegepast dus waarschijnlijk is dit buizenmerk afhankelijk en is een beetje kleur op g2 bij sommige merken wel toegestaan. Verder niets mis met de amp, niet oscilleren of verkeerde instelling. Goeie kwaliteit buizen enzo maar toch rooie wangen. Trouwens met de gloeispanning zijn ze ook niet zo serieus, daar is ook al een discussie over geweest. Hou je aan de specificatie's van de buizen fabrikant dan moet het goed gaan.

Frans.

[Rutger]

Oke, super! Ik zou dus wel evt. met een wat lagere waarde kunnen experimenteren, op eigen risico :)

Nog even voor de (mijn) goede orde: zo'n weerstand is bij pentode schakeling dus niet nodig omdat de spanning op zowel G2 als anode evenredig stijgen en dalen?

[cluseau]

Oke, super! Ik zou dus wel evt. met een wat lagere waarde kunnen experimenteren, op eigen risico :)

Nog even voor de (mijn) goede orde: zo'n weerstand is bij pentode schakeling dus niet nodig omdat de spanning op zowel G2 als anode evenredig stijgen en dalen?

Tis altijd jouw risico :crazyhappy:.

Overschrijding van de g2 stroom kan natuurlijk de buis beschadigen.

Bij een triode schakeling is hij minder nodig. Een pentode schakeling is die schakeling waar de schermrooster weerstand direct aan de plus hangt en dus geen signaal voerd.

Frans.

Dit is pentode http://www.freewebs.com/valvewizard1/SE2.jpg
De gedeelde Rg2 is niet van belang



En dit is (semi) triode http://www.freewebs.com/valvewizard/Gridstopper3.jpg
De reden van de aftakking is een compromis tussen versterking en het extra vermogen uit g2.

[Rutger]

Ja natuurlijk, helder! Alles moet nog even op z'n plek vallen (electronica is nooit m'n sterkste vak geweest) en met jullie uitleg lukt dat heel aardig :)

En nog iets: je kunt toch nooit meer stroom trekken dan door de powertrafo geleverd kan worden? Dat zou toch betekenen dat je g2 eigenlijk alleen hoeft te beschermen tegen de maximale stroom die door de trafo kan worden geleverd? Voor een eenvoudig SE ontwerp heb je immers geen grote stroom nodig (max 100 mA), en in de berekening van die weerstand wordt daar geen rekening mee gehouden...

[cluseau]

En nog iets: je kunt toch nooit meer stroom trekken dan door de powertrafo geleverd kan worden?

Dat zou toch betekenen dat je g2 eigenlijk alleen hoeft te beschermen tegen de maximale stroom die door de trafo kan worden geleverd?

1 klopt, de stroom moet natuurlijk wel ergens vandaan komen.

2 klopt niet. De trafo kan immers veel meer leveren dan g2 mag verwerken.

Frans.

[Rutger]

Ja oke, snap ik. Maar ik bedoel: bij de rekensom om die waarde van die weerstand te berekenen, ga je uit van een stroom die in theorie maximaal door de anode kan worden getrokken, en dat kan in de praktijk meer zijn dan wat de PT kan leveren. Of zie ik dat verkeerd?

[cluseau]

Ja oke, snap ik. Maar ik bedoel: bij de rekensom om die waarde van die weerstand te berekenen, ga je uit van een stroom die in theorie maximaal door de anode kan worden getrokken, en dat kan in de praktijk meer zijn dan wat de PT kan leveren. Of zie ik dat verkeerd?

In de datasheet is de spanning en stroom limit gegeven. Heb je een hogere voedingspanning dan in de data sheet is het een kwestie van de wet van ohm om de voorschakelweerstand uit te rekenen, eitje toch?

Bovendien kun je de stroom mooi in de gaten houden omdat je dan een meetweerstand hebt. Om de invloed op de karakteristiek te bepalen moet je wat dieper op de theorie ingaan. Is op internet wel te vinden toch?


edit
Nico weet hier wel wat over te vertellen denk ik, wacht ff op een reactie
Frans.

[nico verduin]

Het sec rekenen aan G2 is altijd wat lastiger. Maar als we nu eens uitgaan van de EL34 specs van JJ: http://www.jj-electronic.com/pdf/E34L.pdf

Dan zie je een paar dingen die je verder kunnen helpen:

Maximale dissipatie van de G2 = 8W. M.a.w. de V-g2k * I-g2 mag de 8w niet overschrijden. Anders zal ie wel mooi gaan gloeien;)
V-g2 mag de 450V niet overschrijden.
Als je naar die Transfer characteristics kijkt, zie je dat zolang je in de buurt (of boven) van die Anode blijft (250V/250V, 350V/375V, 400V,425V), er weinig verandering is in het stroomverloop. Ga je daarintegen de spanning op G2 fors verlagen, dan neemt de stroom in de anode af. Een van de functies van de G2 was om de los botsende electronen (veroorzaakt door met hoge snelheid botsende electronen vanaf de kathode) van de Anode af te vangen zodat ze niet terug gingen naar de kathode (als ik me goed herinner).
Hoe meer electronen er bij die G2 komen, hoe groter de stroom. Door een weerstand in serie te zetten valt er spanning over de weerstand en gaat de G2 spanning dalen. Er worden weer minder electronen aangetrokken tot de G2. Dan valt er minder spanning over de weerstand dus zal G2 weer stijgen. een zelf regulerende functie van stroom begrenzing.
Waarom 1K, 1K5, 100 ohm. Voor het goede zou je dat experimenteel kunnen bepalen met een (goede)buizentester (bijv. AVO MK serie). Daar kun je apart de Anode en G2 spanning instellen en daardoor bepalen waar de grensspanning ligt waar de Ia wezenlijk weer gaat afnemen als G2 daalt. Dat is dan je ijkpunt. Als je Ig2 en de spanning meet van dat punt, kun je uitrekenen wat de weerstandswaarde zou moeten zijn voor jouw amp.

[cluseau]

Een van de functies van de G2 was om de los botsende electronen (veroorzaakt door met hoge snelheid botsende electronen vanaf de kathode) van de Anode af te vangen zodat ze niet terug gingen naar de kathode (als ik me goed herinner).

Hoe meer electronen er bij die G2 komen, hoe groter de stroom.

Nico, haal je nu niet twee dingen door elkaar? :soinnocent: Voor zover ik weet is g2 een uitbreiding van de triode. De functie van g2 is een versnelling van de elektronen veroorzaken. De eigenlijke tetrode was hiermee geboren. Nadeel was idd die los zwevende elektronen. Men heeft toen het keerrooster of g3 bedacht wat deze elektronen juist wel terugvoerd naar de kathode (of massa). Correct me if I'm wrong. Tis ook zo lang geleden he! :seriousf:, we worden oud.

Frans.

[nico verduin]

Frans,

Je hebt vast gelijk....:seriousf: En weet je ... ik ben eigenlijk te lui om het nog op te zoeken ook..... We worden vast heel oud:seriousf::seriousf:

Maar goed voor het berekenen van de G2 maakt het niets uit.

[master99]

Randall Smith van Mesa Boogie heeft ooit een idee gepatenteerd om juist bijzonder grote G2 rooster weerstanden (> 10K) te gebruiken om zo een bepaalde toon te creëren. Ik weet alleen niet of hij het ooit in een amp in de praktijk heeft gebracht. Lijkt me wel een leuk en gemakkelijk experiment.

[Rutger]

1 klopt, de stroom moet natuurlijk wel ergens vandaan komen.

2 klopt niet. De trafo kan immers veel meer leveren dan g2 mag verwerken.

Frans.
Dus dat betekent dat je je powertrafo niet moet dimensioneren op de anodestroom op je biaspunt, maar op je maximale stroom die de anode kan trekken? Dat klinkt me vreemd in de oren :dontgeti: Maar waarschijnlijk snap ik je nog niet helemaal :D

Over trafo's gesproken, even iets heel anders: het lijkt me leuk om de EL34 te kunnen omwisselen voor een 6550. Ik heb een biaspunt bepaald waarbij zowel de EL34 als de 6550 het prima doet. Ik heb voor de vuist weg voor de 6550 een uitgangsvermogen berekend van 15W bij een belasting van 3k (niet het maximale voor een 6550, maar daar gaat het me ook niet om). Is een OT van 15W dan voldoende of is dat te krap bemeten? Die sommetjes zijn immers ook maar een richtlijn...

[cluseau]

Dus dat betekent dat je je powertrafo niet moet dimensioneren op de anodestroom op je biaspunt, maar op je maximale stroom die de anode kan trekken? Dat klinkt me vreemd in de oren :dontgeti: ...

Als je een buis installeerd welke 25W max kan dissiperen is dat de maat voor je trafo, liefst iets meer natuurlijk. En vergeet niet de rest van de amp plus gloeidraden mee te nemen in je berekening. Het piekvermogen komt uit je elko, we hebben het hier immers over uitgangs wisselstroom vermogen en dat is het ene moment hoog maar het daarop volgende moment laag. Je trafo moet dus aan de gemiddelde vraag kunnen voldoen, wat dat betreft vind ik je vraag niet zo gek.

Wat verschillende type buizen betreft, je zou de bias omschakelbaar kunnen maken. Een gemiddelde geaccepteerde waarde is nooit ideaal maar een kwestie van compromis. Het is aan jouw of je daar vrede mee hebt. Ik ben nogal en miereneuker en wil mijn doel exact berijken, neem dus geen genoegen met ongeveer. Lastig voor jezelf maar beter voor het eindresultaat.


Frans.

[Rutger]

Oke, dus toch het gemiddelde :) Je powertrafo dus dimensioreren op de biasstroom/spanning + wat er voor de rest van de amp nog nodig is.

Ik optimaliseer mijn ontwerp rond de EL34, dat is mijn uitgangspunt. Ik heb hier ook een PT en OT voor geselecteerd. Die zijn ruim genoeg voor een 6550, maar eigenlijk net wat te krap om de 6550 maximaal te benutten. Neemt niet weg dat het wel mogelijk is. :) En het biaspunt dat ik voor de EL34 heb bepaald blijkt ook een goed biaspunt te zijn voor de 6550, zo optimaal mogelijk binnen de grenzen van mijn ontwerp.

Een schakelbare bias is natuurlijk mogelijk, maar dat is 'voor later'. Ik wil zolang in elk geval de mogelijkheid hebben om er een 6550 in te prikken :)
Vraag is dus alleen of ik dan niet net teveel vraag van de OT?

[cluseau]

Oke, dus toch het gemiddelde :) Je powertrafo dus dimensioreren op de biasstroom/spanning + wat er voor de rest van de amp nog nodig is.

Bias stroom is maar 60% a 70% van het max vermogen van je buis. Houd iest meer (10% ofzo) dan het max vermogen van je buis aan in je berekening, dan zit je safe.

Frans.