Méthode de calcul grid stopper de grille de contre écran

[a-wai]

Je crois que sur des vraies pentodes, comme des EL34 par exemple, Ig2 augmente plus et plus vite

Je viens de fouiller, et malheureusement je n'arrive à rien trouver là-dessus ! J'ai tenté une simulation, mais elles me semblent fausses pour les Ig2 dès qu'on passe sous le coude (en gros, on retrouve l'image de Ia, mais inversée, avec Ig2 qui grimpe donc très fort et très haut)

Celà dit, j'ai quelques bouquin que j'ai commencé à lire, je vous invite à en faire autant, probablement nous aiderons-t-ils a trouver une réponse :

Quel courage, perso je me limite à "The Tube Amp book" en ce moment, et c'est déjà pas mal

[bozole]

Oui, et c'est souvent je crois le problème de la simulation de tubes : les modèles de tubes sont rarement réalistes en ce qui concerne Ig2 (et Ig1 aussi d'ailleurs) quand on "pousse" un tube dans ses retranchements ...

C'est ce que disent les personnes qui ont créé ces modèles si je comprends bien ce que j'ai lu ici ou là sur le net

[The_Setlaz]

@ Bozole, la littérature va dans ton sens au sujet des tubes à faisceaux dirigés vs pentode.
Je cite :

The screeen current of beam power tubes is much lower than that of suppressor pentodes. The screen and control grid have equal pitch and are proportionned and assembled so that the screen grid is hidden from the cathode by the control grid, and the individual beam sheets formed by the control grid are focused in the plane of the screen. Very few, therefore, of the electrons moving toward the plate can strike the screen directly. Furthermore, because of the sharpness of the beams and the uniform fields, few electrons acquire tangential velocity at the expense of velocity normal to the electrode planes. The number of electrons that miss the plate at low plate voltage and return to the screen is therefore also small. Low screen current results in a number of advantages, among which are low screen dissipation and consequent larger power rating without danger of electron emission from the scree because of high screen temperature.

Avec un joli schéma qui illustre les faisceaux et les grilles...
Dans d'autre bouquins, ils mentionnent également l'effet du "faisceau" d'électron qui est si dense qu'il forme une puissante charge-espace entre G2 et A qui repousse également les électrons qui proviennent de l'émission secondaire, réduisant par la même le courant de G2.

Il y'a également une piste pour déterminer les dissipations moyenne et les courants de grille écran dans un bouquin en s'appuyant de la détermination du courant de la grille de controle et des formules mathématiques mais je le retrouve plus

Par contre, un graph que je trouve très intéressant est le dernier de la datasheet 6L6GC de General Electric : Operation Characteristic.
Je pense qu'il faudrai partir de ça, voir comment il a été établi à partir des graph précédent, et voir ce qu'on obtiendra en modifiant Eb et Ec2.

[Mikka]

Comme vous j'ai cherché et rencontré les même contradictions ... liées justement à un problème de relation entre le régime dynamique et le régime constant.

Sur les datasheet, les graphiques sont clairement en régimes constants mais les exemple données pour des polarisations données sont semple-t-il en valeurs efficaces ...

je crois qu'il y a un terrain de recherche sur ce point ...

... et le fait d'être en push-pull n'a-t-il pas aussi une influence contre réactive sur le courant des g2 ?

... y' a des questions que j'me pose ...

[bozole]

Il y a contre réaction si la tension Ug2 chute, donc si il y a une grid stopper.

Plus la valeur de la grid stopper est élevée, plus la tension Ug2 baissera quand on sollicitera fortement l'ampli. C'est la base de l'utilité de cette grid stopper (en dehors de la prévention contre les oscillations à hautes fréquences) : décaler les courbes de caractéristiques vers le bas de façon à ce que la droite de charge classe B passe dans le coude ou au dessus du coude de la courbe Ug1 = 0V, situation dans laquelle normalement le courant Ig2 n'est pas trop élevé, pas dangereux pour le tube

Il y aurait aussi un effet de contre réaction si l'alim ne suivait pas ampli à fond, puisque la tension Ug2 chuterait, mais là c'est un autre sujet

[The_Setlaz]

Cherchons plus !

Bon, voilà ce sur quoi je pense qu'il serait bien de réfléchir :


Sur ce graph, on voit clairement là où ça commence à saturer (quand la THD dépasse les 2%) et les puissances dissipées par les électrodes qui nous intéressent.
On voit que jusque 60W, les grid stopper sont inutiles.

Après, coincidence ou pas, les grid stopper dissipent plus leur limite lorsque la puissance de sortie est supérieure à la puissance de dissipation des anodes
Celà dit, on a tous les éléments pour remener l'étude :
Ua - Ug2 -Ug1 - Zpp

[bozole]

Oui, mais ce graphe ne fait rien de plus que te donner des valeurs de courants pour Ig2 (tu les déduis par le calcul) pour un exemple de montage bien précis :

Ua = 450V
Ug2 = 400V
Zaa = 5600 ohms
point de bias -37V

Et comment fais tu pour calculer ta valeur de grid stopper quand tu es en dehors de ces valeurs, en dehors de tout exemple du datasheet ?

D'autre part, si on lit ce graphe, quand la dissipation atteint 5W sur la g2, ce qui correspond à une tension de 0V pour Ug1 (74V d'amplitude crête à crête pour Ug1 avec un point de bias à -37V), ça voudrait dire que le courant Ig2 vaudrait à ce moment là 5 / 400, soit 12,5mA
Or, ce n'est pas du tout la valeur qu'on trouve pour Ig2 sur le 2ème graphe de la page 7 du datasheet ...

[The_Setlaz]

Et bien peut-être est-ce parce que le deuxième graphe de la page 7 fait parti des contradictions liées justement à un problème de relation entre le régime dynamique (Operation Characteristic) et le régime constant (Average Transfert Characteristic)

Pour tes 12,5mA, ce n'est peut-être pas du tout ce que nous montre le graph page 7, mais c'est très proche ce que nous dit la datasheet en bas de la page 2 :
Maximum-Signal Screen Current : 22mA (Values for two tubes)

Tant que j'y suis :


Ua = 450V - Ug2 = 400V - Zpp = 5,6k - Puissance de sortie calculée : 53,2W (55W annoncé sur les datasheet)

Gardons à l'esprit que la l'anode, aussi peu positive soit-elle, dans une pentode, attire toujours les électrons par rapport à la grille de suppression !

La vélocité est maximale au niveau de la grille écran, mais sounvenons-nous que celle-ci est "cachée" derrière la grille de contrôle, donc très peu d'électrons la heurte.
Les électrons passent la grille de contrôle sous la forme de faisceaux à très haute vitesse puis la grille-écran (très proche de la grille de contrôle) à leur vitesse maximale, puis continuent sur leurs lancés avec un grandiant de vitesse négatif.

S'ils passent la grille de suppression, entre la grille écran à 450V et l'anode à quelques dizaines de volt, ils seront toujours plus attirés par l'anode que la G2 car il y'a la barrière du 0V de la grille de suppresion entre les deux :la distance G3-G2 est beaucoup plus importante que la distance G1-G2 qui fait que ça fonctionne dans l'autre sens (et heureusement que ça fonctionne comme celà, sinon la grille de suppresion seraient inefficace face à l'émission secondaire de l'anode !)

De plus, d'après les graph, même en statique, à Ug2 = 450V, le courant d'anode est toujours plus élevé que le courant d'Ig2 pourvu que Ua soit d'au moins 25V !

Pourquoi le courant anodique passerait-il dans la grille écran ? D'où cette affirmation sort réellement ? (autre que Merlin)

J'espère avoir été clair

[bozole]

Désolé, mais je ne vois pas trop ce que tu veux dire concernant la structure interne du tube ...

Sinon, comme le disait a-wai, le régime dynamique peut être "morcelé" en une infinité de régimes constants ...
Si la tension Ug2 reste bien à 400V, que tu atteignes 0V en Ug1 par un régime dynamique (les 74V crête à crête) ou en balançant un signal continu de 0V sur g1, ça aura le même effet sur la valeur de Ig2

Par contre, voici une idée de calcul de Rg2 dans ton exemple, mais comme la méthode de Merlin Blencowe, c'est là encore très conservatif comme calcul, encore plus que la méthode Valve Wizard, donc pas satisfaisant ...
Je pense que la valeur de courant instantané en Ig2, si on prend l'exemple Ua = 450V, Ug2 = 400V et Zaa = 5,6k sera de 60mA à peu près quand Ug1 atteindra 0V (on le lit sur le graphe sur lequel tu as tracé ta droite de charge), mais la valeur moyenne du courant Ig2 sera de 12,5mA si on balance pil poil un signal d'amplitude crête à crête de 74V. Donc là effectivement pas de réel danger ...
Mais qu'en est il quand on ne balance plus un sinus, mais un signal bcp plus complexe (la guitare), et qu'en plus on fait tordre l'ampli ? là on sollicite bcp plus l'ampli, et les grid stopper vont prendre tout leur sens quant à leur utilité !! Et comment les calcules tu ?
Car on est tous d'accord là dessus depuis le début je crois, c'est quand on pousse l'ampli dans ses retranchements qu'il peut y avoir un réel danger pour les g2, et c'est dans ces moments là que les grid stopper sont importantes !!

Alors j'aurais tendance à considérer pour ma part qu'à ce moment là, pour reprendre l'exemple des 6L6GC aux valeurs que tu donnes, il faudrait regarder le 2ème graphe de la page 6, et voir à quelle valeur de Ig2 et Ug2 max correspond Ua = 62,5V (le point d'intersection de ta droite classe B et la courbe Ug1 = 0V). On trouve à peu près Ug2 = 250V pour Ig2 = 22,5mA (on dépasse un peu Pg2max, mais ce n'est pas bien grave, on n'est pas en régime complètement continu), et se dire donc qu'il faudrait baisser Ug2 de 400V à 250V quand on sollicite l'ampli comme un bourrin, en tapant à fond les ballons dans l'étage de puissance
Ce qui nous donnerait au pire 150V de chute de tension pour un courant Ig2 de 60mA, soit une grid stopper de 2,5k, ce qui est bcp ...
C'est ce qu'il faudrait comme grid stopper si on passait en régime vraiment continu, mais en régime "ampli à donf en jouant en accord", je ne sais pas comment le calculer ... (mais elle pourra être plus faible bien sur)
Et puis de toutes façons, ce n'est pas vraiment satisfaisant comme calcul, ça me parait un peu alambiqué, et clairement faux sur certains points ...

Perso, je ne vois pas, et je ne suis pas du tout assez calé en math et en théorie pure sur le fonctionnement et la structure interne des tubes, les équations qui régissent leur fonctionnement etc ... pour pouvoir trouver une méthode de calcul valable.

Donc je renouvelle mon appel aux personnes bien calées en la matière, car ce serait vraiment très enrichissant pour tous les forumeurs je crois de savoir vraiment comment dimensionner ces Rg2 dans leurs projets, surtout quand ceux ci sont sur la base de données en tension différentes des exemples datasheets ...

[The_Setlaz]

J'aime beaucoup ta tentative Bozole

On trouve à peu près Ug2 = 250V pour Ig2 = 22,5mA (on dépasse un peu Pg2max, mais ce n'est pas bien grave, on n'est pas en régime complètement continu)

Si on considère qu'on est toujours en classe B, la grille écran peut dissiper 10W !

Donc si on s'en tiens à celà, pour ce montage précis, malgré le fait que la droite de charge en classe B passe sous le coude, si on a un sinus en entrée, les grid stopper sont inutiles

Maintenant quid du signal complexe ?
Contrairement à l'anode, lorsqu'on envoi un signal carré, courant et tension ne sont pas hors-phase car Ug2 reste constant (sans grid stopper) et c'est la merde...

voir à quelle valeur de Ig2 et Ug2 max correspond Ua = 62,5V

Considérant le G2 tournant en classe B, on peut taper dans le Ug2 = 300V @ Ig2 = 40mA pour une dissipation de 12W en classe B avec du continu.
Ce qui nous donnerai au pire un chouillat plus de 100V de chute de tension pour un courant Ig2 de 60mA, soit une grid stopper d'un peu plus de 1,6k - ce qui est toujours beaucoup

Mais le cas choisi est extrême : un signal carré d'amplitude 37V et stable...
Quelle est réellement la tête du signal qui arrive sur les grilles de contrôle des G2 avec une guitare au cul, en clean, en crunch et en grosse satu ?
Est-ce que le swing sera également carré au niveau des anodes ? (et donc une tension d'anode qui resterai STABLE à 62,5V ?)

Sujet épineux s'il en est...

Et puis de toutes façons, ce n'est pas vraiment satisfaisant comme calcul, ça me parait un peu alambiqué, et clairement faux sur certains points ...

Tu peux développer ?

[bozole]

Salut

Oui, le cas décrit est extrème, et c'est bien ça le problème ...
Et le calcul est faux, car dans la réalité, quand tu mets une grid stopper, quand le courant Ig2 augmente, Ug2 baisse, donc les courbes se tassent, donc le courant Ig2 diminue, donc on ne peut pas prendre comme approximation valable (ce que j'ai fait, mais en sachant très bien que c'était faux) : on arrive à la limite, et là tout d'un coup comme par magie la grid stopper entre en action, tout le courant Ig2 passe dedans, elle fait chuter Ug2, et c'est cool on a ce qu'on voulait

Bref, mon calcul est complètement faux et bancal, et mes limites en terme de compétence en théorie sont atteintes depuis bien longtemps sur le sujet ...

à+

[The_Setlaz]

Pas faux ! Vu que les courbes vont se tasser de manière "continu"... celà veut dire que le swing en tension sera déjà moindre car on croisera Ug1 = 0V plus à droite du coude, donc...

De toute façon, cette méthode est bien gentille, mais si on ne dispose d'aucun modèle Spice précis sur le comportement des G2 en fonction de la tension appliquée... ça ne fera pas avancer nos projet pour autant...

Compliqué compliqué...

[vitriol82]

Avis d'une grosse burne sur le sujet, je lis en diagonale ce que vous écrivez, pas que je n'ai pas envie de m'y intéresser, mais plutôt parce que le jour où je vais me décider ça va chier,

Ayant une vue d'ensemble du sujet, il m'apparait que les courbes données sont faites avec des valeurs de tensions constantes, ors ce n'est pas le cas.

Réléchissement à la Jojo:

Si Ua baisse, Ia augmente => A+ baisse
Si Ia augmente Ig2 augmente, Vg2 ayant déjà baissé car A+ a déjà baissé on se prend aussi B+ qui baisse plus => Vg2 baisse par l'alim (en cascade hein?)

=> Donc il faudrait le réseau de courbes avec entre Ua0 et Uamaxsignal correspondant aux variations de Ia et Vg2_0 et Vg2max signal en fonction de Ia et des variations de Ig2.

Les Delta_U en fonction des Delta_I seraient intéressants à simukler au niveau des droites de charge en classe B en ne prenant que les 2 extrèmes et voir s'il n'y a pas "d'autorégulation par l'alim" à ce niveau là

On se cale un PP lambda, on fait une simu PSUD pour connaitre les valeurs limites, on trace les 2 droites de charge qui donneront la plage de "ballotage" de la polarisation et on regarde si effectivement le report du courant d'anode peut se faire par les grilles.

Perso je n'y crois pas par le fait de l'architecture des alims actuelles, passer 10 fois le courant par la résistance destinée aux G2, pi et préamp dans la cellule de l'alim provoquera forcément une baisse de Vg2 TRÈS SIGNIFICATIVE .

Voilà, c'était l'avis du bourrin de service qui se demandait le bien fondé de ces grilles de contre écran

[bozole]

Les courbes de caractéristiques des tubes sont faites avec une seule tension constante : Ug2 (tension filtrée et régulée par exemple), c'est ce qui est noté dans les datasheets

Ensuite, tu fais varier Ua en prenant à chaque fois une valeur de Ug1 donnée, par exemple tu fais varier Ua de 0 à 700V en prenant Ug1 = 0V, ça te trace la courbe Ug1 = 0V, ensuite tu refais de même pour Ug1 = -5V par exemple etc ...

Et pour un ampli "réel", si tu faisais un schéma avec une alim séparée régulée et filtrée pour les g2 (ce que certains font), tu serais dans les mêmes conditions, à ceci prêt que tu définis une tension Ua au point de bias, et que celle ci peut avoir du sag

Je pense qu'il faut raisonner en s'affranchissant d'un schéma d'alim d'abord, uniquement sur les droites de charge et les courbes, ce qui correspond à la situation la "pire" : aucun sag de l'alim (car quand il y a sag, les tensions baissent, les courbes se tassent, Ig2 baisse donc aussi, et ça va dans le bon sens en terme de "sécurité" pour le tube)
Car si en plus de la méthode de calcul à définir dans cette situation, qui semble déjà bien compliquée, tu viens ajouter l'alim dans son ensemble et son sag, le calcul va je pense être très très compliqué ...

Avis d'une grosse burne sur le sujet, je lis en diagonale ce que vous écrivez, pas que je n'ai pas envie de m'y intéresser, mais plutôt parce que le jour où je vais me décider ça va chier,

Ben on attend tous vivement que ça "chie", si tu en es capable ...

[vitriol82]

Ça pas de pbs, je te fais les colombins de la forme et de la couleur que tu veux, moins facile les nuances d'odeurs,

Je pense que tu n'as pas saisi mes propos, si tu ne tiens pas compte de l'alim, je comprends que vous vous plantiez des bananes dans le f***

Ors dans la vraie vie, il y a au moins 1k entre A+ et B+, Ors le risque est de basculer le courant de Ia sur Ig2.

En admettant que le transfert se fasse à Ia = 100mA alors que Ig2 était initialement à 20 mA le fait de passer par la 1k te fais chuter B+ => Vg1 de 100V par rapport à A+

=> Mais alors plus de courant dans le 1/2 enroulement de l'OT, t'as une 1/2 période dans "le vide"

Voilà c'est la réflexion à la Jojo que je me fais sur le transfert de Ia sur Ig2 qui était le point de départ sur les allégations d'éminences que j'essaye de comprendre aussi à ma façon et à mon niveau.