La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

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jptrol
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La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par jptrol »

Bonjour à tous,

Comme je ne suis pas très à l'aise par rapport à quelques-uns ici dans l'utilisation des modèles SPICE, je me suis penché sur l'extrapolation des courbes caractéristiques de la 6V6GT pour commencer et je voudrais votre avis car je ne suis pas bien sûr de mon coup. Je suis parti de zéro en reprenant les courbes les plus complètes parues pour la 6V6 , celles de General Electric ici ( quid des courbes ridicules de TAD et de JJ qui ne publient que celles de la connexion en triode ? :cry: ).

Document de départ : les courants d'anode en fonction de 4 valeurs de tension de grille 2 soit 100,150,200 et 250 V:

Image

En recopiant péniblement valeur par valeur dans une feuille Excel et en extrapolant pour obtenir les courbes pour Ug2 = 300,350 et 400V toutes pour Ug1 = 0 V , je vais vous dire comment, j'ai obtenu ceci :


Image



et comme un dessin vaut mieux que des explications, voici le cheminement de la démarche : on prélève les 4 valeurs de Ia pour un Ua donné, ici 100 V. On trace la courbe Ia = f(Ug2) pour Ua = 100V ( suivez les flèches !), puis la courbe de tendance de type polynomial en prenant pour option l'affichage de l'équation. Avec l'équation on calcule les 3 valeurs de Ia manquantes (pour Ug2= 300, 350 et 400 V).

click to enlarge !
Image

Et on répète l'opération pour un maximum de valeurs de Ua pour obtenir des courbes les plus lisses possibles, mais il faut faire des ajustements . Seulement j'ai des doutes car ces courbes sont trop belles pour être vraies, à mon avis.

Voilà ce que donne, par exemple, une simulation avec une 6V6GT en classe B en PP avec une tension d'alim de 360V, une tension de grille 2 de 350 V et une charge aa de 10.4 k (que j'ai tracée suite à un échange perso avec A-waï).

Image

Sur Excel on peut facilement ajouter la puissance max pour l'anode et une droite de charge que l'on fait varier.

Je cherche le moyen de faire un classeur automatisé sous Excel mais ce n'est pas très facile d'utilisation en fait.
Les macros d'Excel me rebutent franchement. Si la méthode cependant vous semble cohérente je pourrais peut-être essayer de faire le tout en soft intégral. On aboutirait à 4 programmes 6V6.exe 6L6.exe EL34.exe et EL84.exe voire davantage mais le travail de récupération des données est un vrai travail de dentellière ! :wink:
Amicalement
jptrol
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Pote Gui
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par Pote Gui »

C'est pas mal de pouvoir faire des tracés sur excel; mais je me demande si on gagne qqchose par rapport à les dessiner sous word à partir d'un réseau de courbes caractéristiques piqué sur un pdf...? Et l'extrapolation des courbes pour les valeurs d'Ug2 supérieures à 250V, tu la fais comment? À la louche?
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par chanmix51 »

Super taf, c'est une bonne idée ! attention à la dissipation max de la g2 ;)

Amicalement,
Grégoire
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par jptrol »

Pote Gui a écrit : 10 nov. 2017, 20:10 mais je me demande si on gagne qqchose par rapport à les dessiner sous word à partir d'un réseau de courbes caractéristiques piqué sur un pdf...?
]
Ah ça c'est sûr qu'on y gagne, puisque le même tracé sert de multiples fois et qu'on peut automatiser le tracé des droites de charge, ce que tu ne peux pas faire sous word. :idea: Il suffit de changer la valeur de la charge et ta droite se trace toute seule.
Et l'extrapolation des courbes pour les valeurs d'Ug2 supérieures à 250V, tu la fait comment? À la louche?
Ta question m'étonne car c'est précisément ce que j'explique pas à pas dans mon post :cry:
De mon côté je pense que cette méthode n'est pas la bonne, non pas celle de l'extrapolation des valeurs de Ug2 que je fais relativement correctement par régression polynomiale avec pour résultat un coefficient de détermination très proche de 1 ( on est très loin de la louche :roll: ), mais plutôt celle des courbes Ug1 que je dilate proportionnellement à Ug2. Ce ne doit pas être correct. De plus y a t'il une raison pour que nos tubes suivent des lois mathématiques aussi simples alors que ce ne sont pas des championnes de linéarité?
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bilbo_moria
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par bilbo_moria »

C'est super intéressant (je ne sais pas si je serai assez courageux pour creuser, néanmoins ;-) )

Pour "attraper" les valeurs sur les courbes Ia = f(Ua), j'utilisais l'utilitaire "Engauge", je ne sais pas si ça pourrait t'aider (je parle au passé quand j'avais fait un petit outil web de traçage de droite de charges ... je ne suis pas sûr de me souvenir exactement ;-) )

Par ailleurs, dans un bouquin de Kuehnel (par ailleurs peu didactique et pas mal repompé sur le RDH4), il évoque l'extrapolation de courbes Vg2 à partir de courbes connues (je te livre brut de fonderie les notes que j'avais prises, toujours à l'époque de mon petit outil Web, je pourrai tenter de retrouver le passage dans le Kuehnel) :

I2 = I1 * (Vg + Vs2 * Vgc / Vs1)/(Vg + Vgc)
où :
Vs1 = tension screen2 de la courbe connue,
Vs2 : tension screen2 de la courbe calculée
Vgc : Vg pour lequel I = 0, sur la courbe publiée

Exemple : 6L6GC, extrapolation courbes 350V à partir des courbes 400V :
I2 = I1 * (Vg + 350*65/400)/(Vg + 65)

(bon, c'est du brut de fonderie et du copier coller, je commence à dormir, même moi j'comprends pas bien ce que j'écris là ;-) )

En tout cas, j'admire l'extrapolation sous Excel, c'est la classe :-D
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jptrol
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par jptrol »

Merci Bilbo. Je vais (demain matin hein !) ouvrir le Kuehnel car je l'ai , si c'est bien le bouquin sur les amplis de puissance. De toute façon je prends bonne note de tes équations là.
A bientôt
jptrol
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par bilbo_moria »

:good:
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Pote Gui
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par Pote Gui »

Ah oui, oups la boulette! Ça m'apprendra à lire en diagonale :oops:
Et non, je n'avais pas pigé le coup de l'automatisation de traçage...
Donc, au final : ouais, c'est plutôt cool :good: !
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jptrol
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par jptrol »

Merci à toi Bilbo de m'avoir renvoyé à Kuehnel . J'ai retrouvé le passage sur l'extrapolation.

Image

Dans mon édition il pose
  • Vs1 = screen voltage publié
  • Vs2 = screen voltage recherché
  • Vgc = tension de grille 1 de cut-off pour le screen voltage publié
  • Vg = tension de grille 1 pour laquelle le courant Ip2 est recherché par rapport au courant Ip1 publié
C'est la version que tu m'as donnée, Bilbo, à l'exception de l'élévation à la puissance 1.5.

Du coup j'ai repris non pas les caractéristiques d'anode mais celles de transfert qui, à mon avis, sont les plus parlantes pour juger des courbes et pour générer ensuite lesdites courbes des caractéristiques d'anode.
J'ai repris l'intégralité des 4 courbes ( volt par volt de 0 à -40 V !) publiées soit celles pour 100,150,200,250 et tracé avec l' équation la courbe pour Ug2 = 300 volts à partir de 250 V. R.Kuehnel dit que sa méthode n'est viable que si l'écart entre la valeur Ug2 publiée et celle recherchée est raisonnable.
Ça donne ceci (cliquer pour agrandir):

Image

Les 4 courbes en bas sont rigoureusement celles des datasheets. La 5 ème en haut est celle résultant de l'extrapolation de Kuehnel.

L'écart entre les 5 courbes étant de 50 V on devrait voir quelque chose de plus ou moins homogène et... ce n'est pas le cas. :evil:
La courbe extrapolée parait assez adaptée pour les valeurs supérieures de Ia . En revanche lorsque la tension de grille descend en négatif, la courbe rejoint la précédente et , à mon avis , ce n'est pas très réaliste. Pour moi il serait logique que la tension de cut-off descende à mesure qu'augmente la tension de grille 2 et la courbe devrait partir à l'horizontale sur la gauche. J'ai d'ailleurs biassé un PP de 6V6GT la semaine dernière : avec un Ug2 de 380 V et un bias de - 33.7 V j'obtiens un courant de repos de 32 mA soit bien loin du cut-off !.

On continue d'investiguer. :|
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ChopSauce
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par ChopSauce »

Merci beaucoup de lancer ce sujet :good:

Bon, je me suis promis d'y revenir mais je voulais juste suggérer. Euh... bon, ce n'est pas forcément évident, de changer de software mais si c'est pour faire du calcul scientifique, pourquoi ne pas utiliser Python / SciPy, ou GNU Octave à la rigueur ?

C'est du logiciel libre et ça doit fonctionner sur à peu près tous les systèmes informatiques. Je reconnais que niveau graphisme notamment, ou souplesse ça ne vaut pas un logiciel commercial, mais pour le coup ce serait plus commode à modifier pour ses besoins, par exemple. Juste une idée comme ça - qui vaut ce qu'elle vaut, comme on dit (worth the price you pay for it ;-)
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par jptrol »

Bonjour ChopSauce,

Le logiciel n'est vraiment pas le problème. J'utilise Delphi 6 qui est gratuit aussi, avec lequel j'ai déjà fait ma librairie complète de calcul scientifique ( voir le fil viewtopic.php?f=1&t=5350). Comme tu peux voir le graphisme n'a rien à envier aux programmes commerciaux ni même à LTSpice. De plus on peut aussi gérer les fichiers Excel dans les deux sens avec !

Non l'essentiel est d'avoir une bonne base pour tracer les courbes de transfert et de caractéristiques.
J'ai un peu avancé et je discute aussi le coup avec les brisquards de l'Amp Tech Center, sous-forum de TDPRI , le site des afficionados de la Telecaster , où j'ai posé la question de l'ambiguïté de la formule de Richard Kuehnel ici (mon pseudo chez TDPRI est ltournell )

http://www.tdpri.com/threads/plotting-t ... on.781662/
D'après l'un des posteurs, Richard Kuehnel, à qui j'ai aussi envoyé la question, devrait me répondre ....
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bilbo_moria
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par bilbo_moria »

Ah, bien si tu prends langue avec Richard Kuehnel, bien joué !
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Re: La bonne méthode pour tracer les courbes théoriques adaptées à ses besoins ?

Message non lu par jptrol »

Bonjour à tous,

Et bien voilà oui, Richard Kuehnel m' a répondu ! Voici le détail de l'échange et , tant qu'à faire, retraduit en français 8)

Mon message :

Cher Monsieur,
Je suis en ce moment en train de lire attentivement et d'utiliser votre ouvrage : Guitar Amplifier Power Amps 4 th edition.
Je rencontre un problème dans la manière dont vous tracez les courbes spécifiques pour une tension d'écran recherchée
ici : Chapter 2. Pentodes and Beam Power Tubes P.16 Plotting Curves for a Specific Screen Voltage

Image

Pour la 6V6GT les courbes publiées sont pour les tensions d'écran 100,150,200 et 250 volts.
La formule donnée dans le livre pour tracer des courbes spécifiques fonctionne bien pour des valeurs inférieures à la courbe supérieure ( cad 250 v ici)
Sur le diagramme on voit la courbe 225 v qui s'adapte très bien entre 200 et 250 v. Pour tracer cette courbe nous prenons Vs1 = 250 V et Vs2 = 225 V dans les formules suivantes :

Image

Image

Avec :
· Vgc = la tension de cut-off pour la courbe publiée Vs1
· Ip1 = le courant d'anode pour la tension d'écran publiée Vs1
· Ip2 = le courant d'anode pour la tension d'écran désirée

Maintenant supposons que Vs2 soit AU-DESSUS de la courbe publiée : Vs2 = 300 V et Vs1 = 250 V

Image

Vgc étant la tension de cut-off pour Vs1, le Vg de cut-off pour Vs2, si Vs2 est supérieur à Vs1, sera inférieur à Vgc , ce qui engendrera un dénominateur passant par 0 dans l'équation suivante :

Image

d'où le pic montagneux apparaissant dans le diagramme ci-dessus d'abord quand Vg pour 300 V s'approche de la tension de cut-off pour 250 V.

A partir du moment où le dénominateur devient 0 ou négatif il est impossible d'en calculer la puissance 1,5 ( tout comme extraire la racine carrée d'un nombre réel négatif !) d'où l'atterrissage abrupt quand Excel sort un code d'erreur !

Ainsi si vous tracez une courbe de transfert pour une valeur inférieure à celle publiée la formule focntionne sinon elle ne fonctionne pas pour une valeur supérieure.

Maintenant si pour éviter le passage par 0 on prend pour Vg des valeurs positives , la courbe obtenue est très improbable à mon avis :

Image

Sincères salutations


REPONSE DE Richard Kuehnel :
Comme le démontre votre analyse , le dénominateur ne peut être négatif, ce qui signifie que la tension de grille considérée doit être plus élevée que la tension de grille que vous choisissez comme tension de cut-off. Cette technique d'estimation peut être utilisée pour tracer des caractéristiques d'anode car les tensions de grille pour les courbes sont significativement plus élevées que celle de cut-off. (Pour la 6V6 , la courbe la plus basse publiée est pour Vg =- 30)

La nouvelle tension d'écran doit être proche de la tension d'écran publiée. Sinon les résultats ne sont pas très précis. La valeur que vous choisissez pour la tension de cut-off est également importante pour obtenir de bons résultats. Les datasheets ne définissent pas très clairement les tensions de cut-off.

Tous mes voeux pour vos entreprises en matière d'amplis.
ce à quoi j'ai répondu pour finir :

Je vous remercie pour votre réponse. Je comprends maintenant que l'on ne peut tracer les courbes de transfert que pour les tensions supérieures à la tension de cut-off de la courbe publiée avec cette formule. C'est suffisant pour nos besoins, la "queue" de la courbe étant relativement facile à extrapoler et après tout d'une importance mineure.
Merci pour votre aide.

En conclusion ( et comme le conseillait un autre gourou en la matière Rob Robinette - voir son site ici : https://robrobinette.com/Amp_Stuff.htm) les courbes sont exploitables jusque un peu avant le pic et après on extrapole. Et oui ce tracé de courbes est un savant dosage de datasheets, de formules , de relevés et surtout , surtout, de doigté dans le maniement de la règle souple ! :P
jptrol
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