Reprise de la théorie
Posté : 06 janv. 2007, 16:04
Bonjour à tous,
Mathieu vient de me bombarder Rédac Chef de la partie théorie à l'intérieur du G5 team : MERCI !. Il va falloir être à la hauteur.
J'avais un peu pris mes distances par rapport à l'électronique ces dernières années mais aussitôt que j'ai eu posé mon fer à souder, mon G5 V2 terminé, le virus m'a repris de remettre tout çà en équations.
Après avoir lu ce qui s'écrit à droite et à gauche, constaté qu'il y avait à boire et à manger, beaucoup de vrai et pas mal d'erreurs et en avoircommis pas mal moi-même après avoir noirci des dizaines de feuillets 21 * 29.7 j'en suis arrivé à quelque chose d'assez mûr et complet. La conclusion est que le mieux est de repartir de zéro pour les copains
guitaristes un peu curieux qui ont peu de notions d'électronique.
Vous trouverez un début de commencement de brouillon ici :
http://tabwyp.free.fr/G5
Entretemps j'ai échangé un peu avec Mathieu qui a rédigé les excellents articles sur les droites de charge. Je lui avais fait une remarque sur le mode de calcul de la fréquence de coupure liée à la capacité de découplage de la résistance de cathode. Je m'étais basé sur l'article de AikenAMps sur le sujet. Aujourd'hui je sais exactement de quoi il retourne.
Disons-le tout de suite le sujet est uniquement culturel : il ne remet pas en cause les calculs de conception du G5 ! Les différences sur les fréquences de coupure réelles et estimées ne sont pas critiques pour la tonalité de l'ampli dans les basses. Seul le découplage de V1B demande un peu d'attention. Je me suis aussi basé sur le RDH ( RadioTron Designer's Handbook ed 4 de 1953 !) dont Mathieu m'a donné l'adresse de téléchargement en pdf : une bible de 1538 pages ! Mais disons le aussi : en fait de bible c'est plutôt l'Ancien Testament ! Le problème du découplage , pour ceux qui auraient le bouquin est traité p.484 et 485 mais en partie car la notion de fréquence de coupure à - 3dB n'existait
pas à l'époque. La formule que donne le bouquin rejoint celle que je démontre ici plus loin et qui figurera sur la page théorie bien sûr.
Le texte que donne AikenAmps, lui, est faux et de plus il croit corriger une autre erreur communément faite : voici ce qu'il dit et mes commentaires :
It can be shown that the resistance seen looking into the cathode (Rk
unbypassed) is:
Rk' = (Rp+ra)/(mu+1)
= (100K + 62.5K)/(101)
= 1.61K
C'est vrai, on peut le démontrer, mais cette valeur n'a aucune utilité dans un montage à cathode commune
Therefore, the total cathode resistance, or the output impedance if you take the signal off the cathode, is the parallel combination of the cathode resistance, Rk', and the cathode resistor, Rk, as below:
R = Rk' || Rk
= 1.61K || 1.5K
= 777 ohms
C'est vrai aussi mais sans intérêt
By the way, this is the resistance you use if you want to calculate the lower -3dB point of an amplifier stage due to the cathode bypass capacitor Alors ça c'est faux. Most people mistakenly use the cathode resistor and the bypass cap to calculate the -3dB point, but that is incorrect Pas plus que votre méthode et même, à mon avis ,plutôt moins.
Also, most people mistakenly assume the low frequency rolloff has a -6dB per octave rolloff down to DC. This is also not true, the actual response is quite different. Là nous sommes d'accord mais c'est un autre sujet. Pour ceux qui connaissent les lieux de Bode ( en fait le tracé de la réponse en dB et de la phase sortie/entrée) voici les
deux courbes pour l'étage d'entrée du G5 sans tenir compte de la charge constituée par le tonestack ( 130 Kohms):
Gain en dB
http://tabwyp.free.fr/G5/GAinG5V1A_module.jpg
déphasage en radians
http://tabwyp.free.fr/G5/GAinG5V1A_phase.jpg
C'est une digression par rapport au sujet mais ces images faites avec un vieux logiciel que j'avais fait sous DOS montrent la réponse de l'étage V1A entre 0.1 Hz et 8 KHz(repérer 1,10,100 et 1000 Hz !). On voit que le - 3dB est largement en dessous des fréquences audibles ( en fait 5.66 Hz) . Sur la phase , le maximum est atteint à la fréquence de coupure ( 45 °) . Donc ici Aikenamps a raison, on n'a pas le temps d'amorcer la pente à -6db/octave que l'on redresse pour obtenir un gain à 0.1 Hz de 30 dB et des poussières.
Pour revenir à notre sujet vous trouverez ici la démonstration de la formule du gain d'un étage triode amplificateur en cathode commune imparfaitement découplée comme elle l'est dans la réalité ( débutants n'ayez pas peur : tout sera clair une fois que j'aurai rédigé le cursus):
http://tabwyp.free.fr/G5/Ampli_triode_c ... ouplee.doc
Une fois que vous avez digéré ce chapitre voici la démonstration de la formule permettant de trouver la capacité Ck en fonction de la fréquence de coupure basse recherchée ou l'inverse lorque l'on analyse un schéma :
<a href="http://tabwyp.free.fr/G5/Ampli_triode_cathode_commune _freq_coupure_Ck.doc">http://tabwyp.free.fr/G5/Ampli_triode_cathode_commune _freq_coupure_Ck.doc</a>
Pour finir voici un tableau avec les valeurs numériques pour les 3 étages du G5. Il donne les 3 méthodes de calcul où l'on voit que l'on obtient des valeurs différentes suivant la méthode utilisée. Seule la mienne me semble juste car les résultats numériques sont confirmés par les abaques du RDH :
<a href="http://tabwyp.free.fr/G5/Decouplage-cat ... des.xls</a>
That's all for today folks !
Si un jour tout ça fait un bouquin je l'appelerai :
AU NOM DE LA LOI D'OHM JE VOUS ARRETE !
Amicalement.
Mathieu vient de me bombarder Rédac Chef de la partie théorie à l'intérieur du G5 team : MERCI !. Il va falloir être à la hauteur.
J'avais un peu pris mes distances par rapport à l'électronique ces dernières années mais aussitôt que j'ai eu posé mon fer à souder, mon G5 V2 terminé, le virus m'a repris de remettre tout çà en équations.
Après avoir lu ce qui s'écrit à droite et à gauche, constaté qu'il y avait à boire et à manger, beaucoup de vrai et pas mal d'erreurs et en avoircommis pas mal moi-même après avoir noirci des dizaines de feuillets 21 * 29.7 j'en suis arrivé à quelque chose d'assez mûr et complet. La conclusion est que le mieux est de repartir de zéro pour les copains
guitaristes un peu curieux qui ont peu de notions d'électronique.
Vous trouverez un début de commencement de brouillon ici :
http://tabwyp.free.fr/G5
Entretemps j'ai échangé un peu avec Mathieu qui a rédigé les excellents articles sur les droites de charge. Je lui avais fait une remarque sur le mode de calcul de la fréquence de coupure liée à la capacité de découplage de la résistance de cathode. Je m'étais basé sur l'article de AikenAMps sur le sujet. Aujourd'hui je sais exactement de quoi il retourne.
Disons-le tout de suite le sujet est uniquement culturel : il ne remet pas en cause les calculs de conception du G5 ! Les différences sur les fréquences de coupure réelles et estimées ne sont pas critiques pour la tonalité de l'ampli dans les basses. Seul le découplage de V1B demande un peu d'attention. Je me suis aussi basé sur le RDH ( RadioTron Designer's Handbook ed 4 de 1953 !) dont Mathieu m'a donné l'adresse de téléchargement en pdf : une bible de 1538 pages ! Mais disons le aussi : en fait de bible c'est plutôt l'Ancien Testament ! Le problème du découplage , pour ceux qui auraient le bouquin est traité p.484 et 485 mais en partie car la notion de fréquence de coupure à - 3dB n'existait
pas à l'époque. La formule que donne le bouquin rejoint celle que je démontre ici plus loin et qui figurera sur la page théorie bien sûr.
Le texte que donne AikenAmps, lui, est faux et de plus il croit corriger une autre erreur communément faite : voici ce qu'il dit et mes commentaires :
It can be shown that the resistance seen looking into the cathode (Rk
unbypassed) is:
Rk' = (Rp+ra)/(mu+1)
= (100K + 62.5K)/(101)
= 1.61K
C'est vrai, on peut le démontrer, mais cette valeur n'a aucune utilité dans un montage à cathode commune
Therefore, the total cathode resistance, or the output impedance if you take the signal off the cathode, is the parallel combination of the cathode resistance, Rk', and the cathode resistor, Rk, as below:
R = Rk' || Rk
= 1.61K || 1.5K
= 777 ohms
C'est vrai aussi mais sans intérêt
By the way, this is the resistance you use if you want to calculate the lower -3dB point of an amplifier stage due to the cathode bypass capacitor Alors ça c'est faux. Most people mistakenly use the cathode resistor and the bypass cap to calculate the -3dB point, but that is incorrect Pas plus que votre méthode et même, à mon avis ,plutôt moins.
Also, most people mistakenly assume the low frequency rolloff has a -6dB per octave rolloff down to DC. This is also not true, the actual response is quite different. Là nous sommes d'accord mais c'est un autre sujet. Pour ceux qui connaissent les lieux de Bode ( en fait le tracé de la réponse en dB et de la phase sortie/entrée) voici les
deux courbes pour l'étage d'entrée du G5 sans tenir compte de la charge constituée par le tonestack ( 130 Kohms):
Gain en dB
http://tabwyp.free.fr/G5/GAinG5V1A_module.jpg
déphasage en radians
http://tabwyp.free.fr/G5/GAinG5V1A_phase.jpg
C'est une digression par rapport au sujet mais ces images faites avec un vieux logiciel que j'avais fait sous DOS montrent la réponse de l'étage V1A entre 0.1 Hz et 8 KHz(repérer 1,10,100 et 1000 Hz !). On voit que le - 3dB est largement en dessous des fréquences audibles ( en fait 5.66 Hz) . Sur la phase , le maximum est atteint à la fréquence de coupure ( 45 °) . Donc ici Aikenamps a raison, on n'a pas le temps d'amorcer la pente à -6db/octave que l'on redresse pour obtenir un gain à 0.1 Hz de 30 dB et des poussières.
Pour revenir à notre sujet vous trouverez ici la démonstration de la formule du gain d'un étage triode amplificateur en cathode commune imparfaitement découplée comme elle l'est dans la réalité ( débutants n'ayez pas peur : tout sera clair une fois que j'aurai rédigé le cursus):
http://tabwyp.free.fr/G5/Ampli_triode_c ... ouplee.doc
Une fois que vous avez digéré ce chapitre voici la démonstration de la formule permettant de trouver la capacité Ck en fonction de la fréquence de coupure basse recherchée ou l'inverse lorque l'on analyse un schéma :
<a href="http://tabwyp.free.fr/G5/Ampli_triode_cathode_commune _freq_coupure_Ck.doc">http://tabwyp.free.fr/G5/Ampli_triode_cathode_commune _freq_coupure_Ck.doc</a>
Pour finir voici un tableau avec les valeurs numériques pour les 3 étages du G5. Il donne les 3 méthodes de calcul où l'on voit que l'on obtient des valeurs différentes suivant la méthode utilisée. Seule la mienne me semble juste car les résultats numériques sont confirmés par les abaques du RDH :
<a href="http://tabwyp.free.fr/G5/Decouplage-cat ... des.xls</a>
That's all for today folks !
Si un jour tout ça fait un bouquin je l'appelerai :
AU NOM DE LA LOI D'OHM JE VOUS ARRETE !
Amicalement.