Line data    Source code

       1             : /**
       2             :  * \file KorenTriodeFunction.h
       3             :  * Heavily inspired by Simulation of a guitar amplifier stage for several triode models (Cohen and Helie)
       4             :  */
       5             : 
       6             : #ifndef ATK_PREAMPLIFIER_KORENTRIODEFUNCTION_H
       7             : #define ATK_PREAMPLIFIER_KORENTRIODEFUNCTION_H
       8             : 
       9             : #include <ATK/Utility/fmath.h>
      10             : 
      11             : #include <cmath>
      12             : 
      13             : namespace ATK
      14             : {
      15             :   /// A simplified tube model, used with TriodeFilter
      16             :   template <typename DataType_>
      17             :   class KorenTriodeFunction
      18             :   {
      19             :   private:
      20             :     const DataType_ mu;
      21             :     const DataType_ K;
      22             :     const DataType_ Kp;
      23             :     const DataType_ Kvb;
      24             :     const DataType_ Kg;
      25             :     const DataType_ Ex;
      26             :     
      27             :     DataType_ muVbeVce;
      28             :     DataType_ muVbeVce2;
      29             :     
      30             :     DataType_ tmp;
      31             :     DataType_ E2;
      32             :     DataType_ lnE2;
      33             :     DataType_ E1;
      34             :     DataType_ E1_Ex1;
      35             :   public:
      36             :     /// For non static models
      37             :     const DataType_ Cpg;
      38             :     
      39             :     /// Compute grid current
      40      119011 :     DataType_ Lb(DataType_ Vbe, DataType_ Vce)
      41             :     {
      42      119011 :       muVbeVce = mu * Vbe + Vce;
      43      119011 :       if(muVbeVce > 0)
      44             :       {
      45       73465 :         muVbeVce2 = std::sqrt(mu * Vbe + Vce);
      46       73465 :         return K * muVbeVce * muVbeVce2;
      47             :       }
      48       45546 :       return 0;
      49             :     }
      50             :     
      51             :     /// Compute grid current derivative relative to the grid cathode voltage
      52      119011 :     DataType_ Lb_Vbe(DataType_ Vbe, DataType_ Vce)
      53             :     {
      54      119011 :       if (muVbeVce > 0)
      55             :       {
      56       73465 :         return K * mu * 1.5F * muVbeVce2;
      57             :       }
      58       45546 :       return 0;
      59             :     }
      60             :     
      61             :     /// Compute grid current derivative relative to the plate cathode voltage
      62      119011 :     DataType_ Lb_Vce(DataType_ Vbe, DataType_ Vce)
      63             :     {
      64      119011 :       if (muVbeVce > 0)
      65             :       {
      66       73465 :         return K * 1.5F * muVbeVce2;
      67             :       }
      68       45546 :       return 0;
      69             :     }
      70             :     
      71             :     /// Compute plate current
      72      119011 :     DataType_ Lc(DataType_ Vbe, DataType_ Vce)
      73             :     {
      74      119011 :       if (Vce > 0)
      75             :       {
      76      119011 :         tmp = std::sqrt(Kvb + Vce * Vce);
      77      119011 :         E2 = 1 + fmath::exp(Kp * (1 / mu + Vbe / tmp));
      78      119011 :         lnE2 = fmath::log(E2);
      79      119011 :         E1 = Vce / Kp * lnE2;
      80      119011 :         E1_Ex1 = fmath::pow(E1, Ex - 1);
      81      119011 :         return 2 / Kg * E1_Ex1 * E1;
      82             :       }
      83           0 :       return 0;
      84             :     }
      85             :     
      86             :     /// Compute plate current derivative relative to the grid cathode voltage
      87      119011 :     DataType_ Lc_Vbe(DataType_ Vbe, DataType_ Vce)
      88             :     {
      89      119011 :       if (Vce > 0)
      90             :       {
      91      119011 :         DataType_ E1p = Vce / Kp / E2 * (E2 - 1) * Kp / tmp;
      92      119011 :         return 2 * Ex / Kg * E1_Ex1 * E1p;
      93             :       }
      94           0 :       return 0;
      95             :     }
      96             :     
      97             :     /// Compute plate current derivative relative to the plate cathode voltage
      98      119011 :     DataType_ Lc_Vce(DataType_ Vbe, DataType_ Vce)
      99             :     {
     100      119011 :       if (Vce > 0)
     101             :       {
     102      119011 :         DataType_ E1p = 1 / Kp * lnE2 - Vce / Kp / E2 * (E2 - 1) * Kp * Vbe * Vce / (tmp * (Kvb + Vce * Vce));
     103      119011 :         return 2 * Ex / Kg * E1_Ex1 * E1p;
     104             :       }
     105           0 :       return 0;
     106             :     }
     107             :     
     108             :     /// Constructor
     109           4 :     KorenTriodeFunction(DataType_ mu, DataType_ K, DataType_ Kp, DataType_ Kvb, DataType_ Kg, DataType_ Ex, DataType_ Cpg)
     110           4 :     :mu(mu), K(K), Kp(Kp), Kvb(Kvb), Kg(Kg), Ex(Ex), Cpg(Cpg)
     111             :     {
     112           4 :     }
     113             :     
     114             :     /// Build a new triode function for a filter (12AX7/ECC83)
     115           4 :     static KorenTriodeFunction build_standard_function(DataType_ mu = 100, DataType_ K = 1.73e-6, DataType_ Kp = 600, DataType_ Kvb = 300, DataType_ Kg = 1060, DataType_ Ex = 1.4, DataType_ Cpg = 1.7e-12)
     116             :     {
     117           4 :       return KorenTriodeFunction(mu, K, Kp, Kvb, Kg, Ex, Cpg);
     118             :     }
     119             : 
     120             :     /// Build a new alternate triode function for a filter (12AX7/ECC83)
     121             :     static KorenTriodeFunction build_alternate_function_1()
     122             :     {
     123             :       return KorenTriodeFunction(93, 1.73e-6, 10000, 0, 1360, 1.4, 1.7e-12);
     124             :     }
     125             :   };
     126             : }
     127             : 
     128             : #endif