Содержание

Общие сведения,
классификация
Устройство и работа диода
Устройство и работа триода
Электронная эмиссия
Термоэлектронные катоды
Особенности устройства
электронных ламп
Физические процессы
Закон степени трех вторых
Анодная характеристика
Параметры
Рабочий режим. Применение
диода для выпрямления
переменного тока
Основные типы
Физические процессы
Токораспределение
Действующее напряжение и
закон степени трех вторых
Характеристики
Параметры
Особенности
Усилительный каскад с
триодом
Параметры усилительного
каскада
Аналитический расчет и
эквивалентные схемы
усилительного каскада
Графоаналитический расчет
режима усиления
Генератор с триодом
Межэлектродные емкости
Каскады с общей сеткой и
общим анодом
Недостатки триодов
Основные типы приемно-
усилительных триодов
Устройство и работа тетрода
Устройство и работа пентода
Схемы включения тетродов
и пентодов
Характеристики тетродов
и пентодов
Параметры тетродов и
пентодов
Межэлектродные емкости
тетродов и пентодов
Устройство и работа
лучевого тетрода
Характеристики и параметры
лучевого тетрода
Рабочий режим тетродов
и пентодов
Пентоды переменной
крутизны
Краткие сведения о
различных типах
тетродов и пентодов
Специальные лампы
Общие сведения
Электростатические
электронно-лучевые трубки
Магнитные электронно-
лучевые трубки
Люминесцентный экран
Краткие сведения о
различных электронно-
лучевых трубках
Электрический разряд
в газах
Тлеющий разряд
Стабилитроны
Тиратроны тлеющего разряда
Индикаторные приборы
Дисплеи
Краткие сведения о
различных газоразрядных
приборах
Фотоэлектронная эмиссия
Электровакуумные
фотоэлементы
Фотоэлектронные умножители
Причины собственных шумов
Шумовые параметры
Межэлектродные емкости
и индуктивности выводов
Инерция электронов
Наведенные токи в
цепях электродов
Входное сопротивление
и потери энергии
Импульсный режим
Основные типы электронных
ламп для СВЧ
Общие сведения
Пролетный клистрон
Отражательный клистрон
Магнетрон
Лампы бегущей и
обратной волны
Амплитрон и карматрон
Надежность и испытание
электровакуумных приборов
Усилитель на триоде
с общим катодом
Ограничения по выбору
рабочей точки
Режим в рабочей точке
Катодное смещение
Выбор величины
сопротивления резистора
в цепи сетки
Выбор выходного
разделительного
конденсатора
Вредное влияние проходной
емкости лампы и пути
его уменьшения
Применение
экранированных ламп
Каскод (каскодная схема)
Катодный повторитель
Каскад с общим катодом
как приемник
неизменяющегося тока
Пентоды в качестве
приемников
неизменяющегося тока
Катодный повторитель
с активной нагрузкой
Катодный повторитель Уайта
μ-повторитель
Выбор верхней лампы для
μ -повторителя
Параллельно управляемый
двухламповый усилитель
(SRPP)
β-повторитель
Дифференциальная пара
(дифференциальный каскад)
Коэффициент реакции
питающего напряжения
(PSRR)
дифференциальной пары
Полупроводниковые
приемники неизменяющегося
тока для
дифференциальной пары
Использование транзисторов
в качестве активной нагрузки
для электронных ламп
Классификация искажений.
Принципы оценки линейных
искажений
Принципы измерения
нелинейных искажений
Измерение и интерпретация
искажений
Совершенствование
измерений нелинейных
гармонических искажений
Цифровая обработка сигналов
Особенности проектирования
усилителей с малыми
искажениями
Работа с сеточным током
и нелинейные искажения
Уменьшение искажений
подавлением (компенсацией)
Проблемы смещения
по постоянному току
Выбор электронной лампы по
критерию низких искажений
Проблема сопряжения одного
каскада со следующим
Усилитель класса А для
электромагнитных головных
телефонов с непосредств.
междукаскадной связью
Радиокомпоненты -
Общие сведения
Ряды стандартизованных
значений сопротивлений
Металлизированные
пленочные резисторы
Проволочные резисторы
Конденсаторы -
Общие сведения
Металлические конденсаторы
с воздушным диэлектриком
Пленочные конденсаторы,
изготовленные
металлизацией диэлектрика
Алюминиевые
электролитические
конденсаторы
Основные вопросы,
возникающие при
выборе конденсатора
Общие сведения о
катушках индуктивности
Трансформаторы -
Общие сведения
Трансформаторы.
Намагничивание и потери
Модели трансформаторов
Почему необходимо
использовать трансформаторы
Определение параметров
неизвестного трансформатора
Основные виды
источников питания
Выпрямление переменного
тока
Одиночный накопительный
конденсатор в роли
сглаживающего элемента
Влияние напряжения
пульсаций на выходное
напряжение
Насыщение сердечника
трансформатора
Критерии выбора силового
трансформатора
Источник питания со
сглаживающим дросселем
Номинальное значение
тока дросселя
Выбросы тока и
демпфирующие элементы
Использование накопительного
конденсатора для снижения
высоковольтного напряжения
Частотные характеристики
используемых на практике
LC-фильтров
Широкополосная фильтрация
Выпрямители с умножением
(умножители) напряжения
Классическая схема
последовательного
стабилизатора
Двухтранзисторная схема
последовательного
стабилизатора
Стабилизатор цепи сеточного
смещения с регулируемым
выходным напряжением
Источники питания низкого
напряжения и синфазный шум
Ламповый стабилизатор
напряжения
Способы увеличения
выходного тока стабилизатора
Коэффициент режекции
источника питания
Включение сглаживающих
конденсаторов
Перенапряжения при
включении схемы
Составление предварительной
схемы блока питания
Высоковольтный выпрямитель
и стабилизатор
Особенности смещения
подогревателей ламп
Схема улучшенного
источника питания
Рабочий режим
Увеличение максимально
допустимого Vrrm
Выходной каскад класса А
с несимметричным выходом
Особенности акустических
систем
Неидеальности
трансформаторов
Режимы работы усилительных
приборов. Классы усилителей
Двухтактный выходной каскад
Выходной каскад по
ультралинейной схеме
Трансформаторный катодный
повторитель
Усилители без выходного
трансформатора
Составляющие блока
усилителя мощности
Предоконечный каскад блока
усилителя мощности
Фазоинверсный каскад
Дифференциальный усилитель
или пара с катодной связью
«Согласованный»
фазоинвертор
Общие проблемы
устойчивости усилителей
Подавление первой
доминанты ВЧ составляющей
Низкочастотное
самовозбуждение усилителя
Усилитель Williamson
Усилитель Milliard 5-20
Усилитель Quad II
Выбор выходной лампы
Выбор статической рабочей
точки с учетом Pвых и КНИ
Точное определение
выходного трансформатора
Особенность выпрямление
высоковольтного напряжения
Варианты применения
стабилизатора ВВ напряжения
Требования к каскаду
предоконечного усиления
Определение рабочей точки
предоконечного каскада
Проверка работоспособности
усилителя
Пример разработки
двухтактного УМ
Оптимизация входного и
фазоинверсного каскадов
Расчет R катодного смещения
лампы и R обратной связи
Выбор элементов
оконечного каскада
Разработка усилителей
мощностью более 10 Вт
Активные кроссоверы
и схема Зобеля
Выбор лампы для
оконечного каскада
Требования к предоконечному
каскаду усиления
Источники питания и
постоянная токовая нагрузка
Второй дифференциальный
усилитель и выходной каскад
Первый дифференциальный
усилитель и линейность х-ки
Каскодная схема постоянной
токовой нагрузки
Постоянная токовая нагрузка
первого диф. каскада
Элементы, повышающие ВЧ
устойчивость. Итоговая схема
Схема источника питания
«Потомок от усилителя Beast»
Расчет уровня фонового
шума от ИП
Особенности цифрового
сигнала от компакт-диска
Требования к предусилителю
Технические требования
к линейному каскаду
Традиционный линейный
каскад
Пути достижения заданных
требований и выбор лампы
Основные проблемы
регулирования громкости
Переключаемые аттенюаторы
Расчет переключаемого
аттенюатора
Табличные вычисления для
расчета регулятора громкости
Светочувствительные
резисторы и громкость
Входной переключатель
Частотный корректор RIAA
Влияние провода
звукоснимателя
Требования к блоку
частотной коррекции
Метод частотной коррекции
стандарта RIAA
Раздельное выравнивание
характеристики RIAA
Шумы и влияние входной
емкости входного каскада
Учет собственных
шумов лампы
Улучшение шумовых
характеристик с RIAA
Расчет элементов на 75 мкс
Параметры цепей на
3180 мкс и 318 мкс
Симметричный вход и
подключение звукоснимателя
Симметричный предусилитель
Возможности исключения
линейного каскада
Вариант RIAA с исполь-
зованием лампы типа ЕС8010
Оптимизация характеристик
входного трансформатора
Анализ работы блока RIAA
Практические методы
настройки блока RIAA
Линейный каскад
О межблочных и
акустических кабелях
 
 

Трансформаторный катодный повторитель в качестве выходного каскада

До сих пор выходной трансформатор располагался в цепи анода, но ведь можно установить этот же самый трансформатор в цепи катода для создания схемы катодного повторителя, что позволяет получить экстремально низкое выходное сопротивление лампового каскада. Например, пара ламп EL34, включенных по триодной схеме, имели бы эквивалентное выходное сопротивление в анодной цепи по 900 Ом каждая, но при включении их по схеме катодного повторителя выходное сопротивление составило бы одну десятую от указанной величины, то есть по 90 Ом. Выходное сопротивление со стороны громкоговорителя составляло бы при этом доли Ома даже без введения межкаскадной (глобальной, действующей в пределах нескольких каскадов) отрицательной обратной связи.

К сожалению, для данной топологии существуют два весьма негативных обстоятельства. Первое заключатся в том, что выходной каскад оказался превосходным, но ценой существенного усложнения предусилительного каскада усилителя мощности. Для каждой выходной лампы размах амплитудного значения напряжения на катоде составляет примерно 150 В среднеквадра-тического или эффективного значения и при значении коэффициента усиления менее единицы для управления им необходимо иметь напряжение порядка 500 В двойного амплитудного значения. В принципе это осуществимо, однако разработка предусилительного каскада не будет является тривиальной задачей, так как необходимо использовать либо трансформаторную связь между каскадами, либо резистивную анодную нагрузку, рассчитанную на работу при высоких напряжениях. На практике для коммерческих образцов проблема высокого напряжения разрешается путем развязывания цепей предусилителя и выходного каскада за счет использования катодного повторителя; но этот прием нарушает стабильность высокого напряжения.

Вторая причина заключается в том, что высокое напряжение на катодах выходных ламп значительно увеличивает тепловую нагрузку на изоляцию между катодом и его подогревателем, что может привести к преждевременному выходу подогревателя из строя. Электрическое объединение цепей подогревателя и катода решает эту проблему, но требует изготовления индивидуальной обмотки цепи подогревателя катода для каждого плеча выходного каскада (чтобы избежать короткого замыкания между ними) и заставляет каждую лампу работать на дополнительную нагрузку в виде межвитковой емкости (порядка 1 нФ) силового трансформатора. Источник ВЧ нагрева с использованием малогабаритного трансформатора, имеющего отдельные обмотки, мог бы решить последнюю задачу, но только за счет возможной проблемы возникновения радиопомех и увеличения стоимости.

Тем ни менее, существуют типы ламп, изоляция которых между катодом и подогревателем рассчитана на напряжения до 300 В, это, например, 6080/6AS7G. Но так как эта лампа имеет очень малое значение анодного сопротивления rа, то значение оптимального сопротивления нагрузки будет весьма мало и выходное напряжение в режиме отдачи полной мощности также очень невелико, что уменьшает тепловую нагрузку на изоляцию между катодом и подогревателем. К сожалению, параметр ц у этих ламп также очень мал, что приводит к значению коэффициента усиления выходного каскада значительно меньше единицы, а это предъявляет весьма специфические требования к конструкции предусилительного каскада усилителя мощности (рис. 7.9).

Для такого усилителя, должен использоваться достаточно сложный источник питания, хотя полезная мощность усилителя составляет всего 6 Вт. Предположительно, предусилитель смог бы нормально справляться с параллельной работой ламп 6080, но это как раз тот случай, когда лечение может оказаться хуже самого недуга. Единственной причиной, по которой данная схема продолжает существовать на бумаге, является то, что выходной каскад просто допускает использование выходных трансформаторов весьма посредственного качества; и напротив, выходные трансформаторы высокого качества позволили бы достичь очень хороших характеристик. В усилителе повсеместно используются триоды, для которых основным типом искажений являются вторые гармоники, но этот недостаток компенсируется применением двухтактной схемы. Таким образом, для уменьшения искажений в усилителе реализуется метод поддержания точного баланса плеч двухтактной схемы, а не межкаскадная обратная связь.

Усилитель, в выходном, каскаде которого используется катодный повторитель

Рис. 7.9 Усилитель, в выходном, каскаде которого используется катодный повторитель

Другой возможностью является использование принципа распределения нагрузки, когда одна часть нагрузки действует на катоде, а другая — на аноде. Эта идея была плодотворно использована компаниями Квод (Quad) в Великобритании и Макинтош в США. Она делает требования к предусилительному каскаду менее строгими, оставляя, тем ни менее некоторые преимущества локальной (то есть охватывающей только один каскад усиления) обратной связи. Выходная цепь такого каскада с комбинированной анодно-катодной нагрузкой изображена на рис. 7.10.

Выходной каскад Quad II (также известный под названием «схема Макинтоша»)

Рис. 7.10 Выходной каскад Quad II (также известный под названием «схема Макинтоша»)

Интересный вариант применения распределения нагрузки осуществлен в модели Микаэльсона и Остина TVA10, в которой анодная и катодная нагрузки были равны.

Поскольку анодные и катодные обмотки для каждой из ламп наматываются в противофазе (что в любом случае сильно снижает намагничивание сердечника), а сколько-либо ощутимые анодные токи покоя чаще всего отсутствуют, следовательно, нет необходимости точно подбирать пары ламп по величинам анодного тока. Пример коммутации обмоток, исключающей намагничивание сердечника изображен на рис. 7.11, где начало намотки каждой из первичных обмоток обозначено точкой. К сожалению, требования к каскаду предварительного усиления остаются практически теми же, что и для катодного повторителя. По этой причине схема не получила широкого распространения.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Почти все из огромного многообразия схем выходных каскадов создавались с целью снизить неблагоприятный эффект, вызванный применением выходного трансформатора, поэтому нет ничего удивительного, что был создан ряд схем, в которых пытались обойтись без последнего. Такие схемы известны, как усилители Футтермана (по имени автора, который запатентовал свое изобретение). В западной литературе для таких бестрансфор-маторных выходных каскадов часто используется аббревиатура OTL.

Непосредственное управление нагрузками, имеющими малый импеданс, не является характерным для ламповых схем, следовательно, были необходимы нетрадиционные решения. Например, должны применяться лампы специальных типов, которые изначально не предназначались для использования в аудиоаппаратуре и, следовательно, по таким параметрам, как линейность вряд ли могли считаться пригодными для использования. В качестве примера можно привести двойной триод 6080/6AS7G, последовательно подключенный электровакуумный стабилитрон, и выходные лампы телевизионных блоков строчной развертки, например, пентоды PL504 и L519. Эффективность их работы более, чем плохая. В выходных каскадах неизменно используются катодные повторители Уайта с параллельным включением и большим количеством межкаскадных связей, применяемых для снижения выходного сопротивления. Пример схемы такого каскада приведен на рис. 7.12.

Такие усилители являются в высшей степени причудливыми, хотя ряд разработчиков полагает, что так как проблемы выходных трансформаторов настолько тяжеловесны, то они готовы настойчиво продолжать разработку схем бестрансфор-маторных усилителей, которые все-таки окажутся успешными.

 
 
Сайт создан в системе