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

 

 
 

Выбор величины сопротивления резистора в цепи сетки

На всех схемах, рассмотренных выше, показан резистор в цепи сетки лампы, однако величина его сопротивления пока не определена. В силу отсутствия сеточного тока, постоянный ток через этот резистор также отсутствует, но через него закорачивается незначительная часть переменного тока от источника сигнала, вызывая его утечку. Исторически сложилось, что величина сопротивления этого резистора для предварительных малосигнальных каскадов выбиралась около 1 МОм, а для каскадов усиления мощности несколько меньше. Рассмотрим более подробно критерии выбора сопротивления этого резистора.

Резистор в цепи сетки образует делитель напряжения вместе с выходным сопротивлением предшествующего каскада (источника сигнала), и, следовательно, вызывает уменьшение коэффициента усиления, поскольку управляющее переменное напряжение, прикладываемое между сеткой и катодом лампы, оказывается ниже выходного напряжения предыдущего каскада. Эти потери обычно небольшие, но они накапливаются при многокаскадном построении усилителя таким образом, что коэффициент усиления может быть существенно меньше, чем прогнозируемый, если эти потери не принимать во внимание. Таким образом, желательно стремиться к увеличению сопротивления этого резистора.

Вторая причина стремиться увеличивать это сопротивление заключается в том, что большое его значение позволяет устанавливать разделительный конденсатор между каскадами меньшей величины при сохранении требуемой неравномерности

АЧХ в области низких частот (подробнее о выборе разделительных конденсаторов см. ниже). Конденсаторы с меньшей емкостью, как правило, более стабильны.

Напомним, что совсем отказаться от установки этого резистора нельзя, так как он обеспечивает нулевой потенциал сетки по постоянному току, однако нужно стремиться к увеличению его сопротивления.

Если внимательно посмотреть спецификацию большинства электронных ламп, нетрудно заметить, что имеется ограничение на предельное значение сопротивления в цепи сетки. Обычно дается два предельных значения — одно для катодного смещения и одно для сеточного смещения. Значение для случая сеточного смещения обычно значительно отличаются, относительно случая катодного автосмещения. Связано это с тем, что при катодном смещении, номинальное напряжение смещения устанавливается не мгновенно (имеется переходный процесс), тогда как при сеточном смещении, его величина задается внешним источником, и начальный анодный ток устанавливается практически мгновенно.

Однако, нельзя забывать и о том, что через сеточный резистор протекает не только часть переменного тока от предыдущего каскада, но и небольшой тока утечки самой сетки, существующий даже при отсутствии сеточного тока. У этого явления существуют две причины. Во-первых, всегда бывает небольшое технологическое загрязнение сетки оксидным покрытием, используемым для формирования эмиссионной поверхности катода, что вызывает незначительную эмиссию электронов с поверхности сетки. Второй, более существенной причиной, является наличие так называемого тока ионного разряда. Рассмотрим подробнее это явление.

Ток ионного разряда всегда имеет место, потому что в электронной лампе всегда имеется остаточный газ (идеальный вакуум обеспечить невозможно). Молекулы остаточного газа находятся в постоянном хаотическом движении, называемом броуновским движением, которое определяет равномерное распределение отдельных молекул газа внутри объема баллона электронной лампы. Таким образом, довольно велика вероятность нахождения отдельных молекул газа на пути движения электронов от катода к аноду лампы. Изначально молекулы газа являются электрически нейтральными, то есть не заряжены. Когда на большой скорости происходит удар электрона по молекуле газа, его большая кинетическая энергия приводит к выбиванию электронов с внешней орбиты молекулы газа. Оторвавшиеся от молекулы электроны продолжают свой путь к аноду вместе с основными, а молекулы газа, теперь положительно заряженные (потому что они потеряли электроны), отталкиваются анодом и двигаются встречно по направлению к сетке/катоду. Когда заряженная молекула, называемая ионом, ударяется о сетку, происходит нейтрализация этих зарядов, вследствие чего возникает небольшой сеточный ток утечки, также называемый ионным током.

Ток утечки сетки вызывает некоторое падение напряжения на сеточном резисторе, а следовательно, сетка находится под положительным потенциалом. Это положительное напряжение тем больше, чем больше сопротивление сеточного резистора. Оно вычитается из напряжения сеточного смещения Vск, и ток анода нарастает. Увеличение тока анода поднимает внутреннюю температуру электронной лампы, освобождая еще больше остаточного газа из горячих элементов конструкции, еще более увеличивая ионный ток. При этом Vск понижается далее, катод эмитирует больше электронов, и процесс становится самонарастающим до тех пор, пока не наступит насыщение, либо электронная лампа не разрушится. Статистически, при увеличении потока электронов с катод на анод, между электронами и молекулами газа становиться больше случайных столкновений, и по этой причине положительный ионный ток сетки увеличивается с током анода. Таким образом, выбирать сопротивление сеточного резистора очень большим нельзя, иначе падение напряжения на нем за счет ионного тока станет существенным с точки зрения изменения напряжения смещения Vск, что может привести к тем необратимым процессам, о которых только что шла речь.

С точки зрения рассматриваемой проблемы, следует заметить, что при использовании катодного автосмещения, отрицательная обратная связь по постоянному току, создаваемая катодным резисторам, не позволяет анодному току нарастать, поскольку чем больше анодный ток, тем большая величина запирающего напряжения падает на катодном резисторе.

Компания Миллард опубликовала метод определения максимально допустимого значения сопротивление в цепи сетки в практических режимах работы. Чтобы определить максимально допустимое сопротивление утечки сетки лампового усилителя, нужно знать величину катодного резистора RK и крутизну лампы gm (в рассматриваемом примере RK = 1,56 кОм, gm = 1,54 мА/В). Для начала нужно вычислить, действующее катодное сопротивление схемы последующей формуле:

Предельное значение сопротивления в цепи сетки (по данным компании Миллард)

Рис. 3.10 Предельное значение сопротивления в цепи сетки (по данным компании Миллард)

Зная RK (действующее) и крутизну лампы gm, обратимся к графику, разработанному названной фирмой, чтобы найти коэффициент, на который следует умножить значение максимального установленного спецификацией лампы сопротивления утечки сетки (рис. 3.10).

Интерполяция кривых предполагает, что в конкретных схемах может использоваться сопротивление утечки сетки в четыре раза больше, чем максимально установленное сопротивление утечки сетки (2,2 МОм) = 8,8 МОм.

Тем не менее, на практике иногда устанавливают даже большие сопротивления утечки сетки в некоторых конструкциях.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Выходной разделительный конденсатор предотвращает короткое замыкание источника ВН на нагрузку (следующий каскад усиления). Он одновременно является выходным для данного каскада, а также входным для следующего, предохраняя как источник ВН, так и входные цепи следующего каскада.

Прежде всего, следует отметить, что этот конденсатор должен выдерживать анодное напряжение, приложенное к нему. Однако, рабочее напряжение этого конденсатора следует выбирать с запасом. Современные усилители часто построены с использованием полупроводниковых кремниевых выпрямителей ВН. Это означает, что в момент включения, катоды электронных ламп холодные, что является причиной нулевого тока анода. Так как полупроводниковый источник ВН в прогреве не нуждается, практически мгновенно выдает максимальное напряжение и при этом оказывается без нагрузки, напряжение на анодах ламп нарастает до максимально возможного значения ВН, и именно это напряжение будет приложено непосредственно к выводам разделительных конденсаторов. Если при этом разделительные конденсаторы будут пробиты, то электронные лампы начинают перегреваться, поскольку большое положительное напряжение, будучи поданным на их сетки, вызывает анодный ток, превышающий номинальный в десятки раз. Электронные лампы при этом попросту разрушаются.

Использование конденсаторов, рассчитанных на более высокое напряжение, может быть более дорогостоящим, но приобретение более дорогих конденсаторов всегда дешевле, чем необходимость замены дорогостоящих электронных ламп (или громкоговорителей).

В принципе, всегда есть возможность снизить требования к рабочему напряжению разделительных конденсаторов, — это исключить подачу ВН до полного прогрева нитей накала ламп. Таким образом, необходима задержка включения полупровод-никового выпрямителя ВН, либо применение лампового, поскольку нити накала вакуумных диодов (кенотронов) прогреваются достаточно долго. Более того, на нити накала маломощных ламп (каскадов предварительного усиления) накальное напряжение зачастую подается сразу после включения шнура питания усилителя в сеть, независимо от положения выключателя питания.

 
 
Сайт создан в системе