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

 

 
 

Вредное влияние проходной емкости лампы и пути его уменьшения. Эффект Миллера

До сих пор мы рассматривали необходимые внешние компоненты каскада усиления. Теперь рассмотрим один очень важный нежелательный компонент, возникающий из-за конструктивных особенностей лампы — проходную емкость.

Между анодом и управляющей сеткой лампы всегда имеется некоторая электростатическая емкость, поскольку эти электроды конструктивно образуют цилиндрический конденсатор. Эта емкость имеется в любой лампе, однако в тетроде и пентоде, благодаря эффекту электростатического экранирования она значительно меньше, чем в триоде. Эта емкость сказывается как на работе анодной цепи, так и на работе сеточной, образуя в цепи сетки фильтр нижних частот вместе с выходным сопротивлением предшествующего каскада, разделительным конденсатором и сеточным резистором. Общая паразитная емкость между анодной и сеточной цепями образована не только проходной емкостью лампы Сас, но и паразитной емкостью монтажа, присутствующей в любой схеме (рис. 3.11).

Итак, пусть имеется двухкаскадный усилитель, оба каскада которого идентичны и построены на одинаковых лампах ЕСС83.

Рассмотрим вредное влияние выходной емкости. В процессе работы второй электронной лампы, ток через нее меняется, что приводит и к изменению напряжения в ее анодной цепи. Эти изменения анодного напряжения второй лампы означают и изменения напряжения на емкости, включенной между анодной и сеточной цепями, вызывая процессы заряда и разряда всех ее составляющих, включая емкость анод-сетка Сас. Поскольку сопротивление сеточной цепи лампы (особенно при отсутствии сеточного тока) огромно, токи заряда и разряда рассматриваемой емкости возникают в анодной цепи предшествующего каскада. Предположим, что для увеличения напряжения на емкости Сас на 1 В, требуется ток некоторая величина тока заряда i Подадим на вход усилителя напряжение 1 В. Благодаря инвертирующим свойствам усилителя, положительная полуволна сеточного напряжения вызовет отрицательную полуволну анодного, величиной 1 В, умноженное на коэффициент усиления каскада, то есть в нашем примере — 72 В. Общее изменение напряжения на выводах конденсатора составит (А + 1) В = 73 В.

Влияние проходной емкости лампы

Рис. 3.11 Влияние проходной емкости лампы

Общий ток заряда, исходящий из предшествующего каскада равен — (А + 1) * i, или 73i. Обсуждая влияние проходной емкости на работу предыдущего каскада (от которого затрачивается ток на ее заряд), можно считать, что некоторая эквивалентная емкость (называемая емкостью Миллера) включена между сеткой следующего каскада и землей. Таким образом, наличие проходной емкости приводит к увеличению входной емкости каскада (эффекту Миллера). Ее величина может найдена из формулы Миллера:

Из формулы Миллера очевидно, что даже относительно небольшая величина емкости анод-сетка может оказать существенное влияние на высокочастотную область АЧХ усилителя. В нашем конкретном случае емкость Миллера равна 115 пФ (Сас =1,6 пФ для лампы ЕСС83). Фильтр нижних частот образованный проходной емкостью и выходным сопротивлением предыдущего каскада имеет частоту среза по уровню ЗдБ равную 29 кГц. Если же теперь учесть еще и паразитную емкость монтажа, то эта частота окажется еще ниже.

Существует и другой вред от проходной емкости. Эта емкость образует частотозависимую обратную связь, вызывая попадание части энергии из выходной (анодной) цепи во входную (сеточную) цепь. Наличие такой обратной связи может привести к образованию паразитного автогенератора и, как следствие, к самовозбуждению усилителя. Однако, это явление, как правило, возникает на достаточно высоких частотах, а при усилении звуковых частот практически не сказывается.

Имеются разнообразные способы снижения вредного влияния проходной емкости:

• уменьшать выходное сопротивление предшествующего каскада;

• применять триоды с частичной экранировкой конструкции сетки (лучевые триоды);

• применять экранированные лампы (тетроды или пентоды); • применять каскодные схемы или катодные повторители.

Поскольку требования к АЧХ усилителей повышенного качества очень жесткие, обсудим подробно все эти методы улучшения параметров обычного резисторного каскада усиления по схеме с общим катодом. Здесь подробно остановимся на первом способе, а остальные будут рассмотрены в следующих разделах.

Итак, выходное сопротивление каскада, как уже рассматривалось выше, зависит как от выбранного режима, так и (в очень значительной степени) от параметров применяемой в нем лампы. Так, например, выбор лампы Е88СС и грамотный подбор ее режима позволяет уменьшить выходное сопротивление каскада примерно до значения 10 Ом. Если также заменить лампу во втором каскаде на Е88СС, то емкость Миллера снижается, обычно до 50 пФ (благодаря падению коэффициента усиления до 30), повышая в результате частоту среза по уровню 3 дБ примерно на 300 кГц. Однако, при этом существенно уменьшается общий коэффициент усиления двухкаскадного усилителя с 5184 (722) 900 (302), что является существенным недостатком подобного решения.

Как альтернативу, можно поместить между двумя каскадами катодный повторитель (который будет рассмотрен немного позже). С катодным повторителем легко достигается rвых = 1 кОм, поэтому даже с емкостью Миллера в 115 пФ, получаем частоту среза 1,4 МГц.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Разумеется, крутизна лампы gm и статический внутренний коэффициент усиления μ являются наиважнейшими параметрами, определяющими усиление лампы. Однако, для увеличения μ, расстояние между анодом и сеткой должно быть уменьшено, вызывая возрастание проходной емкости Сас, а следовательно и эффект Миллера, в результате которого усилительный каскад имеет большую входную емкость. Разумеется, высокая крутизна gm достигается путем приближения сетки к катоду, что само собой приводит к значительному росту входной емкости. Некоторого снижения проходной емкости Сас удается добиться в так называемых лучевых триодах.

Принцип работы такой лампы был рассмотрен. Такие электронные лампы РС97, РС900 и 6GK5 имеют внутренние экраны сеточных держателей и U-образные аноды, что приводит к уменьшению Сас до < 0,5 пФ, что дает очень существенное уменьшение эффекта Миллера. К сожалению, большинство из этих электронных ламп были разработаны для усиления радиочастотных колебаний и являются лампами с переменным коэффициентом усиления μ, что облегчает построение автоматической регулировку усиления (АРУ) радиоприемной аппаратуры. Позже будет показано, что применение ламп с переменным μ вызывает увеличение искажений усилителя.

Теперь обратимся к применению ламп с экранирующей сеткой — тетродов и пентодов. Были подробно рассмотрены особенности ламп с экранирующей сеткой — тетродов, лучевых тетродов, пентодов. Напомним, что если обеспечить надежное заземление экранирующей сетки по переменному току, что достигается установкой блокировочного конденсатора, проходная емкость уменьшается в 10 и более раз. Из всех экранированных ламп в усилительной технике наибольшее применение находят пентоды и лучевые тетроды, поскольку эти лампы практически лишены динатронного эффекта и вызываемых им искривлений статических характеристик. Обычные же тетроды наибольшее распространение получили при построении мощных радиопередатчиков.

 
 
Сайт создан в системе