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

 

 
 

μ-повторитель

Эта конструкция вызвала значительный интерес, с тех пор как была повторно открыта несколько лет назад. (Нет ничего нового под солнцем.) По существу — это усилитель с общим катодом и активной нагрузкой. В отличие от катодного повторителя, μ-повторитель обладает высоким коэффициентом усиления, что безусловно очень полезно. Пример принципиальной схемы такого повторителя приведен на рис. 3.31.

μ-повторитель

Рис. 3.31 μ-повторитель

Верхняя электронная лампа — катодный повторитель с автоматическим смещением, вход которого связан через емкость с анодом нижней лампы, включенной с общим катодом. Поскольку катодный повторитель имеет Av≈ 1 и не инвертирует напряжения, то выходной сигнал, снимаемый с его катода, будет почти равен переменному напряжению на аноде нижней электронной лампы. Разумеется, часть напряжения упадет на резисторах, включенных в катодную цепь верхней лампы. Это напряжение невелико, поскольку верхняя лампа представляет собой активную нагрузку с высоким сопротивлением, а значит, и ток будет невелик. Нижняя лампа достигает коэффициента усиления по напряжению Av≈μ (что и послужило выбором названия такого повторителя), и она дает мало искажений (ra теперь уже не является составным элементом). Одним из достоинств такого каскада является то что, имеются два выходных напряжения, либо прямой выход с нижнего анода, либо низкоомный выход катодного повторителя. Тем не менее, нужно отметить, что большое сопротивление активной нагрузки фактически имеется только по переменному току, поскольку конденсатор связи в цепи сетки верхней лампы образует фильтр верхних частот вместе с входным сопротивлением (как известно высоким) катодного повторителя.

Исходя из вышесказанного, верхняя лампа является эквивалентным источником неизменяемого тока (по крайней мере по переменному току). Тогда можно с полным на то основанием начертить нагрузочную линию для нижней лампы в виде горизонтальной прямой (рис. 3.32).

Нагрузочная прямая для нижней лампы μ-повторителя

Рис. 3.32 Нагрузочная прямая для нижней лампы μ-повторителя

Это пример нагрузочной линии по переменному току, где ее наклон не связан с режимом по постоянному тока, хотя она должна приходить через рабочую точку (точку покоя) по постоянному току Можно перемещать эту линию в любую рабочую точку — которая будет наиболее целесообразной. Если, например, выбрать ток анода 2 мА, и величину постоянного напряжения на аноде нижней лампы 80 В, то это даст μ = 32,5, и поэтому можно ожидать, что коэффициент усиления будет = 32.

Теперь нужно определить рабочую точку для верхней лампы. Пусть, например, такой составной каскад питается от источника высокого напряжения 285 В. Когда мы будем обсуждать питающие напряжения, то увидим почему 285 В является очень удобной величиной. Исходя из того, что к аноду нижней лампы должно быть приложено 80 В, то между анодом и катодом верхней лампы должно упасть 205. Поскольку токи анодов обеих ламп равны, то и анодный ток верхней лампы также должен быть 2 мА. Если теперь отметить на статических характеристиках нужное анодное напряжение для верхней лампы, то можно начертить нагрузочную линию. В точке Va = 0 будет ток 3,25 мА, который соответствует 63 кОм общей катодной нагрузки для верхней лампы. Напряжение смещения Vск верхней лампы равно 2,5 В, в силу чего для Ia = 2 мА необходим резистор катодного смещения 1,25 кОм. Таким образом, режим каскада по постоянному току установлен.

Так как коэффициент усиления катодного повторителя, известен, можно определить величину активной нагрузки, которая ему соответствует, и найти его входное сопротивление, что позволит выбрать подходящее значение емкости разделительного конденсатора.

Из нагрузочной линии видно, что коэффициент усиления без учета применения обратной связи равен 29. Таким образом коэффициент усиления катодного повторителя будет 29/30, что равно 0,97. Для нижней электронной лампы анодная нагрузка составляет:

Это дает величину ≈ 2 МОм, так что наши ранее высказанные предположения о коэффициенте усиления и линейности нижнего каскада были вполне оправданы. Можно использовать ранее приведенную формулу, чтобы определить входное сопротивление на сетке катодного повторителя:

Она дает входное сопротивление =19 МОм. Если от фильтра нижних частот, образуемого разделительным конденсатором требуется частота среза 1 Гц, то значение разделительной емкости в 10 нФ является вполне соответствующим. Величина необходимого сопротивления резистора катодного смещения нижней лампы была вычислена обычным способом.

Большое значение сопротивления нагрузки нижней лампы делает в настолько малым, что уменьшение коэффициента усиления из-за отрицательной обратной связи является незначительным. Тем не менее, все равно нужно использовать развязывающий конденсатор, иначе повышается анодное сопротивление нижней лампы. Увеличение эквивалентного анодного сопротивления лампы является нежелательным, поскольку в этом случае увеличивается шунтирующий эффект выходной паразитной емкости, а также увеличиваются шумы, такие как индуцированные помехи от источника промышленной частоты и собственные шумы резисторов.

Чрезвычайно полезно такое преимущество μ-повторителя — его достаточно высокая защищенность от шума источника питания, характеризуемая так называемым коэффициентом реакции питающего напряжения (Power Supply Rejection Ratio — PSRR). На выходе любого усилителя с общим катодом его можно найти из следующего выражения:

Эта формула вполне прозрачна, поскольку что rа образует делитель напряжения c RH. Для максимального подавления шума источника питания и пульсаций, RH должно быть как можно больше по сравнению с rа. Пентод имеет ra > Rh и, следовательно, не подавляет шум источника питания.

Катодная отрицательная обратная связь по переменному току (возникающая при отсутствии развязывающего конденсатора) значительно увеличивает rа, но не уменьшает общий коэффициент усиления на пропорциональную величину, и, следовательно, нарушает подавление шума источника питания. В рассматриваемом примере, га нижней лампы = 6 кОм, активная нагрузка = 2 МОм, что дает 50 дБ подавления шума источника питания, но устранение шунтирования развязывающим конденсатором поднимет га нижней лампы до 47 кОм, и уменьшит подавление помех от источника питания до 33 дБ, несмотря на то, что коэффициент усиления почти не изменяется.

Строго говоря, нужно включать такие потери катодного повторителя в любой расчет коэффициента усиления при низком выходном сопротивлении (Аобщ = μ * Акатодного повторителя), что даст коэффициент усиления равный 31,5 в рассматриваемом примере.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

До этого момента мы всегда неявно предполагали, что входное сопротивление следующего каскада почти не имеет влияния на характеристику предшествующего каскада. Этого влияния бы и не было, если бы использовался анодный выход ниже лампы μ-повторителя, потому что величина сопротивления в цепи сетки следующего каскада (обычно = 1 МОм) несравнима с величиной RH. Фактически она меньше, чем Rh, и, следовательно, снижает действующее значение RHC 2 МОм приблизительно до 650 кОм. Это незначительно влияет на коэффициент усиления, но утраивает искажения, поэтому не рекомендуется использовать анодный выход.

Пока входное сопротивление Rc превышает 10RН предшествующего каскада, можно пренебречь его воздействием на предшествующий каскад, но когда оно становится меньше, нужно подробно исследовать нагрузочную линию по переменному току, чтобы установить — не вызовет ли это проблемы. Рассматривая каскады с активной нагрузкой, также нужно принимать во внимание входное сопротивление следующего каскада.

Построить точную нагрузочную линию по переменному току несложно. Сначала, необходимо найти уточненную нагрузку каскада по переменному току, которая обычно равна параллельному включению сопротивления анодной нагрузки исследуемого каскада и сопротивления в цепи управляющей сетки последующего каскада. Мы знаем, что нагрузочная линия по переменному току должна проходить через рабочую точку по постоянному току (точку покоя), поэтому необходимо найти только ее вторую точку. Простейший способ сделать это — переместиться на несколько клеток по горизонтали (изменить напряжение, скажем, на 100 В) и подсчитать увеличение или уменьшение тока через нагрузку по переменному току — получим вторую точку. Линия, проведенная через эти точки — и есть нагрузочная линия по переменному току. Исследование этой линии позволяет определить коэффициент усиления и линейность каскада, включая влияние входного сопротивления следующего каскада.

Обычно верхняя лампа в μ-повторителе выбирается исходя их несколько иных соображений, чем нижняя электронная лампа такого каскада.

Для начала необходимо оценить необходимое сопротивление эквивалентной нагрузки по переменному току для нижней лампы:

Максимизирование RH минимизируют искажения, вносимые нижней лампой, но опыт показывает, что при RH > 50rа нет дополнительного выигрыша по этим искажениям, и более полезно учитывать искажения, вносимые верхней лампой. Так как катодный повторитель работает со 100%-ой обратной связью, увеличение μ увеличивает обратную связь и уменьшает искажения. Тем не менее, электронным лампам с большим μ требуется более высокое значение Va, во избежание появления тока управляющей сетки. Таким образом, выбор лампы с очень большим μ уменьшает реально достижимое постоянное напряжение Va нижней лампы, и понижает максимальное значение размаха ее анодного напряжения.

 
 
Сайт создан в системе