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
 
 

Проволочные резисторы

Проволочные резисторы обычно предназначены для установки в те цепи, где на них происходит рассеяние значительных мощностей, причем, компонент, рассчитанный на мощность 50 Вт, является достаточно распространенным, возможно найти компоненты, рассчитанные на мощности до 1 кВт. Значения сопротивлений таких резисторов перекрывают несколько разрядов, как и у пленочных металлизированных резисторов, однако предельное значение сопротивления составляет, как правило, около 100 Ом.

В процессе производства проволочных резисторов также в качестве основы для нанесения резистивного материала используются керамические прутки или трубочки. Однако в качестве резистивного материала используется высокоомная проволока или лента, которая навивается на стержень, а затем ее концы привариваются к торцевым колпачкам, к которым впоследствии привариваются выводы резистора. Резисторы, имеющие небольшую мощность рассеяния (до 20 Вт) затем покрываются керамической глазурью, предотвращающей смещение витков проволоки, а также герметизирующей сам элемент. Резисторы, рассчитанные на большие мощности, могут иметь навинчивающиеся торцевые колпачки и устанавливаться в прессованные алюминиевые экраны, обеспечивающие хороший теплоотвод от резистивного элемента к внешнему теплоотводящему радиатору. Однако резисторы с высокими значениями сопротивлений имеют, как правило, большое количество плотно расположенных витков из тонкого высокоомного провода, поэтому вероятность развития дугового разряда между соседними витками определяет величину рабочего напряжения, а этот фактор может оказать большее влияние на максимально допустимую мощность рассеяния.

Процесс старения проволочных резисторов

Скроджи (Scroggie) в своей работе указал, что в силу того, что проволока резистора в процессе намотки должна иметь определенное натяжение для обеспечения равномерной намотки витков, то такое натяжение вызывает в проволоке напряжения, которые ослабевают со временем, вызывая изменения в сопротивлении резистора. Он также предположил, что этот процесс может быть ускорен путем прогрева резистора в печи при температуре 135 °С в течение 24 часов. Автор попытался проверить эту гипотезу. Он предварительно замерил сопротивления партии плакированных алюминием, проволочных резисторов, затем поместил их в бытовую электропечь на день, установив минимальный нагрев, после этого охладил их вместе с печью до комнатной температуры. После всех манипуляций автор вновь замерил сопротивления. Использование даже простого цифрового 3,5 разрядного измерителя позволило установить существенное изменение сопротивления: для резисторов, хранящихся после изготовления свыше четырех лет, разницы при измерении сопротивлений обнаружено не было, однако для свежеизготовленных резисторов такая разница достигала 0,5% величины сопротивления. Поэтому представляется достаточно разумным проводить искусственное старение проволочных резисторов, которые предполагается использовать в качестве анодной нагрузки в дифференциальном усилителе, до того, как проводить операцию по согласованию нагрузок.

Шумы и индуктивность проволочных резисторов

Так как резистивным элементом пленочных резисторов является тонкая спиралеобразная дорожка, то величина избыточного шума в них пропорциональна падению на них постоянного напряжения (примерно 0,1 мкВ/В). В противоположность этому, влияние дефектов поверхностных слов (если их рассматривать относительно площади поперечного сечения проволоки, используемой в проволочных резисторах) будет составлять незначительную долю, поэтому влияние избыточных шумов можно считать несущественным, что позволяет с успехом использовать их в качестве идеальной анодной нагрузки в малошумящих предусилительных каскадах.

Проволочные резисторы наматываются подобно катушке дросселя, и даже в случае, когда для керамического сердечника относительная магнитная проницаемость μ 1 (что делает ее сравнимой с дросселем, не имеющим магнитного сердечника), все равно каждый проволочный резистор имеет индуктивное реактивное сопротивление, величина которого может достигать больших значений по сравнению с активным сопротивлением.

Активное сопротивление проводника определяется выражением:

в котором,

ρ — удельное объемное сопротивление проводника,

L — длина проводника,

А — поперечное сечение проводника.

Подставляя площадь в первое выражение, получим:

Так как поперечное сечение проводника представляет круг, то его площадь выражается:

Чтобы удешевить производство резисторов, высокоомная проволока наматывается на сердечники со стандартными размерами. Для того, чтобы обеспечить эффективный отвод тепла в окружающую среду и уменьшить вероятность образования перегретых областей, на сердечник полностью, от одного конца до другого, наматывается один слой проволоки с бесконечно малым межвитковым зазором. Количество витков проволоки, необходимой для полного заполнения сердечника, имеющего длину С, определяется выражением:

 

Общая длина высокоомного провода составит:

Подставляя полученные соотношения в формулу для расчета сопротивления R, получим для однослойного проволочного резистора:

Индуктивность L пропорциональна n2, а так как п пропорционально 1/d, то

Для простоты можно считать, что величина сопротивления обратно пропорционально d3:

Как уже указывалось в предыдущих разделах, имеет значение отношение величин L к R, а не их абсолютные значения. Поэтому:

Полученный результат имеет очень большое значение, так как он наглядно показывает, что величина соотношения L/R будет возрастать, если использовать более толстый провод. Поэтому можно ожидать, что проволочные резисторы с малым значением сопротивления будут обладать более высокими значениями индуктивности. Эта теория была подвергнута проверке с использованием измерителя параметров компонентов, который позволяет использовать различные эквивалентные схемы замещения и модели для проволочных резисторов. Так как резисторы имели алюминиевые обкладки, можно было бы ожидать, что на снижение индуктивности влияет эффект трансформаторного взаимодействия с короткозамкнутым витком обкладки, однако последующее вскрытие резистора показало, что диаметр катушки составлял лишь половину значения внутреннего диаметра обкладки, что подразумевает слабую связь и незначительное трансформаторное взаимодействие (рис. 5.1).

Эквивалентные схемы замещения для реальных проволочных резисторов различных типов

Рис. 5.1 Эквивалентные схемы замещения для реальных проволочных резисторов различных типов

Как видно из приведенных моделей резисторов, выполненные измерения подтверждают теорию тем фактом, что только низкоомные проволочные резисторы имеют значительную величину индуктивности. Помимо расчета моделей каждый резистор был протестирован в диапазоне изменения частоты от 100 Гц до 100кГц с целью определить угол сдвига фазы по сравнению с идеальным резистором. Только для резистора 220 Ом было зафиксировано измеряемое приборами отклонение, составившее 0,2%.

Для всех эквивалентных схем замещения присутствует небольшой шунтирующий конденсатор (паразитная емкость резистора), при этом, если значения сопротивления были характерны для резисторов, используемых в качестве анодной нагрузки, значение емкости этого параллельно включенного конденсатора чаще всего стремится к значению 3 ± 1 пФ, то есть значению, соизмеримому со значением паразитных емкостей, которые характерны для реальных схем.

Суммируя все изложенное, следует отметить, что индуктивность проволочных резисторов пренебрежимо мала, если значение их сопротивлений превышает 10 кОм, однако, при снижении значения сопротивления резистора, величина индуктивности становится значительной. Этот вывод является очень благоприятным, так как для стандартных каскадов, использующих электронные лампы, величина сопротивления нагрузки RL > 10 кОм, при этом необходим резистор, имеющий значительную мощность рассеяния. Тогда как резисторы катодного смещения имеют сопротивления, как правило, Rk< 1 кОм, но на них выделяется небольшая мощность, поэтому в качестве таковых можно использовать металло-пленочные резисторы, а также специальные безиндуктивные компоненты, которые обычно предназначаются для применения в измерительных мостах.

Основные критерии подбора резисторов для схемы

Точность изготовления

• Прежде всего, необходимо ответить на вопрос, действительно ли требуется компонент с абсолютно точным значением сопротивления. Если резистор используется в цепях, определяющих работу схемы фильтра, или эквалайзера, то необходимо использовать резисторы, имеющие высокую точность изготовления (возможно, допуск на номинальное значение должен составлять 0,1 %). Это необходимо, чтобы свести к минимуму неточности коррекции частотной характеристики.

• Точный подбор. Является ли используемый компонент частью согласованной по своим параметрам пары? Анодные нагрузки в дифференциальном усилителе должны быть согласованными, такими же согласованными должны подбираться соответствующие элементы в схемах фильтров для каждого стереоканала.

• Точность всех остальных резисторов вполне может составлять 5%. Резисторы с такой точностью являются наиболее распространенными.

Температурный режим

Будет ли нагреваться резистор за счет других близко расположенных компонентов? Насколько будет изменяться при нагреве величина его сопротивления? Будут ли носить такие изменения критический характер? Пользуясь рекомендациями, приведенными выше, многих проблем, возможно, удастся избежать!

Рабочее напряжение

• Рассчитан ли используемый компонент схемы на напряжение, используемое в схеме, особенно при условии максимального значения сигнала? (Рассмотрение данного фактора может оказаться весьма важным в случае резистора сеточного смещения для мощных радиоламп, имеющих низкое значение усиления, например, таких, как лампа 845.)

• Не вызовет ли падение напряжения постоянного тока на резисторе неприемлемо высокий уровень избыточных шумов? Если это так, необходимо рассмотреть вопрос применения объемных фольговых, либо проволочных резисторов.

Мощность рассеяния резистора

Будет ли уровень мощности, рассеиваемой резистором, достаточен при всех режимах работы? Сможет ли переменный сигнал звуковой частоты значительно нагреть резистор, чтобы вызвать изменение номинального значения и вызвать нарушения в работе схемы? Если необходимо использовать компонент с высоким значением мощности рассеяния, то какие необходимо предпринять меры, чтобы обеспечить эффективный отвод тепла, выделяемого этим компонентом схемы? Не будет ли этот компонент нагревать другие, близко расположенные компоненты, которые могут оказаться очень чувствительными к выделяющемуся теплу?

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Конденсаторы обладают способностью накапливать и сохранять электрический заряд. Заряд сохраняется на двух изолированных друг от друга пластинках конденсатоpa, между которыми приложено внешнее напряжение. Если напряжение между обкладками конденсатора отсутствует, то заряд также отсутствует и принято считать, что конденсатор разряжен.

Все конденсаторы, применяемые в электротехнике, состоят из двух основных частей: пары токопроводящих пластин, или обкладок, и изолирующего материала, называемого диэлектриком, который разделяет обкладки. В самом простом виде конденсатор состоит из двух плоско-параллельных пластин, разделенных вакуумом.

Плоский конденсатор

Вполне очевиден тот факт, что емкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади А его пластин и обратно пропорциональна расстоянию d между ними. Этого следует ожидать, так как если раздвигать пластины на бесконечно большое расстояние, то уменьшающиеся заряды пластин не смогут взаимодействовать друг с другом, а каждая пластина по отдельности уже не будет являться конденсатором. Если заряд накапливается на пластинах, то можно положить, что внесение любого материала k между пластинами повлияет на емкость конденсатора, путем ослабления взаимодействия между заряженными пластинами. Вышеприведенные аргументы можно изложить несколько формальным способом, используя следующее соотношение:

Для того, чтобы рассчитать реальное значение емкости конденсатора, необходимо ввести некоторую постоянную, характеризующую степень ослабления взаимодействия между пластинами за счет введения диэлектрика. Из физики известно, что под действием электро-статического поля, возникающего между двумя заряженными обкладками, происходит поляризация диэлектрика, в итоге вызывающая ослабление напряженности этого самого поля. Для учета этого явления, вместо эмпирического коэффициента k, в формулу необходимо ввести специальные физические величины, называемые диэлектрическими постоянными: чтобы получить уравнение, приведенное ниже:

В данном выражении присутствуют две диэлектрические проницаемости: постоянная ε0 известен, как абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума и для системы единиц СИ равен: ε0 = 8,854 * 10-12 Ф/м. Константа εr., характеризует относительную диэлектрическую проницаемость материала, помещенного в качестве диэлектрика между пластинами конденсатора, связана со значением абсолютной диэлектрической проницаемости, причем всегда значение εr > 1.

Несложный расчет, проведенный с использованием данного уравнения, показывает, что в условиях вакуума (хотя с известным приближением можно считать, что результат, полученный для условий воздушного зазора, будет почти идентичен результату, полученному для условий вакуума) плоский конденсатор, имеющий площадь пластин 1 м2, и которые разделены расстоянием 10 см, будет иметь емкость 88,5 пФ. Если посмотреть на реальные схемы лампового усилителя, то это не такая уж и большая емкость, а подобные размеры конденсатора, просто недопустимо большие. Разумеется конструкции реальных конденсаторов таковы, что их размеры намного меньше, чем в рассмотренном примере.

Уменьшение зазора между пластинами и увеличение количества пластин

Самым простым способом увеличить емкость конденсатора без увеличения его геометрических размеров, является уменьшение зазора между пластинами, поэтому в промышленно выпускаемых конденсаторах величина расстояния между ними составляет 5 мкм или еще меньше.

 
 
Сайт создан в системе