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

 

 
 

Источник питания со сглаживающим дросселем

Источники питания со сглаживающими дросселями были очень популярны в период расцвета ламповых усилителей по одной простейшей причине, а именно из-за отсутствия конденсаторов с очень большой емкостью. Поэтому для сглаживания пульсаций после выпрямителя должны были использоваться дроссели (рис. 6.14).

Источник питания со сглаживающим дросселем

Рис. 6.14 Источник питания со сглаживающим дросселем

Если бы представилась возможность изготовить источник питания со сглаживающим дросселем, в котором величина индуктивности дросселя имела бы бесконечно большое значение, то ток в силовом трансформаторе был бы полностью идентичен постоянному току, протекающему в нагрузке.

На практике источники питания никогда не достигают этого идеала, поэтому ток вторичной обмотки трансформатора представляет собой комбинацию постоянного тока нагрузки и меньшего по величине и приближающегося по форме к синусоидальному, тока дросселя. Тем ни менее, источник питания со сглаживающим дросселем имеет огромное преимущество, заключающееся в том, что он обеспечивает почти неизменный по величине ток, протекающий в цепи от силового трансформатора, а не последовательность коротких импульсов с высокими значениями размаха тока, как при работе выпрямителя на накопительный конденсатор. Для того, чтобы понять, почему это происходит, необходимо очень внимательно рассмотреть форму напряжения на выходе выпрямителя (рис. 6.15).

Форма напряжения после двухполупериодного выпрямления

Рис. 6.15 Форма напряжения после двухполупериодного выпрямления

После двухполупериодного выпрямления, выходное напряжение имеет вид, привеенный на данном рисунке, однако, так как от претерпевает нелинейный процесс выпрямления, набор частот, образующих этот сигнал, отличается от набора частот (фактически одного колебания с частотой 50 Гц), поступающих на вход выпрямителя. Анализ Фурье показывает, что результат выпрямления чисто синусоидального сигнала можно представить в виде суммы высших гармоник:

Необходимо учесть, что член υm(RMS) в формуле является напряжением сигнала до его выпрямления.

Приведенное выше уравнение является математической формой представления периодического сигнала несинусоидальной формы в виде теоретически бесконечного ряда синусоидальных колебаний (гармоник) на частотах, кратных частоте повторения сигнала. На практике, говоря о гармониках непериодического сигнала, всегда ограничиваются их конечным числом, поскольку интенсивность гармоник убывает с ростом их номера. Учитывают только те гармоники, которые образуют примерно 95% общей энергии сигнала. Результат вычисления коэффициентов Фурье (то есть амплитуд гармоник) для нашего частного случая двухполупериодного сигнала дает следующее:

Последнее выражение показывает, что сигнал синусоидальной формы после двухполупериодного выпрямления можно представить набором (или суперпозицией), состоящим из постоянной составляющей (постоянного напряжения), равного 0,90υm(RMS), и последовательности уменьшающихся по амплитуде четных гармоник, кратных частоте (f) исходного синусоидального сигнала.

Таким образом, для фильтрации переменных составляющих выпрямленного тока, целесообразно использовать дроссель имеющий очень высокое реактивное сопротивление для на частотах этих переменных составляющих, поэтому только постоянная составляющая выпрямленного тока будет протекать в нагрузке выпрямителя со сглаживающим дроссельным фильтром. Выходное напряжение источника питания со сглаживающим дросселем, таким образом, будет составлять 0,9υm(RMS), что значительно отличается от значения √2υm(RMS), характерного для источника питания с накопительным конденсатором.

Минимальный ток нагрузки для источника питания со сглаживающим дросселем

К сожалению, для правильной работы источника питания со сглаживающим дросселем требуется наличие некоторого минимального тока, протекающего в нагрузке. Если величина потребляемого нагрузкой тока меньше этого минимально допустимого значения, выпрямитель возвращается к состоянию, когда происходит заряд конденсатора (теперь уже речь идет о сглаживающем конденсаторе, включенном после дросселя) импульсами напряжения и выходное напряжение возрастает до максимального значения, равного √2υm(RMS). Минимальное значение потребляемого тока определяется следующим выражением:

Так как на практике индуктивность дросселя частично зависит от величины протекающего по нему тока (см. кривую намагниченности или В-Н зависимость), то следует несколько увеличить получаемое по расчетам значение. Для этого можно воспользоваться упрощенной формулой, учитывающей такое увеличение (которая будет справедлива для сетей питания переменного тока с частотами 50 и 60 Гц):

Источник питания со сглаживающим дросселем всегда работает на дополнительный сглаживающий конденсатор, в силу чего требование к минимальному значению тока нагрузки приобретает особое значение, так как невыполнение этого условия может вызвать увеличение напряжения на конденсаторе до значения, составляющего примерно 157% от его номинального значения, и которое может привести к выходу конденсатора из строя. Традиционным путем решения данной проблемы является использование переключаемого дросселя, индуктивность которого резко возрастает при малых токах, и хотя такой способ практически перестал применяться после 1960-х годов, в настоящее время он вновь получил признание.

После увеличения тока сверх минимального значения, пульсации выходного напряжения будут постоянными по величине при изменении тока нагрузки, а переменные составляющие выпрямленного синусоидального сигнала будут ослаблены в соответствии с выражением:

в котором ω = 2πf.

Если принять, что только амплитуда второй гармоники выпрямленного тока вносит существенный вклад в образование пульсаций, то указанное выражение может быть представлено в следующем виде:

в которых индуктивность L выражена в генри, а емкость С в микрофарадах, а величина υm(RMS) является напряжением на вторичной обмотке силового трансформатора.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Несмотря на то, что бесконечно большое значение индуктивности обеспечивало бы трансформатору и дросселю номинальную величину тока, равную максимальному значению постоянного тока нагрузки, в реальности они должны обеспечивать несколько большее значение тока, при этом особое значение приобретает правильность выбора номинального значения индуктивности дросселя. Так как магнитный поток сердечника дросселя пропорционален току, протекающему в его обмотке, то при слишком высоких значениях тока сердечник насыщается и его индуктивность падает почти до нуля.

Так как в выходном напряжении выпрямителя можно выделить составляющую постоянного тока и составляющие высших гармоник (переменные составляющие), то в величине номинального тока дросселя необходимо учитывать все эти составляющие. Составляющая постоянного тока представляет собой просто ток нагрузки, однако переменная составляющая требует более внимательного анализа.

Так как в схеме после дросселя включен конденсатор, представляющий короткое замыкание по переменной составляющей, то собственно переменная составляющая выходного напряжения выпрямителя падает только на реактивном сопротивлении дросселя при протекании переменного тока. Если известна величина переменного напряжения на дросселе, то можно рассчитать величину тока.

Как уже указывалось ранее, основную роль в переменной составляющей играет вторая гармоника (как самая интенсивная из существующих), поэтому вычисления могут быть упрощены, если при расчетах учитывать только эту составляющую.

Мгновенное значение переменного напряжения на дросселе выражается:

в котором f представляет частоту второй гармоники напряжения питания сети. Реактивное сопротивление дросселя определяется выражением:

Если теперь воспользоваться законом Ома, то мгновенное значение тока, протекающего через дроссель, составит:

Так как представляет интерес максимальное значение тока, то член cos(2πft), входящий в выражение для мгновенного значения тока, будет иметь максимальное значение, равное единице, поэтому выражение может быть несколько упрощено:

Ранее было высказано утверждение, что основной вклад в переменную составляющую дает вторая гармоника, однако это утверждение требует уточнения. Если вернуться к разложению двухполупериодной последо-вательности в ряде Фурье, то видно, что вклад четвертой гармоники составляет 20% относительно напряжения второй гармоники (0,12/0,6). Так как с увеличением частоты индуктивное сопротивление дросселя (для четвертой гармоники) возрастет вдвое, то величина тока на четвертой гармоники в дросселе снизится в два раза. Таким образом, доля тока четвертой гармоники относительно величины тока второй гармоники составит только 10%. Поэтому использованное допущение оказывается вполне справедливым, и к тому же оставляет место для дальнейшего улучшения характеристик.

 
 
Сайт создан в системе