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

 

 
 

Классическая схема последовательного стабилизатора

Самый кардинальный способ улучшить характеристики источника питания, это использовать стабилизатор напряжения. Стабилизатор напряжения представляет peaлизованное на практике приближение к идеальной схеме источника напряжения Тевенина, то есть стабилизатор характеризуется фиксированным значением выходного напряжения, а также значением выходного сопротивления, которое в идеале должно как можно ближе приближаться к нулевому значению. Идеальный источник Тевенина имеет способность отдавать в нагрузку ток бесконечно большой величины, тогда как источник питания, нагрузкой которого является стабилизатор, имеет в реальности ограничения по величине своего тока. Следовательно, всегда необходимо помнить, что реальный стабилизатор может только имитировать характеристики идеального источника Тевенина в ограниченном рабочем диапазоне, поэтому всегда необходимо быть уверенным, что работа стабилизатора не выходит за эти пределы границ этого диапазона.

Принцип работы всех стабилизаторов напряжения базируется на свойствах схемы делителя напряжения. Если какое-нибудь из плеч делителя, неважно, будет ли это верхнее, либо нижнее плечо, сделано регулируемым тем или иным образом, то выходное напряжение может изменяться путем воздействия на регулируемое плечо (рис. 6.26).

Взаимосвязь между делителем напряжения и стабилизаторами напряжения

Рис. 6.26 Взаимосвязь между делителем напряжения и стабилизаторами напряжения

Если верхний элемент делителя напряжения изготовлен таким образом, что можно изменять его характеристики, то такой стабилизатор получил название последовательного стабилизатора (схемы последовательной стабилизации), так как регулирующий элемент включен последовательно с нагрузкой. Если же регулируются параметры нижнего плеча делителя напряжения, то такой стабилизатор известен под названием параллельного стабилизатора (схемой параллельной стабилизации), так как регулирующий элемент оказывается включенным параллельно нагрузке. Схемы параллельной стабилизации менее эффективны по сравнению со схемами последовательной стабилизации и их параметры должны быть более точно согласованы с нагрузкой, однако они обладают тем преимуществом, что они могут выполнять роль как источника тока, так и роль его потребителя.

Классическая принципиальная схема последовательного стабилизатора напряжения приведена на рис. 6.27.

Схема последовательного стабилизатора напряжения

Рис. 6.27 Схема последовательного стабилизатора напряжения

В приведенной схеме использованы полупроводниковые элементы, однако, возможен и ламповый вариант реализации этой схемы, обладающей аналогичными свойствами. Усилитель рассогласования (погрешностей) усиливает разностный сигнал между опорным напряжением и частью выходного напряжения и управляет работой последовательно включенного проходного транзистора таким образом, что выходное напряжение не изменяет своего значения.

Работы схемы зависит от действия цепи отрицательной обратной связи. В заключительных разделах уже рассматривалась ситуация, что в условиях, когда действует обратная связь, входное и выходное сопротивления изменяются в соответствии с величиной коэффициента связи (1 + βA0). Работа стабилизатора напряжения строится на уменьшении выходного напряжения системы на величину, равную коэффициенту обратной связи.

Первоначально следует предположить, что схема стабилизатора включена и на его выходе есть напряжение, для простоты анализа его можно принять равным 10 В. В результате воздействия делителя напряжения, на инвертирующем входе операционного усилителя должно быть напряжение, равное 5 В. Источник опорного напряжения поддерживает на неинвертирующем входе неизменное (за счет свойств стабилитрона) напряжение 5 В. Последовательно включенный проходной транзистор представляет собой эмитерный повторитель, отпираемый током от усилителя рассогласования. Напряжение на его эмиттере транзистора составляет 10 В, следовательно, на базе отпертого кремниевого транзистора напряжение составит 10,7 В.

Далее следует предположить, что по какой-нибудь причине выходное напряжение снизилось. Напряжение в средней точке делителя напряжения также уменьшается, однако, величина опорного напряжения остается без изменения и по-прежнему равняется 5 В. Напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя рассогласования будет больше по сравнению с величиной напряжения на инвертирующем входе, поэтому его выходное напряжение должно увеличиться. Однако, если напряжение на базе транзистора увеличивается, падение напряжения между коллектором и эмиттером транзистора уменьшится (в силу уменьшения сопротивления этого участка с ростом отпирающего базового напряжения), а следовательно, его эмитерное напряжение также должно возрасти. В результате, такая схема стабилизации препятствует уменьшению выходного напряжения.

Так как совершенно аналогичные аргументы могут быть использованы для описания работы схемы при увеличении выходного напряжения, то можно заключить, что работы схемы будет устойчивой, а величина выходного напряжения определяется параметрами схемы делителя напряжения и источника опорного напряжения (стабилитрона). Если перерисовать схему стабилизатора в несколько ином виде, то легко можно видеть, что она представляет собой обычный усилитель, коэффициент усиления которого задается делителем напряжения, и что данный усилитель усиливает опорное напряжение (рис. 6.28).

Видоизмененная схема последовательного стабилизатора, призванная продемонстрировать его сходство с неинвертирующим усилителем

Рис. 6.28 Видоизмененная схема последовательного стабилизатора, призванная продемонстрировать его сходство с неинвертирующим усилителем

После рассмотрения преобразованной схемы величину выходного напряжения можно представить в виде:

Так как усилитель рассогласования в этой схеме просто усиливает опорное напряжение, то любая составляющая сигнала шума в опорном напряжении также будет усиливаться, поэтому необходимым становится условие питания от настолько малошумящего источника, насколько это возможным. Хотя приводимый аргумент и может быть уподоблен лисе, преследующей свой собственный хвост, но если допустить, что напряжение питания на источник опорного напряжения подается с выхода этого же источника питания (который не имеет шумов), то и опорное напряжение не будет иметь шумов. Однако в этом случае следует, что выходное напряжение данного источника питания также не должно иметь шумов.

На первый взгляд могло бы показаться, что если опорное напряжение является частью выходного напряжения, то режим работы такой системы окажется, вероятнее всего, неустойчивым, однако на практике это все не так.

Прежде всего, следует отметить, что во всех схемах стабилизаторов их входное напряжение превышает выходное. Минимально допустимая разность между этими напряжениями, после ухода за которую стабилизатор перестает устойчиво работать, известна под названием «напряжением выпадания» (так как стабилизатор как бы выпадает из режима стабилизации). Для приведенной конкретной схемы эта величина составляет всего несколько вольт (минимальное остаточное падение напряжения между коллектором и эмиттером управляющего транзистора), однако, напряжения выпадания для ламповой реализации стабилизатора может составлять порядка 40 В, либо принимать в некоторых случаях и еще большее значение.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Схема двухтран-зисторного последовательного стабилизатора является очень распространенной и успешно применяемой на практике (рис. 6.29).

Эта схема получила широкое распространение из-за своей низкой стоимости, однако, вопреки этому факту ее работа действительно отличается очень хорошим качеством. Напряжение на последовательно включенный проходной транзистор Q2 подается с коллектора транзистора Q1, включенного по схеме с общим эмиттером. Напряжение на эмиттере транзистора Q1 задается постоянным от источника опорного напряжения (стабилитрона), тогда как на базу этого же транзистора подается часть выходного напряжения с использованием схемы делителя напряжения. Если входное напряжение возрастает, то для включения транзистора Q1 будет необходим больший по величине ток, его коллекторное напряжение (при этом необходимо помнить, что коллектор соединен с базовым выводом транзистора Q2) снижается, что вызывает снижение эмитерного напряжения на транзисторе Q2 (а оно одновременно является и выходным напряжением стабилизатора). Таким образом, осуществляется противодействие начальному отклонению. Эта схема является идеальной для использования в качестве стабилизатора напряжения смещения для усилителя мощности, так как очень часто бывает необходимым поддерживать стабильность напряжения при более высоких значениях скачков напряжения, чем это мог бы сделать стабилизатор напряжения, изготовленный в виде интегральной микросхемы.

Данная схема стабилизации может обеспечить значение выходного тока всего в 50 мА, так как базовый ток для транзистора Q2 отбирается от коллекторного тока транзистора Q1.

Если увеличить коллекторный ток транзистора Q1, то доля тока транзистора Q1 могла бы возрасти еще больше, что позволило бы увеличить выходной ток. Однако более разумным решением было бы заменить транзистор Q2 так называемой парой Дарлингтона (составным транзистором с объединенными коллекторами), для которой понадобился бы меньший ток базы. Другим вариантом могла бы явиться замена транзистора Q2 мощным МОП полевым транзистором, однако, в этом случае потребовалось бы использовать ограничительный резистор на затворе транзистора, имеющий сопротивление порядка 100 Ом и припаянный непосредственно к выводу затвора.

Полупроводниковый стабилитрон пропускает ток 12 мА, что оказывается вполне достаточным для его нормальной работы и обеспечения стабилизи-рованного выходного напряжения с минимальным уровнем шумов. Полупроводниковый стабилитрон, рассчитанный на напряжение 6,2 В, был выбран из-за самого низкого значения температурного коэффициента напряжения и более низкого значения дифференциального сопротивления, однако, так как он все-таки генерирует некоторый сигнал шума, то он зашунтирован конденсатором с емкостью 47 мкФ.

 
 
Сайт создан в системе