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

 

 
 

Двухтранзисторная схема последовательного стабилизатора

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

Принципиальная схема стабилизации отрицательного напряжения смещения на двух транзисторах

Рис. 6.29 Принципиальная схема стабилизации отрицательного напряжения смещения на двух транзисторах

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 стабилизированного 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.

Ускоряющий конденсатор

Ускоряющий конденсатор в схемах последовательных стабилизаторов подключается параллельно верхнему резистору в цепи делителя напряжения. Его задача заключается в том, чтобы увеличить коэффициент отрицательной обратной связи по переменной составляющей, и, следовательно, снизить уровень фоновых помех и шумов. Так как любой линейный стабилизатор может рассматриваться как составленный из операционного усилителя, охваченного петлей обратной связи, то может быть использована следующая исходная диаграмма (рис. 6.30а).

Влияние ускоряющего конденсатора на снижение уровня пульсаций

Рис. 6.30 Влияние ускоряющего конденсатора на снижение уровня пульсаций

Полное усиление операционного усилителя можно представить в виде суммы коэффициента усиления по постоянной составляющей с разомкнутой цепью обратной связи и коэффициента усиления по переменному току, которое снижается со скоростью 6 дБ/октаву с изменением частоты. Усиление, которое соответствует на диаграмме заштрихованному участку, может влиять на степень уменьшения поступающих пульсаций, следовательно, снижение пульсаций может достичь максимального уровня в случае, если:

• максимально увеличить коэффициент усиления по постоянному току при разомкнутой цепи обратной связи;

• максимально увеличить верхнюю частоту излома (сопряжения) fcorner (741: fcorner ≈ 20 гЦ, 5534: fcorner ≈ 1 кГц);

• максимально увеличить значение отношения постоянного выходного напряжения к величине опорного.

Хотя необходимо, чтобы операционный усилитель имел некое требуемое значение коэффициента усиления по постоянной составляющей для поддержания необходимого значения выходного напряжения, все значения коэффициента усиления, расположенные ниже заштрихованной области, являются непригодными. Основное назначение ускоряющего конденсатора заключается в том, чтобы можно было использовать эти, ранее не используемые значения коэффициента усиления (рис. 6.306).

С первого взгляда могло бы показаться, что частота/ЗД6 могла бы иметь более низкое значение, чтобы все ранее недоступные значения коэффициента усиления могли бы быть использованы. Однако чрезмерное увеличение емкости ускоряющего конденсатора сместило бы характеристику стабилизатора в область, приводящую к изменениям в величине тока нагрузки.

Максимальное значение емкости этого конденсатора можно определить, прежде всего, расчетом эквивалентного сопротивления Тевенина по переменной составляющей:

Учитывая, что,

а также то, что:

можно будет для рассмотренной выше схемы (при условии, что hfe = 200, Ic = 12 мА) определить, что значение hie составит приблизительно 500 Ом. Следовательно, величина эквивалентного сопротивления в схеме Тевенина со стороны конденсатора составит примерно 450 Ом.

Очень было бы желательно иметь такой конденсатор, который оказывал бы максимальное влияние на ослабление пульсаций, характеризующихся самой низкой частотой, и которая составляет 100 Гц (для стран с частотой переменного тока в сетях питания 60 Гц, в том числе США, данная частота будет равна 120 Гц). Цепь делителя напряжения и конденсатор представляют ступенчатый эквалайзер, чье влияние на работу стабилизатора можно сравнить с тем влиянием, которое оказывается на связанные постоянные времени 3180 мкс и 318 мкс в схеме блока частотной коррекции RIAA, который описан. Можно добиться того, чтобы реактивная составляющая сопротивления конденсатора на самой низкой частоте напряжений пульсаций равнялась бы сопротивлению Тевенина в средней точке делителя напряжения, что, в свою очередь, означало бы, что конденсатор с бесконечно большим значением емкости смог бы только снизить уровень пульсаций на дополнительные 3 дБ:

Ближайшее к расчетному стандартное значение емкости составляет 3,3 мкФ. Эта величина является очень небольшой, хотя автору доводилось видеть большое количество подобных схем, в которых использовались конденсаторы с увеличенным значением емкости. Более того, он сам, естественно, однажды также собрал подобную. Чисто субъективно, но эффект, связанный с использованием конденсатора с увеличенной сверх нормального значения емкостью, проявлялся в низкочастотном рокоте (гуле), который, как тогда неверно считалось, был якобы связан с комнатной акустикой.

В другом крайнем случае можно взять реактивное сопротивление конденсатора, которое было бы сравнимым с общим сопротивлением цепи делителя напряжения. Конденсатор с меньшим значением смог бы обеспечить улучшение для фонового шума в 3 дБ по сравнению с цепью без конденсатора вообще. Однако ее низкочастотные переходные характеристики были бы лучше по сравнению со схемой стабилизатора, в которой использовался бы конденсатор большей емкости.

Величина емкости ускоряющего конденсатора представляет известный компромисс между попытками снижения фонового шума и низкочастотными переходными характеристиками стабилизатора, поэтому достаточно корректного ответа на вопрос о ее величине не существует, за исключением того, что емкость конденсатора должна бы быть небольшой. Можно даже попытаться определить ее окончательное значение на слух при прослушивании, так как различные громкоговорители (обладающие различными низкочастотными характеристиками демпфирования) могут звучать лучше при различных значениях емкости этого конденсатора.

Компенсация выходного индуктивного сопротивления стабилизатора

У стабилизатора также имеется подключенный параллельно выходным клеммам конденсатор. Как изображено на рис. 6.30, усиление усилителя рассогласования с увеличением частоты снижается. Связано это с наличием эффекта Миллера и влияния паразитных емкостей. Поэтому величина коэффициента усиления, доступного для снижения выходного импеданса, также снижается. Если величина (1 + βA0) снизилась, то выходное комплексное сопротивление должно возрасти и эффект проявится в том, что выходной импеданс возрастет с частотой. Идеальный источник Тевенина с последовательно включенной индуктивностью выглядел бы совершенно аналогично, и только по этой причине выход стабилизаторов часто считается на высоких частотах, как индуктивный. Шунтирующий же конденсатор обеспечивает низкое выходное комплексное сопротивление в области высоких частот.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Достаточно часто необходимо иметь стабилизатор, величина напряжения на выходе которого может устанавливаться в заданных пределах. В приводимом ниже примере будет рассмотрен стабилизатор напряжения, предназначенный для задания сеточного смещения прямонакального лампового триода типа 845. Внимательное изучение анодных характеристик этого триода, приводимых Американской радиокорпорацией RCA (датированных примерно 1933 г.) показало, что значение сеточного смещения должно составлять —125 В, однако, современные лампы не полностью соответствуют приводимым в технической документации первоначальным характеристикам. Следовательно, оказывается необходимым точно согласовывать значения анодных токов в выходном каскаде, собранном по двухтактной схеме, для того, чтобы предотвратить насыщение выходного трансформатора за счет протекающих неуравновешенных постоянных токов, которое вызывает значительное увеличение искажений. Пределы изменения напряжения ± 25 В относительно базового значения — 125 В кажутся вполне достаточными. Однако возникает вопрос, каким образом должен работать стабилизатор напряжения, чтобы удовлетворять этим требованиям?

Весьма удобным обстоятельством является то, что так как стабилизатор напряжения питает часть схемы усилительного каскада, в которой переменное напряжение сигнала очень велико (вплоть до напряжений 90 В среднеквадра-тического значения), к стабилизатору могут не предъявляться очень жесткие требования по уровню шумов, поэтому полупроводниковые стабилитроны являются неплохими кандидатами на использование в этом качестве (рис. 6.31).

Стабилитроны, рассчитанные на более высокие рабочие напряжения, позволяют добиться в схеме лучшей стабилизации напряжения, однако по-прежнему остается в силе требование сохранять между коллектором и эмиттером управляющего транзистора приемлемые уровни напряжений. На практике, выбор стабилитрона, рассчитанного на напряжение, равное примерно половине максимального значения выходного напряжения, считается вполне разумным, к тому же, стабилитроны на рабочее напряжение 75 В имеют достаточное широкое распространение.

Стабилитрон поддерживает напряжение —75 В на эмиттере транзистора, отпирающее напряжение база-эмиттер равно 0,7 В, следовательно, на базе транзистора будет фиксированное значение напряжения —75,7 В. Так как база транзистора подключена к движку резистора делителя напряжения, то напряжение на движке потенциометра также будет равно —75,5 В. При этом, вне зависимости от того, какое значение выходного напряжения установлено. Можно теперь рассчитать значения необходимого ослабления делителя напряжения для двух крайних случаев использования схемы:

Путем выбора подходящего значения переменного резистора, установленного в середине цепи делителя напряжения, можно далее рассчитать верхний и нижний элементы схемы делителя напряжения. Низкое значение сопротивления переменного резистора вызвало бы протекание больших по величине токов в цепи делителя напряжения, тогда как слишком большие значения сопротивления приводило бы к погрешностям, вызванных слишком малыми токами, протекающими в базу транзистора. Обычный инженерный подход заключается в том, чтобы в цепи делителя напряжения протекал ток, примерно десятикратно превышающий ожидаемый ток базы. Поэтому значение сопротивления 50 кОм для переменного резистора представляет для рассматриваемого примера достаточно разумную величину.

 
 
Сайт создан в системе