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

 

 
 

Особенности источников смещения подогревателей ламп, находящихся под повышенным потенциалом относительно корпуса

Низковольтный источник питания с повышенным потенциалом относительно корпуса необходим для применения в любых цепях, в которых напряжение катода значительно отличается от нулевого значения. Источник питания с повышенным потенциалом необходим потому, что токи утечки генерируют напряжение шума на сопротивлении между катодом и подогревателем ламп Rhk(hot) Для уменьшения величины напряжения шумов существует два способа:

• следует избегать применения ламп, характеризующихся низким значением сопротивления Rhk(hot). В ряде случаев это труднодостижимо, однако, необходимо использовать измеритель характеристик ламп, или специально изготовленный тестер для отбраковки негодных экземпляров. Так как наиболее частой причиной низкого значения Rhk(hot) является пылевидные или иные частички, образующиеся в колбе в процессе изготовления ламп, то они часто могут выжигаться при увеличении напряжения накала ламп примерно на одну треть и контролем за изменением величины Rhk(hot) без пропускания через лампу анодного тока. Сопротивление начнет падать и в момент, когда изменение сопротивления прекратится, необходимо будет выключить подогрев катодов, после чего нить подогревателя должна остыть. Если повезет, то при повторном измерении Rhk(hot) окажется, что его величина значительно улучшится. Следует помнить, что увеличение напряжения питания подогревателей катодов может легко повредить катод с оксидным покрытием, однако, если у лампы были плохие характеристики, то терять особо нечего;

* если величина постоянного напряжения, приложенного к изоляции катод-подогреватель, который имеет высокие токи утечки, будет минимальной, то и токи утечки станут минимальными, а с ними уменьшатся и шумы.

Например, возможен случай, когда необходимо применение двух низковольтных источников питания для цепей подогревателей: один предназначен для катодов, напряжение на котором равно приблизительно нулевому значению, а второй источник предназначен для ламп, напряжение на катодах которых составляет примерно 130 В.

В одном из таких усилителей, разработанном Американской радиокорпорацией RCA, требуется подавать на подогреватели разных ламп (на оба вывода) дополнительное постоянное смещение относительно корпуса на +40 В и +170 В (рис. 6.45). Так как от этих источников смещения практически не будет потребляться никакой ток, для них необходим первичный источник переменного тока с низким сопротивлением и соответствующей фильтрацией.

Схема THINGY, обеспечивающая наложение сглаженного постоянного напряжения на цепи подогревателей ламп

Рис. 6.45 Схема THINGY, обеспечивающая наложение сглаженного постоянного напряжения на цепи подогревателей ламп

Схема, приведенная на рис. 6.45 подключается параллельно выходу высоковольтного источника питания и представляет собой два эмиттерных повторителя, выходные напряжения которых задаются делителем напряжения с отводами. Схема очень некритична к величинам используемых компонентов, очень легко рассчитывается и видоизменяется. Так как приходится иметь дело с относительно высокими напряжениями, то можно пренебречь падением напряжения между базой и эмиттером Vhe открытых транзисторов и считать, что выходные напряжения совпадают с напряжениями в точках отводов делителя напряжения. Если пренебречь величиной базового тока и приблизительно считать, что ток протекающий по цепи делителя напряжения будет равен 1 мА, то на каждые 1 кОм сопротивления резисторов будет приходиться падение напряжения, равное 1 В. Таким образом, если необходимо значение напряжения 40 В на нижнем выходе схемы, то для величины нижнего резистора окажется вполне достаточным величина сопротивления 39 кОм. Если напряжение на верхнем выходе схемы должно составлять 170 В, то падение напряжения на среднем резисторе составит: (170 В — 40 В) = 130 В и величина сопротивления 130 кОм окажется вполне достаточным. Если высоковольтное напряжение составляет, например, 390 В, то на верхнем резисторе падение напряжения должно составлять: (390 В — 170 В) = 220 В, что потребует использования резистора с сопротивлением 220 кОм.

Несмотря на то, что схема фактически только задает требуемый положительный потенциал на внешней цепи и эта внешняя цепь совершенно не потребляет из нее ток, в каждом транзисторе должен протекать незначительный по величине коллекторный ток. Однако величина этого тока будет очень мала, поэтому значения, находящиеся между 1 — 2 мА окажутся вполне приемлемыми. Если установить значение коллекторного тока 1с = 2 мА, то величина сопротивления эмиттерного резистора нижнего транзистора должна будет равняться частному отделения напряжения 40 В на ток 2 мA, то есть 20 кОм.

Можно было бы соединить коллектор этого транзистора непосредственно с эмиттером верхнего транзистора, однако, введение резистора коллекторной нагрузки улучшит подавление шума в цепи и уменьшит выделяемую в транзисторе мощность. Величина сопротивления не грает совершенно никакой роли, но если для нижнего транзистора задать значение напряжения между коллектором и эмиттером Vce, равным 15 В, то напряжение на его коллекторе составит (40 В + 15 В) = 55 В. Напряжение на эмиттере верхнего транзистора составляет 170 В, поэтому напряжение на резисторе коллекторной нагрузки должно составлять: (170 В — 55В)= 115 В. Так как ток через транзистор равен 2 мА, то его сопротивление составит (115 В: 2 мА) = 57,5 кОм. Ближайшее стандартное значение сопротивления 56 кОм окажется вполне подходящим для этой цели. Преимущество от введения в схему резистора коллекторной нагрузки состоит в том, что он снижает напряжение Vce (что также приводит к снижению выделяющейся мощности на транзисторе), и улучшает фильтрацию.

Для верхнего транзистора также необходим резистор коллекторной нагрузки. Если опять принять значение Vce равным 15 В, то напряжение на коллекторе верхнего транзистора должно составить (170 В + 15 В) = 185 В. Высоковольтное напряжение составляет 390 В, следовательно падение напряжения на верхнем резисторе коллекторной нагрузки составит (390 В — 185 В) = 205 В. Ток через резистор составляет 2 мА, поэтому величина его сопротивления составит: (205 В : 2 мА) = 202,5 кОм. То есть резистор с сопротивлением 100 кОм вполне подойдет. Падение напряжения 206 В на сопротивлении 100 кОм приведет к значению мощности 0,42 Вт, рассеиваемой на этом резисторе, поэтому потребуется использовать резистор, рассчитанный на мощность рассеяния 2 Вт.

Фильтрация осуществляется за счет использования фильтрующего конденсатора, но установленного не между базой и землей что потребовало бы применения компонента, рассчитанного на высокое рабочее напряжение, а между базой и коллектором транзистора. Для нижнего по схеме транзистора усиление в цепи коллектора составляет: Av = —RC/RE = — (56 кОм: 20 кОм) = — 2,8. То есть эффект Миллера приводит к увеличению величины емкости конденсатора в 2,8 раза, поэтому эффективное значение емкости конденсатора составит 3,8 мкФ. Входное сопротивление со стороны базовой цепи транзистора примерно равняется выходному сопротивлению эквивалентной схемы Тевенина для резисторной цепи, поэтому частота среза фильтра составит 1,5 Гц. Для нижнего эмитерного повторителя два фильтра с частотами среза 1,5 Гц оказываются включенными каскадно, что приводит к еще большему ослаблению уровня шума. Величина емкости конденсатора совершенно не является критичной.

Если в этом есть необходимость, можно не ограничиваться двумя рассмотренными выходами, поскольку дополнительные выходные напряжения могут быть легко образованы путем последовательного включения еще нескольких аналогичных секций. Каждая из добавляемых секций вносит свою долю в общую фильтрацию схемы, поэтому можно просто увеличить количество секций для увеличения коэффициента ослабления шума. Выходное сопротивление схемы составляет менее 2 кОм, хотя дополнение одного транзистора другим, с образованием составного транзистора, могло бы еще сильнее снизить выходное сопротивление рассмотренной схемы.

Автор некоторое время пребывал в замешательстве, размышляя, как бы ему подобрать поточнее название для этой схемы, однако, по здравому размышлению, он вскоре решил, что она представляет собой Транзисторную Разветвленную схему питания Подогревателей с Защитой от Шумов. Аббревиатура названия в английской оригинальной транскрипции будет выглядеть просто устрашающе: THINGY, но она отражает именно то, что означает.

Составление окончательной схемы блока питания

После того, как были рассчитаны отдельные блоки низковольтного и высоковольтного источников питания, наступил момент их объединения в единую схему с использованием нескольких реле и трансформаторов. Для высоковольтного блока питания понадобится трансформатор с напряжением вторичной обмотки 240 В, а для низковольтных блоков понадобится понижающий трансформатор с двумя вторичными обмотками на напряжения по 9 В каждая. В зависимости от возможностей использовать различные модификации силовых трансформаторов конкретная схема источника питания может быть различной. Пример схемы блока питания (рис. 6.46).

На входе силовых трансформаторов (то есть со стороны сети) следует добавить фильтр радиопомех, который образован металло-оксидным варистором (нелинейным резистором) на 130 Дж, двух ВЧ дросселей, намотанных на одном ферритовом сердечнике, и двух конденсаторов класса Х2. Конденсаторы класса Х2 являются единственными типами конденсаторов, которые могут официально использоваться для включения между фазным проводом и проводом нейтрали в сетях питания (основной причиной этого является особая конструкция конденсаторов, обеспечивающая абсолютную электробезопасность их применения). Если используются силовые трансформаторы, имеющие электростатические экраны, то выводы экранов должны быть подключены непосредственно к шасси аппаратуры.

Объединенная схема высоковольтного и низковольтного источников питания, включающая режим пониженного энергопотребления и переключение сетевого питания

Рис. 6.46 Объединенная схема высоковольтного и низковольтного источников питания, включающая режим пониженного энергопотребления и переключение сетевого питания

Переключающее реле одновременно подает напряжение сетевого питания на высоковольтный трансформатор и вспомогательное оборудование. Второе, вспомогательное, реле служит для переключения низковольтных стабилизаторов напряжения из режима пониженного энергопотребления в основной рабочий режим. Было бы совсем неплохо использовать для этих целей четырехполюсное реле, даже в том случае, когда в наличии имеются всего два низковольтных источника питания, так как, если в обозримом будущем возникнет необходимость добавить в схему еще один источник питания, то контакты реле для него будут уже наготове. Переключение источников питания из режима пониженного энергопотребления в стандартный режим энергоснабжения осуществляется подключением к земле нижнего плеча катушки каждого реле (хотя многие переключающее реле являются в действительности полупроводниковыми приборами, которые не имеют катушек). Это означает, что несглаженное низковольтное напряжение не поступает в составной кабель, который соединяет предусилитель с его источником питания и исключает наводку шумов.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Рассмотренная выше схема источника питания рассчитывалась, когда основными критериями, в основном, являлись минимальные стоимостные показатели, тогда как представленный ниже источник питания разрабатывался для того, чтобы иметь минимальный уровень шумов, позволяющий использовать его для питания высокока-чественного предусилителя с блоком частотной коррекции, соответствующим стандарту RIAA.

Самой важной характеристикой источника питания для предусилительного каскада является максимально низкий уровень шумов. Это не означает, что необходимо обеспечить только очень высокую нечувстви-тельность схемы к внешним источникам шумов (таких, например, как радиопомехи сетевого питания), но необходимо также обеспечить незначительный уровень собственных шумов схемы.

Самым главными причинами, которые приводят к генерации собственных шумов, являются процессы, происходящие при выпрямлении и сглаживании сетевого напряжения, особенно, если на выходе выпрямителя используются конденсаторная схема фильтрации. В силу этого, схемы источников питания, на выходе выпрямителей которых используются фильтрующие дроссели, в подавляющем большинстве случаев оказываются предпочтительнее. Высоковольтные источники питания с дроссельным фильтром являются общепринятыми, однако, использование таких схем для низковольтных источников питания не получило широкого распространения, поэтому они требуют дополнительного рассмотрения относительно их применения. При этом следует учитывать, что источник питания должен рассматриваться и конструироваться, как единое целое.

Примечание. Как транзистор MJE340, так и интегральный стабилизатор напряжения 317Т серии должны монтироваться на соответствующих теплоотводящих радиаторах с соблюдением тщательно выполненной электрической изоляции. В качестве радиаторов можно использовать, например, алюминиевый уголок с толщиной стенки 3 мм.

Низковольтная часть улучшенного блока питания

µ-повторитель, входящий в состав большинства предусилителей (например, блока частотной коррекции фирмы RIA А), должен, без всяких сомнений, питаться от низковольтного источника питания с дополнительным внешним смещением, которое должен быть введен в схему дополнительно к низковольтному напряжению накала. Такая необходимость вызвана тем, что катод одной из ламп μ-повторителя находится под повышенным потенциалом относительно земли. Это приводит к необходимости иметь два различных низковольтных источника питания и использовать в качестве нижних (по схеме) ламп μ-повторителя типы ламп, приведенные в табл. 6.6.

Резистор с сопротивлением 315 Ом, подключенный параллельно выводом подогревателя лампы ЕС8010, устанавливает значение тока подогревателя равным 300 мА. Это предполагает, что будет возможно использовать вариант последовательного включения цепей подогревателей ламп. Вариант использования стабилизатора тока для питания подогревателей ламп при их последовательном включении, имеет ряд преимуществ по сравнению с обычным вариантом стабилизи-рованного источника питания, использующимся для питания подогревателей ламп стандартным постоянным напряжением накала 6,3 В:

• стабилизатор тока имеет более высокую эффективность работы;

• стабилизаторы тока гораздо лучше защищены против случайно возникающих режимов короткого замыкания или холостого хода;

• исключается термический удар подогревателей ламп при их включении;

• отдельные резисторы цепей подогревателей могут использоваться как составляющие элементы фильтров радиопомех для отдельных каскадов;

 
 
Сайт создан в системе