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

 

 
 

Схема улучшенного источника питания

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 высококачественного 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 нечувствительность 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.

Таблица 6.6
Тип лампы Ток подогревателя Iheater, мА
ЕС8010 280
6J5-GT 300
12В4-А 300

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 стабилизированного 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;

• паразитные сопротивления проводов цепей подогревателей перестают влиять на работу ламп (в схеме сложного предусилительного каскада, в котором используются лампы фирмы О ctal, потребляющие ток более 5 А при напряжении накала 6,3 В, потребуются провода, имеющие достаточно большое сечение);

• напряжение на подогревателе каждой лампы должно слегка превышать напряжение на ее катоде, чтобы предотвратить возникновение паразитного диодного эффекта между вольфрамовым подогревателем и катодом лампы.

Недостатками последовательной схемы питания цепей подогревателей ламп являются:

• обрыв нити накала подогревателя любой из ламп будет носить катастрофический характер, так как прекратиться накал всех ламп и стабилизатор тока окажется на холостом ходу. Написав это, автор немедленно подумал о том, что в его практике за 30 лет наблюдались всего два случая, связанных с неисправностью цепи накала, (причем, причиной одного из них был сам автор, допустивший превышение предельного значения напряжения между катодом и подогревателем Vhk(max)). К сожалению, второй случай был связан с последовательно включенными цепями подогревателей ламп и последствия вызванных им повреждений были просто ужасными;

• теоретически не исключается температурный дрейф. При нагреве нити накала вольфрамового подогревателя ее сопротивление возрастает (этот закон справедлив для всех металлов) Так как выделяющаяся мощность Р = I2R, то увеличивающееся сопротивление вызывает увеличение выделяющейся мощности в проводнике. На практике, изменение сопротивления с температурой не столь уж велико и выделяющаяся мощность в большей мере зависит от второй степени протекающего тока, I2, следовательно, стабилизированный по току источник питания имеет более стабильные температурные характеристики.

Схема стабилизатора тока

Как и в предыдущем случае, также хотелось бы иметь возможность задавать для подогревателей ламп режим пониженного энергопотребления, однако, так как для подогревателей ламп затруднено применение закона Ома (из-за температурного изменения их сопротивления при работе лампы), то невозможно непосредственно рассчитать необходимую величину тока, несмотря даже на то, что известно напряжение, приложенное к нити накала катода, должно будет составлять 63% от значения номинального рабочего напряжения. Понадобилось выполнить целую серию экспериментов, чтобы установить, что работа цепи накала при величине тока, составляющего 78% от номинального значения, будет эквивалентна режиму, при котором к цепи накала лампы с косвенным подогревом приложено 63% номинального значения напряжения.

При последовательном включении цепей подогревателей ламп полностью исключается вариант параллельного соединения подогревателей отдельных групп ламп, поэтому требуется один стабилизированный источник тока на 300 мА, питающий одну общую цепь накала ламп. Многоцелевой интегральный стабилизатор 317 серии идеально подходит для этой цели. Только вместо того, чтобы поддерживать постоянным напряжение 1,25 В на части параллельно включенного делителя напряжения, он теперь должен бороться за поддержание величины этого напряжения на последовательно включенном токочувствительном резисторе (рис. 6.47а).

Для того, чтобы стабилизатор работал правильно, падение напряжения на токочувствительном резисторе должно составлять 1,25 В даже в том случае, когда по цепям подогревателей ламп проходит 78% номинального тока в режиме пониженного энергопотребления. Следовательно, сопротивление токозадающего элемента Rsense должно составлять:

Использование интегральной микросхемы 317 серии в качестве стабилизатора тока

Рис. 6.47 Использование интегральной микросхемы 317 серии в качестве стабилизатора тока

Нет ничего удивительного в том, что полученное значение не совпадает с величиной сопротивления, входящего в стандартные серии номиналов, однако, за счет увеличенного напряжения выпадения из режима стабилизации и снижения эффективности работы, можно использовать более высокое значение сопротивления. Большее значение сопротивление вызовет увеличенное по сравнению с напряжением 1,25 В падение напряжения при том же требуемом значении тока. Однако оно может быть уменьшено обратно до значения 1,25 В за счет резистора, включенного параллельно с токозадающим резистором. В силу вышесказанного можно использовать ближайшее по величине сопротивление из ряда стандартной серии, которое будет равно 5,6 Ом.

В режиме пониженного энергопотребления на резисторе с сопротивлением 5,6 Ом падение напряжения составит 1,31 В, а при номинальном рабочем режиме (токе 300 мА) падение напряжения составит 1,68 В. Необходимо использовать делитель напряжения, который представлял бы компромиссное решение для двух рассматриваемых режимов (рис. 6.47 б).

Для того, чтобы рассчитать параметры цепи делителя, необходимо слегка видоизменить схему и предположить, что напряжение на выводе Выход (OUT) составляет 0 В (рис. 6.47 в).

При работе интегрального стабилизатора напряжение на его выводе Настройка (ADJ) должно быть равно — 1,25 В. Если предположить, что в цепи делителя протекает ток, равный 1 мА, то величина верхнего резистора должна составлять 1,25 кОм. Однако это значение сопротивления не входит в ряд стандартных значений серии, поэтому выбор ограничивается значением 1,2 кОм, что, в свою очередь, определяет новое значение тока Ichain, протекающего в делителе, которое может быть рассчитано в соответствии с выражением:

В цепь делителя с вывода Настройка (ADJ) поступает ток, равный 50 мкА, следовательно, по нижнему резистору протекает ток, равный (1,04167 мА + 50 мкА) = = 1,019167 мА. Ток цепи суммируется с током нагрузки, следовательно, величина необходимого тока, протекающего по токозадающему резистору, уменьшается до значения, которое определяется разностью: (300 мА — 1,09167 мА) = 298,908 мА.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Режим пониженного энергопотребления

Режим пониженного энергопотребления задается при закорачивании нижнего резистора цепи с использованием контактов реле. Падение напряжения на токозадающем резисторе в этом режиме определяется выражением:

В результате действия стабилизатора на верхнем резисторе цепи делителя падение напряжения всегда равно 1,25 В. Поэтому падение напряжения на среднем резисторе должно составлять: (1,31056 В — 1,25 В) = 55,63 мВ. Зная падение напряжения на резисторе и величину протекающего по нему тока, можно найти величину его сопротивления:

Точное значение тока, задающего режим пониженного энергопотребления, не является существенным, поэтому можно использовать ближайшее значение сопротивления из ряда номиналов, образующих серию Е24, то есть это будет 51 Ом.

После того, как контакты реле разомкнутся, по токозадающему резистору начнет протекать полный ток, равный 0,298908 А. Падение напряжения при этом токе составит 1,6739 В. Падение напряжения на двух нижних резисторах в этом случае должно составлять: (1,6739 В — 1,25 В) = 0,4239 В, что позволяет найти величину их суммарного сопротивления:

Вклад среднего резистора цепи делителя в это значение составляет 56 Ом, следовательно, сопротивление нижнего резистора составит: (406,9 Ом — 51 Ом) = 355,9 Ом. Ближайшее значение сопротивления, входящего в серию Е24 и равное 360 Ом, задает значение тока, превышающее номинальное на 0,2%, однако, значение сопротивления 357 Ом, входящего в серию Е96 уменьшит отклонение от расчетного значения тока до +0,05%.

Погрешности и неисправности

На практике, основным источником гораздо погрешности является токозадающий резистор с сопротивлением 5,6 Ом. В рассматриваемой схеме на этом резисторе выделяется мощность, равная 0,5 Вт. Даже находясь в абсолютно свободном воздушном пространстве, не ограниченным никакими близкорас-положенными деталями, узлами и корпусом, резистор, рассчитанный на мощность рассеяния 0,6 Вт, и на котором фактически выделяется 0,5 Вт мощности, нагрелся бы до достаточно высокой температуры, что привело бы к отклонению его сопротивления от номинала. Поэтому, следует использовать резистор, рассчитанный на более высокую мощность рассеяния. Очевидным кандидатом для такого выбора является плакированный алюминием резистор, закрепленный винтами на охлаждающем радиаторе, однако, найти резистор подобного типа, имеющий допуск на точность изготовления менее 5%, оказывается весьма затруднительным. Более простым (и обеспечивающим необходимую точность) решением является использование десяти более дешевых резисторов с сопротивлением 56 Ом, имеющих допуск на точность изготовления 1 % и рассчитанных на мощность рассеяния 0,6 Вт, которые соединяются параллельно, образуя, таким образом, компонент схемы, имеющий сопротивление 5,6 Ом с величиной отклонения ± 1 % и способный рассеивать 6 Вт мощности.

Для того, чтобы скомпенсировать влияние погрешностей, вносимых при расчете схемы, а так же возникающих за счет существующих допусков на точность изготовления компонентов схемы, можно было бы заменить нижний резистор цепью, составленной из последовательно включенного постоянного резистора с сопротивлением 330 Ом и переменного резистора с сопротивлением 50 Ом. Это не только позволило бы точно задавать величину тока подогревателей при наладке схемы, но также позволило бы упростить расчет схемы, позволяя пренебрегать вкладом тока управляющей цепи в общий ток нагрузки. Однако, вопреки такому, на первый взгляд очевидному подходу, использование переменного резистора категорически не рекомендуется. Переменные резисторы, как правило, отказывают, когда контакты его движка оказываются разомкнутыми, а в данной схеме это привело бы к тому, что стабилизатор включился бы полностью, в результате чего полное напряжение, имеющееся перед входом стабилизатора, оказалось бы приложенным к цепям подогревателей, что вызвало бы в свою очередь катастрофическое увеличение анодных токов всех ламп усилителя.

 
 
Сайт создан в системе