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

 

 
 

Усилитель Williamson

После того, как разобраны и кратко проанализированы отдельные каскады, составляющие блока усиления мощности, можно подробнее рассмотреть конструкцию ряда усилителей, признанных классическими, таких, например, как Williamson, Milliard 5-20 и Quad И. Изучение других аналогичных разработок перед созданием новой конструкции, безусловно полезно в 100% случаев.

Описание данного усилителя приведено в журнале Wireless World за 1947 г. Этот усилитель представляет стандарт качества, намного опередившего свое время.

Входной каскад представляет стандартную схему на триоде (одна половина лампы типа 6SN7) с общим катодом. В этот каскад вводится межкаскадная отрицательная обратная связь, глубиной 20 дБ, снимаемая с выходных клемм усилителя. Фазоинверсный каскад выполнен по «согласованной» схеме (схеме концертино) на второй половине лампы типа 6SN7. Каскад непосредственно связан с входным каскадом и питает предоконечный дифференциальный усилитель, использующий в качестве дифференциальной пары две половины второй лампы типа 6SN7 (рис. 7.23).

В двухтактном выходном каскаде использованы два лучевых тетрода типа КТ66, обеспечивающих при работе по триодной схеме в классе АВ1 выходную мощность 15 Вт и работающих в большинстве случае в классе А. Резистивная цепь RV1 настраивает баланс по постоянному току выходных ламп с целью минимизировать искажения, вызываемые подмагничиванием сердечника трансформатора. В свою очередь, резисторная цепь RV2 устанавливает ток покоя величиной 125 мА для всего каскада.

Линейность усилителя обеспечивается с запасом благодаря тщательному выбору рабочих точек и не менее тщательному выбору самих ламп. В силу того, что усилитель содержит четыре каскада, охваченные петлей обратной связи, усилитель также должен обладать запасом по устойчивости.

Первоначально входной каскад имел сопротивление порядка 7,5 кОм, но за счет использования обратной связи это значение возросло примерно до 47 кОм. Комбинация с входной емкостью, определяемой схемой «согласованного» фазоинвертора и равной 112 пФ, обеспечивало подавление высокочастотной составляющей возможных автоколебаний до значения примерно 280 кГц. Однако после введения компенсирующих элементов многозвенной RC цепочки в анодную цепь первой лампы, это значение было изменено. Эта цепь внесла ступеньку в амплитудно-частотную характеристику, спад которой начинается на частоте примерно 30 кГц, но фазочастотная характеристика в сущности остается неизменной вплоть до частоты 280 кГц.

Усилитель Williamson (с любезного разрешения журнала Electronics World)

Рис. 7.23 Усилитель Williamson (с любезного разрешения журнала Electronics World)

«Согласованный» фазоинвертор управляет работой предоконечного каскада усилителя мощности через входной конденсатор емкостью 60 пФ. А так как выходной трансформатор для усилителя Williamson разрабатывался очень тщательно, то не представляется возможным предположить, чтобы потери в выходном трансформаторе могли бы заставить петлю межкаскадной обратной связи вывести предоконечный каскад из расчетного режима работы в классе А. «Согласованный» фазоинвертор оказывается, таким образом, уравновешенно нагруженным и имеет выходное сопротивление примерно 350 Ом, что приводит к значению полосы пропускания на уровне —3 дБ f-3дБ = 7,5 Мгц, что представляет довольно большую величину.

Предоконечный каскад усилителя мощности имеет выходное сопротивление порядка 8,7 кОм, вместе с входной емкостью выходного каскада, имеющей значение 55 пФ, он определяет частоту среза АЧХ примерно 330 кГц, а выходной трансформатор спроектирован таким образом, чтобы обеспечить частоту среза 60 кГц.

Для гарантированного исключения высокочастотного самовозбуждения усилителя и достижения устойчивости на высокой частоте, полезна подстройка фазочастотной характеристики независимо от амплитудно-частотной характеристики с использованием многозвенной схемы.

В области низких частот целесообразнее рассматривать постоянные времени, а не точки, соответствующие уровню ослабления — 3дБ. Входной каскад непосредственно связан с «согласованным» фазоинвертором, поэтому этим фактом можно пренебречь. «Согласованный» фазоинвертор питает предоконечный каскад усилителя мощности через RC цепь, имеющую постоянную времени порядка 22 мс, и точно также, как и предоконечный каскад, действует в отношении выходного каскада, а выходной трансформатор имеет постоянную времени 48 мс. Исходя из этого, нет ничего удивительного в том, что устойчивость работы в области низких частот весьма проблематична, что и было отмечено в первоначальной статье, опубликованной в журнале Wireless World. В 1952 г. Гафлер (Hafler) и Кероес (Keroes) решив, что разработанный ими выходной каскад мог бы с успехом питаться от предусилительного каскада усилителя Williamson, совершенно обдуманно преднамеренно увеличили в пять раз величину емкости конденсатора связи между «согласованным» фазоинвертором и предусилительным каскадом с 50 нФ до 0,25 мФ. Это было сделано с целью разделить низкочастотные постоянные времени т улучшить устойчивость на низких частотах.

Исходя из собственного опыта автор считает, что если входной каскад и «согласованный» фазоинвертор питаются от общего источника высоковольтного напряжения, возможно возникновение самовозбуждение на низких частотах (рокот).

Не следует забывать, что в 1947 г. расчеты цепей производились с использованием умножения в столбик или таблиц, а если требовалась высокая скорость вычислений — с использованием логарифмической линейки. Компьютерный анализ динамических параметров был просто недоступен. Многие усилители рассчитывались с максимально возможной на тот момент точностью, а затем подвергались тестированию и доводке с целью получения наилучших частотных характеристик. А широкополосные осциллографы (с шириной полосы пропускания более 1 МГц) представляли только что разработанные блестящие предметы научной роскоши.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Усилитель с выходной мощностью 20 Вт представляет собой разработку, выполненную компанией Milliard для активизации продаж пентодов типа EL34. Существует большая степень сходства между этой разработкой, усилителем Milliard 5-10 (мощность 10 Вт, использован пентод типа EL84) и рядом усилителей серии Leak (рис. 7.24).

Входной каскад собран на пентоде типа EF86, который обеспечивает высокую чувствительность, но ответственен за неудовлетвори-тельные шумовые характеристики данного усилителя. Большая часть резисторов, задающих смещение на катоде, шунтирована, так как это, кроме всего прочего, позволяет снизить величину коэффициента усиления по напряжению от примерно 120 до 33, которого оказывается более чем достаточно для такого значения коэффициента усиления при разомкнутой цепи обратной связи, которая могла бы быть использована для уменьшения искажений, возникающих в выходном каскаде. Без дополнительных усложнений пентод имеет выходное сопротивление порядка 100 кОм, и работает на емкостную нагрузку величиной примерно 50 пФ, образованную фазоинверсным каскадом, что обеспечило бы частоту среза 32 кГц, но которая, за счет использования стандартных компенсирующих элементов в цепи анодной нагрузки, была изменена.

Несколько непривычной особенностью этой конструкции является то, что развязывающий конденсатор цепи экранирующей сетки включен между сеткой и катодом, а не между сеткой и землей. В подавляющем большинстве ламповых схем, катод по переменной составляющей соединен с землей, и поэтому нет причин, по которым развязывающий конденсатор в цепи экранирующей сетки не оказался бы соединенным по переменному току с землей. В этой же схеме на катод вводится достаточно эффективная отрицательная обратная связь и поэтому сеточный конденсатор должен быть подключен к катоду для того, чтобы поддерживать разность потенциалов между экранирующей сеткой и катодом на нулевом уровне по переменной составляющей, в противном случае на экранирующую сетку воздействовала бы положительная обратная связь.

Фазоинвертор с катодной связью выполнен совместно с предусилительным каскадом на двойном триоде типа ЕСС83. При симметричной нагрузке со стороны выходного каскада коэффициент усиления по напряжению такого фазоинвертора — усилителя будет равен 27 по каждому выходу.

Резисторы анодной нагрузки лампы ЕСС83 не были специально модифицированы с целью добиться идеального баланса. При условии, что сеточные резисторы утечки выходного каскада с сопротивлением 470 кОм включены параллельно с резисторами анодной нагрузки величиной 180 кОм, то эффективное сопротивление анодной нагрузки составит 130 кОм. Используя ранее выведенную формулу можно показать, что величина динамической анодной нагрузки правой половины лампы ЕСС83 будет на 3% выше, и значение сопротивления ее анодной нагрузки составит 187 кОм. Компания Milliard действительно обосновала это но, возможно, посчитала, что большая часть разработчиков не будет иметь доступа к дорогим прецизионным резисторам.

 
 
Сайт создан в системе