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

 

 
 

Варианты применения стабилизатора высоковольтного напряжения

LC-фильтры хороши для снижения фонового напряжения, но их выходной импеданс достаточно высок (составляет десятки Ом). Это обстоятельство особенно важно для однотактных усилителей с несимметричным выходом, так как выходная лампа не может различать приведенную нагрузку со стороны громкоговорителя (через выходной) трансформатор и внутреннее сопротивление источника питания, включенное последовательно с ним (рис. 7.28).

Размах амплитуд напряжения выходной лампы распределяется по этим двум элементам, хотя можно учесть и резистивную составляющую сопротивления, действующую в выходном трансформаторе. При снижении мощности выходное сопротивление возрастает. Стабилизатор высоковольтного напряжения позволяет получить для усилителя с несимметричным выходом оптимальную отдачу высоковольтного питания, и в значительной степени решает эту проблему.

Влияние отличного от нуля значения сопротивления источника питания усилителя мощности

Рис. 7.28 Влияние отличного от нуля значения сопротивления источника питания усилителя мощности

Схема стабилизатора напряжения на двух транзисторах

Рис. 7.29 Схема стабилизатора напряжения на двух транзисторах

Поскольку, каждый канал усилителя требует напряжения 300 В при силе тока 130 мА, можно в качестве источника высоковольтного напряжения использовать, например, приведенный на рис. 6.46 без каких-то изменений. Однако так как для подавления пульсаций не хотелось бы затрачивать слишком много дополнительных усилий, некоторая адаптация схемы простого двухтранзисторного стабилизатора, примененного в исходном варианте, может оказаться вполне уместной. Подобная модернизация приведена на рис. 7.29.

Преимуществом стабилизатора, собранного на двух транзисторах, является малое падение напряжения и, следовательно, невысокая рассеиваемая мощность. Можно принять, что падение напряжения на стабилизаторе равно, или превышает 10 В и рассмотреть, что произойдет в случае, когда напряжение сети питания снижается на 6% (если такое возможно). Таким образом, номинальное высоковольтное напряжение, необходимое для подачи на вход стабилизатора, определяется:

Проверка паспортных данных лампы-кенотрона EZ81 показала, что для ее работы необходим силовой трансформатор, у которого высоковольтные обмотки с отводом от средней точки рассчитаны на напряжения 412-0-412 В.

Высоковольтные мощные биполярные транзисторы имеют достаточно низкое значение h-параметра hFE, низкую рабочую частоту и высокую стоимость, поэтому использование в стабилизаторе высоковольтного МОП полевого транзистора может оказаться предпочтительнее при его последовательном включении в схему.

В случае, когда шумы не являются определяющим фактором, имеет смысл выбрать опорное (эталонное) напряжение с максимально возможным значением, так как это снизит выделяемую мощность на рассогласующем (ответвляющем) транзисторе, а также позволит использовать более высокий коэффициент передачи цепи обратной связи для уменьшения выходного сопротивления. Выбор напряжения 220 В в качестве рабочего для стабилизатора напряжения представляется оптимальным, так как он должен еще обеспечить значение выходного напряжения 285 В. Хотя в продаже имеются полупроводниковые стабилизаторы на напряжение 220 В, предпочтительнее использовать три последовательно включенных стабилитрона, имеющих рабочие напряжения 72 В. Причина заключается в том, что полупроводниковые стабилизаторы на высокие напряжения характеризуются более высокими уровнями шумов, потому что они вынуждены использоваться в области очень малых токов, чтобы снизить мощность, выделяющуюся на приборе, (которая, как известно, равна произведению протекающего тока на падение напряжения). Использование трех последовательно включенных полупроводниковых стабилитронов определяет их ток величиной 4 мА, что позволяет уменьшить уровень шумов. Для дальнейшего снижения уровня шумов стабилитроны шунтируются конденсаторами с емкостью 22 мкФ и рабочими напряжениями 350 В.

Напряжение на затворе МОП полевого транзистора составит Vout + Vgs = 300 + 4 = 304 В (несмотря на большой разброс параметров приборов, величина 4 В представляет все-таки достаточно грубое приближение для значения управляющего напряжения затвора Vgs мощного МОП полевого транзистора). Так как коллектор рассогласующего транзистора подключен к затвору МОП полевого транзистора, а на эмиттер подается опорное напряжение, равное 216 В (3 х 72 В), напряжение коллектор-эмиттер составит VCE = (304 —216) В = 88 В. Так как необходимо, чтобы рассогласующий транзистор пропускал на стабилизатор ток величиной 4 мА, то ток коллектора составит Ic = 4 мА, а мощность, выделяемая на транзисторе, составит 352 нВт. Этот результат представляется очень важным, так как он подтверждает, что выбор значений напряжения между коллектором и эмиттером VCE и коллекторного тока Ic позволяет использовать маломощный транзистор.

При работе коллекторное напряжение рассогласующего транзистора VCE = 88 В, однако, в момент включения конденсатор с емкостью 22 мкФ, шунтирующий стабилитрон, фиксирует величину эмитерного напряжения рассогласующего транзистора на значении О В, следовательно, транзистор должен выдерживать коллекторное напряжение VCE = 330 В. Так как требования для рассогласующего транзистора определены, можно остановить выбор на идеальном варианте — транзисторе типа MPSA44, рассчитанном на напряжение 400 В и мощность рассеяния 625 нВт.

Высоковольтные транзисторы характеризуются малым значением параметра hFE, и указанный транзистор не является исключением. При проверке в ожидаемом рабочем режиме hFE ≈ 100. Так как Ic = 4 мА, то Ib = Ic / hFE= 40 мкА. Даже в том случае, когда через цепь выборочного делителя напряжения пропускается ток 1 мА, результат работы делителя напряжения нельзя рассматривать в качестве точного, так как базовый ток 40 мА искажает результат.

Первоначально ток цепи выборочного делителя напряжения был установлен исходя из условия мощности, рассеиваемой на резисторе с меньшим сопротивлением. Если будут выбраны компоненты схемы, имеющие мощность рассеяния 0,6 Вт, но при этом на них будет выделяться 0,2 Вт, они будут оставаться холодными. Резистор подключен к базе транзистора MPSA44, напряжение на которой на 0,7 В превышает напряжение на эмиттере, следовательно, к резистору приложено напряжение 217 В. Если воспользоваться соотношением Р = V2/R, то сопротивление резистора должно составить 2172/0,2 = 235 кОм. Поэтому можно использовать ближайшее номинальное значение стандартного ряда 240 кОм, на котором будет рассеиваться мощность 196 мВт. Ток же через резистор определяется делением напряжения 217 В на сопротивление резистора 240 кОм, то есть составит 904 мА.

Так как базовый ток рассогласующего транзистора составляет 40 мА, то через верхний резистор делителя проходит ток, равный (904 + 40) мА = 944 мА. Падение напряжения на этом резисторе составит (300 — 217) В = 83 В, а его сопротивление будет равно частному отделения напряжения 83 В на ток 944 мА и составит 87,9 кОм. Резистор, имеющий ближайшее стандартное значение 91 кОм, удовлетворит требованиям схемы.

В области верхнего резистора отсутствует точка для подключения конденсатора так как низкое значение затухания цепи делителя (2,8 дБ) означает, что она только в незначительной степени может содействовать снижению пульсаций, хотя требуемая величина емкости могла бы продемонстрировать ответную реакцию стабилизатора на низкочастотные переходные токи.

Наименее критичным элементом схемы, который необходимо рассчитать, является величина сопротивления коллекторной нагрузки рассогласующего транзистора. Известно, что на вход стабилизатора подается напряжение 330 В, а напряжение на коллекторе составляет 304 В, следовательно, падение напряжения на резисторе составляет 26 В. Так как через него проходит коллекторный ток Iс = 4 мА, то величина сопротивления составит частное отделения напряжения на ток, то есть 6,5 кОм. Следует в данном случае использовать резистор со стандартным значением сопротивления 6,2 кОм.

Приблизительно оценочные вычисления, выполненные на оборотной стороне старого конверта, показали, что выходное сопротивление этого стабилизатора составит 5 МОм и он будет ослаблять фон более, чем на 50 дБ. Таким образом, полученные результаты можно признать более, чем удовлетворительными и дающие лучший результат, чем использование еще одного дополнительного дросселя в сглаживающем фильтре.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Выходное сопротивление усилителя можно оценить в процессе построения нагрузочных прямых (динамических характеристик). Величину внутреннего анодного сопротивления rа можно оценить при помощи касательной, проведенной к статической характеристике, соответствующей сеточному напряжению —25 В, и проходящую через рабочую точку, что дает примерное значение 400 Ом. Полученный результат очень важен, так как его можно использовать для расчета выходного сопротивления усилителя. Выходной трансформатор согласует нагрузку громкоговорителя, равную 4 Ом, с сопротивлением 2 кОм, которое определяется выходной лампой, а это означает, что значения импедансов обмоток относятся как 500:1. С другой стороны, величина сопротивления rа лампы, поделенная на это отношение, дает значение выходного сопротивления 0,8 Ом. Таким образом, чтобы громкоговоритель работал в режиме, который задавался его разработчиками, необходимо было бы иметь меньшее выходное сопротивление, но в сравнении с многими конструкциями усилителей с несимметричным выходом полученное значение сопротивления является и так достаточно низким.

В выходном каскаде максимальный размах амплитуд неискаженного сеточного напряжения относительно рабочей точки ограничивается условиями отсутствия сеточного тока и симметричностью размаха в противоположенных направлениях. Сеточный ток начинает протекать при значениях напряжения между сеткой и катодом, превышающих нуль, а что касается условия симметрии, то максимальное значение размаха амплитуды входного напряжения должно составлять 2Vgk, следовательно, необходимая величина двойного амплитудного значения размаха сеточного напряжения для любого усилителя класса А должна всегда представлять удвоенное значение напряжения смещения сетка — катод. Для рассматриваемого случая это составляет 54 В двойного амплитудного (пик-пикового) значения или 18 В среднеквадрати-ческого. При этом, ни при каком значении сеточного напряжения не должно происходить отсечки анодного тока, что определяется режимом работы каскада в классе А.

Из паспортных данных лампы типа 6528 известно, что размах амплитуд анодного напряжения должен составлять примерно 115В среднеквадрати-ческого значения, что соответствует примерно 19 В среднеквадрати-ческого значения напряжения на сетке. При этих условиях коэффициент усиления лампы Av имеет значение, примерно равное 6. Эти результаты позволяют определить значение емкости Миллера, которая вычисляется следующим образом: С × (Av + 1) = 23,8 × (6 + 1) ≈ 167 пФ. Данная емкость окажется включенной параллельно со входной емкостью лампы Сgk (которая равна 17,8 пФ), что позволяет оценить общее значение входной емкости каскада, включая паразитные емкости монтажа, величиной примерно 200 пФ.

 
 
Сайт создан в системе