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

 

 
 

Первый дифференциальный усилитель: его источник высоковольтного напряжения и линейность характеристики

По сравнению со вторым дифференциальным усилителем, требования к схеме дифференциального усилителя входного каскада выглядят весьма простыми. Каскад должен обеспечивать на каждом из своих выходов напряжение примерно 3,3 В среднеквадратического значения, поэтому проблема искажений не является очень серьезной. Тем ни менее, для ламп семейства *SN7/*N7 требуются анодные напряжения Va 150 В, чтобы обеспечить приемлемую линейность характеристики даже при очень малом размахе амплитуд напряжений, следовательно, идеально подойдет высоковольтный источник питания с напряжением, превышающим 300 В.

Для второго дифференциального усилителя требовалось отрицательное высокое напряжение порядка (—350 В) двухполярной системы питания, и в случае использования для этих целей традиционной комбинации трансформатора с отводом от средней точки и выпрямительного моста, она также будет обеспечивать и положительное высоковольтное напряжение. В качестве превентивной меры по защите выходных ламп можно использовать ламповую схему выпрямления для обеспечения положительного высоковольтного напряжения. В случае неожиданного перебоя с сетевым питанием усилителя, можно быть уверенным, что при использовании лампового выпрямителя в момент восстановления сетевого питания напряжения смещения на выходных лампах будут отсутствовать, но затем после прогрева выпрямителя плавно восстановятся. К сожалению, на ламповом выпрямителе большое падение напряжения, поэтому положительное высокое напряжение будет иметь значение порядка 300, а не 400 В.

Хотя режим по постоянному току для первого дифференциального усилителя не требует стабилизации высокого напряжения, такой вариант являлся бы, по-видимому, самым лучшим для обеспечения достаточно низкого уровня пульсаций выпрямленного тока высокого напряжения. Чтобы быть уверенным, что стабилизатор не выйдет за установленные пределы стабилизации при снижении сетевого напряжения, можно задать для выходного напряжения стабилизатора значение +270 В.

После принятия этих мер, первый дифференциальный усилитель имеет достаточно низкое значение напряжения высоковольтного источника питания (с малым уровнем пульсаций) и единственным способом достижения как линейности, так и необходимого размаха амплитуд выходного напряжения, является снижение анодного тока Iа. Снижение Iа позволяет установить для анодного напряжения гораздо больший неискаженный размах амплитуд, что увеличивает максимальный размах выходного сигнала, а искажения, как правило, обратно пропорциональны максимальному размаху. Путем перемещения прозрачной линейки по выходным (анодным) статическим характеристикам лампы, можно определить целесообразные параметры рабочей точки: Va= 125 В, Iа = 2,9 мА для каждой лампы при сопротивлении нагрузки 50 кОм. Методика определения рабочей точки аналогична многочисленным рассмотренным выше примерам.

Согласование ламп первого дифференциального каскада

Рассчитанное значение анодного тока (2,9 мА) ламп первого дифференциального усилителя оказывается существенно ниже ране установленного оптимального значения, равного 8 мА. Однако, в силу того, что дифференциальный усилитель всегда компенсирует искажения на доминирующей второй гармонике и размах амплитуд напряжений очень мал, этот вариант оказывается приемлемым, при условии, что необходимое снижение уровня искажений можно достичь только путем тщательного согласования характеристик ламп дифференциального усилителя.

В отличие от комбинированных ламп двойных триодов серии Loctal 7SN7/14N7, конструкция которых обеспечивает тенденцию очень хорошего согласования параметров, отдельные триоды, такие например, как 6J5GT, требуют затрачивать гораздо больших усилий для их согласования, так как в этом случае потребуется заниматься подбором ламп с одинаковыми параметрами. В случае использования варианта на отдельных триодах, наиболее вероятным, в случае стереофонического усилителя, может быть вариант использования 16-ти одинаковых ламп типа 6J5GT. Некоторым преимуществом использования большого количества однотипных ламп является то, что вероятность подобрать согласованные пары возрастает многократно, поэтому при приобретении дюжины ламп вероятность составить согласованную пару гораздо выше, чем при покупке двух штук. Поэтому было принято решение использовать «дюжину» имеющихся у автора ламп типа 6J5GT в дополнение к выходным лампам 1ЗЕ1.

Как правило, когда у двух совершенно идентичных ламп заданы абсолютно одинаковые анодные напряжения при работе в составе дифференциального усилителя, их коэффициенты усиления вероятнее всего при таких рабочих условиях будут согласованными (одинаковыми). Таким образом, можно проверять лампы 6J5GT непосредственно в дифференциальном усилителе, установив одну лампу, как образцовую, в один канал усилителя, а затем последовательно сравнивая с образцовой все остальные лампы во втором канале усилителя. Лампы с наиболее близкими значениями напряжений на их анодах и будут составлять согласованную пару.

Завершающие этапы разработки

В целом, процесс разработки усилителя почти завершен: выбраны топология каскадов, типы ламп, рассчитаны анодные токи и сопротивления нагрузок. Пришло время «спуститься на землю» и заняться будничными, но жизненно необходимыми вещами, чтобы удостовериться в правильности сделанного выбора. Для этого необходимо в порядке очередности сделать следующее:

• задать режимы по постоянному току (статические режимы) каждого каскада, разработав для них схему, задающую постоянную токовую нагрузку (схему не изменяющегося тока).

• рассмотреть условия теплового баланса схемы, задающей постоянную токовую нагрузку.

• повысить ВЧ устойчивость путем введения в схему сеточных подавляющих резисторов и правильно выполненного шунтирования высоковольтных источников питания;

• разработать схемы высоковольтных стабилизаторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Известно, что для второго дифференциального усилителя требуется напряжение смещения между сеткой и катодом Vgk ≈ —10 В, следовательно необходимо разработать схему каскада, выполняющего роль схемы неизменяющегося тока, с таким рабочим напряжением, что позволит избежать необходимости использования дополнительного источника питания.

По причине, которая станет очевидной немного позже, необходимо задать небольшое значение опорного напряжения, путем, например, включения инфракрасного светодиода, смещение на который будет задаваться с шины нулевого потенциала через высокоомный резистор. Схема такого каскада неизменяющегося тока показана на рис. 7.43. Так как падение напряжения на резисторе составляет ≈ 350 В, ток через него должен быть очень мал и не превышать значения, полученного из условия допустимой мощности рассеяния резистора. При использовании резистора с номиналом 150 кОм и мощностью рассеяния 3 Вт, по нему потечет ток 2,3 мА, а выделяющаяся мощность составит 0,83 Вт. Значение тока 2,3 мА в нормальных условиях не может считаться нормальным базовым током для инфракрасного светодиода из-за того, что его внутреннее сопротивление rinternal значительно возрастает при малых токах (16,4 Ом при токе 2,3 мА по сравнению с 5,4 Ом при токе 10 мА). Однако, так как изменяющееся градиентное сопротивление светодиода помогает компенсировать изменения напряжения питания сети, эта проблема не является актуальной.

С целью оценить влияние изменения сетевого напряжения, можно предположить увеличение напряжения сети на 1 %.

Для выходного каскада необходимо поддерживать значение анодного тока Iа постоянным вне зависимости от изменения анодного напряжения Va, следовательно, необходимо определить значение напряжения смещения Vgk, которое компенсирует вносимые изменения. Для нахождения этого значения очень удобно воспользоваться определением для статического коэффициента усиления т.

Так как высокое напряжение выходного каскада составляет 400 В, увеличение напряжения на 1 % составит +4 В. для лампы 13Е1 значение μ ≈ 3,9, поэтому напряжение Vgk должно быть уменьшено примерно на 1 В, чтобы противо-действовать изменению на аноде.

 
 
Сайт создан в системе