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

 

 
 

Каскодная схема постоянной токовой нагрузки второго дифференциального усилителя и ее стабилизация

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 противодействовать изменению на аноде.

Падение напряжения на аноде второго дифференциального усилителя на 1 В могло бы быть вызвано увеличением анодного тока на величину:

где значение сопротивления берется в килоомах.

Но в усилителе две лампы, следовательно, ток общей цепи питания дифференциальной пары возрастет вдвое и составит 40 мкА.

Для рассмотренного в примере инфракрасного светоизлучающего диода, необходимо значение опорного напряжения Vref = 1,10В при значении тока 2,33 мА, следовательно, сопротивление резистора, задающего эмитерный ток каскода схемы неизменяющегося тока, должно составлять:

где ток берется в миллиамперах.

Изменение тока на 40 мкА в задающем резисторе с сопротивлением 40 Ом может быть вызвано изменением напряжения V на величину, равную V = I × R = 40мкА×40Ом= 1,6 мВ.

Если принять напряжение база-эмиттер транзистора неизменным, то опорное напряжение Vref должно возрасти на 1,6 мВ, чтобы противоборствовать изменению тока выходного каскада.

Через резистор с сопротивлением 150 кОм проходящий ток также увеличится на 1 % вследствие увеличения сетевого напряжения на 1 %. При нормальных условиях через резистор протекает ток 2,33 мА, следовательно, увеличение тока составит 2,33 мкА.

Зная изменение тока и изменение падения напряжения на неизвестном резисторе, можно определить его величину:

где напряжение берется в милливольтах, а ток — в миллиамперах.

Инфракрасный светоизлучающий диод пропускает ток 2,33 мА и вносит градиентное сопротивление rslope = 16,4 Ом, следовательно, необходимое значение сопротивления составит (68,6 — 16,4) Ом = 52 Ом.

Но на сопротивлении 52 Ом падение напряжения при величине тока до значения 2,33 мА составит 121 мВ. Таким образом, опорное напряжение Vref увеличится до значения: (1,10 +0,121 )В= 1,22 В.

Следовательно, падение напряжения на задающем резисторе становится равным 521 мВ, и, так как он доложен пропускать ток 10 мА, величина необходимого сопротивления изменяется с 40 Ом до значения 52 Ом.

Схема смещения второго дифференциального усилителя

Рис. 7.43 Схема смещения второго дифференциального усилителя

Как видно из схемы (рис. 7.43), величины задающего и компенсирующего резистора являются взаимовлияющими, следовательно, необходимо будет использовать переменные резисторы и настраивать значения их сопротивлений в следующем порядке:

1) установить максимальное значение сопротивления компенсирующего резистора и минимальное для задающего;

2) настроить с помощью задающего резистора требуемый ток выходного каскада.

3) используя ЛАТР, увеличить напряжение сетевого питания на 5%;

4) настроить компенсирующим резистором первоначальное значение тока выходного каскада;

5) восстановить номинальное значение сетевого напряжения.

Повторять пункты 2—5 до тех пор, пока изменения тока выходного каскада при изменении сетевого напряжения питания не станут минимальными.

Поскольку рабочие напряжения транзисторов не очень велики, лучше всего использовать транзистор типа BS549, либо аналогичный ему.

Известно, что необходимо предусмотреть возможность подстройки соответствующих напряжений на сетках выходных ламп для выравнивания (симметрирования) их анодных токов, поэтому введение переменного резистора между катодами ламп второго дифференциального усилителя позволяет осуществлять такие изменения.

Если использовать резистор с сопротивлением 100 Ом и теоретически сдвинуть движок в одно из крайних положений, то через резистор потечет ток только одной из ламп типа 6J5GT, который равен примерно 5 мА и падение напряжения на резисторе составит примерно 0,5 В. Усиление дифференциального усилителя составляет примерно 18, следовательно, разница напряжений на сетках выходных ламп составит порядка 9 В. Так как движок переменного резистора может быть сдвинут и в другое крайнее положение, то можно получить точно такое же изменение напряжения, но противоположное по знаку. Таким образом, на каждой из ламп напряжение на сетке может быть эффективно изменено в пределах ±9 В, значения которого вполне достаточно для достижения необходимого баланса анодных токов.

Коллекторное напряжение нижнего по схеме (рис. 7.43) транзистора схемы задания неизменяющегося тока не должно вносить изменений, следовательно, значение напряжения коллектор-эмитер Vce = 2 В при значении тока 10 мА является вполне приемлемым для этого типа транзисторов. Так как коллектор нижнего транзистора подключен к эмиттеру верхнего транзистора, напряжение коллектор-эмитер Vce будет равно напряжению между двумя эмиттерами. Так как на открытых переходах база-эмитер каждого транзистора падение напряжения составляет 0,7 В, напряжение Vce для нижнего транзистора будет равно напряжению между двумя базами транзисторов. При установке резистора в цепи между базами, будет известно, что он пропускает ток 2,33 мА, проходящий через резистор с сопротивлением 150 кОм, следовательно, требуемая величина сопротивления составит частное отделения напряжения 2 В на ток 2,33 мА, что составит 820 Ом.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Как уже обсуждалось выше, в качестве схемы неизменяющегося тока, создающего постоянную токовую нагрузку первому дифференциальному каскаду, целесообразно применить полупроводниковый прибор типа 334Z, представляющего собой готовую сборку схемы задания неизменяющегося тока. В соответствии с паспортными данными сопротивление резистора, устанавливающего ток для прибора типа 334Z (см. рис. 7.44), может быть рассчитано с использованием следующего выражения:

где значение тока настройки берется в миллиамперах.

Если принять, что температура окружающей среды составляет 300 К (27 °С), то данное выражение упростится:

Таким образом, чтобы задать ток 5,8 мА, необходим резистор с сопротивлением порядка 12 Ом. Тем ни менее, из опыта известно, что необходимо сопротивление 24 Ом. Для объяснения этого феномена следует обратиться к первому уравнению, которое напоминает, что параметры всех радиоэлектронных устройств и компонентов изменяются с изменением температуры. Наиболее общей причиной дрейфа параметров для кремниевых транзисторов (входящих в состав применяемой сборки) является зависимость напряжения коллектор-эмиттер Vce от температуры, хотя эта зависимость может быть компенсирована добавлением кремниевого диода в цепь опорного напряжения. При этом основным допущением является, что температура диода точно соответствует температуре перехода полупроводни-кового прибора, который вносит ошибку, поэтому компенсирующий прибор должен быть закреплен на основном приборе, например, с помощью эпоксидного клея, а сам он изолирован от конвекционных потоков экраном из пенополистирола.

Действительно, в паспортных данных приводится схема компенсации температурного дрейфа, в которой просто требуется, чтобы сопротивление дополнительного резистора в десять раз превышало номинал задающего (рис. 7.44).

Рассмотрев компенсацию температурной зависимости параметров полупроводниковой сборки типа 334Z, которая не особенно критична, следует рассмотреть температурную компенсацию каскада, задающего постоянную токовую нагрузку второму дифференциальному каскаду (см. выше), что является гораздо более серьезной проблемой. Традиционным методом температурной компенсации каскада является последовательное включение кремниевого диода со стабилитроном, чтобы компенсировать изменения напряжения база-эмитер Vbe нижнего транзистора. Эта идея основывается на том, что у стабилитрона отсутствует температурный дрейф, и это соответствовало бы действительности, если бы использовался стабилитрон с напряжением стабилизации 6,2 В. Но в рассматриваемой схеме каскада, задающего неизменяющийся ток, использован светоизлучающий диод. Так как прямое падение напряжения светодиода уменьшается с увеличением температуры, то он уже стремится компенсировать изменения, возникающие в транзисторе, поэтому никакой дополнительной компенсации не требуется.

 
 
Сайт создан в системе