Динамо-машины  Однотактные усилители 

1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

составляющую замыкают через конденсатор Ск. Его емкостное сопротивление хс должно быть меньше /?к на самой низкой из возможных частот /мин - по крайней мере в 5-10 раз. При этом на более высоких частотах подавно будет выполняться условие хс lt;Rk.

Пример. Дано: / а = 50 ма; Осм = Ю в.

Находим: Rk = 200 ом {5, ж). Задаемся: для 100 гц хс = 40 ом, в 5 раз меньше, чем Rk-Находим: С не менее 50 мкф (табл. 10). Мощность сопротивления Rk не менее Рк! gt;0,5 вт

lt;рис. 8, в).

24. Усиление, котор lt;*е дает каскад, так же, как выходная мощность Рвъа. И выходное напряжение t/вых, зависит от величины сопротивления анодной нагрузки Ra- Чем больше Rn, тем больше напряжение, которое создает на нем анодный ток (5, д) И тем больше Р вых и и вых. fi то же время чрезмерное увеличение Rs может ухудшить все эти показатели, а вдобавок еще и увеличить искажения. Вот почему для каждой лампы и каждого ее режима существует оптимальное (наивыгоднейшее) сопротивление нагрузки а.опт, при котором получается большое усиление, или малые искажения, или, наконец, удовлетворительно выполняются оба условия.

Если нагрузкой является обычное сопротивление, то приходится разделять постоянную и переменную составляющие анодного тока (напряжения) с помощью простейших фильтров. По цепочке Rc2 Сс2 проходит часть переменной составляющей (только переменной -в цепи конденсатор!) анодного тока и создает на Rc2 переменное напряжение Увых-Оно и представляет собой выходной сигнал в чистом виде. Важно заметить, что в тот момент, когда растет t/c, то вместе с ним увеличиваются /а и Uh, падение напряжения на нагрузке. В результате напряжение на аноде У а уменьшается, то есть и ан и с изменяются в противофазе. По этому поводу принято говорить, что лампа поворачивает фазу на 180 deg; (б, е).

25. Если нагрузкой лампы является низкоомный громкоговоритель, то его приходится включать в анодную цепь через трансформатор. Правильно рассчитав (в) коэффициент трансформации п, можно создать необходимое (обычно 2- 10 ком) сопротивление нагрузки даже при небольшом (обычно 2-10 ом) сопротивлении звуковой катушки громкоговорителя.

Пример. Для лампы 6П14П при t/B = 250 в оптимальное сопротивление нагрузки /?а. опт =5,2 ком. Необходимо под-

ключить к лампе громкоговоритель 5ГД-10 с сопротивлением звуковой катушки 4,5 ом. Находим: п = 0,03.

26. Простейшая усилительная лампа- триод - имеет два существенных недостатка. Во-первых, анод и сетка образуют своего рода конденсатор Сас, через который переменное напряжение попадает обратно яз анодной цепи в сеточную. Во-вторых, анодное напряжение, хотя и меньше, чем сеточное, но все же довольно сильно влияет на анодный ток, а это заметно ухудшает усилительные свойства лампы. Для устранения этих недостатков между анодом и управляющей сеткой располагают еще одну - экранную - сетку {ЭС) и получают четырехэлектродную лампу - тетрод. На экранную сетку подают положительное напряжение Uo. Оно всегда с равной силой подтягивает к аноду электроны, независимо от того, как меняется напряжение на самом аноде. Для переменного тока сетку заземляют: через конденсатор Сэ ее соединяют с катодом или с корпусом. Переменные токи, которые в триоде через междуэлектродную емкость Сас могли попасть в цепь управляющей сетки, в тетроде замкнутся по кратчайшему пути Саэ -Сэ (26, в). Напряжение на экранную сетку и на анод, как правило, подают от одного источника. Чтобы снизить Uao по срзвнению с Uao чаще всего включают гасящее сопротивление Ra. Постоянная и составляющая экранного тока (на экранную сетку тоже попадают электроны!), проходя по Ra, создают на нем некоторое напряжение (t ?9 = = hoRa), которое вычитается из общего напряжения Од. Емкость конденсатора Сц выбирается из тех же соображений, что и Ск: для частоты /мин емкостное сопротивление должно быть значительно меньше, чем Ra- Чтобы снизить напряжение на экранной сетке, достаточно увеличить Ra.

Пример. Дано: t/в = 250 в; (Уэо = 100 в; /,о=0,5лга; /мин= 50 гц.

Находим: Uifa = 150 в; Ra = 300 ком; Сэ не менее 0,1 мкф; Р/?э = 0,75 мвт.

27. Дальнейшее улучшение усилительных свойств лампы достигнуто в пентоде (пятиэлектродная лампа). Третья сетка расположена вблизи анода и отталкивает, возвращает обратно к аноду так называемые вторичные электроны, которые идут против общего тока - от анода к laquo;плюсу raquo; на экранной сетке. Это неприятное явление называют динатронным эффектом, а третью сетку - антидинатронной или пентодной (ПС). Ее обязательно соединяют с катодом, причем у некоторых ламп это соединение сделано внутри баллона (27, а). Существует

еще один способ борьбы с динатронным эффектом: лучевые тетроды (27, в)а пентоды сконструированы так, что первичные электроны идут к аноду концентрированными пучками (лучами) и сами возвращают вторичные электроны обратно на анод.

28. Из большого числа комбинированных ламп (в одном баллоне две совершенно самостоятельные лампы) в усилителях НЧ чаще всего используются двойные триоды с общим (28. а) либо раздельными катодами (28, б).

29. Справочные данные о лампе включают ее цоколевку (схему соединения электродов с ножками цоколя), рекомендованные режимы Нао, Ucm, U30, номинальные токи для этих режимов ho, laj и основные параметры лампы s, jj. и R;. Крутизна S (б, в) показывает, насколько сильно напряжение Uc влияет на величину анодного тока h. Коэффициент усиления {1. - это число, показывающее, во сколько раз напряжение на сетке Uc влияет на анодный ток h сильнее, чем Оа. Внутреннее сопротивление Ri показывает, насколько изменяется /а при изменении Ua. Греческая буква Д (дельта) говорит о том, что речь идет о небольших изменениях величин Uc, U3 и /а. Параметры лампы можно определить по семейству характеристик (29, а)-по нескольким графикам зависимости /а от Uc, снятых ДЛЯ различных анодных напряжений. Эти графики снимают в идеальных условиях - когда лампа работает без анодной нагрузки. Если же включить нагрузку Ra, то одновременно с /а будет меняться н U3; чем меньше отрицательное напряжение Uc на сетке, тем больше анодный ток, больше напряжение на нагрузке и меньше напряжение на самом аноде. Таким образом, реальная динамическая характеристика как бы объединяет несколько идеальных статистических характеристик н расположена более полого, то есть имеет меньшую крутизну, чем любая из них. Чем больше Ra, тем меньше крутизна динамической характеристики. Именно эту характеристику мы рисуем, когда строим объединенный график для реального усилительного каскада.

30. Для воспроизведения грамзаписей можно построить двухкаскадный усилитель НЧ. Главная задача второго (выходного) каскада - обеспечить достаточную выходную мощность. Для этого служат специальные выходные лампы (второй элемент обозначения - буква П), с довольно большим (десятки миллиампер) анодным током, высокой крутизной и сравнительно небольшим внутренним сопротивлением. Благодаря большому току лампа может создавать достаточно мощную электрическую копию (для распространенных типов ламп - 5-6 0т) входного сигнала. Однако для этого напря-

жение на сетке лампы должно достигать 2-10 в. Ни один из известных нам переводчиков (в частности, звукосниматель) такого напряжения дать не может, и поэтому перед выходным каскадом необходим по крайней мере еще один каскад - усилитель напряжения. Для него используют триоды или пентоды небольшой мощности. Первый каскад усиливает напряжение, полученное от звукоснимателя, в 50-150 раз и обеспечивает достаточно высокую чувствительность усилителя.

Почти все детали схемы 30, 30 должны быть вам знакомы. Среди них вы найдете выходной трансформатор Трв, цепочки смещения Ri Скь Rk2 Ск2, сопротивления утечки сетки с1, Rc2, анодную нагрузку аь блокировочный конденсатор Сэ1 - гасящее сопротивление Raijuin установки необходимой величины (Уэ. Разделительный конденсатор Сс2защищает управляющую сетку Лз от постоянного анодного напряжения н беспрепятственно пропускает усиленный сигнал. Переменное сопротивление Rc\ выполняет роль регулятора громкости. Оно включено как делитель напряжения - на сетку подается часть Напряжения, которое дает звукосниматель Зв. Цепочка Rt Ст образует простейший регулятор тембра. Чем выше движок . тем меньшая часть этого сопротивления включена в цепь, тем большую роль играет конденсатор Ст. Емкость его подобрана так, что Ст замыкает на шасси высшие частоты входного сигнала лампы Л2 и, следовательно, заваливает в этой области частотную характеристику. На низших частотах емкостное сопротивление конденсатора слишком велико, и он мало влияет на частотную характеристику на этом участке.

Рассмотрев схему двухкаскадного усилителя, мы вышли, наконец, на линию старта - копня этой схемы вместе со схемой выпрямителя и указанием данных всех деталей приведена на рис. 44. Здесь же показан один нз вариантов .монтажа усилителя. В усилителе применены силовой и выходной трансформаторы от приемника laquo;Рекорд raquo;,

Усилитель -каким он должен быть?

Для того чтобы сравнивать различные схемы и конструкции уснлител€й, нужно прежде всего точно договориться о том, какие их качества нужно заносить в графу laquo;хорошо raquo;, а какие в графу laquo;плохо raquo;. Но еще раньше нужно сказать несколько слов о тех по: lt;азателях, которые характеризуют работу усилителя (рис. 31).

измгрнгель н laquo;Аинг1тых к искАжений (ИНИ)

*г и

уровень СРОНА (ШУМо amp;)

**** ивюгНОМ

bixif - Выхойиои сигнм (фон) ери отсутствии B*oa raquo;ofo(ijt,-oj

допустимого Кн и

громкости X Цбмх мом

* Увьимм*

СДМЫМ TMirUM jeVKAM

laquo;ом

UlXJJW fMTKrCHveT Н0МИ laquo;4А

иои BwxaiMoii МОЩМОСТН (

(ДА9 o lt;ipe amp;o laquo;HHeii gt;McToTto laquo;)

Ко raquo;}ф laquo;4ф1СНГ ЧАСТОТНЫЕ UCIMIMHUU l( gt;

Puc. 31. Для оценки усилителя нужно знать его основные качественные показатели, в частности, номинальную выходную мощность, соответствующие этой мощности коэффициент нелинейных искажений, чувствительность, полосу воспроизводимых частот, допустимые в этой полосе частотные искажения, уровень фона, динамический диапазон громкости.

На вход усилителя НЧ с микрофона, звукоснимателя, магнитной головки и т. п. подается электрический сигнал - копия звука. Такой же сигнал, но, конечно, более мощный, должен появиться на выходе усилителя. Но, к сожалению, в процессе путешествия по усилителю форма сигнала искажается, несколько изменяется его спектр. Здесь мы встречаем уже знакомые виды искажений: нелинейные, частотные и фазовые. Но если раньше мы говорили об искажении звуковых колебаний, то теперь речь идет об искажении электрического сигнала. С точки зрения конечного результата это одно и то же - электрический сигнал превращается в звук, и все искажения в итоге достаются нашему слуху.

Источники частотных искажений - это реактивные элементы схемы - конденсаторы и катушки. Именно они оказывают разное сопротивление синусоидальным составляющим разных частот (рис. 30, 10, 30, 11) п таким образом нарушают соотношение между этими составляющими (рис..32).

Однако если умело подойти к делу, этот недостаток можно обратить в достоинство. Можно так подобрать реактивные элементы схемы (обычно для этого используют /?С-цепочки), чтобы скомпенсировать частотные искажения в других элементах усилительного тракта. Так, например, если громкоговоритель на какой-то частоте заваливает частотную характеристику на 10 дб, а усилитель на той же частоте дает подъем на 10 дб, то оба вида искажений компенсируют друг друга. Ровная, без завалов, частотная характеристика усилителя - это хорошо. Но еще лучше, если есть возмажность с помощью регуляторов тембра менять эту характеристику в широких пределах и особенно создавать значительный подъем в области высших и низших частот. Усилитель работает laquo;в коллективе raquo;, и мы ценим его не только за высокие laquo;личные raquo; качества, но и за то, что он умеет корректировать недостатки своих laquo;коллег raquo;, в частности громкоговорителя (рис. 33).

К сожалению, с нелинейными искажениями дело обстоит не так. Возникая в различных элементах тракта, они суммируются, и поэтому нужно добиваться, чтобы на каждом участке /Сн. ибыл как можно меньше. В усилителе главные источники нелинейных искажений - это лампы и трансформаторы; их характеристики имеют явно выраженный нелинейный характер (рис. 15 и рис. 30, 21). Принимая ряд мер, удается снизить Кни в рядовых усилителях до 5-7% и в усилителях высшего класса до 1-2 %.

Рост нелинейных искажений ограничивает увеличение мощности усилителя. Как правило, любой усилитель может отдать мощность большую, чем он отдает, но для этого нуж-