Лампово-полупроводниковый УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности ламповые

 Комментарии к статье

В ряде статей на страницах журналов, посвященных аудиотехнике, часто обсуждается вопрос: что для усилителей лучше - лампы или транзисторы? При этом описываются как конструкции ламповых (в которых и выпрямители иногда выполнены на кенотронах), так и транзисторных УМЗЧ. Редакция решила познакомить читателей с кратким описанием особенностей комбинированного УМЗЧ, выполненного на усилительных приборах разных поколений: лампах, транзисторах, интегральных микросхемах.

Параметры комбинированного усилителя весьма необычны для ламповых УМЗЧ. Достаточно указать, что для двухтактного трансформаторного УМЗЧ на двух выходных пентодах EL84 достигнута выходная мощность 32 Вт с полосой полной мощности 5...55 000 Гц (на уровне -3 дБ). Коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц при выходной мощности 20 Вт не превышает 0,07%. Выходное сопротивление усилителя составляет 0,6 Ом. Каким же образом достигнуты такие параметры, если устройство (рис. 1) содержит, кроме выходных ламп, лишь два высоковольтных транзистора и пару операционных усилителей?

(нажмите для увеличения)

В отличие от транзисторных усилителей мощности, ламповым УМЗЧ необходим выходной согласующий трансформатор, оптимизирующий нагрузочную характеристику ламп для получения максимальной выходной мощности. При этом сопротивление громкоговорителя трансформируется в нагрузочное сопротивление ламп.

Применение трансформатора неизбежно ограничивает полосу эффективно усиливаемых частот, причем низкочастотная граница АЧХ обусловлена фильтром ВЧ, образованным выходным сопротивлением ламп каскада и индуктивностью первичной обмотки, шунтирующей нагрузку. Высокочастотная граница определена фильтром НЧ, состоящим из того же выходного сопротивления и паразитной индуктивности рассеяния первичной и вторичной обмоток, что также приводит к уменьшению сигналов в нагрузке. Следовательно, чем меньше выходное сопротивление ламп каскада, тем шире диапазон пропускаемых частот сигнала.

Отрицательная обратная связь (ООС), применяемая для уменьшения гармонических и частотных искажений как ламп, так и трансформаторов, в таких каскадах имеет ограниченное применение из-за сложной фазовой характеристики трансформатора. Фазовые сдвиги, образуемые его паразитными индуктивностями рассеяния и емкостями обмоток, а отчасти и проходной емкостью самих ламп, приводят к тому, что на высоких частотах связь становится положительной и возникает ухудшение параметров или даже самовозбуждение. Для получения широкой полосы частот, кроме применения высококачественного трансформатора, необходимо снизить выходное сопротивление ламп. Этого можно достичь параллельным включением ламп, использованием ламповых триодов (или многосеточных ламп, включенных триодом). Применение ламп в режиме катодного повторителя очень не экономично ввиду низкого коэффициента передачи по напряжению (меньше единицы).

Оптимальным путем снижения выходного сопротивления ламп является применение в каскаде параллельной отрицательной обратной связи по напряжению, образующей источник напряжения, управляемый током (в отечественной литературе используется аббревиатура ИНУТ - ред.), а в качестве источника сигнала для него целесообразно применять эффективный в этом режиме транзисторный каскад в виде источника тока, управляемого напряжением (ИТУН). Таким устройством является каскад на транзисторе (Tri, Tr2), управляемый операционным усилителем (A1, А2) с охватом их общей последовательной обратной связью по току. В результате без общей обратной связи получена высокая линейность и значительно снижено выходное сопротивление ламп: приведенное к вторичной обмотке, оно составляет 0,6 Ом! Противофазность управления двухтактного лампового каскада достигается использованием сигнала обратной связи для возбуждения другого плеча усилителя, выполненного с инверсией фазы сигнала.

Благодаря полной симметрии плеч усилитель малочувствителен к пульсациям питающих напряжений, поэтому ОУ питаются от однополупериодных выпрямителей: схема блока питания усилителя показана на рис. 2. Здесь напряжение для этих выпрямителей (D1C7, D2C8) получают от двух шестивольтовых обмоток трансформатора питания для ламповой аппаратуры. Анодная обмотка этого трансформатора должна обеспечивать напряжение около 280 В.

(нажмите для увеличения)

В конструкции УМЗЧ использован согласующий выходной трансформатор с коэффициентом трансформации 20:1, индуктивность его первичной обмотки не менее 8 Гн при индуктивности рассеяния не более 10 мГн. Допустимые отклонения номиналов резисторов - не более ±1%, мощность резисторов, если она не обозначена на схеме, - 0,5 Вт.

Примечание редакции. В этом комбинированном УМЗЧ, как и во многих транзисторных усилителях, выходной каскад охвачен достаточно глубокой обратной связью по напряжению, поэтому при перегрузке выходного каскада отсечка сигнала сравнительно резкая, она дает гармоники более высокого порядка, чем в ламповых усилителях без обратной связи. Кроме того, если при перегрузке появляется сеточный ток лампы выходного каскада, он приводит к перезарядке разделительного конденсатора (C1, С2) в цепи сетки и, следовательно, к динамической нелинейности. Лучшими решениями этой проблемы могут быть исключение разделительного конденсатора и обеспечение режима лампы по постоянному току соответствующим смещением рабочих напряжений транзисторной части усилителя.

Недостатком предложенного варианта схемы является применение оксидного конденсатора, которому необходимо поляризующее напряжение. В этом случае поляризация достигается разделением сопротивления резистора R11 на две половины и встречно-последовательным включением (с общим минусом) двух одинаковых конденсаторов удвоенной емкости (С4) с подсоединением этой общей обкладки к шине питания -Ve через резистор сопротивлением несколько сотен килоом.

В конструкции УМЗЧ можно использовать отечественные элементы: лампы 6П14П, диоды КД226Г, КД226Д (для моста BR1), конденсаторы C1, С2 - К73-17, К78-2, С3, С4 - К50-16, К50-35 или оксидно-полупроводниковые (для С4 - например. К53-18). Транзисторы 2SC2547E заменимы на КТ605А, КТ605Б. КТ604, КТ969. Микросхемы ОУ TL072 допустимо заменить отечественными К140УД25, К140УД26, К140УД18, К544УД1 с любым буквенным индексом.

Резисторы - МЛТ соответствующей мощности. Из-за значительной величины напряжения на резисторах R7, R8 сопротивление 220 кОм получают последовательным соединением двух резисторов сопротивлением по 110 кОм (МЛТ-0,5).

Литература

"Electronics Word + Wireless Word", 1995,№ 10, p. 856

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности ламповые.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Зафиксирован луч гигантского космического взрыва 12.08.2024 Астрономы зафиксировали уникальное космическое явление - гамма-всплеск, который по своей мощности превосходит все известные взрывы во Вселенной со времен Большого взрыва. Этот гамма-всплеск, названный BOAT (Brightest Of All Time - "Самый яркий за все время"), произошел на расстоянии в миллиарды световых лет от Земли и стал объектом интенсивного изучения со стороны ученых. Гамма-всплеск BOAT оказался настолько мощным, что его энергетический выброс сравним с тем количеством энергии, которое наше Солнце произведет за весь срок своего существования. Это событие было зафиксировано несколькими космическими телескопами, включая обсерваторию Ферми и телескоп Swift, что позволило астрономам получить бесценные данные о природе таких мощных космических явлений. Гамма-всплески представляют собой самые яркие и энергичные взрывы во Вселенной. Они возникают при катастрофических событиях, таких как коллапс массивных звезд, ведущий к образованию черных дыр, или слияние нейтронных звезд. Гамма-всплеск BOAT предоставляет ученым возможность более глубоко исследовать процессы, происходящие в такие моменты, и понять механизмы, лежащие в основе столь мощных взрывов. Фиксация такого мощного гамма-всплеска имеет важное значение для изучения эволюции Вселенной. Это событие открывает новые горизонты в понимании того, как происходят самые разрушительные явления в космосе и какие процессы сопутствуют образованию черных дыр и других экзотических объектов. Ученые надеются, что анализ данных, собранных в ходе наблюдений за BOAT, поможет уточнить текущие модели развития Вселенной. Несмотря на огромное расстояние, на котором произошел этот взрыв, излучение от него было столь сильным, что его смогли зафиксировать с Земли. Это говорит о невероятной энергии, высвобожденной при этом событии, и подчеркивает масштабы процессов, происходящих в далеких уголках космоса. Гамма-всплеск BOAT стал важным объектом для дальнейших научных исследований. Его уникальные характеристики могут привести к пересмотру некоторых аспектов современных астрофизических теорий и помочь в разработке новых моделей, объясняющих такие мощные явления. Этот случай также показывает, насколько важно развивать и совершенствовать методы наблюдения за космосом, чтобы продолжать открывать и изучать столь редкие и значимые события. Открытие гамма-всплеска BOAT является значительным шагом в исследовании космоса и эволюции Вселенной. Этот рекордный взрыв подтверждает, что даже на самых дальних рубежах Вселенной происходят события, способные пролить свет на фундаментальные процессы, определяющие ее структуру и динамику.

Другие интересные новости:

▪ Виртуальная реальность как успокаивающее во время операции

▪ Ионно-оптический квантовый микроскоп видит отдельные атомы

▪ Принудительное торможение автомобилей

▪ Производство метанола при комнатной температуре

▪ Искусство зародилось в Африке

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Защита электроаппаратуры. Подборка статей

▪ статья Лекок. Крылатое выражение

▪ статья Почему автомобили скорой помощи называют каретами? Подробный ответ

▪ статья Хранение и эксплуатация газовых баллонов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Корректор угла опережения зажигания для автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Превращение чемодана в стол. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026