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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Контроллер NZXT RGB & Fan Controller 19.01.2020 Компания NZXT сообщила о выпуске устройства с описательным названием RGB & Fan Controller, то есть контроллера подсветки RGB и вентиляторов. Доступ к возможностям устройства обеспечивает программа NZXT CAM, которая позволяет настраивать подсветку и профили работы вентиляторов. У контроллера NZXT RGB & Fan Controller есть два канала для RGB-подсветок с поддержкой до 40 индивидуально адресуемых светодиодов в каждом из них, то есть общее число адресуемых светодиодов равно 80. К контроллеру можно подключать светодиодные ленты, элементы подсветки вентиляторов и других компонентов системы. Каналов управления вентиляторами - три. Каждый из них рассчитан на максимальную нагрузку 10 Вт. Размеры контроллера равны 74 x 15 x 64 мм. В корпусе ПК устройство крепится на магните или липучке. Питание подается на разъем SATA, а для управления используется порт USB. Контроллер NZXT RGB & Fan Controller стоит 25 евро. На европейском рынке он должен появиться в начале февраля.

Другие интересные новости:

▪ Эксперименты с негативным временем

▪ Лифт в космос

▪ Монитор с естественной подсветкой

▪ LM46002 - 60V DC-DC регулятор с малым током потребления от TI

▪ Твердотельные накопители Patriot Viper VP4100

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инфракрасная техника. Подборка статей

▪ статья Приподнять завесу тайны. Крылатое выражение

▪ статья Что такое туманность? Подробный ответ

▪ статья Энотера двулетняя. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Доработка расходомера топлива. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Учет электроэнергии. Общие требования. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025