Экрон - ламповый усилитель с управлением по экранирующим сеткам. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Аудиотехника

 Комментарии к статье

Авторы знакомят читателей с оригинальной схемой двухтактного лампового усилителя, в котором инвертирование фазы в одном из плеч происходит с использованием экранирующей сетки в качестве управляющей. Относительно мощные лампы выходного каскада (6П3С или Г-807) также управляются по экранирующим сеткам. В таком усилителе максимальная выходная мощность достигает20...30 Вт.

Двухтактный усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) относительно прост, практически не требует налаживания и может развивать максимальную выходную мощность до 20...30 Вт на канал. Интересной особенностью усилителя является фазоинвертор, осуществляющий поворот фазы сигнала с управлением по экранирующей сетке. УМЗЧ благодаря линейности характеристик можно использовать для прослушивания и оценки качества музыкальных произведений в домашних и в студийных условиях.

Функциональная схема фазоинвертора на основе тетродов (или пентодов) представлена на рис. 1. На экранирующей сетке лампы VL1 присутствует переменная составляющая усиливаемого сигнала, которую можно использовать для управления другой лампой VL2 по экранирующей сетке, чтобы усиливать и инвертировать сигнал.

Рис. 1. Функциональная схема фазоинвертора на основе тетродов

На рис. 2 показана принципиальная схема одного канала двухтактного УМЗЧ.

Рис. 2. Принципиальная схема одного канала двухтактного УМЗЧ (нажмите для увеличения)

Схема драйверного каскада усилителя мало отличается от традиционных схем этого типа (так называемая структура SRPP, часто выполняемая на одинаковых триодах), с той разницей, что вместо нижних триодов применены пентоды (VL1.1, VL2.1), а их вторые сетки приспособлены к работе в режиме фазоинвертора. Триоды VL1.2 и VL2.2 служат динамически управляемой нагрузкой пентодов. Выходной каскад, как и инвертирующее плечо драйвера, работает с управлением по вторым сеткам, а катоды входных и выходных ламп непосредственно соединены с общим проводом.

Опишем работу каскадов усилителя подробнее. Входной сигнал поступает на управляющую сетку пентода VL1.1 и усиливается им. Вторые сетки пентодов VL1.1 и VL2.1 соединены через резисторы R4 и R5 с плечами фазоинвертора и между собой через конденсатор C3, которые одновременно являются нагрузкой и динамической вольтодобавкой указанных экранирующих сеток. В свою очередь, сигнал с экранирующей сетки пентодной части VL1 поступает через конденсатор C3 на экранирующую сетку пентода VL2.1,усиливается и инвертируется им. Таким образом, конденсатор C3 предназначен как для развязки плеч по постоянному току, так и для нормальной работы пентодов. Катоды пентодов VL1. 1 и VL2.1 соединены с общим проводом (лампы работают с малым сеточным током), это способствует уменьшению фона и шумов усилителя. Сопротивления резисторов R4 и R5 подобраны так, чтобы получить максимальное усиление по напряжению, а сопротивление резисторов R3 и R6 выбрано таким, чтобы обеспечить необходимый ток покоя выходных тетродов VL3 и VL4.

С выхода фазоинвертора сигнал поступает на экранирующие сетки ламп выходного каскада, где постоянная составляющая напряжения имеет такое значение, что не требует дополнительного смещения. Это позволяет отказаться от катодных резисторов и увеличить КПД усилителя. С анодов ламп VL3 и VL4 усиленный по мощности сигнал через выходной трансформатор поступает в нагрузку (громкоговоритель).

Ниже приведены параметры УМЗЧ с лампами 6П3С.

Основные технические характеристики

• Полоса усиливаемых частот по уровню  -3 дБ, Гц.......10...25000
• Коэффициент нелинейных искажений (R_н = 8 Ом, f = 1 кГц), %, при мощности Р = 1 Вт ......0,4
• Р_ном = 12,5 Вт, %.......1,2
• Максимальная мощность, Вт .......20
• Неравномерность АЧХ (по уровню -3 дБ) в полосе частот 20...20000 Гц, дБ .......2
• Чувствительность, В.......0,77
• Уровень шума, дБ.......-82
• На рис. 3 приводится АЧХ предлагаемого усилителя при номинальной мощности Рном = 12,5 Вт.

Рис. 3. АЧХ усилителя

В таблице приведены возможные типы и режимы ламп выходного каскада и достигаемые с ними параметры усилителя.

Таблица

Усилитель фактически не нуждается в налаживании, за исключением случаев, когда выходные тетроды имеют значительный разброс параметров. Тогда, с целью сохранения номинального уровня нелинейных искажений, в небольших пределах подбирают сопротивление резистора R5, добиваясь равномерного ограничения при увеличении входного синусоидального сигнала.

Радиоэлементы усилителя, за исключением блока питания и переменного резистора R1, размещают на печатной плате. Печатная плата УМЗЧ может быть выполнена из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. В усилителе применены ламповые панели для навесного монтажа, которые, как правило, имеют одинаковые установочные размеры, в отличие от ламповых панелей для печатного монтажа. Для лампы Г-807 нет варианта ламповой панели для печатного монтажа.

На рис. 4 и рис. 5 приведены чертежи печатных плат со стороны проводников и радиоэлементов. Малая печатная плата (рис. 4) - размерами 120x120 мм, предназначена для ламп 6П3С; большая - размерами 200x160 мм (рис. 5 - в масштабе М1:2), предназначена для ламп Г807.

Рис. 4. Чертеж печатной платы

Рис. 5. Чертеж печатной платы

На печатной плате площадки для распайки выводов ламповых панелей получили соответствующие обозначения: например, VL1/7 - это седьмой вывод лампы VL1. Ламповые панели устанавливают на плате со стороны печатных проводников. Провода, подходящие к анодам выходных ламп, пропускают через отверстия в печатной плате и припаивают непосредственно к ламповым панелям (или к колпачку на вывод анода). Провода накальной цепи распаивают аналогично, только попарно свивают. Расположение печатных проводников и радиоэлементов, прокладка и распайка проводов позволяют свести к минимуму паразитные емкости и наводки. Отметим, что при соблюдении цоколевки ламп на малую плату можно установить лампы Г-807, а на большую - 6П3С.

В сглаживающих фильтрах каждого канала блока питания УМЗЧ могут быть применены либо дроссели, либо резисторы сопротивлением около 200 Ом (мощностью 10 Вт). Уровень фона низкой частоты зависит от емкости конденсаторов в фильтрах, рекомендуем устанавливать оксидные конденсаторы емкостью 220 мкФ на напряжение 450 В (по два на каждый канал), например, К50-27, ECAP (Epcos).

В конструкции применены постоянные резисторы МЛТ-0,5 с допуском ±10 %, кроме резисторов R4 и R5 (с допуском ±5 %). Конденсаторы в позициях С1 и С4 желательно использовать на номинальное напряжение 400 В, независимо от типа; конденсаторы С2, С5 - пленочные или керамические. Конденсатор С3 - К73-16 на напряжение 160 В.

Выходной трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе от сетевого трансформатора ТСА-70-1 (ПЛ22х32); в нем две катушки. Первичная обмотка I проводом диаметром 0,23 мм в каждой катушке имеет пять секций, соединенных последовательно - всего 1800 витков (в двух слоях каждой секции 360 витков). Вторичная обмотка II в каждой катушке имеет 141 виток проводом диаметром (с изоляцией) 0,35 мм, на каждой катушке - четыре однослойные секции в параллель. Чередование секций обмоток в следующем порядке: I-II-I- II-I-II-I-II-I. Соединение вторичных обмоток - параллельное, фазировка обязательна. Между слоями обмотки - калька 0,05 мм, а между секциями - два слоя кальки.

Для минимизации нелинейных искажений можно предварительно подобрать лампы с одинаковым током покоя. Впрочем, усилитель работает достаточно линейно и без подбора.

Экспериментальная оценка выходного сопротивления предложенного УМЗЧ проводилась на уровне сигнала, близкого к номинальной мощности при сопротивлении нагрузки 16 и 8 Ом. На графике рис. 6 показана частотная зависимость выходного сопротивления усилителя.

Рис. 6. Частотная зависимость выходного сопротивления усилителя

Качество звучания с усилителем оценивалось с использованием АС в закрытых корпусах (от одной до трех полос) с динамическими головками 10ГД-36К, Peerless и др. Наилучший эффект отмечается с АС KEF Calinda английского производства с пассивными излучателями, а также АС с легендарными французскими широкополосными головками Audax. Надо заметить, что АС с фазоинвертором и открытого типа мы не использовали.

Термины "ровность" и "естественность" скорее связаны не с АС, а с линейностью УМЗЧ, которую мы, однако, не возводим в ранг абсолюта, а ищем свои схемотехнические и звуковые компромиссы. Мы использовали управление по экранирующим сеткам, чтобы не подгонять работу управляющих сеток под токовый режим менее "податливых" вторых сеток.

Звучание с УМЗЧ на основе выходных каскадов с управлением по первой сетке субъективно воспринимается некоторыми как более живое и динамичное в сравнении с УМЗЧ с управлением по экранирующим сеткам. Тем не менее достоинством предложенного усилителя является "мониторный", нейтральный характер звука, благодаря которому, как мы надеемся, такая схемотехника может найти свое применение и своих ценителей.

В заключение отметим, что ровность и естественность музыкальной картины, достигаемые с этим УМЗЧ, являются, по нашему мнению, следствием использованного принципа управления анодным током.

Авторы: С. Ахматов, В. Краюшкин, Д. Санников

Смотрите другие статьи раздела Аудиотехника.

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 Шимпанзе видят чужие намерения 11.03.2022 Мы различаем проступки, совершенные намеренно и совершенные по неосторожности или, например, в силу обстоятельств, и к проступкам по неосторожности (или по необходимости) относимся мягче. Точно так же ведут себя и шимпанзе. Немецкие ученые эксперимент, в котором обезьяны должны были отдать человеку некий предмет, а взамен получить угощение. Угощение было двух видов, получше и похуже. В некоторых случаях шимпанзе видели, что у человека есть выбор, что им дать, а в некоторых они видели, что выбора нет, что человек дает только то, что сам может взять. Шимпанзе, как оказалось, вполне способны были отличить собственные плохие намерения людей от силы обстоятельств. Если экспериментатор давал им угощение похуже, хотя вполне мог дать то, что получше, обезьяны в него просто плевали. Если же экспериментатор показывал шимпанзе, что он просто не может дать им что-то более вкусное, они относились к этому с полным пониманием. В другой серии опытов все было сложнее: один человек прятал от другого вкусное угощение, которое тот мог дать обезьянам. Шимпанзе все видели, а экспериментатор, который должен был их угостить, вел себя снова по-разному: он или показывал, что не понимает, что происходит, или давал понять, что знает, что более вкусная еда спрятана. В обоих случаях шимпанзе вели себя так, как если бы их не могли угостить вкусной едой по объективным обстоятельствам. Возможно, для обезьян здесь более важным было то, что человек своими глазами не видел, как прячут угощение: если не видел, то и не может знать, где оно, и мало ли как он себя ведет.

Другие интересные новости:

▪ Из ускорителя - на кухню

▪ 48-слойная 3D NAND-флэш

▪ Алкоголь приводит к раку

▪ Водоблок Phanteks Glacier Radeon VII

▪ Самая яркая звезда

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Айседора Дункан. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое человеческие зубы? Подробный ответ

▪ статья Гипнотизер, иллюзионист, фокусник (артист цирка иллюзионного жанра). Должностная инструкция

▪ статья Барсеточники отдохнут. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Калмыцкие загадки

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025