Двухтактно-параллельный усилитель НЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности ламповые

 Комментарии к статье

При работе двухтактного каскада в режимах с отсечкой анодного тока в области частот выше 2...3 кГц возникают специфические нелинейные искажения, возрастающие с повышением частоты. Причиной тому является неидеальная магнитная связь (потокосцепление) между половинами первичной обмотки и между каждой половиной первичной обмотки и всей вторичной обмоткой выходного трансформатора. Переходные процессы искажают форму анодного тока ламп, и на осциллограмме анодного тока появляется характерный провал.

В тех же условиях нелинейные искажения в области низших звуковых частот обусловлены индуктивностью первичной обмотки трансформатора и успешно компенсируются глубокой обратной связью. Искажения же на высших частотах обратной связью не компенсируются. Поэтому при проектировании усилителей, работающих в режиме АВ или В, часто идут на компромисс по искажениям на низших и высших частотах либо применяют режим А.

Описываемый усилитель при работе в режиме класса АВ дает без компромисса минимальные искажения на низших частотах вследствие очень хорошей частотной и фазовой характеристик при глубокой обратной связи, а также на высших частотах благодаря сведению до минимума индуктивности рассеяния.

Принципиальная схема двухтактнопараллельного каскада приведена на рис. 1. Отличительной особенностью этого усилителя является параллельное включение ламп относительно общей нагрузки. Выходной трансформатор имеет две первичные обмотки, каждая из которых состоит из двух секций - катодной и анодной, причем катодная и анодная обмотки ламп противоположных плеч намотаны вместе, в два провода, что практически устраняет индуктивность рассеяния. Направления переменного тока в анодных и катодных секциях разных ламп совпадают, и переменное напряжение между ними равно нулю.

Это обстоятельство дает возможность заменить принципиальную схему эквивалентной схемой, изображенной на рис. 2. Из нее видно, что усилитель с двухтактно-параллельным включением ламп охвачен глубокой обратной связью по напряжению при коэффициенте обратной связи = 0,5, так как половина выходного напряжения U2 на нагрузке Zа подается в противофазе к напряжению возбуждения лампы одного плеча U1/2.

Суммарное приведенное сопротивление обеих ламп, работающих на общую нагрузку, равно Ri/(2+ ), где - коэффициент усиления лампы. При условии >>2 это сопротивление оказывается вдвое меньше приведенного сопротивления двухтактного катодного повторителя - 2Ri/(1+ ). Уменьшение приведенного сопротивления двухтактно-параллельного каскада, несмотря на меньшую величину коэффициента обратной связи , объясняется параллельным включением ламп, в то время как в двухтактном катодном повторителе лампы включены последовательно.

и условии, что эквивалентное сопротивление нагрузки много больше приведенного сопротивления ламп, т. е. Za>>Ri/(2+ ), коэффициент усиления двухтактно-параллельного каскада близок к единице.

Глубину обратной связи в таком каскаде можно оценить, сравнивая усиление двухтактно-параллельного и обыкновенного двухтактного каскада. Принимая коэффициент нагрузки для пентода =0,25, для каскада на двух лампах 6ПЗС с выходным сопротивлением Ri=22 кОм и средней крутизной S=6 мА/В определим коэффициент усиления.

K0=SRa=Sa Ri=6.10-3.0,25.22 .103=33

Отсюда глубина обратной связи двухтактно-параллельного каскада

Аос=1+ К0=1+0,5.33=17,5=25 дБ.

Двухтактно-параллельный каскад, используемый в трех- или четырехкаскадном усилителе, может быть охвачен и общей ООС глубиной 10...12 дБ. Таким образом, ООС в оконечном каскаде увеличивается до 35... 37 дБ в широкой полосе частот, значительно улучшая все электроакустические характеристики усилителя.

При охвате последних трех каскадов усилителя общей цепью ООС приведенное сопротивление ламп оконечного каскада становится равным при двух лампах в оконечном каскаде:

Ri oe=Ri/[(2+)(1+ 0K0)],

где 0 - относительная величина, показывающая, какая часть напряжения катодной обмотки вводится в цепь общей обратной связи;

K0 - общий исходный коэффициент усиления каскадов, охваченных общей обратной связью.

Наиболее подходящими лампами для двухтактно-параллельного каскада являются лампы 6ПЗС (аналог 6L6G), так как они дают возможность получить наиболее низкое выходное сопротивление и не требуют очень высокого анодного напряжения. Усилитель с таким оконечным каскадом, собранным на двух лампах 6ПЗС, в режиме АВ отдает в нагрузку мощность до 25 Вт, а на четырех лампах - до 35 Вт.

Для ламп 6ПЗС можно рекомендовать напряжение анод - катод и экранная сетка - катод - 350... 380 В, управляющая сетка - катод - -38... -40 В. Здесь напряжение на экранной сетке превышает указанное в справочниках UС2 max= 300 В, тем не менее на практике лампы 6ПЗС в этом режиме могут работать гораздо дольше гарантийного срока, так как мощность, рассеиваемая при этом на экранной сетке, не превышает допустимую. Смещение в цепи сетки лучше делать фиксированным.

Экранные сетки соединены с анодами ламп противоположного плеча. Таким образом, они получают по отношению к своему катоду постоянное напряжение, равное анодному. По переменному же току присоединение, например, экранной сетки VL1 к аноду VL2 эквивалентно соединению ее с катодом. Резисторы R1, R2, R4, R5, устанавливаемые на ламповых панельках, препятствуют возбуждению каскада на ВЧ.

Для выходного двухтактно-параллельного каскада входное напряжение между управляющими сетками должно быть около 270 В. Переход с предварительного каскада на оконечный (при питании обоих каскадов от общего источника) должен быть трансформаторным, потому что при реостатно-емкостной связи изменение анодного напряжения проявится как изменение смещения и сильно нарушит режим оконечных ламп.

Величину необходимой индуктивности первичной обмотки выходного трансформатора L1 в зависимости от заданных искажений на низшей частоте можно приблизительно определить по формуле (для пентода)

где RH' - пересчитанное в первичную обмотку сопротивление нагрузки в омах, FH - заданная низшая частота в герцах, MH - ослабление сигнала на частоте FH, как отношение коэффициентов усиления на средней и низшей частотах (КCP/КH ), выбирается в пределах 1,05... 1,25 (0,5... 2 дБ).

<Необходимо также делать проверку на величину допустимой магнитной индукции Вмаx . Очень важно низкое омическое сопротивление обмоток, так как если оно окажется больше приведенного сопротивления ламп (для двух ламп 6ПЗС - 90 Oм, для четырех ламп 6ПЗС - 45 Ом), то получится большой проигрыш по выходному сопротивлению./p>

Коэффициент трансформации выбирают таким, чтобы пересчитанное в первичную обмотку сопротивление нагрузки было в 15... 20 раз больше выходного сопротивления ламп. При этом каскад отдает максимальную мощность при малых искажениях. Так, для каскада на двух лампах 6ПЗС (без охвата всего усилителя общей цепью обратной связи) оптимальный коэффициент трансформации

где RH - сопротивление нагрузки, w1 - число витков всей первичной обмотки, w2 - число витков вторичной обмотки.

Для усилителя, охваченного также общей цепью обратной связи,

Междуламповый трансформатор имеет отношение витков первичной и вторичной обмоток 1:1 (обмотки для каждого плеча наматывают в два провода).

Благодаря очень большой глубине ООС двухтактный усилитель с оконечным каскадом по этой схеме при питании накала всех ламп переменным током и при коэффициенте усиления побудь порядка 40 дБ обеспечивает на выходе усилителя уровень помех -75 дБ даже без подбора ламп.

Особенностью двухтактно-параллельного каскада является наличие переменного напряжения НЧ между катодом ламп. Если питание накала ламп обоих плеч осуществляется от общей обмотки, то это напряжение оказывается приложенным между катодом и подогревателем каждой лампы. Практически пиковое напряжение сигнала никогда не превышает максимально допустимое для 6П3С напряжение между катодом и подогревателем, равное 180 В. Однако для многих ламп это напряжение не должно превышать 100 В, и эта проблема решается разделением накальных обмоток трансформатора питания.

Конструкция выходного трансформатора относительно проста. Как обычно принято для двухтактных каскадов, каркас делается из двух секций с перегородкой посередине. Намотка обеих секций производится в одном направлении, но с переворачиванием каркаса после заполнения одной из секций.

Первичные анодная и катодная обмотки наматывают сложенными вместе двумя проводами (их сматывают одновременно с двух катушек), виток к витку. Наиболее подходящей маркой провода является ПЭЛШД, причем для уменьшения индуктивности рассеяния вторичная обмотка размещается между двумя половинами секции первичной обмотки и применяется схема перекрещивания (рис. 3,а). На рис. 3,б показана схема соединений обмоток трансформатора. При отсутствии провода подходящей марки с высоким пробивным напряжением изоляции можно применить провод марки ПЭЛ-1 и обмотку выполнить обычным способом (с раздельными анодными и катодными обмотками).

Экранная обмотка - незамкнутый виток из тонкой медной фольги, соединяемой с общим проводом.

При обычной намотке обмоток трансформаторов индуктивную связь между обмотками целесообразно дополнить емкостной связью. Для этого одноименные концы обмоток соединяют между собой через конденсаторы емкостью 2000...3000 пФ (на напряжение не менее 400 В), последовательно с которыми включают резисторы с небольшим сопротивлением (100...300 Ом).

Качественные показатели УМЗЧ с обычными трансформаторами мало уступают качественным показателям описываемого усилителя, но в области высших частот первый отдает меньшую неискаженную мощность.

Обмотки выходного трансформатора можно также выполнить проводами ПЭЛ-2, ПЭВ-2 и другими аналогичными. При диаметре проводов более 0,15 мм минимальное пробивное напряжение их изоляции составляет не менее 800 В, что вполне достаточно для обеспечения надежной работы трансформатора со спаренными обмотками (намотка в два провода).

Относительно проблемы применения более простой реостатно-емкостной связи между фазоинверсным и выходным каскадами надо заметить, что устранение нестабильности смещения вполне достижимо применением эффективного стабилизатора напряжения.

Рекомендации по охвату общей обратной связью трех и более каскадов в аналогичных усилителях тех лет часто дискредитируют ее эффективность и в нынешнее время. Такую обратную связь целесообразно формировать лишь для двух каскадов усилителя. Впрочем, эти рекомендации были известны и в пятидесятых годах. А вот относительно ламп напомним, что позже появился целый ряд выходных пентодов и лучевых тетродов - 6П14П, 6П36С, 6П42С, 6П45С... Российскими предприятиями также освоено производство новых аналогов зарубежных радиоламп, рекомендуемых для применения в УМЗЧ.

Автор: Б.Минц

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности ламповые.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Преобразование инфракрасного света в изображение 09.05.2021 Исследователи из США представили новое устройство, которое позволяет видеть сквозь смог или туман, а также создавать карту кровеносных сосудов человека. В нем не используются опасные вещества. Устройство обнаруживает часть инфракрасного спектра, который называется коротковолновым светом (длина волны от 1000 до 1400 нанометров), он находится прямо за пределами видимого спектра. Исследователи отмечают, что коротковолновую инфракрасную визуализацию не следует путать с тепловидением - она обнаруживает гораздо более длинные инфракрасные волны, излучаемые телом. Визуализатор освещает объект полностью или его часть коротковолновым инфракрасным светом. Затем он преобразовывает низкоэнергетический инфракрасный свет, который отражается обратно в устройство, превращаясь в короткие и высокоэнергетические волны. Их может обнаружить глаз человека. Новая разработка позволяет видеть сквозь смог и туман. Также она поможет составлять карты кровеносных сосудов человека и одновременный следить за сердечным ритмом без прикосновения к коже человека. Это лишь некоторые из возможностей нового устройства, который разработала группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Устройство формирования изображения состоит из нескольких полупроводниковых слоев, каждый толщиной в сотни нанометров, уложенных друг на друга. Три из этих слоев, каждый из которых состоит из различных органических полимеров, являются ключевыми элементами устройства: фотодетектор, органический светодиод (OLED) и слой, блокирующий электроны. Фотодетекторный слой поглощает коротковолновый инфракрасный свет, а затем генерирует электрический ток. Этот ток поступает на слой OLED, где он преобразуется в видимое изображение. Промежуточный слой, электронно-блокирующий, удерживает слой OLED-дисплея от потери тока. Именно это позволяет устройству получать более четкое изображение.

Другие интересные новости:

▪ Суперсталь по образцу человеческой кости

▪ 64-слойные микросхемы флэш-памяти 3D NAND BiCS 64 ГБ

▪ Интеллектуальная велосипедная фара Garmin

▪ Texas Instruments раскрывает подробности своего 45-нм техпроцесса

▪ Обновлена спецификация NFC

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки. Подборка статей

▪ статья Круговая порука. Крылатое выражение

▪ статья У какого телескопа выше разрешающая способность - радио- или оптического? Подробный ответ

▪ статья Работа на крышкоделательной машине типа КД-3 и т.п.. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Зануление. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Закрывающийся коробок. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026