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:

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 Автономные боевые роботы Пентагона 20.06.2013 В рамках пилотной инициативы под названием Autonomous Research Pilot Initiative начата работа по привлечению молодых ученых к процессу создания наземных, воздушных и подводных роботизированных систем с новым уровнем автономии. В настоящее время семь правительственных исследовательских групп уже получили в общей сложности $45 млн. на разработку новых алгоритмов и оборудования, кардинально повышающих самостоятельность боевых роботов. В частности, создаются технологии, которые позволят боевым машинам действовать, как единый рой, непрерывно обмениваясь информацией друг с другом. Благодаря этому, роботы даже с примитивным "мозгом" смогут выполнять сложные задачи, вроде непрерывного наблюдения за регионом, с автоматическим распределением ресурсов внутри роя. Исследователи также планируют улучшить датчики, обеспечивающие автономность, в частности датчики, которые позволяют самостоятельно передвигаться по любой местности и быстро реагировать на изменение обстановки. Основная цель этой программы - дать роботам возможность реагировать на другие движущиеся объекты (цели) в быстро меняющейся среде. Проще говоря, роботы смогут обнаруживать различные объекты и события и реагировать на них совместно или поодиночке. Для этого не всегда нужен мощный искусственный интеллект, например стая рыб движется как единый организм без использования высокоинтеллектуального анализа. Всего будет 7 различных направлений, по которым будут совершенствоваться боевые автономные системы. Пока особое внимание уделяется группе небольших дешевых роботов - это направление американские военные считают наиболее перспективным. Действительно, рой даже самых простых автономных роботов может выполнять довольно широкий круг боевых задач, например "найти данную цель, сопровождать ее, осуществлять целеуказание". К тому же рой дешевых роботов более экономически эффективен, нежели мощные универсальные машины. В то же время, роботы вроде гуманоидного терминатора Atlas, также продолжат совершенствоваться - на них возложат особо сложные и ответственные задачи, с которыми более примитивные машины не могут справиться. В ближайшие годы роботы начнут доминировать на поле боя не с помощью высокотехнологичных гуманоидных терминаторов, а благодаря роям небольших БПЛА и наземных машин, которые будут быстро обнаруживать цель, поражать ее миниатюрными боеприпасами или давать целеуказание артиллерии и авиации. Другие направления инициативы Autonomous Research Pilot Initiative включают создание систем восприятия окружающей среды, систем автоматического вождения бронетехники, быстрого обнаружения и захвата цели.

Другие интересные новости:

▪ Чем опасен плюшевый мишка

▪ Воспитание собаки похоже на воспитание ребенка

▪ Динозавров пора сокращать

▪ Android признали самой опасной мобильной ОС

▪ Электрогиперкар Pininfarina Battista

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Строителю, домашнему мастеру. Подборка статей

▪ статья Знать зверя по когтям. Крылатое выражение

▪ статья Какие японские искусства родились в Китае? Подробный ответ

▪ статья Работа на вязальных станках типа МВ-3 и т.п.. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Калибратор осциллографа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Экстракция водой красящих веществ кофе и цикория. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026