Это интересно

9. Проблемы АРУ
    9.1. Проблема N 1: регулирующий элемент
    Без цепей автоматической регулировки усиления (АРУ) трудно себе представить радиоприемник. Но каскад с изменяющимся коэффициентом передачи - это не так просто, как может показаться: серьезные ограничения накладываются возможностью появления искажений при сильном сигнале. Здесь мы впервые сталкиваемся с проблемой передачи сигналов большого уровня, чем будем заниматься теперь уж до конца.
    В подавляющем большинстве случаев в ламповых приемниках используется АРУ, действующая по принципу выпрямления колебаний с выхода радиотракта и подачи полученного регулирующего напряжения на запирание ламп усилительных каскадов, как это видно, например, по фрагменту схемы приемника "Рекорд-53".
    Следует хорошо осознать, что подобные системы АРУ обладают принципиальным недостатком: при максимальном сигнале на входе - ток ламп наименьший! Это ограничивает диапазон регулирования. Попробуем разобраться на примере, в чем тут дело.
    Пусть выходной лампой усилителя промежуточной частоты является обычный пентод 6Ж3П. При напряжении на управляющей сетке минус 4 В он практически заперт, эту величину и можно считать максимальным уровнем регулирующего напряжения.
    Для простоты пренебрегая потерей напряжения на диоде - выпрямителе АРУ, считаем, что и максимальная амплитуда сигнала на выходе УПЧ примерно 4 В.
    Допустим, что сопротивление нагрузки каскада (резонансное сопротивление контура) - 20 кОм. При идеальной работе АРУ амплитуда тока сигнала должна быть постоянной и равной 4/20 = 0,2 мА.
    Общий принцип для каскадов, работающих с большими сигналами, состоит в том, что постоянная составляющая анодного тока должна быть всегда больше, чем амплитуда переменной составляющей.
    Итак, во избежание искажений, постоянная составляющая анодного тока регулируемой 6Ж3П должна непременно оставаться больше 0,2 мА; ограничим ее величиной, к примеру, 0,26 мА.
    Ток 6Ж3П в рабочей точке (максимальное усиление) равен 7 мА, диапазон изменения токов при регулировании: 7/0,26 = 27.
    Тогда диапазон изменения крутизны лампы: . Он же будет и диапазоном регулировки усиления. Как, всего-навсего?
    Выходит, что наш регулятор способен скомпенсировать лишь трехкратное изменение уровня сигнала, а иначе - неизбежны искажения.
    9.2. Так для чего нужны пентоды "К"?
    В книге, не так давно вышедшей, можно прочесть довольно странные разъяснения по вопросу, приведенному в заголовке. Допускаю, кто-то все же понял, что хотел донести известный автор... Но если кто остался в недоумении - теперь, после разобранного примера, уже догадывается, в чем дело.
    А дело в том (и наш простенький расчет ясно показал), что пределы регулирования зависят от формы характеристики регулирующего активного элемента! Потому в лампах типа "варимю" (которые называют также лампами с удлиненной характеристикой), предназначенных для регулирования, характеристику деформируют, делая ее близкой к экспоненциальной.
    Действительно, для экспоненты крутизна (производная) пропорциональна току, а значит, диапазон регулирования будет в точности равен допустимому диапазону изменения тока. В рассмотренном выше примере - он был бы равен 27 вместо 3. Разница убедительная!
    Тем не менее, и такой диапазон регулирования кажется недостаточным.
    9.3. Многокаскадное регулирование
    Очевидна идея: регулировать несколько последовательных каскадов, если диапазон неискаженного регулирования для одного недостаточен: общий коэффициент регулирования, как ожидается, получится перемножением частных. Собственно, для трактов радиоприемников это - традиционное решение: вместо одного управляемого каскада использовать несколько (быть может, с меньшим усилением в каждом).
    Секрет выигрыша в том, что для первого каскада мы теперь не требуем неизменности сигнального тока (на помощь придут последующие каскады), а значит, его постоянный ток при максимальном входном сигнале больше, чем был бы в однокаскадном регуляторе, налицо запас. Динамический диапазон тракта действительно может быть этим решением расширен.
    9.4. Критика "гениальных" идей
    Нельзя мимоходом не остановиться на бредовых идеях, которые мелькали в литературе, и теперь, попавшись кому-то на глаза, вполне могут дезориентировать.
    Речь идет об использовании в регулируемых каскадах обычных пентодов с "короткой" характеристикой, которые путем особого включения превращаются почти что в "варимю".
    Рассмотрим пентодный каскад, где заданное напряжение на второй сетке обеспечивается последовательным гасящим резистором. При запирании лампы напряжением АРУ - снижается общий ток катода, а значит, и второй сетки. Напряжение на ней растет, анодно-сеточная характеристика смещается влево, тормозя падение тока. Чем не "удлинение" характеристики без использования ламп типа "К"?
    На самом деле никакой деформации характеристики для усиливаемого сигнала (а именно это и требуется) здесь нет. А описываемый эффект отражает лишь снижение коэффициента передачи петли регулирования. Что является недостатком, а не достоинством.
    Аналогичное влияние приписывают резистору автосмещения в катоде: запирание лампы напряжением АРУ сопровождается уменьшением автосмещения, что эквивалентно "удлинению" характеристики...
    В действительности, если этот резистор заблокирован конденсатором, то он не оказывает влияния на характеристику для сигнала. А если нет, то он просто препятствует регулированию, стабилизируя усиление. Впрочем, когда лампа почти заперта (самый опасный случай), этот резистор вообще ни на что не влияет.
    9.5. Управление токораспределением
    Возможен и альтернативный способ регулирования усиления: подачей управляющего напряжения на третью сетку. Из-за того, что управление здесь осуществляется токораспределением, предельный уровень сигнала связан с током лампы в номинальном режиме, из которого она, по сути, и не выходит. Диапазон регулирования получается значительно больше (максимальный входной сигнал определяется попросту раствором характеристики лампы).
    Однако тут приходится иметь в виду, что в предельном случае весь ток лампы будет восприниматься экранной сеткой. Значит, надо заботиться, чтобы не был превышен допустимый ток этой сетки и допустимая рассеиваемая мощность на ней. Желательно, разумеется, питать сетки от отдельного источника с низким внутренним сопротивлением.
    Регулирование токораспределения встречается чаще, чем думают: именно оно реализуется в частотопреобразовательных гептодах, таких как 6А7, где напряжение АРУ подается как раз на третью сетку. И, к примеру, в приемнике "Звезда-54" никакой другой цепи регулирования вообще не предусмотрено. В подобном режиме применимы и пентоды с двойным управлением.
    9.6. Проблема N 2: петля регулирования
    До сих пор мы рассматривали проблемы регулирующих элементов, с которыми связаны пределы неискаженного регулирования сильных сигналов. Но не менее важны вопросы реализации петли регулирования, определяющие стабильность выходного напряжения при изменении входного.
    В этом отношении недостаток простейшей АРУ тот, что в ней регулирующее напряжение и амплитуда выходного сигнала - это, в сущности, одно и то же.
    Для эффективного управления лампой 6К4П, например, отрицательное напряжение смещения должно изменяться от UC = 0,7 В до UCmax = 25-30 В, значит, в этих же пределах (до 32 дБ) будет изменяться полезный сигнал на выходе детектора... Для высококлассных радиоприемников это недопустимо много.
    Далее...

Информация

Принципы схемотехники электронных ламп

ЧАСТЬ 6

11. Тетродные усилители мощности

11.1. Энергетика для режима А

Пусть трансформаторный оконечный каскад потребляет в режиме покоя анодный ток I_A, напряжение анодного питания Е_А. Мощность, потребляемая от источника питания: P₀ = E_AI_A. Практически вся эта мощность рассеивается анодом лампы.

В режиме усиления сигнала каскад отдает полезную мощность P_ВЫХ = u_Ai_A/2, где, напомним, u_A и i_A - амплитуды напряжения и тока. Средний ток, потребляемый от источника питания (а значит, и мощность), при этом не изменяется, а мощность, рассеиваемая на аноде, снижается на величину Р_ВЫХ.

Эти элементарные соотношения надо помнить.

11.2. Нужно ли "согласование" с нагрузкой?

Возможно, не каждый поймет, почему поставлен в кавычки столь привычный термин. Многие ведь так и уверены, что выходные трансформаторы следует рассчитывать исходя из критерия согласования сопротивлений, ведь, "как всем известно", это обеспечивает наилучшую отдачу мощности в нагрузку.

Покажем, что это не так, на примере расчета оконечного каскада на лампе 6П6С для получения скромной выходной мощности 1 Вт. Примем сопротивление акустической системы 8 Ом. Внутреннее сопротивление лампы 6П6С по паспорту - 52 кОм, оно же соответствует выходному сопротивлению каскада. Соотношение сопротивлений источника и нагрузки - 6500:1.

Трансформатор преобразует сопротивления в соответствии с квадратом коэффициента трансформации. Исходя из критерия согласования сопротивлений, соотношение числа витков должно быть взято 80,6:1.

Очевидно, что выходная мощность 1 Вт при 8-омной нагрузке отвечает следующему: u_H = 4 B, i_H = 0,5 A. С учетом коэффициента трансформации, получаем для амплитуд в анодной цепи: u_А = 322 B, i_А = 6,2 мA.

Но столь высокую амплитуду напряжения - 322 В - получить с каскада на 6П6С не удастся! Допустим, что напряжение анодного питания - 250 В, полезная амплитуда, скажем, 190 В, ток - 190/52 = 3,65 мА. Реальная выходная мощность при "правильном" согласовании получается всего 0,34 Вт...

Позорный результат, учитывая, что лампа 6П6С способна отдать во много раз большую мощность. А теперь разберемся, как правильно подходить к расчету.

11.3. Остаточное напряжение

На семействе анодных характеристик 6П6C выберем характеристику, соответствующую U_C = 0, и отметим на ней точку, левее которой кривая начинает заметно спадать (к примеру, т. А на рисунке). Соответствующее анодное напряжение называют остаточным, в данном случае - U_OCT = 60 B. Ему соответствует максимальное значение анодного тока: I_Amax = 97 мА.

При напряжении питания Е_А = 250 В выберем ток покоя. Для чего отметим характеристику, соответствующую уже весьма малым токам анода, пусть она будет для U_C = - 20 B. Предельный размах колебаний на сетке (удвоенная амплитуда) - от 0 до минус 20 В, оптимальное смещение должно быть посередине этого диапазона (U_CМ = - 10 B), ток покоя I_A = 57 мА, получили точку Б, соответствующую режиму покоя.

11.4. Рассчитываем мощность

Проведем прямую через А и Б, она и будет оптимальной нагрузочной прямой.

В отличие от резистивного усилителя, здесь в режиме покоя к аноду лампы приложено практически полное напряжения питания, а при подаче сигнала - анодный потенциал будет колебаться относительно этого значения.

Наклон нагрузочной прямой соответствует сопротивлению нагрузки, приведенному к первичной цепи трансформатора, его нетрудно вычислить: . Заметьте: вдесятеро меньше, чем по критерию "согласования"!

Оптимальный коэффициент трансформации: . Амплитуды токов и напряжений для выходной мощности 1 Вт, пересчитанные через коэффициент трансформации: u_A = 96 B, i_A = 20,8 мА.

В принципе, лампа может отдать и большую мощность. Максимальную амплитуду анодного напряжения можно оценить как Е_А - U_OCT = 190 B, тока анода - как I_Amax - I_A = 40 мА. Это даст выходную мощность 3,8 Вт.

11.5. Допустимые значения

Проведенный расчет нельзя считать законченным: надо убедиться, что не превышены предельно допустимые значения для выбранной лампы.

1) Убеждаемся, что не превышена максимально допустимая мощность, рассеиваемая на аноде в режиме покоя. У нас P₀ = E_AI_A = 250 · 0,057 = 14,2 Вт, что превышает допустимые 13,2 Вт для 6П6C. Значит, следует увеличить отрицательное смещение, немного снизив ток покоя (например, до 50 мА). Напомним, что в режиме максимального сигнала мощность, рассеиваемая на аноде, только уменьшится.

2) Убеждаемся, что не превышен максимально допустимый ток анода. У нас пиковый ток: I_Amax = 97 мА. В данных на 6П6C приведен максимальный ток эмиссии катода - 100 мА. Ток катода складывается из токов анода и второй сетки (7,5 мА по паспорту). Превышение? Но если мы снизим ток покоя, то, пожалуй, и тут будет в норме.

3) Убеждаемся, что не превышено максимально допустимое напряжение на аноде. Для выходной мощности 1 Вт это E_A + u_A = 250 + 96 = 346 B, что меньше допустимого для лампы (350 В). Однако на практике и превышение допустимого анодного напряжения в пике - не считают большой бедой, такое превышение имеет место во многих промышленных разработках.

11.6. Выходное сопротивление

В обычном усилительном каскаде выходное сопротивление с анода равно R_i, а с выхода вторичной обмотки трансформатора - R_i / n².

Однако не стоит забывать две вещи.

1) Внутреннее сопротивление лампы R_i не является постоянной величиной, ведь оно обратно пропорционально крутизне, и значит, зависит от тока. По анодным характеристикам это отлично видно.

2) Если в катоде включен резистор ООС (автосмещения, не зашунтированный конденсатором), выходное сопротивление возрастет, как указывалось ранее.

А к чему следует стремиться для оконечного каскада низкочастотного усилителя? По теории, обеспечение постоянного звукового давления на всех частотах диапазона требует питания звуковой катушки неизменным током. Отсюда выходное сопротивление желательно иметь как можно выше. Именно в таком режиме и работают обычно оконечные каскады на тетродах и пентодах.

Однако в современной аудиотехнике принято, чтобы, наоборот, выходное сопротивление на клеммах усилителя было значительно меньше сопротивления подключаемой нагрузки.

Во-первых, это обеспечивает эффективное электрическое демпфирование подвижной системы громкоговорителей.

Во-вторых, современная многополосная акустика с разделительными фильтрами конструируется именно под такой режим питания.

Между прочим, сочетание усилителя с низким выходным сопротивлением и трансформатора имеет свои минусы. Этот вопрос нам еще предстоит не раз обсуждать.

11.7. Параллельное включение ламп

Обычно его используют, когда требуется увеличить выходную мощность каскада, реже - чтобы снизить выходное сопротивление. Расчеты здесь очень просты: выходная и потребляемая мощности увеличиваются соответственно числу запараллеленных ламп, но только при условии, что и сопротивление нагрузки будет уменьшено во столько же раз. На практике, при том же самом сопротивлении нагрузки, потребуется соответственно пересчитать коэффициент трансформации: например, при запараллеливании двух ламп - число витков первичной обмотки снижается на 30%.

 Между прочим, запараллеливание ламп (если оно имеет целью повысить мощность) не приведет к снижению выходного сопротивления усилителя. А если, наоборот, ставится цель снизить выходное сопротивление (трансформатор тогда не пересчитывается), то увеличения мощности не будет.

11.8. Катодный повторитель и реактивный ток

Время от времени реанимируется идея поставить оконечный каскад низкочастотного усилителя в конфигурацию катодного повторителя - ведь это, казалось бы, должно обеспечить низкое выходное сопротивление и заодно малые искажения.

И каждый раз реализация идеи разочаровывает, а почему - разобраться будет интересно. Хотя первая причина очевидна: требуется очень высокое напряжение раскачки на сетке, амплитуда его должна приближаться к напряжению анодного питания выходного каскада. А иначе - выходная мощность получится крайне низкой. Реально этого можно достичь, пожалуй, только если после предоконечного каскада поставить повышающий трансформатор.

Интереснее рассмотреть другую проблему повторителя с трансформатором на выходе - появление специфических искажений в нижней части диапазона усиливаемых частот.

Первичную обмотку выходного трансформатора можно рассматривать как эквивалент параллельного соединения: трансформированного сопротивления нагрузки и индуктивности обмотки.

При уменьшении частоты - индуктивный ток (сдвинутый по фазе относительно тока через активную нагрузку) нарастает, и, наконец, нарушается условие режима А для результирующего тока - возникает отсечка. Здесь проявляется неспособность схемы с ООС (каковой является катодный повторитель), да и вообще схемы с низким выходным сопротивлением - плавно снизить усиление при уменьшении модуля полного сопротивления нагрузки. Так, как это происходит в тетроде с анодной нагрузкой.

Вот хорошая иллюстрация поведения линейных схем с отрицательными обратными связями: на границах своих возможностей они выходят из линейного режима. Нам еще предстоит рассмотреть это детальнее. Кстати, там же будет развеяна ходячая иллюзия о том, что низкое выходное сопротивление оконечного повторителя позволяет подключать к нему нагрузку с меньшим сопротивлением.

12. Триодные усилители мощности

12.1. Проблема остаточного напряжения

Оконечные усилители на триодах стали особенно актуальными применительно к ламповому Hi-End. Этому есть ряд причин.

1) В общем, с триодами можно получить меньшие искажения сигнала - за счет эффекта "динамической характеристики".

2) Невысокое внутреннее сопротивление триодов обеспечивает и низкое выходное сопротивление усилителя, что считается преимуществом.

Однако обращение к триодам возвращает проблему, о которой (с распространением тетродов и пентодов) на время подзабыли. Имеется в виду плохой КПД триодного усилителя, вызванный трудностью получения низкого остаточного напряжения на аноде.

Рисунок представляет характеристики лучевого тетрода 6П6С уже в триодном включении (экранная сетка соединена с анодом). Для напряжения питания Е_А = 250 В и I_A = 50 мА построена нагрузочная характеристика, соответствующая сопротивлению 4,75 кОм.

Мы видим, что напряжение анода никак не может снизиться менее 170 В, значит, максимальная неискаженная амплитуда анодного напряжения будет всего 80 В, выходная мощность 0,67 Вт. Это значительно меньше, чем в тетродном включении.

12.2. Что нам делать с триодом?

Проблема триодного усилителя в общем-то не является неразрешимой. Имеется даже несколько путей борьбы с указанным недостатком. Кто-то заметит: много способов, это наверняка означает - ни одного надежного, и будет, конечно, прав.

Самый первый способ, он же и самый простой: смириться с тем, что есть. В идеологии Hi-End энергетический КПД - это еще не самое важное. Не хватает мощности - значит, выбрать более мощную лампу, или соединить несколько в параллель.

Впрочем, рассмотрим другие пути.

12.3. Работа с токами сетки

Наши оценки свойств триодных усилителей исходили из недопустимости подачи на управляющую сетку положительных напряжений, но это совсем не догма. Если мы приведем полное семейство анодных характеристик триода, с учетом и положительных U_C, то увидим, что они даже лучше, чем характеристики пентода, подходят для получения высоких выходных мощностей.

Ламповые усилители мощности с рекордно высоким КПД - это двухтактные триодные усилители класса В₂ (двойка означает работу с сеточными токами). Как раз для подобного применения выпускались мощные "правые" триоды, такие как 6Н7С. Их основная рабочая область соответствовала положительным напряжениям на сетке; как правило, они работали вообще без сеточного смещения. Но возможен и режим А₂ (с "левыми" лампами).

Все бы хорошо... Но заход в область U_C > 0 означает фактически внесение нелинейного элемента (диода) во входную цепь, что никак не способствует неискаженному усилению. Во всяком случае, нужен достаточно мощный драйвер с низким выходным сопротивлением.

Приходится внимательно прорабатывать связь оконечного каскада с драйвером. Емкостная связь не годится из-за эффекта сеточного автосмещения. Нужна трансформаторная связь, но при этом не стоит забывать об эффекте обратного автосмещения. Возможна и непосредственная связь сетки с анодом предыдущего каскада.

12.4. Фокус высокого напряжения

Высокого КПД в принципе можно достичь с триодами и другим путем: если работать при высоком анодном напряжении (пусть и небольшом токе). Подобное решение применяли в модуляторах мощных передатчиков. При этом:

1) за счет работы с пологой нагрузочной прямой понижается остаточный потенциал анода;

2) остаточный потенциал будет сравнительно невелик на фоне высоких уровней анодных напряжений.

Способ эффективен, но реально вряд ли применим. Во-первых, из-за практического отсутствия подходящих триодов. Во-вторых, по причине понятных сложностей при конструировании высоковольтной аппаратуры.

12.5. Триоды с редкой сеткой

Тем не менее, можно сохранить полезное зерно предыдущей идеи, если просто масштабно преобразовать задачу: при более привычных уровнях напряжений - сжать влево анодные характеристики ламп. Тогда мы приходим к особого вида триодам.

Этот класс триодов, за счет редкой навивки сетки, характеризуется очень низким показателем µ (от 2 до 5) и пропорционально низким внутренним сопротивлением, составляющим десятки-сотни Ом. Рисунок представляет характеристики одного из триодов этого класса - 6С19П. При нагрузочной прямой, соответствующей 4,75 кОм, и питании анода 250 В, остаточное напряжение, как видим, весьма низко: примерно 40 вольт.

Помимо высокого КПД, здесь достигается очень низкое выходное сопротивление усилителя, вот еще один плюс. А работа на эквивалентную нагрузку, во много раз превышающую R_i, обеспечивает высокую линейность.

Но есть и недостаток: малое µ требует подачи большой амплитуды колебаний на сетку. По характеристикам видно, что для раскачки лампы 6С19П потребуется порядка 100 В. Опять трудности с драйвером: он должен быть способен отдать неискаженные колебания очень большого уровня.

Триоды, о которых идет речь, изначально выпускались для электронных стабилизаторов (где существует та же самая проблема: пропустить большой ток при малом падении напряжения). Однако ряд типов ламп нашли свое настоящее признание именно в применении для аудиоусилителей: таковы отечественная 6С4С и получившая сейчас особую популярность зарубежная 300В.

12.6. Снова проблема реактивного тока

Да, снова она... Ведь триод, как мы неоднократно напоминали, обладает внутренней отрицательной обратной связью, а тем более - триод со сверхнизким µ. Это значит, надо ждать сюрпризов.

Вспомним эффект подключения внешней нагрузки к триодному драйверу, когда перекос нагрузочной прямой приводил (при прежнем напряжении) к появлению ограничения полезного сигнала. Но ведь примерно то же самое будет в триодном трансформаторном каскаде - при понижении частоты передаваемого сигнала, когда реактивное сопротивление обмотки стремится к нулю. На предыдущем рисунке представьте, что нагрузочная прямая начала поворачиваться вокруг рабочей точки, соответствующей режиму покоя, вставая дыбом: результат вполне предсказуем.

Выходом может быть только фильтрация, снижающая в тракте уровень низкочастотных составляющих прежде, чем их начнет ограничивать триод совместно с трансформатором.

12.7. Строим триодные характеристики

Поскольку выбор мощных триодов невелик, нередко в качестве оконечного триода применяют тетрод в триодном включении, соединяя экранную сетку с анодом. Однако характеристики лампы в таком применении редко бывают доступны.

Тем не менее, триодные анодно-сеточные характеристики можно приблизительно построить по имеющимся тетродным. На рисунке за основу взяты уже знакомые характеристики лампы 6П6С, приводимые в документации для U_C2 = 250 В. Ясно как белый день, что их точки, соответствующие U_А = U_C2 = 250 В, будут принадлежать одновременно как пентодным, так и триодным характеристикам. Отметьте эти точки.

Дальше все просто. Проведите первую прямую через точку, соответствующую U_C = 0, и начало координат (левая штриховая линия). Проведите параллельно ей линии через все отмеченные точки. Штриховые линии на рисунке - это и есть приблизительные характеристики тетрода в триодном включении.

Чтобы в этом убедиться, там же наложены кривые для 6П6С в триодном включении, заимствованние из справочника. Конечно, они несколько отклоняются от наших... Но несущественно: расчет каскада по построенным (штриховым) характеристикам не дал бы большой ошибки.

Разумеется, тот, кто знает примерный вид вообще триодных характеристик, мог сразу (на глаз) слегка изогнуть прямые, тогда ошибка построения была бы значительно меньше.

Стоп, а почему же фактические кривые проходят явно выше наших заветных точек, в чем мы ошиблись? Ах, да, ведь в триодном включении добавляется ток экранной сетки...

12.8. Прямонакальная элита

В среде создателей и/или ценителей триодных усилителей особо ценятся лампы прямонакальные: как считают, они обладают какой-то несравненной линейностью характеристик. Чушь - на первый взгляд... Тем не менее, определенный резон в этом есть.

По понятным причинам, мощные лампы прямого накала с М-образным катодом имеют плоскую конструкцию. Характеристики таких ламп наиболее близки к теоретическим.

Лампы косвенного накала, обычно имеющие эллиптическое сечение, можно рассматривать как параллельное соединение ряда ламп с различающимися характеристиками. Подобный случай нам отчасти уже знаком. Характеристики таких ламп аппроксимируются полиномом высокой степени, действительно способствующим образованию высших гармоник в сигнале.

Впрочем, отдельные лампы косвенного накала (например, 6Ф6С), имеющие цилиндрические электроды, в этом отношении могут не уступать прямонакальным.

Сергей Гаврилов

Часть [1]  [2]  [3] [4]  [5]  [6]  [7]  [8] 

Статьи

Ламповый звук Тайны лампового звука Волшебство лампового звука [1] [2] Когда лампа лучше, чем транзистор [1] [2] Почему вакуумный триод звучит музыкально Схемотехника ламповых усилителей Лампы или транзисторы? Лампы! Однотактный ламповый усилитель для начинающих Двухтактные ламповые усилители Оконечный пушпульный усилитель - схема Уильямсона-Хафлера-Кероеса Рекомендации по повторению реплики схемы Уильямсона-Хафлера-Кероеса Однотактный усилитель с непосредственной связью. Схема Loftin-White [1] [2] Трехламповый усилитель Губина Однотактник на 300В Усилители низкой частоты Расчет каскада с нагрузкой в аноде Однотактный усилитель на лампе 807 [1] [2] Циклотрон. Мощный усилитель с выходными лампами ГУ-50 SE на RB300 Однотактный усилитель мощности на 300В. Модель WE91 для 90-х годов [1] [2] Как улучшить звучание HI-FI системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] Лампы и звук: назад, в будущее [1] [2] [3] [4] [5] Однотактный ламповый ... [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Апгрейд усилителя XD845MKIII [1] [2] "Усилитель" для наушников на SRPP [1] [2] [3] [4] [5] [6] Ламповый High-End [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [...] Обзор журнала Glass Audio за 1998 год [1] [2] Обзор журнала Glass Audio за 1999 год Корректор для винила Компенсированные регуляторы громкости Усилитель НЧ Даешь ONGAKU! Tubesaurus Rex Усилитель НЧ с комбинированной обратной связью Прибор для измерения напряжения накала высоковольтных кенотронов George Ohm живет в Харькове Ревизия однотактного усилителя с межкаскадным трансформатором Усилитель мощности НЧ с высоким КПД Двухканальный усилитель НЧ Усилитель НЧ с клавишным переключателем Радиотрансляционные установки ТУ-50 и ТУ-100 Портативный проигрыватель Усилитель НЧ Усилитель без выходного трансформатора Усилители без выходного трансформатора Лампово-полупроводниковый УМЗЧ Акустика Бытовые акустические системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Там, где живут басы [1] [2] [3] [4] [5] [6] The Onken Enclosure Категории слухового восприятия [1] [2] Три взгляда на акустику помещений [1] [2] Акустика в которой мы живем [1] [2] Акустика офисов Мифы звукоизоляции Акустика отделочных материалов Акустический агрегат с объемным звучанием Акустические свойства домашней мебели Акустические линзы для громкоговорителей Акустические измерения в практике радиолюбителя Акустический фазоинвертор Акустика студий [1] [2] Полезные советы разработчиков Hi-End Триод против пентода. Что выбрать? [1] [2] SINGLE-ENDED VS PUSH-PULL [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Одноламповые усилители низкой частоты Как пользоваться характеристиками электронных ламп Многоламповые усилители НЧ на импортных лампах Контактно-резисторный коммутатор входов Как проверять аппаратуру в салоне Что лучше: 4 или 8 Ом акустика? Выходной трансформатор для однотактника. Быть или не быть линейным Простая и быстрая проверка трансформаторов Десять способов усовершенствовать вашу аудиокомнату Испытатель ламп Понижение уровня фона в усилителях Evolution Пять правил рационального питания Трансформаторы в однотактных усилителях Выходные трансформаторы Измерение характеристик выходного трансформатора [1] [2] Однотактный «Magnum» Какая лампа нам нужна Какая лампа нам нужна и будет ли она? Улучшенная конфигурация листов трансформаторной стали Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? [1] [2] Звук: интересные наблюдения Вся правда об акустике ProAc Немного теории лампового звука О заметности искажений История лампы 300B Краткая история возникновения Hi-Fi Возможен ли "виниловый ренессанс?" [1] [2] [3] Hi-End: Мифы и реальность [1] [2] Как не заблудиться в кабельных джунглях? Побалуйте свои уши! [1] [2] Ограничение сигнала усилителем – можно ли работать в клиппинге? "Хай-Энд" умер, да здравствует "Хай-Энд"! [1] [2] Блестящие звукозаписи [1] [2] [3] Семь слов об ошибках аудиоэкспертизы Частотные, нелинейные и фазовые искажения Внешние факторы, влияющие на восприятие звука Многоканальный окружающий звук [1] [2] [3] [4] Магнитная запись: мифы и реальность Теория схемотехники и звукотехники Для начинающих. Как работает усилитель [1] [2] Принципы схемотехники электронных ламп [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Хрестоматия радиолюбителя, 1963г. [1] [2] [3] [4] [5] Конструктивный расчет входных и выходных трансформаторов [1] [2] Как работают звуковые трансформаторы Элементарная теория схем с обратной связью [1] [2] [3] Теория звукотехники Двухтактно-параллельный усилитель НЧ Особенности стандартов, описывающих мощность в звукотехнике Отрицательная обратная связь в усилителях Классы усилителей мощности Элементарная теория триода [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] Как работает лучевой тетрод О мощности, ваттах, децибелах... [1] [2] Теория звука [1] [2] [3] [4] Звук и цифровые технологии [1] [2] [3] [4] [5] [6] Проектирование абсолютно устойчивых усилителей [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Звуковые форматы Описание стандарта MP3 Правильная мощность Начинающим. Радиолампа Высококачественный усилитель низкой частоты Объемный звук [1] [2] [3] Парадоксы электрона Вибратор к гитаре Ламповый авометр Старая и популярная 12АХ7/ЕСС83 Принцип устройства и работы электро-вакуумных приборов Двухэлектродные лампы Трехэлектродные лампы Рабочий режим триода Многоэлектродные и специальные лампы Электронно-лучевые трубки Газоразрядные и индикаторные приборы Фотоэлектронные приборы Собственные шумы электронных ламп Особенности работы электронных ламп на СВЧ Специальные электронные приборы для СВЧ Надежность и испытание электровакуумных приборов Основы схемотехники ламповых усилителей Искажения в усилителях, их измерение, меры по снижению искажений Основные сведения о радиокомпонентах Источники питания Каскады усиления мощности Каскады предварительного усиления Широкополосные усилители Усилительный каскад с катодной нагрузкой [1] [2] Life in Vacuum. EL34 Life in Vacuum. 6H8C, 6H9C Life in Vacuum. SV572 SV6550 6C5C 6C3П/6C4П Двойной триод 6Н3П Пентод 6Ж5П 6П42С / 6П45С Лучевой тетрод 6П1П Пентод 6П14П в оконечном каскаде Двойной триод 6Н14П Кенотрон 1Ц11П Демпферный диод 6Ц10П Что и как мы слышим

Найти на сайте

Информация

Только к середине 80-х возникла новая волна спора между двухтактными усилителями на триодах и пентодных в ультралинейном включении. Противостояние касалось исключительно только РР схем; так что не будем обсуждать этот момент и скажем лишь одно - триоды вернулись, а наряду с ними вся орава усилителей с переключением триод/UL пентод.
    Вторая волна поднялась в начале 90-х, уже с знакомым нам конфликтом - двухтактные триоды против однотактных. Поскольку он так и не разрешен, им мы и займемся. Темы дебатов опять крутятся вокруг фазоинверторов, продуктов искажений, глубины ОС и вдруг всплывшего эффекта под названием "первый ватт".
    Далее...

Это интересно

13. Двухтактное усиление     13.1. Так плюсы или минусы?
    Двухтактные оконечные усилители, плечи которых работают на общую нагрузку в противофазе, обладают рядом неоспоримых достоинств.
    1) Они позволяют добиться более высокой выходной мощности (а при определенных условиях - намного большей, чем удвоенная выходная мощность обычного каскада на той же лампе).
    2) Обеспечивают (опять же при определенных условиях) значительно лучший КПД.
    3) Компенсация постоянных составляющих токов в двух половинах первичной обмотки трансформатора ликвидирует нежелательное подмагничивание.
    4) При идеальном балансе схемы компенсируются четные гармоники (и самая интенсивная - вторая), так что общий уровень нелинейных искажений существенно ниже.
    Впрочем, сторонники модного течения в аудиотехнике, не придавая большого значения двум первым преимуществам, причисляют два последних скорее к недостаткам.
    Так, постоянное подмагничивание сердечника имеет и свою положительную сторону: перемагничивание происходит по частной петле гистерезиса, что снижает искажения, вносимые железом трансформатора.
    Подавление второй гармоники, как считают, нарушает привычное для уха соотношение обертонов, делая звук менее естественным.
    13.2. А, В и АВ
    Двухтактные схемы, как и однотактные, могут работать в режиме класса А. Только теперь каждое плечо работает на свою половину первичной обмотки, а переменные составляющие токов будут складываться в нагрузке. Базовые расчеты ничуть не отличаются от случая параллельного соединения ламп.
    Однако возможно поставить двухтактный каскад и в режим класса В. Как раз здесь и достигается существенное увеличение КПД: ток покоя устанавливается практически равным нулю, а каждое плечо ответственно за воспроизведение только одной полуволны колебаний.
    Энергетические соотношения режима В будут другими. Общий постоянный ток, потребляемый от источника питания, теоретически равен 0,64 от анодного тока на пике гармонических колебаний. Этот ток будет меняться вместе с изменением амплитуды сигнала.
    "Чистый" режим В вряд ли целесообразен, поскольку связан с нежелательным использованием участков малых токов; на практике устанавливают промежуточный режим АВ, когда имеется заметный ток покоя (хотя и меньший, чем требуется для режима А).
    13.3. Фазоинверторы
    Двухтактные схемы требуют симметричного возбуждения, то есть подачи на сетки выходных ламп равных, но противофазных сигналов. Возникает проблема фазоинверторов - схем, расщепляющих фазу колебаний.
    Хорошим фазоинвертором является междуламповый трансформатор с вторичной обмоткой, состоящей из двух частей. Это практически единственный приемлемый вариант, если предусматривается заход в область положительных напряжений на сетках. Еще одно достоинство - возможность (при необходимости) повысить напряжение раскачки.
    Однако здесь могут возникнуть проблемы с частотной характеристикой передачи.
    Неплохим фазоинвертором служит каскад с разделенной нагрузкой. Принято отмечать его недостаток - разное выходное сопротивление с анода и катода (второй выход является выходом катодного повторителя). Тем не менее, если к этим цепям подключены равные нагрузки, то симметрия сохраняется. Действительная проблема тут в трудности получения больших амплитуд: с каждого из выходов удастся снять вдвое меньший сигнал, чем в обычном каскаде. Возможно, потребуется увеличение напряжения анодного питания, либо введение дополнительного "минусового" источника для подпитки катодной цепи.
    Хорошую симметрию по выходам обеспечивает известная нам балансная схема. Эта симметрия тем лучше, чем выше подавление синфазного сигнала (чем выше сопротивление RK по сравнению с 1/S).
    13.4. Самоинвертирующие каскады
    Рассмотрение последней схемы наталкивает на мысль, что сам балансный каскад может служить и выходным, соответственно, не требуя фазоинвертора, и это действительно так - теоретически.
    Симметрия каскада обеспечивается тем лучше, чем выше RK: постоянное падение напряжения на этом резисторе должно быть во много раз больше, чем рабочая амплитуда входного сигнала ламп. Значит, на практике потребуется большой запас по напряжению, значительная часть мощности будет впустую нагревать катодный резистор. Приемлемо ли это - судить разработчику.
    14. "Транзисторный" звук в ламповых схемах
    14.1. Чудеса отменяются
    В этой последней главе мы коротко разберем особенности усилителей, охваченных общей отрицательной обратной связью (в отличие от местной ООС, которой касались ранее). Коротко - потому что вопрос не простой, кому интересно и по силам - способен сам разобраться, получив здесь начальную подсказку. А другому - нечего и голову забивать сложностями.
    Общепринято мнение, что отрицательная обратная связь расширяет полосу пропускания линейных схем, снижает нелинейные искажения и уменьшает выходное сопротивление усилителя. И, в общем, так оно и есть.
    Но специалист не вправе верить в волшебство, полагая, что ООС способна демонстрировать чудеса вопреки законам природы, не вникая в механизм действия. Если говорить конкретнее - нельзя выводы, базирующиеся на линейных моделях, слепо распространять на устройства, работающие с большими сигналами. Чудес в решете не будет! И здесь мы должны разобраться - почему.
    14.2. Сильная и слабая ООС
    Уже в 50-е годы во многих радиоприемниках можно было увидеть цепи обратной связи, охватывающие аудиоусилители в целом. Рисунок представляет фрагмент подобной схемы.
    Здесь катод триода играет роль второго входа "дифференциального усилителя", на него подается часть выходного напряжения. Важно, что напряжение сетка-катод теперь не является входным, это - так называемый "сигнал ошибки".
    Глубина общей ООС зависит от соотношения рабочих уровней "сигнала ошибки" и собственно входного напряжения. Или, по-другому, от соотношения усиления - при разомкнутой и замкнутой цепи ООС.
    Если напряжение, возвращаемое по цепи ООС, имеет тот же порядок, что и напряжение сетка-катод первого каскада, то мы имеем дело со слабой обратной связью, которая способна лишь несколько скорректировать параметры усилителя (амплитудную и амплитудно-частотную характеристику, выходное сопротивление).
    Если напряжение ООС существенно меньше напряжение сетка-катод...
    Далее...

Информация