Станислав Симулкин, г. Алчевск Луганской обл.

Источник - журнал (с) "Радиохобби", 2001. - N2. - C.31-32.

6П1П - лучевой тетрод в стеклянном "пальчиковом” исполнении (рис.1), предназначенный для УМЗЧ.

 

Накал 6,3 В/ 0,5 А, анод 300 В / 70 мА / 12 Вт, экранная сетка 250 В / 7 мА / 2,5 Вт, крутизна 4,9 мА/В, ресурс 2000 часов (для 6П1П-ЕВ 5000 часов). Лампы-аналоги, отличающиеся иным конструктивным исполнением, но идентичные или близкие электрическими характеристиками: 6П6С, 6V6, 6AQ5, EL90, 6L31. Типовые зависимости выходной мощности и коэффициента гармоник от сопротивления анодной нагрузки показаны на рис.2.

 

 Применение лампы 6П1П в однотактном оконечном каскаде класса А в усилителях звуковой частоты при работе с автоматическим смещением показано на рис.3. 

 

Емкости конденсаторов С1. С2 и С4 определяются нижней рабочей частотой усилителя (Тн = 1/(2nCR)). Емкость С3 зависит от качества исполнения выходного трансформатора (Тр.вых.) и требуемой АЧХ в области средних и высоких частот. Рекомендуемые электрические режимы работы лампы в таком применении: Еа=255 В. Ua=250 В, Ес2=250 В, Ек=13 В, Рк=270 Ом, Iа0=44 мА, lc20=4 мА, Rc2=910 Ом, Uc1=8,9 В. Этому режиму соответствуют внутреннее сопротивление лампы Ri=50 кОм, сопротивление нагрузки в цепи анода Ra=5,0 кОм, Рвых=4 Вт, Кг=7%.

Применение лампы 6П1П в однотактном оконечном каскаде класса А в усилителях звуковой частоты при работе с фиксированным отрицательным смешением на управляющей сетке показано на рис.4. 

 

Емкости конденсаторов С1 и С3 определяются нижней рабочей частотой усилителя. Емкость С2 зависит от качества исполнения выходного трансформатора и необходимой АЧХ в области средних и высоких частот. Резистор R1 сопротивлением в несколько Ом. вводимый в цепь катода, служит для компенсации технологического разброса характеристик ламп и не является обязательным. Большой запас по мощности этого резистора повышает надежность устройства в случае межэлектродного пробоя в лампе. Рекомендуемые электрические режимы работы лампы в таком применении: Еа=255 В, Ua=250 В, Ес2=250 В, Ес1= -12.5 В, la0=45 мА, |с20=5 мА, Rc2=620 Ом, Uc1=8,9 В. Такому режиму соответствуют Rl=50 кОм, Ra=5.5 кОм, Рвых=4.5 Вт, Кг=7%.

Пример практической реализации усилителя звуковой частоты с однотактным выходным каскадом не лампе 6П1П показан на рис.5. 

 

Его входной каскад собран на половинке двойного триода 6Н2П. Данную лампу можно заменить "октальной" 6Н9С. Переменный резистор R1 служит для регулировки громкости, а резистор R2 предотвращает "провисание" сетки входной лампы при обрыве движка потенциометра. Выходной каскад собран по однотактной схеме с использованием автоматического смещения, обеспечивающего ток анода 45 мА. Конденсатор С5, включенный параллельно анодной обмотке выходного трансформатора - корректирующий. Его ёмкость, подбираемая экспериментально. может лежать в пределах от нескольких десятков до нескольких тысяч пФ в зависимости от качества трансформатора и требований к АЧХ в области средних и высших частот. Иногда может потребоваться включение последовательно с этим конденсатором резистора сопротивлением от сотен Ом до нескольких десятков килоом. В ряде случаев корректирующий конденсатор может отсутствовать вообще.

Технические характеристики предложенного усилителя следующие: максимальная выходная мощность до 4 Вт при входном напряжении около 0,7 В и коэффициенте гармоник около 1,5%. Рабочий диапазон частот от 40 Гц до 18-20 кГц при неравномерности АЧХ не более 2 дБ. Усилитель охвачен общей ООС глубиной около 15 дБ. Следует отметить, что ООС безболезненна лишь при изготовлении выходного трансформатора с надлежащим качеством - минимальными паразитными емкостями и индуктивностями, в противном случае может возникнуть трудноустранимое самовозбуждение. Если все же оно произошло, то необходимо или уменьшить глубину ООС, увеличив сопротивление резистора R5, либо ввести в цепь ООС корректирующее RC-звено. В первом случае ухудшаются технические характеристики усилителя, в частности, увеличивается коэффициент гармоник, сужается полоса рабочих частот, уменьшается коэффициент демпфирования. Последствия второго шага на первый взгляд не столь очевидны, но по мнению многих известных специалистов-звукотехников, именно несогласованность характеристик собственно усилительного тракта и петли ООС приводит ко всем тем неприятностям, в которых принято в последнее время обвинять QQC.

Оптимальное сопротивление анодной нагрузки составляет 5,5 кОм, что требует применения выходного трансформатора с коэффициентом трансформации 0,0426 (для нагрузки 8 Ом и КПД трансформаторе 80%). Он выполняется на магнитопроводе ШЛМ 25 х 40 с размерами окна 15 х 45 мм и средней длиной магнитной силовой линии 16 см. Первичная обмотка содержит 4350 витков провода ПЭВ2-0.18 и разбита на три секции по 1450 витков. Каждая секция состоит из 10 слоев по 145 витков, ширина намотки каждого слоя примерно 39 мм. Вторичная обмотка для нагрузки 8 Ом содержит 184 витка провода ПЭВ2-0.83 и разделена на 4 секции. Каждая секция представляет собой один слой шириной примерно 39 мм с количеством витков 46. Порядок размещения обмоток на каркасе катушки следующий: вначале наматывается первая секция вторичной обмотки, далее первая секция анодной, затем вторая секция вторичной и т.д., последней будет четвертая секция вторичной (рис.6). 

При использовании высококачественной изоляции разумной толщины суммарная высота обмоток составит около 12 мм. Поскольку у каждой из обмоток все секции соединяются последовательно, при изготовлении катушки необходимо внимательно следить за расположением начала и конца провода. Для секций первичной обмотки, имеющих четное количество слоев, данное правило выполняется автоматически, т.е. при намотке справа-налево начало и конец будут находиться справа. К последнему подпаивается начало провода второй секции и намотка производится в том же направлении. Секции вторичной обмотки содержат нечетное количество слоев, поэтому при намотке справа-налево начало провода для нечетных секций будет находиться справа, а для четных - слева, а значит четные секции необходимо наматывать слева-направо. При выполнении таких требований отдельные проводники секций можно рассматривать как единое целое. Магнитопровод трансформатора собирается с зазором около 0,15 мм, который уточняется экспериментально. При необходимости создания выходного трансформатора с иными характеристиками воспользуйтесь рекомендациями из [I]. В крайнем случав возможно применение выходных трансформаторов от телевизоров, например, ТВЗ1-2 или ТВЗ1-9, но по причине их невысокого качества возможно возникновение проблем, о которых было сказано выше, а также некоторое ухудшение технических характеристик усилителя.

Налаживание правильно собранного из заведомо исправных деталей устройства обычно сводится к проверке режимов по постоянному току. Если при включении усилителя возникает самовозбуждение, в первую очередь поменяйте местами выводы вторичной обмотки выходного трансформатора. Генерация при этом, как правило, пропадает. Реже причиной самовозбуждения является неудачная топология монтажа или низкое качество выходного трансформатора. В последнюю очередь, если это необходимо, скорректируйте АЧХ конденсатором С5. Остается добавить, что описанная конструкция потребует ток по цепям питания анода и накала 55 мА и 1.2 А соответственно.

Двухтактные выходные каскады усилителей звуковой частоты на лампе 6П1П показаны на рис.7 и рис.8.  

  

Первая схема - с автоматическим смещением, как правило, применяется для случая, когда оконечные лампы работают в режиме класса А или АВ при углах отсечки анодного тока больше 150°. Каскад с фиксированным смещением чаще применяют при работе выходных ламп в классе В с минимальным током покоя, либо АВ с углом отсечки анодного тока манее 150°, хотя в ряде случаев данное построение схемы используется и для класса А. Емкость конденсаторов С1-С4 в схеме рис.7 и С1-СЗ на рис.8 зависит от нижней рабочей частоты. Катодные резисторы Rk в схеме на рис.8 выполняют ту же роль, что и Rk на рис.4, причем для двухтактного оконечного каскада вопрос компенсации технологического разброса параметров ламп более актуален, поэтому, если есть возможность, сопротивление этих резисторов следует выбрать побольше. Резистор R1 служит для симметрирования схемы. Его сопротивление выбирают в пределах 10...35 % от Rc1.

Рекомендуемые электрические режимы при работе ламп 6П1П в двухтактном выходном каскаде класса А: Еа=290 В. Ua=280 В, Ес2=250 В, Ес1=-15 В (либо Ек=15 В, Рк=180 Ом при автоматическом смещении), 1а0=65 мА, 1э0=10 мА, Rc2=3 кОм, Uc1=21.2 В, Rl=110 кОм. Raa=11.6 кОм, Рвых=10 Вт, Кг=2,1%. Необходимо учитывать, что указаны суммарные, т.е. для двух ламп, данные: токи в цепях анодов и экранных сеток, выходная мощность, напряжение возбуждения, приложенное между управляющими сетками ламп. Номинальное сопротивление нагрузки между анодами, т.е. для всей первичной обмотки выходного трансформатора, внутреннее сопротивление суммарное для обеих ламп, сопротивление автоматического смещения в цепи катода общее для всего каскада (при желании применить индивидуальное смещение для каждой лампы сопротивление удваивается), гасящий резистор в цепи экранной сетки общий для всего каскада. Напряжение источника анодного питания (+Ев) и гасящего сопротивления в цепи сетки экранной Rc2 даны для случая, когда падение напряжения на каждой половине первичной обмотки выходного трансформатора составляет 10 В.

Примечание. При необходимости получения иных характеристик выходного каскада, работающего в классе А, для каждой лампы двухтактного каскада можно выбрать подходящий режим, соответствующий однотактному каскаду (рис. 3. 4. 5), учитывая при этом следующие основные особенности двухтактной схемы: ток, потребляемый по цепям анода и экранной сетки, удваивается; максимальная выходная мощность удваивается; внутреннее сопротивления активных элементов для всего каскада удваивается; оптимальное сопротивление в анодной цепи всего каскада удваивается; в схеме с автоматическим смешением сопротивление в катодной цепи всего каскада уменьшается вдвое; коэффициент нелинейных искажений уменьшается за счет компенсации четных гармоник.

Пример практической реализации усилителя звуковой частоты с двухтактным оконечным каскадом, работающим в классе А на пампе 6П1П, показан на рис.9. 

 

Входной каскад одновременно выполняет функции усилителя напряжения и фазоинвертора. С целью достижения высокой симметрии и получения приемлемого коэффициента усиления была выбрана парафазная схема. В случае использования в ней двойного триода 6Н23П коэффициент передачи равен 12,5, что позволяет получить номинальную чувствительность всего усилителя около 0.75 В. В анодную цепь правого по схеме триода включен подстроечный резистор R3. Он предназначен для компенсации разброса коэффициентов усиления между половинками лампы и симметрирования плеч каскада. Конденсатор С2 устраняет разбаланс АЧХ и ФЧХ верхнего и нижнего плеча фазоинвертора.

Выходной каскад собран по двухтактной схеме с автоматическим смещением. Переменный резистор R14 позволяет балансировать каскад по постоянному и частично по переменному току. Последнее возможно благодаря местной ООС небольшой глубины, которая возникает за счет падения напряжения на этом резисторе. Таким образом удается до некоторой степени скомпенсировать производственно-технологический разброс характеристик выходных ламп.

В соответствии с современной концепцией High-End усилитель общей петлей ООС не охвачен, но тем не менее достигаются высокие технические характеристики. Номинальная выходнвя мощность - 8 Вт при коэффициенте гармоник не более 3,7%. Рабочий диапазон частот по уровню -3 дБ От 40 Гц до 23 кГц.


john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

Выходной трансформатор выполнен на магнитопроводе ШЛМ 25х40 с размером окна 15х45 мм и средней длиной магнитной силовой линии 16 см. Первичная обмотка разбита на шесть секций по 456 витков, общее количество витков - 2736. Каждая из секций намотана в три слоя по 152 витка провода ПЭВ2-0.18, ширина намотки 39 мм. Все секции включаются последовательно, причем секции, относящиеся к разным половинкам анодной обмотки. чередуются между собой. Вторичная обмотка также состоит из 6 секций. Каждая из секций представляет собой один слой провода ПЭВ2-0.67, количество витков 43, ширина намотки 39 мм. Секции вторичной обмотки соединяются последовательно-параллельно. Размещение обмоток, исправление укладки провода и соединение секций показано на рис.10. 

Такой способ намотки и соединений позволяет компенсировать разброс активных сопротивлений секций, вызванный увеличением длины витка. С той же целью для вторичной обмотки применяется последовательно-параллельное включение.

Здесь хочу сделать небольшое отступление. Дело в том, что применяемое большинством конструкторов чисто параллельное соединение секций вторичной обмотки на мой взгляд не является наилучшим: при таком включении вследствие различного активного сопротивления в трансформаторе всегда имеет место своего рода “мини КЗ”, которое приводит к генерации дополнительных гармоник. Особенно четко этот эффект проявляется при больших уровнях сигнала.

Описанный трансформатор рассчитан на работу усилителя с акустическими системами сопротивлением 8 Ом. При нвобходимости эксплуатации аппарата с нагрузкой, имеющей иное сопротивление, выходной трансформатор необходимо пересчитать по стандартной методике, учитывая, что оптимальное сопротивление нагрузки между анодами ламп для данной схемы составляет 11 кОм. Остается добавить, что для акустических систем сопротивлением 6-8 Ом в этом усилителе можно применить трансформатор типа ТВЗ1-6 ТУ.0.473.000, хотя качество воспроизведения низких частот несколько ухудшится вследствие насыщения магнитопровода, особенно на максимальной громкости.

Для налаживания усилителя необходимо иметь ампервольтметр, генератор звуковых частот и двухлучевой (двухканальный) осциллограф. Вначале, как и обычно, проверяют режимы работы по постоянному току, после чего резистором R14 необходимо уравнять токи покоя выходных ламп. Ориентировочный ток покоя составляет 50 мА для каждой лампы. Установив режимы по постоянному току, подключите к точке А первый канал, а к точке Б - второй канал осциллографа. Включите на одном из каналов инверсию фазы входного сигнала. На вход усилителя подайте с Генератора сигнал частотой 100 Гц и напряжением 0,75 В. С помощью резистора R3 установите равенство коэффициентов передачи обоих плеч фазоинвертора. При наличии цифрового вольтметра переменного тока с большим (не менее 1 МОм) входным сопротивлением эту операцию можно выполнить более точно. Сбалансировав коэффициенты усиления, увеличивают частоту генератора до 18-22 кГц и вращением ротора конденсатора С2кор добиваются равенства АЧХ и ФЧХ обоих плеч в области высоких частот. На экране двухканального осциллографа этот момент виден очень хорошо. Теперь осциллограф следует подключить к анодам выходных ламп, входы усилителей вертикального отклонения при этом обязательно должны бать закрытыми. Резистором R14 добиваются симметрии каскада и усилителя в целом. Во время этой операции может понадобиться небольшая манипуляция регулировочными элементами R3 и С2.

Для финального налаживания усилителя желательно иметь анализатор спектра. С его помощью устанавливают минимальный коэффициент гармоник и их наиболее благоприятный спектральный состав (минимум высших гармоник).

После настройки усилителя регулировочные элементы схемы можно заменить постоянными, однако, на мой взгляд, это неудобно, поскольку по мере износа катодов или замены ламп потребуется их замена. Поэтому при наличии высококачественных деталей лучше оставить возможность оперативной регулировки аппарата. Конденсатор С2 должен быть с вакуумным или воздушным диэлектриком, желательно с высококачественными золоченными. платиново-иридиевыми или родированными подвижными контактами. Совершенно недопустимо использовать для этой цели керамические подстроечные конденсаторы.

Правильно собранный усилитель потребляет по анодной цепи питания ток около 120 мА, по цепи накала 1,3 А.

Рекомендуемые электрические режимы работы лампы 6П1П в оконечных двухтактных каскадах класса АВ (угол отсечки анодного тока 113° при фиксированном и 120° при автоматическом смещении):

Еа=295 В, Ua=285 В, Ес2=285 В, Ес1= -19 В (либо Ек=15 В, Рк=200 Ом при автоматическом смещении), 1а0=70 мА, 1э0=4 мА. Rc2=1.1 кОм, 1)с1=26.9 В (21 В при автоматическом смещении), Ri=150 кОм, Raa=8 кОм. Рвых=12 Вт (8 Вт при автоматическом смещении), Кг=4% (5 % при автоматическом смещении). 

john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

Двухтактный выходной ультралинейный каскад усилителя звуковой частоты на лампе 6П1П показан на рис. 11. 

 

Он представляет собой усилитель с ООС, вводимой в цепь экранной сетки оконечной лампы. Пентод или тетрод в такой схеме приобретает свойства лампы, которая по своим характеристикам занимает промежуточное положение между пентодом и триодом, при этом сохраняются присущие пентодам высокий КПД, большая чувствительность и значительная выходная мощность, а также свойственные триодам малые нелинейные искажения и низкие внутреннее сопротивление. Важным параметром, характеризующим ультралинейный каскад, является коэффициент включения р, показывающий отношение между числами витков первичной обмотки выходного трансформатора, включенной в цепь экранной сетки W3, и в цепь анода Wa: p=Wa/ Wa. Величина р может быть различной не только для разнотипных ламп, но и для ламп одного типа, работающих в разных классах усиления. Особенно большие преимущества дает использование ультралинвйого режима в двухтактном оконечном каскаде, работающем а классе АО.

 

john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

К трансформатору ультралинейных каскадов предъявляются специфические требования, невыполнение которых не только сводит на нет все схемные преимущества, но и может привести к возникновению серьезных проблем, таких как самовозбуждение усилителя или “необъяснимое” и очень сильное возрастание нелинейных искажений. Особенно опасны в этом отношении индуктивность рассеивания между обмоткой, включенной в цепь экранирующей сетки, и анодной обмоткой, а также емкостная связь между анодным выводом одного плеча и экранным отводом противоположного плеча первичной обмотки. Поэтому к конструированию и изготовлению выходного трансформатора, предназначенного для работы в ультралинейной схеме, следует подойти с особой аккуратностью. Пример правильного размещения обмоток катушек таких трансформаторов показаны на рис.12

Типовой режим работы лампы в двухтактной ультралинейной схеме класса АВ: Еа-260 В, Ua=260 В, Ес2=255 В, Ек=18 В, Рк=430 Ом\1Вт, la0=39 (60) мА, Iэ0=2х1,5 мА, ~Uc1=25,5 В, Ri=10 кОм, Ra=10 кОм, Рвых=8 Вт (Кг=2,5%), оптимальное значение коэффициента р=0.22.

Напряжение источника анодного питания дано для случая, когда падение напряжения на анодной и экранной секциях первичной обмотки выходного трансформатора составляет 10 В и 5 В соответственно.

Пример практической реализации усилителя звуковой частоты с двухтактным ультралинейным оконечным каскадом на лампе 6П1П заимствован из [2]. Фрагмент схемы этого усилителя приведен на рис. 13. 

 

На левой по схеме половинке лампы 6Н1П coбран предвыходной усилитель напряжения с коэффициентом передачи порядка 10. Между анодом и управляющей сеткой этой лампы включена корректирующая последовательная RC-цепочка, состоящая из резистора сопротивлением 33 кОм и конденсатора емкостью 43 пФ. Необходимость ее применения вызвана тем, что петлей общей ООС охватывается более двух каскадов. Благодаря использованию ООС большой глубины достигаются высокие технические характеристики аппарата в целом: номинальная выходная мощность 8 Вт при коэффициенте гармоник не более 0.5%, рабочий диапазон частот от 30 Гц до 22 кГц при неравномерности АЧХ менее 3 дБ. Максимальная выходная мощность достигает 12 Вт. Сигнал ООС снимается со вторичной обмотки выходного трансформатора.

Правая половина лампы 6Н1П выполняет роль фазоинвертора. Эта часть усилителя собрана по схеме каскада с разделенной нагрузкой. В катодную цепь включен подстроечный резистор R9 сопротивлением 1,5 кОм. Он служит для балансировки коэффициентов передачи плеч фазоинвертора. Резистор сопротивлением 47 кОм, соединенный последовательно с цепью управляющей сетки этой лампы, предотвращает самовозбуждение каскада на ультразвуковых частотах. Резистор 510 кОм, который соединяет цепи сетки и катода, выполняет двоякую роль. Во-первых, он является сопротивлением утечки, а во-вторых, “приподнимает" потенциал управляющей сетки примерно на 25 В относительно общего провода, что необходимо для нормальной работы триода. Выходной каскад собран по двухтактной схеме с автоматическим смещенном за счет падения напряжения на катодном резисторе. Резисторы сопротивлением 240 Ом, включенные в цепи экранных сеток оконечных ламп, устраняют опасность неконтролируемой перегрузки этих электродов. Последовательность настройки этой схемы в принципе ничем не отличается от изложенной применительно к обычной двухтактной схеме рис.9 

При необходимости балансировки АЧХ и ФЧХ плеч фазоинвертора в области высоких частот следует установить конденсатор Скор.

Магнитопровод выходного трансформатора собирается из штампованных Ш-образных пластин типоразмера УШ 26х56. Такой сердечник имеет следующие характеристики: активное сечение центрального керна 12,16 см2 , средняя длина магнитной силовой линии 14,7 см, размеры окна 14х42 мм, а площадь окна 5,Во см2. Каркас катушки должен иметь ширину 40 мм и глубину 11 мм. Чтобы обеспечить строгую симметрию анодной обмотки трансформатора, его каркас разделен по ширине вертикальной перегородкой толщиной 2 мм на две равные части В ней на всю высоту сделана прорезь, которая предназначена для укладки провода вторичной обмотки. Первичная обмотка содержит 4080 витков провода ПЭВ-2 либо ПЭТВШ 0,18 мм. Она разделена на 8 совершенно одинаковых секций по 510 витков. Каждая из секций намотана в 6 слоев по 85 витков. Все секции соединены последовательно. Вторичная обмотка рассчитана на подключение акустических систем сопротивлением 8 Ом. Количество ее витков - 129, которые размещены в трех секциях по 43 витка. Каждая секция выполняется в один слой проводом ПЭВ-2 0,85 мм. Все секции включены последовательно. Размещение обмоток в катушке выходного трансформатора и схема электрических соединений их секции показана на рис.14. 

john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

6ПЗС-лучевой тетрод со стеклянным корпусом диаметром 22,5 мм (рис.15) и пластмассовым октальным 8-штырьковым цоколем. Накал 6,3 В / 0,9 А, анод 400 В / 72 мА (макс.ток катода 275 мА) / 20,5 Вт; экранная сетка 300 В / 8 мА / 2,75 Вт; крутизна 6 мА/ В; внутреннее сопротивление 22 кОм; выходная емкость 8,2 пф. Аналоги: 6L6G, 6CN5. 5881, EL5G, во многих применениях 6П27С и EL34.

Пример практической реализации усилителя с однотактным выходным каскадом на лампе 6П3С при работе в схеме с фиксированным отрицательным смещением показан на рис.16. 

Входной каскад собран на лампе 6С5С. Он представляет собой резистивный усилитель напряжения с коэффициентом передачи 12. В анодную цепь лампы включен корректирующий конденсатор С2. Необходимость применения этого элемента вызвана тем, что каскад входит в петлю ООС, причем сигнал обратной связи снимается со вторичной обмотки выходного трансформатора и, если Твых. не имеет надлежащего качества, то возможно самовозбуждение усилителя на ультразвуковых частотах. В случае использования высокачественного выходного трансформатора емкость конденсатора С2 значительно уменьшается и чаще всего можно вообще обойтись без данного элемента. Автоматическое смещение, необходимое для нормальной работы триода 6С5С, возникает за счет падения напряжения на катодном резисторе R7. Он подключается ко вторичной обмотке выходного трансформатора, замыкая тем самым петлю общей ООС. Глубина обратной связи составляет примерно 15 дБ, при этом номинальная чувствительность усилителя - 4,6 В, а выходная мощность - 6,5 Вт.

Усиленный сигнал через разделительный конденсатор С4 подается в цепь управляющей сетки лампы выходного каскада. Последовательно с первой сеткой лампы 6П3С включается антипаразитный резистор R6 (снижает вероятность самовозбуждения каскада на высоких частотах). Напряжение отрицательного смещения в цепь управляющей сетки подается через фильтр нижних частот R4R5C5. Он исключает возможность “пролезания” высокочастотной импульсной помехи по цепи отрицательного смещения.

В этом месте считаю необходимым сделать оговорку. Дело в том, что в справочных данных на лампу 6П3С указано максимально допустимое сопротивление утечки в цепи управляющей сетки 100 кОм. В нашем же случае это сопротивление более 220 кОм (R3 + R4 + R5 + внутр. сопротивление источника отрицательного смещения). Однако, такое ограничение действительно только в тех случаях, когда лампа работает в тяжелых режимах В или АВ с углами отсечки анодного тока менее 120-130°. В таких случаях напряжения на электродах равны или даже превышают максимально допустимые значения, а нагрузочная прямая имеет большой угол наклона и ее большая часть располагается намного выше параболы максимально допустимой мощности, длительно рассеиваемой на аноде. В режиме класса А нагрузочная прямая располагается ниже параболы Ра.доп. или, самое большее, сопрягается с ней по касательной, а в режиме АВ с углом отсечки более 140-150° лишь меньшая часть прямой находится немного выше. Напряжения на электродах при работе в таких режимах обычно меньше предельных и только в исключительных случаях превышают таковые. форсировать же режимы путем увеличения угла наклона нагрузочной прямой и/или повышением напряжение на электродах лампы в таких случаях невозможно по законам физики. Поэтому при работе лампы в классе А или АВ с углом отсечки более 150° предельно допустимое сопротивление утечки можно выбирать как среднее арифметическое значение приведенных в справочниках.

Нагрузкой анодной цепи является первичная обмотка выходного трансформатора Твых., который выполнен на базе магнитопровода ШЛМ 24х40 с размером окна 15х45 мм. Он имеет сечение керна 10 см2 и среднюю длину магнитной силовой линии 16 см. Конструкция трансформатора позволяет подключать к усилителю акустические системы сопротивлением 4,6 или 8 Ом, что достигнуто за счет наличия у вторичной обмотки отводов. Сами же обмотки с целью уменьшения индуктивности рассеивания секционированы. Анодная обмотка содержит 4920 витков провода ПЭТВ1-0.16 мм и разбита на три последовательно соединенные секции по 1640 витков. Каждая из секций намотана в 8 слоев по 205 витков, ширина намотки 41 мм. Вторичную обмотку можно рассматривать как три самостоятельных обмотки, включенных последовательно. Обмотку, рассчитанную на подключение нагрузки сопротивлением 4 Ома, мы будем называть основной, а для 6 и 8 Ом - дополнительными. Основная вторичная обмотка содержит 224 витка, которые размещены в четырех секциях по 56 витков. Секции соединены последовательно. Каждая секция намотана в один слой проводом ПЭВ1-0.64, ширина намотки 41 мм. Дополнительная обмотка для нагрузки 6 Ом содержит 112 витков того же провода, намотанных в два слоя. Начало этой обмотки необходимо соединить с концом основной. Дополнительная обмотка для 8-омной нагрузки состоит из 20 витков провода ПЭВ1-0.64 и включается последовательно с двумя предыдущими. Порядок размещения обмоток в катушке трансформатора и схема соединений секций показана на рис. 17.

 

Магнитопровод собирается "встык" с зазором 0,3 мм. С таким трансформатором частотный диапазон усилителя лежит в пределах от 25 Гц до 22-26 кГц при неравномерности АЧХ в пределах +-2 дБ, а коэффициент гармоник не превышает 2-2,3%. При выходном трансформаторе среднего качества: сердечник сечением 5-7 см2, анодная обмотка - 2500 витков провода ПЭВ1-0.2 мм, вторичная обмотка 80 витков провода ПЭВМ,0 мм для нагрузки 4 Ома или 113-115 витков ПЭВ1-0.67 мм для 8 Ом параметры усилителя ухудшаются. В зависимости от конструктивных особенностей катушки и качества сердечника рабочий диапазон сузится до 40/60 Гц 10/20 кГц, а коэффициент гармоник возрастает до 4-5%.

(продолжение следует)

john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

Цепь анодного питания имеет в своем составе межкаскадную развязку, образованную элементами R1C3C6 и L1. Дроссель L1 должен иметь индуктивность не менее 10-20 Гн при токе постоянного подмагничивания порядка 30-50 мА. Активное сопротивление его обмотки выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить падение напряжения на ней, равную 40 В. Более детальную характеристику дросселя, равно как и номинал резистора R1, привести не представляется возможным, так как их параметры зависят от предшествующих каскадов. Ток, потребляемый от источника анодного питания двумя описанными каскадами, составляет примерно 90 мА.

Настройка правильно собранного из заведомо исправных деталей усилителя трудностей не вызывает, и после включения он сразу же начинает работать. Если при первом включении устройство самовозбуждается, поменяйте местами концы первичной обмотки выходного трансформатора. При наличии измерителя нелинейных искажений можно уточнить отрицательное смещение на управляющей сетке оконечной лампы. Остается с помощью конденсатора С2 установить желаемую АЧХ в области высоких частот.

Рекомендуемые электрические режимы лампы 6П3С при работе в однотактном оконечном каскаде класса А с фиксированным смещением: Еа=365 В, Ua=350 В. Ес2=250 В, Eс1-18 В, lа0=54 мА, Iэ0-2,5 мА, Rc2-51 кОм, -Ucl-12,7 В, Ri-27 кОм, Ra=4,2 кОм, Рвых=10,5 Вт.

Пример практической реализации усилителя с однотактным выходным каскадом на лампе 6П3С при работе в схеме с автоматическим смешением приведен на рис. 18.

Входной каскад собран на высокочастотном пентоде типа 6ЖЗП и имеет при разомкнутой петле ПОС кояффициент усиления около 300. Резистор R3, включенный в цепь катода лампы, является, во-первых, сопротивлением автоматического смещения, а во-вторых - "нижним” плечом делителя петли ООС.

В отличие от предыдущих схем, в которых сигнал ООС снимается со вторичной обмотки выходного трансформатора, в данном усилителе напряжение ООС взято непосредственно с анода оконечной лампы и через разделительный конденсатор С6 подано на резистор R8. Он образует “верхнее” плечи делителя и замыкает петлю ООС. Такое построение цепи обратной связи, хотя и не позволяет "исправить” огрехи, вносимые выходным трансформатором, зато делает весь усилитель более устойчивым в работе.

Последнее особенно актуально для каскадов на пентодах, которые вследствие большого усиления склонны к самовозбуждению. По этой же причине необходимо Очень аккуратно подойти к компоновке и монтажу аппарата, так как те ошибки, которые на работе триодного каскада могут и не сказаться, у пентодного усилителя могут привести к появлению серьезных проблем. Подробнее вопросы компоновки и монтажа изложены в [2].

Выходной каскад построен по стандартной схеме и каких-либо специфических особенностей не имеет. Конденсатор С5 - корректирующий, о его назначении было сказано выше. Выходной трансформатор по конструкции абсолютно идентичен применяемому в усилителе на рис.17. 

 В этом случае оба аппарата будут иметь близкие характеристики, кроме номинальной чувствительности. У рассматриваемого усилителя она составляет 1 В и без труда может быть изменено о ту или иную сторону подбором резистора R8.

Для настройки этой схемы желательно иметь осциллограф и генератор звуковых частот. Очень хорошо, если генератор формирует не только “синус", но и прямоугольные импульсы. В последнем случае можно легче и быстрее обнаружить неполадки в усилителе, Информацию о том, что же всв-таки обозначают эти “загогулины", можно найти в [3].

Рекомендуемые электрические режимы лампы 6ПЗС при работе в однотактном оконечном каскаде класса А с автоматическим смещением Еа=365 В. Uа=350 В, Ес2=250 В, Ек-18,5 В. Rk-330 Ом\2Вт, la0=54 мА, 1з„=2,5 мА, Rc2-18 кОм, -Uc1=13 В, W=27 кJм, Ra=4,Z кОм, Рвых=10,5 Вт.

john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

Пример практической реализации УМЗЧ сдвухтвктным выходным каскадом на лампах 6П3С при работе в схеме с автоматическим смещением в режиме клессе Д показан на рис. 19. 

 Входной каскад одновременно является и предварительным усилителем напряжения, и фазоинвертором. Он выполнен на высокочастотном двойном триоде типа 6Н23П по парафазной схеме, идентичной каскаду в усилителе на рис.9. 

Более интересен предвыходной усилитель напряжения, который собран на лампе 6Н8С. В отличие от типовых схем, в которых анод лампы драйвера через нагрузку подключен “как и положено” к источнику питания, в данной конструкции анодные цепи предвыходного каскада связаны с анодами ламп оконечного каскада и первичной обмоткой выходного трансформатора. Анодной нагрузкой предвыходных триодов служат резисторы R14 и R19 сопротивлением 51 кОм. Такое построение каскада за счет возникающей местной ООС значительно уменьшает внутреннее сопротивление выходных ламп, снижает требования к качеству выходного трансформатора, а главное, повышает линейность системы “оконечный усилительный каскад - выходной трансформатор”, что имеет исключительно важное значение, когда усилитель не охвачен петлей общей ООС. Необходимый режим работы лампы 6Н8С по постоянному току задан резистивным делителем R11-R13. Переменный резистор R12 служит для балансировки плеч этого каскада. Резисторы R9 и R10 по 300 кОм служат не только сопротивлениями утечки управляющих сеток, но и обеспечивают их гальваническую связь с цепью катода, что необходимо для обеспечения работы триодов лампы в заданном режиме. Соединять эти резисторы, как обычно принято, с общим проводом нельзя, поскольку потенциал катода поднят относительно “земли” за счет падения напряжения на резисторе R25. Последнее сделано с целью исключения возможности появления сеточных токов на пиках входного сигнала. Так как катодные резисторы драйвера конденсаторами не зашунтированы, то возникает местная неглубокая ООС как по постоянному, так и по переменному току, что благоприятно сказывается на линейности и стабильности работы всего каскада. Усиленный сигнал, снимаемый с анодных цепей драйвера, через разделительные конденсаторы С7 и С8 подается на управляющие сетки ламп выходного каскаде. Эти конденсаторы, равно как и С4, С5 должны иметь минимальный tg угла потерь. Цепи управляющих сеток оконечных ламп содержат антипаразитные резисторы R15, R18 (обычно Они включены последовательно с сеткой) и резисторы утечки R16, R17. Выходной каскад выполнен по схеме С автоматическим смещением и работает в режиме класса А. Необходимое для нормальной работы ламп смещение создается за счет падения напряжения на катодных резисторах R20-R22. Переменный резистор R21, который должен быть высококачественным проволочным мощностью не менее 2 Вт, служит для симметрирования схемы. Как и в предыдущих каскадах, катодные резисторы не шунтируются, поэтому в нем также действует местная ООС очень умеренной глубины. Такое построение схемы позволило получить следующие технические характеристики усилителя: номинальная чувствительность 0,5 В при выходной мощности 15 Вт и коэффициенте гармоник не более 1,2%. Рабочий диапазон частот от 25 Гц до 35 кГц при неравномерности АЧХ не более 1,5 дБ.

Выходной трансформатор изготовлен на магнитопроводе ШЛ 32х50 с размером окна 32х80 мм. Сечение керна сердечника 16 см2, средняя длина магнитной силовой линии 27,3 см. Для выходного трансформатора этого усилителя постарайтесь достать магнитопровод, навитый из ленты толщиной 0,20 мм. Если имеется возможность выбора, то остановитесь на сердечниках, сделанных из стали 3414, 3413 или 3412. В крайнем случае воспользуйтесь магнитопроводом, набранным из штампованных Ш-образных пластин с теми же размерами окна и таким же сечением керна. С целью снижения индуктивности рассеивания обмотки секционированы. Общее количество витков первичной обмотки 5100 провода ПЭВ-2 0,315 мм. Вся обмотка разделена на шесть секций по 850 витков, каждая из которых намотана в пять слоев по 170 витков. Соединение секций последовательное. Вторичная обмотка рассчитана на подключение нагрузок 4, 6 или 8 Ом. Чтобы получить такую возможность, она состоит из трех обмоток, включенных последовательно: основной, рассчитанной на работу с 4-омными акустическими системами, и двух дополнительных для 6 и 8 Ом соответственно. Основная обмотка состоит из 6 секций, соединенных последовательно-параллельно таким образом, чтобы суммарное количество витков обмотки составляло 126. Каждая секция представляет собой один слой провода ПЭВ-1 1,0 мм, уложенных виток к витку. Количество витков в слое - 63. Дополнительная обмотка для нагрузки 6 Ом содержит 28 витков провода ПЭВ-1 1,6 мм и занимает один неполный слой. На оставшееся свободное место наматывается часть дополнительной 8-омной обмотки, после чего не поместившийся остаток переносят в следующий слой, который будет неполным. Дополнительная обмотка для подключения акустических систем сопротивлением 8 Ом имеет 24 витка провода ПЭВ-1 1,5 мм. Незаконченный слой при желании можно продолжить. Тогда, намотав на оставшееся место 40 витков провода ПЭВ-1 1,12 мм, а такое количество при ровной плотной намотке помещается уверенно, вы получите возможность подключать к усилителю нагрузку сопротивлением 12 Ом. Размещение обмоток в катушке трансформатора и схема соединений секций показана на рис.20.

 

Налаживание усилителя начинают с установки режимов по постоянному току.

Перед тем как симметрировать драйвер, необходимо вынуть выходные лампы из панелек. Резистором R12 устанавливают равные напряжения на катодах лампы 6Н8С. Теперь оконечные лампы возвращают на место и резистором R21 балансируют выходной каскад, после чего вновь проверяют симметрию предвыходного каскада. Довольно часто требуется небольшая корректировка R12. Теперь к точкам А и Б подключают осциллограф и производят симметрирование фазоинвертора по переменному току на частотах 100 Гц и 20 кГц. Подробно эта процедура была рассмотрена ранее в описании усилителя рис.9. Завершив данную операцию, осциллограф подсоединяют к точкам В и Г, выходные лампы удаляют и производят балансировку предвыходного каскада по переменному току> После этого устанавливаются на место оконечные лампы, осуществляется симметрирование всего усилителя. Остается добавить, что для нагрузки сопротивлением 3-4 Ом в качестве выходного трансформатора возможно использование ТВЗ-1-6, но характеристики усилителя при этом заметно ухудшатся. Схема потребляет по цепи +210 В ток 3,5 мА, от источнике +300 В около 160 мА, по цепи питания накала ламп - 2,8 А.

john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

Рекомендуемые электрические режимы лампы 6П3С при работе в двухтактных оконечных каскадах класса А, АВ, В в усилителях звуковой частоты при фиксированном и автоматическом отрицательном смещении не управляющих сетках (без токов управляющих сеток) приведены в таблице 1.

 ример практической реализации усилителя звуковой частоты с двухтактным выходным каскадом на лампах 6ПЗС при работе в классе АВ с фиксированным смещением без сеточных токов заимствован из [4] и показан на рис.21.

 Помещен лишь фрагмент полной схемы усилителя, включающий в себя фазоинвертор и выходной каскад. На лампе 6Н8С собран фазоинвертор, который работает следующим образом. Входной сигнал (его номинальное напряжение составляет 3,5 В) подается на управляющую сетку верхнего по схеме триода. Нагрузкой анодной цепи данного триода является резистор R6, на котором и выделяется усиленный сигнал. Дальнейший путь последнего складывается из двух ветвей. Первая ветвь - через разделительный конденсатор С4 на управляющие сетки выходных ламп. По второй ветви сигнал проходит через разделительный конденсатор С2, корректирующую RC-цепочку, которая образована резистором R8, а также конденсатором С3, и поступает на управляющую сетку нижнего по схеме триода. Сопротивлением утечки этой сетки служит резистор R5, который совместно с R8 образует делитель напряжения. Номиналы резисторов делителя подобраны таким образом, чтобы переменное напряжение, приложенное к управляющей сетке второго триода, равнялось входному, что обеспечивает симметрию выходных сигналов. Анодной нагрузкой ведомого триода является резистор R7, на котором выделяется напряжение, противофазное действующему на R6. Этот сигнал через разделительный конденсатор С5 подается в цепь управляющих сеток ламп выходного каскада. Цепи управляющих сеток содержат сопротивления утечки R9 и Р10 по 56к0м (в общую точку этих резисторов подается напряжение отрицательного смещения) и антипаразитные элементы - резисторы R11, R12, R15, R16. В цепи экранных сеток выходных ламп включены токоограничивающие резисторы R13, R14, R16, R17 сопротивлением 56 Ом. Они исключают опасность неконтролируемой перегрузки сеток. Каскады, входящие в состав оконечного, усилителя, охвачены петлей общей ООС. Сигнал обратной связи снимается со вторичной обмотки выходного трансформатора и после делителя напряжения, образованного элементами R19, R20, через резистор R1 подается в катодную цепь входного триода. Этот же резистор выполняет функции сопротивления автоматического смещения.

Наиболее оригинальной частью данной конструкции является выходной трансформатор. Необходимость получения строгой симметрии между половинками анодной обмотки вынуждает располагать секции, относящиеся к противоположным плечам каскада, в шахматном порядке, делить каркас перегородкой на две равные части, применять галетное секционирование и т.п. В рассматриваемом усилителе автору удалось решить эту задачу, нагрузив анодную цепь каждой оконечной лемпы на индивидуальную секцию первичной обмотки. Собственно выходной трансформатор выполнен на магнитопроводе Ш25х64, сечение керна 16 см2, средняя длина магнитной силовой линии 21,4 см с размером окна 25х62,5 мм, площедь окна 15,63 см2. Анодная обмотка состоит из 4 секций по 1350 витков провода ПЭЛ 0,19 мм, суммарное количество витков 5400. Каждая из секций намотена в пять слоев по 270 витков, ширина намотки 58-59 мм. Вторичная обмотка содержит 4 секции по 80 витков провода ПЭЛ 0,66 мм, намотанных в один слой. Ширина намотки такого слоя-секции составляет около 59 мм. Порядок и правила намотки катушки этого трансформатора следующие. Вначале укладывается секция 1 вторичной обмотки, которую изолируют двумя слоями лакоткани, лавсана и т.п. Поверх изоляции наматывают секцию 2 первичной обмотки. Между ее слоями прокладывают один слой тонкой лакоткани, лавсановой либо фторопластовой ленты или два слоя тонкой парафинированной бумаги. Секцию изолируют двумя слоями лакоткани и укладывают секцию вторичной обмотки, потом первичной и т.д. Последней будет четвертая секция анодной обмотки. Порядок намотки на схеме показан порядковыми номерами (цифры римские). Начала секций обмоток отмечены точками. Размещение секций на катушке трансформатора и схема соединений между ними показана на рис.22.

 

john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

После намотки катушки трансформатора, а еще лучше трансформатор целиком, желательно проварить в парафине или техническом воске, который представляет собой сплав чистого желтого пчелиного воска 65 %, очищенного медицинского парафина 25%, церезина с озокеритом по 5% с небольшой по 0,5% добавкой олифы натуральной и канифоли. Технический воск более предпочтителен, так как по сравнению с чистым парафином он обладает большей вязкостью и не крошится. Во время пропитки емкость с воском подогревать следует только на водяной бане и ни в коем случае не пользоваться для этой цели открытым пламенем. Вызвано это не только необходимостью соблюдения правил противопожарной безопасности, но и тем, что изоляция обмоточных проводов имеет умеренную нагревостойкость. При подогреве на водяной бане температура расплава, а значит и проводов никогда не превышает 100°С. И еще один технологический нюанс. Объем водяной бани на 3 кг воска должен быть 12-15 л. По окончании процесса пропитки прекращают подогрев, не вынимая трансформатор и емкость с воском из водяной бани. и оставляют все это медленно остывать на воздухе. Еще лучше, завершив пропитку, уменьшить подогрев таким образом, чтобы температура воды, а значит и воска была 70-75°С, и выдержать еще 2-3 часа, после чего прекратить нагревание. По мере остывания расплава его поверхность схватывается коркой, которую необходимо разламывать, а воск перемешивать. В тот момент, когда расплав начнет застывать по всему объему, что хорошо видно, трансформатор вынимают и быстро выносят на открытый воздух. За счет того. что охлаждение происходит относительно медленно, трансформатор успевает остыть почти до температуры затвердевания расплава. Благодаря этому поверхность воска быстро схватывается и пропиточный состав остается в полостях катушки, а не выливается наружу. Продолжительность пропитки зависит от размеров трансформатора и составляет от 2-3 до 12-15 часов. В ходе процесса трансформатор необходимо периодически интенсивно встряхивать. Конечно, описанная выше процедура продолжительна и утомительна. Но при отсутствии вакуумной камеры это единственный способ получить пропитку высокого качества. Процесс считается оконченным, когда при интенсивном встряхивании трансформатора выделения пузырьков воздуха не наблюдается. Пропитка трансформатора не только улучшает электрическую прочность катушки, но и устраняет вибрации проводников обмоток и пластин магнитопровода, которые приводят к росту потерь и нелинейных искажений, особенно в области высоких частот. И последнее: предложенная технология пропитки является наиболее безопасной, а иногда и единственно возможной. Дело вот в чем. Подавляющее большинство специальных пропиточных лаков требуют печной сушки, что не всем доступно, а те из них, которые предназначены для сушки при комнатной температуре, полимеризуются, не успев “залезть во все щели”. Во-вторых, многие из “специальных пропиточных” лаков, приобретенных на рынке “по случаю”, не соответствуют требованиям ГОСТа и действуют на изоляцию проводов самым разрушительным образом. Применять для этой цели нитролаки серии НЦ и им подобные (а приходилось видеть и такое) вообще недопустимо.

Налаживание усилителя начинают с установки режимов по постоянному току. Затем к точкам А и Б подключают осциллограф и подбором резистора R5 получают равные коэффициенты передачи обоих плеч фазоинвертора на частоте 100 Гц. Подбором конденсатора СЗ добиваются идентичных АЧХ и ФЧХ в обоих плечах на частоте 18-20 кГц. В оконечном каскаде автор, к сожалению не предусмотрел регулировочных элементов. Поэтому симметрировать его приходится с помощью перестановки и замены выходных ламп. Удачно настроенный усилитель обеспечивает получение следующих характеристик: номинальная выходная мощность 35 Вт при коэффициенте гармоник не более 1.5%, максимальная выходная мощность - 45 Вт. диапазон рабочих частот 20 Гц - 20 кГц при неравномерности АЧХ не превышающей 3 ДБ.

Еще один пример практической реализации усилителя звуковой частоты с двухтактным выходным каскадом на лампах 6ПЗС при работе в режиме класса АВ с фиксированным смещением показан на рис.23 

 и представляет собой фрагмент схемы эстрадного усилителя Sound City 100 фирмы Marshall. Его выходной каскад обеспечивает получение следующих технических характеристик: номинальная выходная мощность - 80 Вт при коэффициенте гармоник не более 4%, максимальная выходная мощность 100-110 Вт, диапазон рабочих частот 30 Гц -18 кГц при неравномерности АЧХ 3 дБ. Кратко рассмотрим работу усилителя мощности этого аппарата. Входной сигнал, прошедший предварительные усилители и темброблок, поступает на регулятор громкости, роль которого выполняет переменный резистор сопротивлением 220 кОм. С движка этого резистора напряжение звуковой частоты подается на управляющую сетку левого по схеме триода лампы VL1. Этот триод выполняет функции усилителя напряжения с коэффициентом передачи около 11. Каскад построен по схеме резистивного усилителя с автоматическим смещением, которое возникает за счет падения напряжения на катодном сопротивлении 2,2 кОм. Катодный резистор зашунтирован конденсатором емкостью 0,05 мкф. Это необходимо для компенсации завала АЧХ в области средне-высоких и высоких частот, вносимых темброблоком. Анодной нагрузкой этого триода является резистор сопротивлением 100 кОм. Все показанные на схеме маломощные каскады имеют между собой непосредственную гальваническую связь, и это сделано вот почему. Дело в том, что переходной конденсатор может оказаться не только источником дополнительных нелинейных искажений, шумов, низкочастотных флуктуаций, но и вследствие вносимых им фазовых сдвигов нередко является причиной самовозбуждения схемы. Поэтому в звукоусилительной технике всегда стремятся обеспечить гальваническую связь между каскадами аппарата. Для обеспечения такой возможности в схему вводится каскад сдвига уровня, выполненный на правой половинке пампы VL1. Такая структура схем позволяет отказаться от разделительного конденсатора и увеличить эффективность регулировки АЧХ в области средних частот. С целью оперативной регулировки АЧХ (в данной области) установлен переменный резистор сопротивлением 100 кОм, входящий в цепь частотно-зависимой ООС. Собственно каскад сдвига уровня представляет собой катодный повторитель, так что вносимые им дополнительные искажения и шумы пренебрежимо малы. Помимо основной функции он улучшает развязку между каскадами аппарата. Режим работы правого триода лампы VL1, а значит, благодаря наличию гальванической связи между каскадами, и фазоинвертора, собранного на лампе VL2, задается параметрами делителя напряжения, образованного резисторами сопротивлениям 1 МОм и 510 кОм. Чтобы избежать ослабления звукового сигнала, сопротивление 1 МОм зашунтировано конденсатором емкостью 0,03 мкФ. В общую точку этой RC-цепочки и анода левого триода VL1 подключен конденсатор емкостью 1000 пФ, входящий в цепь регулировки АЧХ “Presence”. Фазоинверсный каскад собран на лампе VL2 типа 6Н1П по парафазной схеме. Его характерными особенностями являются наличие в катодной цепи корректирующей RC-цепочки с перестраиваемыми параметрами и поступление на этот каскад напряжения общей ООС. Анодные цепи лампы VL2 нагружены на резисторы сопротивлением 82 кОм. Противофазные сигналы, снимаемые с этих анодных нагрузок, через разделительные конденсаторы емкостью по 0,1 мкФ поступают в цепи управляющих сеток ламп выходного каскада. Важное требование, предъявляемое к разделительным конденсаторам, заключается в том, что они должны иметь минимальный tg угла потерь. Цепи управляющих сеток ламп оконечного каскада содержат антипаразитные резисторы по 22 кОм, сопротивления утечки по 11 кОм и переменный резистор сопротивлением 22 кОм. Последний служит для балансировки плеч каскада. В цепях экранных сеток этих же ламп установлены токоограничивающие резисторы сопротивлением по 910 Ом и уравнивающие по 100 Ом. Питание экранных сеток через такие делители позволяет в определенной степени скомпенсировать разброс характеристик ламп. Выходной трансформатор изготовлен на сердечнике Ш32х80 сечением 25,6 см2. Он имеет размеры окна 32х80 мм, что обеспечивает площадь, а она равняется 25,6 см2, вполне достаточную для размещения не только основных обмоток: анодной и вторичной для акустических систем сопротивлением 8 Ом, но и дополнительных вторичных обмоток, рассчитанных на подключение нагрузок сопротивлением 12 и 16 Ом. Прочие характеристики магнитопровода: средняя длина магнитной силовой линии - 27,4 см; объем стали 640 см3, толщина пластин 0,2 мм. Первичная обмотка, а ее суммарное число витков - 1320, разделена на 4 секции по 330 витков провода ПЭВ2 0,5 мм. Каждая из секций намотана в три слоя по 110 витков, ширина намотки около 75 мм. Вторичная обмотка для нагрузки 8 Ом (попутно замечу, что именно к ней подключается цепь общей ООС) состоит из 10 слоев-секций, соединенных параллельно. Они намотаны проводом ПЭВ-2 0,8 мм, ширина каждого - 75 мм, а число витков равно 68. Дополнительные вторичные обмотки выполняются проводом ПЭЛ 2,44 мм и имеют: 15 витков для нагрузки 12 Ом и 13 витков для нагрузки 16 Ом. Все обмотки включены между собой последовательно. Размещение секций обмоток в катушке трансформатора и схема электрических соединений между ними показана на рис.24. 

 Для подключения акустических систем с разными сопротивлениями можно вывести каждую из вторичных обмоток на индивидуальный разъем, а можно обойтись и одним, коммутируя при этом вторичные обмотки с помощью сетевого переключателя 110-127-220-237 В. Последний представляет собой фишку, жаргонное название “папа” с ответной частью - гнездом “мамой”, которые широко применялись в радиоаппаратуре 50-х-70-х годов. Настройка данного усилителя производится по стандартной методике.

john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

Перспективным направлением развития ламповых усилителей звуковой частоты является применение лампы 6П3С в двухтактно-параллельной схеме, более известной под английским названием Push-Pull Parallel или просто РРР Circlotron (не путайте цирклотрон с циклотроном - последний из области ядерной физики). Подробно принцип работы такого усилителя был изложен в (Сухов Н., Широков В. Лампы и звук: назад в будущее или “новое - это хорошо забытое старое”. “Радиохобби” N4/1998), так что остановимся более подробно на тех нюансах, которые необходимо учитывать при самостоятельном конструировании подобных схем.

Так как эта схема двухтактная, то выходные лампы могут работать в любом из классов А, АВ или В. Рабочие режимы ламп можно взять из таблиц режимов, рекомендуемых для классического построения двухтактного каскада. Поскольку в цирклотроне оконечные лампы включены между собой по постоянному току последовательно, а по переменному параллельно, то оптимальное сопротивление нагрузки снижается в 4 раза против рекомендуемого для обычной двухтактной схемы. По этой же причине эквивалентное внутреннее сопротивление лампы снижается также в 4 раза (для каждой отдельно взятой - в два раза), амплитуда напряжения, действующего на первичной обмотке трансформатора, уменьшается вдвое. Такие особенности каскада упрощают конструкцию выходного трансформатора и снижают требования к его качеству.

Структура двухтактно-параллельного каскада позволяет для его согласования с низкоомной нагрузкой применять автотрансформаторный выход. По сравнению с обычной трансформаторной схемой такое построение выходной цепи обеспечивает получение значительно меньших фазовых и амплитудно-частотных искажений на верхней границе рабочего диапазона. Поэтому не рекомендуется заменять автотрансформаторное включение на эквивалентное трансформаторное. При выборе диаметра проводов для изготовления катушки выходного трансформатора надо помнить, что амплитуда тока, проходящего по обмотке, будет вдвое больше, чем при работе в “классической” двухтактной схеме. Остается добавить, что для питания усилителя, собранного по схеме Circlotron, требуется анодный трансформатор, имеющий две одинаковые изолированные друг от друга обмотки.

Пример практической реализации двухтактно-параллельного каскада на лампах 6П3С в усилителе звуковой частоты показан на рис.29.

Входной сигнал через разделительный конденсатор С1 поступает на предварительный усилитель напряжения, который собран на триоде VL1.1 типа 6Н8С. Он имеет коэффициент усиления 10. Усиленное напряжение снимается с анодной нагрузки R2 и подается через С2 на катодный повторитель, выполненный на второй половинке лампы VL1. Режим работы этого каскада задается резисторами R7, R6 в его катодной цепи. Резистором автоматического смещения R7 определяется начальный ток через триод VL1.2, т.е. падение напряжения на резисторе R6, а также положительный потенциал на катоде данного триода. Это в свою очередь задает по постоянному току рабочий режим лампы фазоинверсного каскада. Такая возможность существует благодаря тому, что связь между этими каскадами непосредственная - гальваническая.

Собственно фазоинвертор собран на лампе VL2 типа 6Н8С и представляет собой одну из разновидностей парафазной схемы. Характерной особенностью его построения является питание анодных цепей каждого из триодов лампы от разных выпрямителей. Противофазные напряжения через разделительные конденсаторы С6 и С7 поступают в цепи управляющих сеток выходных ламп. Эти цепи содержат сопротивления утечки R14, R15 (эти резисторы общие для обеих ламп каждого плеча) и антипаразитные элементы R16, R17, R20, R21 - они для каждой из оконечных ламп индивидуальные.

Выходной каскад построен по схеме с автоматическим смещением за счет падения напряжения на резисторах R18, R19, R22, R23, включенных в цепи катодов ламп VL3-VL6, и работает в режиме класса А. Каждый из этих резисторов зашунтирован электролитическим конденсатором емкостью 220 мкФ (С8-С11). Такое построение оконечного каскада совместно с использованием индивидуального для каждой лампы токоограничивающего резистора (R24-R27) позволяет в значительной мере компенсировать производственно-технологический разброс ламповых характеристик. И хотя рассматриваемый усилитель не охвачен петлей общей ООС, тем не менее, достигаются высокие технические характеристики, да и по звучанию он не уступает подавляющему большинству “килобаксовых” High-Endовцев: максимальная выходная мощность - 35 Вт, коэффициент гармоник при выходной мощности 20 Вт не превышает 1,3%, диапазон рабочих частот при неравномерности АЧХ не более 2 дБ - 20 Гц - 50 кГц . Ток, потребляемый усилителем от каждого источника анодного питания при максимальной выходной мощности, составляет около 170 мА.

Выходной автотрансформатор изготовлен на базе магнитопровода типа ПЛ25х50х120 из ленты толщиной 0,35 мм. Он имеет следующие геометрические характеристики: размеры окна 40х120 мм, площадь окна 48 см2, сечение стали 12,5 см2, средняя длина магнитной силовой линии 39,8 см. В крайнем случае, можно взять сердечник от телевизионного трансформатора питания типа ТС-270, который имеет такие же размеры. При этом несколько ухудшается качество усилителя, в частности сужается рабочая полоса в области высших звуковых частот вследствие повышенных потерь в стали. Однако считаю необходимым заметить, что цирклотрон (и только он) все же допускает такую замену. Вся обмотка выходного автотрансформатора размещена на двух катушках, которые наматываются совершенно одинаково. Обмотка, к которой подключается нагрузка, выполняется проводом ПЭВ-2 1,4 в 4 слоя по 56 витков. Общее количество витков 224. Отводы делаются от 112-го витка (0-1, 0'- 1') - для 4 Ом; 138-го (2, 2') - для 6 Ом; 159-го (3 - 3') - для 8 Ом; к 224-му витку подключается нагрузка сопротивлением 16 Ом. Обмотка 4 - 5 (4' - 5') разбита на две секции по 520 витков. Каждая из секций намотана в 5 слоев проводом ПЭВ-2 0,75 мм, количество витков в слое -104. Ширина слоя около 100 мм.

Порядок размещения обмоток в катушке трансформатора показан рис.30.

 

При сборке трансформатора катушки ориентируют друг относительно друга таким образом, чтобы после соединения выводов 0 и 0' получилась единая обмотка, имитирующая укладку провода на торе. Правильность сборки трансформатора проверяется очень простым способом. Последовательно с обмоткой соединяют лампу накаливания напряжением 220 В мощностью 200-300 Вт и включают в сеть. Лампа, вспыхнувшая на полный накал, говорит о том, что катушки работают в противофазе. В таком случае трансформатор разбирают и одну из катушек разворачивают на 180° относительно другой (если смотреть на трансформатор со стороны окна сердечника, то выводы, которые были справа, должны переместиться влево и наоборот).

 

john
Не в сети
Постоянный участник
Регистрация: 24.01.2012
Ответов:

При сборке выходного трансформатора на торцы половинок сердечника, которые прилегают друг к другу, необходимо, причем делать это ОБЯЗАТЕЛЬНО, нанести тонкий слой магнитного лака и только после этого можно стянуть магнитопровод. Магнитный лак готовится на основе порошка карбонильного железа, который применяется в различных электромеханических устройствах, и нитролака марки НЦ. Во время приготовления порошок добавляется в лак небольшими порциями при непрерывном перемешивании до получения однородной массы консистенции жидкой сметаны. Полученную смесь необходимо сразу же в течение 2-3 минут использовать. Применять для приготовления магнитного лака клей типа БФ, КС, “Марс” или им подобные, а тем более эпоксидный, не рекомендую, так как может потребоваться разборка трансформатора, что в таком случае сделать будет весьма затруднительно. При отсутствии фабричного порошка карбонильного железа его не сложно приготовить самому. Для этого необходимо сердечник из карбонильного железа измельчить при помощи надфиля или просто раздавить в пассатижах. Применять для этой операции наждачную бумагу или абразивный камень нельзя, поскольку в порошок могут попасть довольно крупные и очень твердые посторонние частицы. Само собой разумеется, что измельчать сердечник надо как можно тоньше и, т.к. он имеет небольшую прочность, сделать это будет совсем несложно.

Налаживание усилителя особенностей не имеет. Вначале, как и обычно, устанавливают режимы работы ламп по постоянному току, далее симметрируют фазоин-версный каскад на частотах 100 Гц и 18-25 кГц. Единственное специфичное именно для цирклотрона отличие заключается в том, что для проверки оконечной ступени усилитель вертикального отклонения осциллографа должен иметь дифференциальный вход, который подключается к выходной обмотке (допустим, выводы 1 и 1') автотрансформатора.

Кроме перекрестных ООС, действующих в области высоких частот, в усилителе имеются еще три петли обратной связи, которые работают во всем диапазоне звуковых частот. Первая из них охватывает оконечный и предвыходной каскады. Ее сигнал снимается с анодных нагрузок выходных ламп VL5-VL8 и через цепочки C12R18, C13R22 подается а катоды VL3 и VL4, соответственно. Вторая цепь ООС действует только в оконечном каскаде. Она возникает за счет применения ультралинейного включения выходных ламп. И, наконец, третья цепь - петля общей ООС. Ее напряжение снимается с вторичной обмотки выходного трансформатора и через нс-цепочку, состоящую из резистора R13 и конденсатора С8, подается на управляющую сетку лампы VL1.2. Конденсатор С8 корректирующий. Он устраняет самовозбуждение аппарата на ультразвуковых частотах. Его емкость зависит от собственной емкости монтажа, глубины обратной связи и ряда других факторов и подбирается экспериментально. Резисторы R2 и R13 образуют делитель напряжения. Его параметры определяют глубину общей ООС. При указанных на принципиальной схеме номиналах элементов усилитель имеет чувствительность порядка 1,5 В. В том случае, когда требуется более высокая чувствительность, необходимо уменьшить глубину обратной связи путем увеличения сопротивления резистора R13.

В этом месте считаю полезным сделать небольшое отступление и сказать пару слов об ООС. Дело в том, что в последнее время идут яростные споры между сторонниками и противниками применения обратной связи в тракте звукоусиления, причем обе стороны приводят вполне резонные аргументы и контраргументы. Не вдаваясь в детали данной дискуссии, рекомендую читателям опробовать идею, предложенную одним из гуру в области электронных ламп Давидом Манли и самим ответить на поставленный вопрос. Идея сводится к следующему. В ряде аппаратов, производимых фирмой “Manley Audio Laboratories”, например, в предварительном усилителе “Manley The Purist” (1600$), либо в усилителях мощности “Manley SE/PP 300В” (5500$) предусмотрена плавная регулировка глубины обратной связи от 0 до 10...12 дБ. С ее помощью можно изменять характер звучания аппаратуры в соответствии с индивидуальными вкусами слушателя, особенностями помещения и т.п. Тех читателей, которых заинтересовало данное предложение, хочу предупредить о нескольких “подводных камнях”. Об изменениях номинальной чувствительности и рабочей полосы аппарата, коэффициентов демпфирования и нелинейных искажений речь не идет. Эти проблемы очевидны, а вопросы, связанные с ними, достаточно хорошо исследованы, так что их можно сравнительно легко учитывать. Значительно сложнее учесть влияние паразитных емкостей и индуктивностей монтажа, поскольку они совместно с сопротивлениями резисторов, входящих в цепь ООС, образуют разнообразные фильтры, и при регулировке глубины обратной связи будут изменяться АЧХ и ФЧХ петли ООС. Последствия этого могут быть самыми непредсказуемыми. Чтобы свести данные проблемы к минимуму, необходимо тщательно продумать топологию монтажа, “до упора” снизить паразитные связи и реактивности. Кроме того, нельзя забывать, что переменные резисторы имеют собственную емкость, вследствие чего их полоса пропускания зависит от угла поворота движка. Поэтому проведение подобного эксперимента требует серьезной подготовки и тщательного отбора компонентов высокого качества.

Оконечный каскад выполнен по двухтактной ультралинейной схеме на лампах VL5-VL8. Цепи их управляющих сеток содержат антипаразитные элементы - R23, R24, R27, R28 и резисторы утечки R19, R21, R25, R26. Переменный резистор R20, входящий в эти цепи, служит для балансировки плеч выходного каскада по постоянному току. Его средний вывод подключен к “минусу” источника напряжения смещения. Выходное напряжение этого источника при наладке усилителя подбирается в пределах -25. ..-30 В таким образом, чтобы анодный ток покоя каждой из ламп равнялся 60 мА. С целью повышения выходной мощности до 35 Вт применено параллельное включение ламп. При этом оптимальное сопротивление нагрузки в цепи анода составляет 2,7 кОм. Поскольку оконечный каскад содержит 4 лампы, потребовалось принять меры, призванные скомпенсировать производственно-технологический разброс их характеристик. Для решения этой задачи служат двухваттные катодные резисторы R29, R30, R33, R34. Токоог-раничивающие резисторы R31, R32, R35, R36, включенные последовательно с экранными сетками VL5-VL8, являются не только компенсирующими элементами, но и снижают опасность электрической перегрузки этих электродов. Коэффициент включения экранных сеток составляет 0,42.

Выходной трансформатор изготовлен на базе магнитопровода ШЛМ-40х50 с размером окна 24х72 мм. Сердечники такого типоразмера используются в трансформаторах ОСМ-0,4. Первичная обмотка содержит 3120 витков провода ПЭВ 0,355 мм. Она разделена на две половинки по 1560 витков, каждая из которых размещена на своей стороне каркаса катушки. Для этого каркас вертикальной перегородкой делится на две равные части. В перегородке необходимо сделать прорезь, через которую в процессе намотки катушки пропускаются проводники вторичных обмоток. Каждая из половинок первичной обмотки разделена на 4 неравные секции. Неравномерное распределение провода по секциям вызвано, с одной стороны, стремлением упростить выполнение отвода от 42% витков, а с другой - необходимостью иметь четное количество слоев в каждой секции. Невыполнение последнего условия значительно усложняет изготовление катушки трансформатора, а также ухудшает качество намотки. Секции первичной обмотки имеют следующую конст” рукцию. Секции 1 и 8 содержат по 520 витков, уложенных в 8 слоев; 2, 4, 5 и 7 по 390 витков, которые намотаны в 6 слоев, и, наконец, секции 3 и 6 имеют по 260 витков в 4 слоя. Каждый из слоев любой секции “первички” состоит из 65 витков. Вторичная обмотка состоит из двух последовательно соединенных частей, что позволяет эксплуатировать предложенный усилитель с акустическими системами сопротивлением 4 и 8 Ом.

Впрочем, к особенностям выбора конденсаторов, устанавливаемых в катодной цепи лампы, мы еще вернемся при изучении оконечного каскада. По переменному току второй и оконечный каскады связаны между собой разделительным С4. Этот элемент на качество звучания влияет самым радикальным образом и поэтому разговор о требованиях к его качеству заслуживает особого внимания. Сразу отметим, что идеального компонента, который бы совершенно не портил звук, в природе просто-напросто не существует. К таковым можно было бы отнести вакуумные либо воздушные конденсаторы, однако представить, а тем более реализовать на практике усилитель с "проходником" размером с пару танковых аккумуляторов весьма проблематично. Поэтому выбор типа С4 всегда является компромиссом. Конечно, можно просто отметить высокое качество специализированных аудиофильских изделий таких фирм как Jensen Capacitors либо экзотики "разлива" Audio Note, и на этом поставить точку, но запредельная цена таких компонентов моментально переводит их практически для всех радиолюбителей в разряд столь же запредельных мечтаний. Остановимся подробнее на реально доступных элементах общего применения отечественного производства. По мнению многих разработчиков аудиоаппаратуры наилучшими считаются бумаго-масляные и бумаго-фольговые изделия типов К40-9-5 (с 5-й приемкой); К40-У9; К40А-2; КБГ; ОКБГ; БМ-2; БМТ-2. Чуть хуже металлобумажные вроде МБМ, МБГ, К42-.... Последние отличаются тем, что их обкладки получают нанесением на бумагу тонкого, не более 1 мкм, слоя металлизации (для сравнения: толщина алюминиевой фольги 80 мкм), а после свертывания пакета в рулон заготовку пропитывают церезином. Вследствие таких конструктивных и производственно-технологических особенностей металлобумажные конденсаторы по сравнению с бумаго-масляными и бумаго-фольговыми имеют пониженную электрическую прочность, которая за счет диффузии ионов металлизации в диэлектрик в процессе старения уменьшается еще больше. Относительно личных пристрастий отмечу, что меня настораживает некоторая "вязкость" звучания бумажных конденсаторов в области высоких частот. В то же время "слюдянка", обеспечивая четкость и прозрачность "верха", не позволяет получать необходимую пластичность и рельефность звука в области средних частот и мид-баса, которыми столь славится "бумага". После ряда экспериментов удалось установить, что параллельное включение бумажного и слюдяного конденсаторов, емкость последнего должна составлять 1...7% от емкости основного, позволяет совместить достоинства звучания обоих типов.

Подбором соотношений емкостей можно в некоторой степени изменять характер звуковоспроизведения. Практика показала, что для разделительного конденсатора емкостью более 0,1 мкФ в случае, когда входное сопротивление последующего каскада составляет не менее 200 кОм, слюдяной дополнительный конденсатор должен иметь емкость в пределах 2...10 тыс. пФ. Таким образом, С4 можно составить из "бумажника", скажем, типа К40У-9 или БМТ-2 емкостью 0,22...0,25 мкФ с рабочим напряжением не менее 250 В и слюдяного конденсатора, например, КСО-5, КСО-11, емкостью 3000...6800 пФ с таким же, либо бОльшим, максимальным рабочим напряжением. В случае построения стереофонического варианта усилителя к подбору конденсаторов, составляющих "проходник" С4, следует подойти особенно аккуратно. В первую очередь из имеющегося запаса однотипных "бумажников", причем желательно чтобы они были из одной партии, с помощью цифрового прибора необходимо отобрать два конденсатора с реально одинаковой емкостью. Последнее требование более важно, чем точное соответствие номинала указанному на принципиальной схеме. Поскольку емкость разделительного конденсатора менее критична, чем в корректирующих цепях, С4 может лежать в пределах 0,17...0,29 мкФ.

Необходимость использования одинаковых элементов в обоих каналах аппарата вызвано стремлением получить равные АЧХ и ФЧХ, к рассогласованию которых стереосистемы очень критичны, в то время как при одноканальном звуковоспроизведении даже очень большие фазовые искажения практически не сказываются. Рекомендуется проверить тангенс угла диэлектрических потерь и ток утечки при номинальном рабочем напряжении. Они, разумеется, должны быть минимальными. Нелишним будет измерить коэффициент собственных нелинейных искажений конденсаторов с помошью прибора и методики, предложенных в [Лукин Е. "Комплекс для измерения сверхнизких нелинейных искажений" - "Радиохобби" №2/2000 с.40]. Полезно убедиться в том, что собственный механический резонанс конденсатора не попадает в область звуковых частот. Детали, имеющие (механический) резонанс в звуковом диапазоне, для аудиоаппаратуры не пригодны.

  

Войти Зарегистрироваться
Новости
11.12.2017
94-й выпуск рассылки "Радиолюбитель":   http://... далее>>>
4.12.2017
93-й выпуск рассылки "Радиолюбитель":  http://www.... далее>>>
26.11.2017
92-й выпуск рассылки "Радиолюбитель":   http://www.... далее>>>
8.11.2017
91-й выпуск рассылки "Радиолюбитель":   http://... далее>>>
16.10.2017
90-й выпуск рассылки "Радиолюбитель":   http://... далее>>>
Последние комментарии
Copyright © RadioNic, 2009-2017
RSS Feed
Follow radionic_ru on Twitter