Анонс

КАСКАДЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ
При существующих сейчас источниках сигналов средняя чувст­вительность высококачественного усилителя должна лежать в пре­делах 50 — 200 мВ. Между входными гнездами и сеткой первой лампы находятся корректирующие цепи, в которых сигнал ослабляется минимум вдвое (на 6 дБ) на самом чувствительном входе. В тонкомпенсированном регуляторе громкости минимальное ослабление сигнала составляет еще 6 дБ. Регуляторы тембра, обеспечивающие глубину регулиров­ки ±20 дБ, обычно ослабляют сигнал еще на 30—40 дБ. При нали­чии во входных цепях катодных повторителей потери сигнала воз­растают еще на 3—6 дБ. Итак, общее затухание сигнала составляет 45—58 дБ. ... Далее...
КАСКАДЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ
Hi-Fi - ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

При существующих сейчас источниках сигналов средняя чувст­вительность высококачественного усилителя должна лежать в пре­делах 50 — 200 мВ.

Между входными гнездами и сеткой первой лампы находятся корректирующие цепи, в которых сигнал ослабляется минимум вдвое (на 6 дБ) на самом чувствительном входе. В тонкомпенсированном регуляторе громкости минимальное ослабление сигнала составляет еще 6 дБ. Регуляторы тембра, обеспечивающие глубину регулиров­ки ±20 дБ, обычно ослабляют сигнал еще на 30—40 дБ. При нали­чии во входных цепях катодных повторителей потери сигнала воз­растают еще на 3—6 дБ. Итак, общее затухание сигнала составляет 45—58 дБ.

 

Величина напряжения сигнала на сетках ламп оконечного каска­да составляет в среднем 10—20 В. Отношение этой величины к вход­ному напряжению сигнала составляет 10/50- 10-3=200 (46 дБ).

Итак, усиление предварительных каскадов Hi-Fi техники с учетом затухания сигнала и необходимого напряжения на сетках ламп оконечного кас­када должно иметь величину порядка 90—100 дБ. Иначе говоря, коэффициент усиления предварительных каскадов должен быть равен примерно 105. Это довольно значительная для низкочастотного усилителя величина.

Если коэффициент усиления по напряжению каждого из усили­тельных каскадов равен примерно 10, то, очевидно, число каскадов должно быть равно 5. При коэффициенте усиления каждого каскада порядка 100 общее количество каскадов будет равно 3 (с некоторым запасом). Поскольку коэффициент усиления, равный 10 на каждый каскад, обеспечивает практически любой современный низкочастот­ный ламповый триод, а коэффициент усиления 100 на каскад явля­ется предельным даже для хороших НЧ пентодов, то можно ут­верждать, что для ламповых усилителей число каскадов предварительного усиления должно лежать в пределах от трех до пяти. Для транзисторных усилителей коэффициент усиления одного каскада редко превышает 10, поэтому нужно считать нормальным в таких усилителях число каскадов усиления напряжения от 5 до 8.

Разумеется, в отдельных случаях возможны отклонения от при­веденных расчетов в обе стороны, но, как показывает практика, не столь существенные, чтобы число каскадов усилителя вышло за указанные пределы.

 

Схемы ламповых усилителей.

Сколько же каскадов делать: 3 или 5? Первым, разумеется, напрашивается ответ «3». Однако не будем то­ропиться. Три каскада — это значит минимальный коэффициент уси­ления каскада ³√105 =50. Заметим, что это не μ лампы, а коэффи­циент усиления каскада, который редко превышает 50% от μ лампы. Следовательно, триоды отпадают. Значит, будет три каскада на пен­тодах или, в крайнем случае, два на пентодах и один на триоде. По­следняя схема, не имеющая никакого запаса по усилению, не позво­ляет использовать в схеме отрицательную обратную связь, т. е. практически непригодна для Hi-Fi усилителей, ибо без отрица­тельной обратной связи немыслимо снизить коэффициент нелинейных искажений и расширить частотный диапазон до требуемых величин. Три каскада на пентодах могут позволить ввести отрицательную обратную связь, но тогда на пентоде оказывается, собран и первый, входной каскад, а в этом случае, как показывает опыт, практически невозможно добиться полного отсутствия микрофонного эффекта и уровня фона ниже — 60 дБ.

Другая крайность — пять каскадов на триодах — всегда обес­печивает нужный коэффициент усиления даже на самых плохих лампах, однако, применяя лампы со средним коэффициентом усиле­ния порядка 20—50, без труда удается получить требуемый коэффи­циент усиления с достаточным запасом при четырех триодах (т. е. на двух сдвоенных лампах). Такая схема и является наиболее рас­пространенной.

Правда, многие зарубежные фирмы выпускают специально раз­работанный пентод для входного каскада с малым уровнем собствен­ных шумов и не склонный к микрофонному эффекту (EF-184, EF-804 и др.). Применяя такой пентод и последующие триоды с большим μ (90—120) по типу ЕСС-83, удается получить нужный коэффициент усиления на трех каскадах по системе пентод — триод — три­од, но, во-первых, такая система требует применения специальных ламп, а во-вторых — очень высокого качества трансформаторной стали, высокочувствительных оконечных ламп (6—8 В возбуждения) и т. д. Поэтому такая схема для наших радиолюбителей пока не под­ходит.

До сих пор мы обходили молчанием вопрос о фазоинверторах. Если фазоинвертор собран по схеме, в которой каждое плечо явля­ется одновременно и усилителем (например, по схеме рис. 24), то коэффициент усиления этого плеча учитывается в общем усилении тракта.

Hi Fi техника - Фазоинвертор с коэффициентом передачи  больше еди­ницы

Рис. 24.

Фазоинвертор с коэффициентом передачи  больше еди­ницы

а — на лампе 6Н2П; б — на транзисторах МП39.

Напоминаем, что учитывать нужно усиление только одного плеча, так как второе плечо инвертора является лишь согласователем для второго плеча двухтактного оконечного каскада и не входит в общий усилительный тракт.

Если же фазоинвертор собран по схеме симметричного катодно­го повторителя (рис. 25), то его коэффициент усиления всегда мень­ше единицы, поэтому такой каскад не только не является усилительным каскадом, но еще требует дополнительного увеличения общего усиления на 4—6 дБ.

Hi Fi техника - Фазоинверторы с коэффициентом передачи меньше единицы

 

Рис. 25.

Фазоинверторы с коэффициентом передачи меньше единицы

а — на одном ламповом триоде; б — на транзисторах разной проводи­мости.

Методика выбора коэффициента усиления для усилителя на транзисторах совершенно та же.

Теперь конкретно о самих схемах каскадов предварительного усиления (КПУ). Это — простейшие резистивные усилители без ка­ких-либо схемных особенностей. Типичным для всех каскадов, как на триодах, так и на пентодах, являются уменьшенные в 2—5 раз по сравнению с оптимальными расчетными величинами анодных (коллекторных) нагрузок для расширения полосы пропускания в сторо­ну более высоких частот, увеличенные до 0,1—0,25 мкФ переходные конденсаторы и до 1—1,5 МОм резисторы утечки сетки для снижения спада частотной характеристики на низких частотах, применение отрицательной обратной связи по току во всех каскадах, кроме того, на котором собран блок регулировок частотной характеристики.

Что касается самих усилительных элементов, то за последние годы появилось множество различных новых типов ламп и транзи­сторов с отличными параметрами. Так, величина S у маломощных ламп стала равна 30—50 мА/В против привычных значений 3 — 10 мА/В, в связи с чем резко возросла чувствительность ламп. Под­счеты показывают, что теоретически все предварительное усиление можно получить даже на двух каскадах с такими лампами.

Однако мы считаем полезным предостеречь любителей от по­спешности в выборе таких ламп или транзисторов. И дело здесь не в консерватизме, а в том, что увеличение, скажем, крутизны ламп до­стигается резким уменьшением зазора между управляющей сеткой и катодом, что значительно повышает склонность лампы к появлению термотоков и вытекающих из этого огромных нелинейных искажений. Немаловажны также большая стоимость и меньшая долговеч­ность таких ламп.

Можно утверждать, что такие проверенные многолетней практикой лампы как 6Н1П, 6Н2П, 6НЗП, 6Н4П, 6ЖШ, 6Ж5П и тран­зисторы «устаревшей» серии П13 — П16 или МП39 — Д1П41 вполне годятся для предварительных каскадов даже самых лучших, самых современных усилителей. В заключение приведем несколько схем КПУ на лампах и транзисторах «старых» и «новых» типов в их обычных режимах использования (рис. 26 и 27).

Hi Fi техника - Каскады предварительного усиления на лампах

Рис. 26.

Каскады предварительного усиления на лампах

а — двухкаскадный усилитель с междукаскадной внутренней обратной связью б - каскад с линеаризирующей обратной связью в цепи защитной сетки.

Hi Fi техника - Каскады   предваритель­ного усиления на транзисторах

Рис. 27.

Каскады   предваритель­ного усиления на транзисторах

а — широкополосный каскад на одном транзисторе; б — двухкаскадный усили­тель с гальванической связью и внут­ренней междукаскадной обратной связью.

Виниловые пластинки AC/DC ищите здесь.