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...
ОКОНЕЧНЫЕ И ПРЕДОКОНЕЧНЫЕ КАСКАДЫ — УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
Hi-Fi - ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ УСИЛИТЕЛИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

Усилители мощности.

Формально предоконечные каскады (драйверы, от английского слова drive — возбуждать, задавать, раскачивать) относятся к уси­лителям напряжения, т. е. к предварительным каскадам, однако мы умышленно говорим о них в этом, а не в предыдущем параграфе, чтобы подчеркнуть, что по характеру работы и по режимам исполь­зования драйверы значительно ближе к оконечным усилителям, т. е. усилителям мощности.

Для усилителей Hi-Fi техники характерна значительная величина вы­ходной мощности порядка 15—50 Вт. Это значит, что для возбужде­ния (раскачки) оконечного каскада без заметных нелинейных иска­жений уже требуется мощность порядка 1—5 Вт, при напряжении до 25—35 В, а если учесть требования к уменьшению нелинейных ис­кажений, то становится ясным, что обычные маломощные триоды не могут обеспечить возбуждения мощных оконечных ламп. Поэтому логичным и оправданным становится использование в последнем каскаде усиления напряжения мощных ламп.

 

Еще в большей мере сказанное относится к транзисторным уси­лителям, так как для мощных транзисторов коэффициент усиления по мощности редко превышает цифру 10. Для таких схем оправдано включение не одного, а двух предоконечных каскадов с последова­тельным возрастанием мощности в отношении от 5 : 1 до 8: 1.

Возможно, что теоретически более правильно предоконечные каскады во всех случаях делать трансформаторными или дроссель­ными, чтобы получить наибольшую величину коэффициента исполь­зования по анодному напряжению ξ, однако есть несколько соображений, почему этого делать не следует.

Трансформаторный каскад всегда вносит заметные частотные ис­кажения, а при мощностях свыше 1—2 Вт и ощутимые нелинейные искажения. К тому же трансформаторы относительно дороги, слож­ны и трудоемки в изготовлении, тяжелы и громоздки, чувствитель­ны к магнитным наводкам и одновременно являются источником наводок звуковой частоты для других цепей усилителя (в первую очередь входных).

В то же время в распоряжении радиолюбителей сейчас имеются отличные лампы и транзисторы средней мощности, широкополосные и экономичные, позволяющие без труда получить неискаженную мощность порядка 2—4 Вт на активном сопротивлении нагрузки. К ним в первую очередь нужно отнести лампы типов 6П15П, 6Э1П, 6ФЗП, 6Ф4П, 6Ф5П, 6Ж5П, 6Ж9П и транзисторы серий П601 — П603, 1Т403-А — 1Т403, П701 — П702, КТ801-А и др.

модели домашних кинотеатров

Впрочем, если для ламповых предоконечных усилителей мы за реостатные схемы, то в транзисторных усилителях к этому вопросу нужно подходить более осторожно. В ряде случаев по сообра­жениям более простого согласования целесообразно использовать трансформаторную связь. На рис. 28 и 29 приведены схемы предоконечных усилителей на лампах и транзисторах.

Hi Fi техника - Предоконечиые каскады

Рис. 28.

Предоконечные каскады для возбуждения мощных оконечных ламп (35—100 Вт).

а) - на лампе 6Ж5П (Рвых=0,7 Вт); б) — на лампе 6П15П (Рвых=

— 1,5 Вт); в) — двухтактный драйвер на лампе 6Н6П с балансировкой

по постоянному и переменному току.

Hi Fi техника - Предоконечные каскады на транзисторах

Рис. 29.

Предоконечные каскады на транзисторах

а — трансформаторный каскад с индуктивной линеаризирующей обратной связью; б — эмиттерный повторитель на транзисторе 1Т4О3А; в — «двухэтаж­ная» двухтактная схема с трансформаторным входом и однотактным выходом.

Оконечные усилители мощности целесообразно разделить иа вы­сокочастотные и низкочастотные. Такое разделение имеет смысл по­тому, что в двухканальных усилителях соотношение мощностей НЧ; и ВЧ каналов не должно быть равно единице, а поэтому и схема и конструкция более мощных НЧ каскадов, рассчитанных на номинальную мощность 25—50 Вт, будут иными, чем для ВЧ каскадов с выходной мощностью 4—10 Вт. И хотя в ряде случаев можно сделать одноканальный широкополосный УНЧ мощностью 10—15 Вт с разделением спектра на выходе индуктивно-емкостными фильтрами, более высокие качественные показатели обеспечивает система с разделением каналов на входе и самостоятельными выходами на разные акустические системы. При этом удается устранить так называемые интермодуляционные искажения — искажения, обусловленные паразитной модуляцией высокочастотных составляющих сигнала низкочастотными.

Для оконечных НЧ каскадов мощностью до 10—12 Вт радиолю­бители в подавляющем большинстве случаев используют лампы ти­па 6П14П отчасти потому, что эти лампы довольно легко обеспечи­вают получение указанной мощности, но в основном потому, что дру­гих подходящих для этой цели ламп у нас, к сожалению, нет. Такую устаревшую, хотя и очень неплохую лампу, как 6ПЗС (6L6) в наше время рекомендовать нельзя, а более мощных специальных ламп для оконечных каскадов УНЧ по типу немецкой EL-34 наша промышлен­ность не выпускает.

Нередко пытаются путем форсирования режима получить боль­шую мощность от тех же ламп 6П14П, однако такой путь совершен­но недопустим из-за резкого ухудшения надежности усилителя и возрастания нелинейных искажений при появлении сеточного термо­тока.

Учитывая сказанное, мы рекомендуем радиолюбителям приме­нять лампы 6Ш4П в любых двухтактных схемам только при мощ­ностях, не превосходящих 10 Вт. При большей выходной мощности надо переходить на такие явно не «низкочастотные» лампы, как 6П31С, 6П36С, 6П20С, ГУ-50, 6Н13С (6Н5С)  как в классических двухтактных и ультралинейных схемах, так и в менее знакомых радиолюбителям мостовых схемах, называемых также двухтактно-параллельными.

Первые три из указанных ламп предназначены для использования в оконечных каскадах строчной развертки телевизоров и позволяют снимать с двух ламп мощность не менее 25 Вт, генераторная лампа ГУ-50 при анодном напряжении 500—750 В (а она по паспорту имеет Uа.раб. = 1000 В) легко отдает в двухтактной схеме мощности 40—60 Вт; двойной триод 6Н13С, сконструированный специально как управляющая лампа в схемах электронных стабилизаторов напряже­ния, имеет очень низкое внутреннее сопротивление и при сравнительно небольшом анодном напряжении позволяет получить в обычной двухтактной схеме мощность не менее 15 Вт (на один баллон), а при включении в каждом плече по два триода параллельно (два баллона) в обычной двухтактной и в мостовой схемах обеспечивает выходную мощность 25—30 Вт. Используя перечисленные лампы, радиолюбитель получает большой выбор для творческой деятельности. На рис. 30 приведены несколько схем оконечных каскадов с указан­ными лампами.

Hi Fi техника - Мощные оконечные кас­кады низкочастотного частичного тракта УНЧ

Рис. 30.

Мощные оконечные кас­кады низкочастотного частичного тракта УНЧ

а — на лампах 6П36С в ультралинейном включении: б—на лампах ГУ-60 в двух­тактно-параллельной схеме; в — на лампах 6Н13С с балансировкой в цепи фик­сированного смещения.

Поскольку все эти схемы мы рассматривали как низкочастотные» т. е. рассчитанные на ограниченную полосу пропускания (не свыше 5—8 кГц), ничего не говорилось о выходных трансформаторах, дрос­селях, и автотрансформаторах. Все они — самые обычные, собранные на Ш-образных или ленточных сердечниках из простой трансформаторной стали толщиной 0,35 мм.

К конструкции каркаса и обмоткам не предъявляется повышен­ных требований, за исключением высокой степени симметрии отдель­ных половин первичной обмотки. Это требование особенно сущест­венно для ультралинейных схем включения оконечных ламп. Величи­ны индуктивности рассеяния и емкости первичной обмотки не существенны.

Вторичные обмотки при мощностях свыше 10 Вт надо наматывать возможно более толстым проводом для умень­шения активных потерь. Жела­тельно сделать несколько отво­дов, чтобы подобрать наилуч­ший режим работы оконечно­го каскада. Подробнее мы рас­смотрим этот вопрос в сле­дующем параграфе.

Высокочастотные оконеч­ные каскады двухканальных Hi-Fi усилителей мощности существенно отличаются от низкочастотных, поэтому и рекомендации отно­сительно них будут другими. Прежде всего, это относится к типам ламп и транзисторов.

Поскольку мощность высо­кочастотных каналов даже в усилителях экстра-класса ле­жит в пределах 10—12 Вт, наи­более подходящими будут лам­пы 6П14П и 6Н13С. Наилуч­шие схемы включения — двух­тактная ультралинейная, мостовая на 6П14П в триодном включении и «двухэтаж­ная» на 6Н13С.

Относительно последней схемы, наиболее часто встречающийся вариант, которой приведен на рис. 31, можно сказать, что хотя она и не нова в теоретическом смысле, однако массовое распространение в радиовещательной аппаратуре получила только в 1960—1965 гг.

Hi Fi техника - Схема оконечного каскада с последовательным включением ламп

Рис. 31.

Одна из наиболее рас­пространенных схем оконечного каскада с последовательным включением ламп по постоянно­му току

Как это нередко бывает, схема стала очень распространенной, причем, говоря о достоинствах схемы, обычно умалчивали о ее недостатках. Попробуем объективно оценить и те и другие.

Последовательное включение двух ламп по постоянному току равносильно тому, что по переменному току обе они относительно нагрузки включены параллельно, в силу чего их общее внутреннее сопротивление фактически вчетверо меньше, чем у обычного двухтактного каскада. Если для такой схемы взять лампы, внутреннее сопротивление которых ниже обычного, а в качестве нагрузки ис­пользовать сравнительно высокоомные громкоговорители, то оказы­вается, что выходной трансформатор по расчету имел бы в этом слу­чае коэффициент трансформации, близкий к единице или, во всяком случае, измеряемый единицами.

Тогда оказывается возможным подключить нагрузку, к лампам непосредственно, без выходного трансформатора. Это, разумеется, является безусловным достоинством схемы.

Однако за это достоинство приходится дорого расплачиваться. Прежде всего, непосредственное включение нагрузки все-таки оказы­вается невозможным из-за наличия в точках ее включения половины напряжения источника питания (120—150 В). Поэтому громкогово­рители приходится включать через разделительный конденсатор, ем­кость которого прямо связана с активным сопротивлением нагрузки и нижней границей полосы пропускания.

Действительно, если допустимая потеря напряжения полезного сигнала на разделительном конденсаторе составляет 10% от величи­ны самого сигнала, то при Rи=20 Ом и fнижн =40 Гц реактивное соп­ротивление конденсатора не должно превышать 2 Ом, откуда его ем­кость будет равна:


Ясно, что такую емкость может иметь только электролитический конденсатор, но при этом нужно помнить, что его рабочее напряже­ние должно быть, по крайней мере, не ниже полного напряжения ис­точника питания, т. е. 300—350 В. И тогда оказывается, что стоимость такого конденсатора ничуть не ниже стоимости выходного трансформатора, тем более, что трансформатор в отличие от конден­сатора радиолюбитель в случае необходимости всегда может изгото­вить сам.

Конечно, можно изготовить громкоговоритель с сопротивлением звуковой катушки не 20, а 200 Ом, что позволит при тех же условиях уменьшить емкость разделительного конденсатора до 200 мкФ, од­нако в этом случае резко возрастает стоимость громкоговорителя.

Впрочем, это не единственный недостаток данной схемы. Вто­рой состоит в том, что при последовательном включении ламп по постоянному току к каждой из них оказывается приложена только половина напряжения анодного источника, поэтому схема может хорошо работать только на специальных лампах, номинальное анодное напряжение которых не превышает 100—150 В. Однако большинство ламп подобного типа имеют незначительную максимальную отдава­емую мощность, редко превышающую единицы Ватт.

Кроме того, исследования показали, что при использовании пен­тодов эта схема принципиально несколько асимметрична, что дела­ет ее мало пригодной для оконечных НЧ каскадов Hi-Fi уси­лителей.

В высокочастотных каскадах первый недостаток сразу же отпа­дает, поскольку при выбранных в предыдущем расчете величинах и нижней границе ВЧ канала fнижн =2 000 Гц величина емкости раз­делительного конденсатора становится равной

причем в этом случае десятипроцентная потеря сигнала будет иметь место только в самой худшей, практически нерабочей части полосы пропускания, а на fверх =20 кГц потери сигнала составят всего лишь 1%. Кроме того, требуемая выходная мощность для оконечного ВЧ каскада значительно меньше, чем для НЧ каскада, что позволяет им использовать в этой схеме двойной триод 6Н13С, имеющий низкое внутреннее сопротивление и хорошо работающий при низких анодных напряжениях. Практическая схема такого каскада приведена на рис. 32.

Hi Fi техника - Схема оконечного каскада на двойном триоде

Рис. 32.

Практическая схема «двух­этажного» оконечного каскада на двойном триоде 6Н13С (6Н5С)

Если мощность ВЧ канала не превышает 2—3 Вт, можно собрать оконечный каскад по схеме рис. 33 на лампах типов 6ФЗП или 6Ф5П.

Hi Fi техника - Двухтактный высокочастотный оконеч­ный каскад на лампах

Рис. 33.

Двухтактный высокочастотный оконеч­ный каскад на лампах 6ФЗП или 6Ф5П (Рвых=2,5 Вт)

Выходной трансфор­матор для этой схемы соби­рают на ленточном сердеч­нике при толщине ленты не более 0,2 мм либо на Ш-образном пермаллое. Для то­го чтобы ультралинейная схема дала ощутимый результат, и нелинейные иска­жения действительно были порядка 0,2—0,5%, точку отвода первичной обмотки нужно в каждом случае подбирать опытным путем непосредственно по результатам измерений к.н.и. в процессе налаживания усилителя. Для это­го при намотке трансформатора у каждой половины первичной об­мотки нужно предусмотреть по 4—6 отводов.

Для транзисторных усилителей «двухэтажная» схема, напротив, оказывается предпочтительнее всех остальных. Это объясняется низкими величинами внутреннего сопротивления мощных транзисторов и коллекторного напряже­ния (по сравнению с лампа­ми). Поэтому обеспечивается отличное согласование каскада с нагрузкой даже при ис­пользовании обычных низкоомных громкоговорителей, напри­мер, типа ВГД.

Кроме того, разделитель­ный конденсатор оказывается небольших размеров даже при емкости 2 000—5 000 мкФ, по­скольку его рабочее напряже­ние не превышает 20—30 В. Та­кие схемы широко распростра­нены и радиолюбителям хоро­шо известны, поэтому мы ог­раничимся приведением на рис. 34 одной из них.

Hi Fi техника - Оконеч­ный каскад на транзисторах

Рис. 34.

«Двухэтажный»  оконеч­ный каскад на транзисторах ти­па 1Т403А (Рвых=2,0 Вт)

Напомним только, что привычные для этих схем типы транзисторов П201—П203, П4, МП214— МП217 оказываются непригодны  для   оконечных   каскадов высокочастотных Hi-Fi усилителей из-за низкой граничной ча­стоты усиления, поэтому мы рекомендуем при небольших мощно­стях использовать радиочастотные генераторные транзисторы типов П601—П603, П701—П702 и др.

Так же хорошие результаты обеспечивают и мостовые схемы на четырех транзисторах, одна из которых приведена на рис. 35.

Hi Fi техника - Оконечный каскад по мостовой схеме на четырех транзисторах

Рис. 35.

Оконечный каскад по мостовой схеме на четырех транзисторах.

Интернет магазин lpdisk.ru виниловых пластинок.