Obliczanie wzmacniaczy lampowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Początkujący amator radiowy

 Komentarze do artykułu

Wzmacniacz to jeden z najczęściej spotykanych elementów urządzeń elektronicznych, ale dlaczego zaczynamy jego obliczenia od przestarzałego wzmacniacza lampowego? Powodów jest kilka, a głównym jest to, że zainteresowanie techniką lampową ponownie odżywa, szczególnie wśród miłośników wysokiej jakości dźwięku. Wzmacniacze lampowe są bezpretensjonalne, niezawodne i chociaż przepięcia mogą powodować krótkotrwałe awarie między elektrodami, po nich najczęściej lampa pozostaje sprawna. Przeciążenia prądowe powodują nagrzewanie się elektrod, ale jest wystarczająco dużo czasu, aby zobaczyć rozpaloną do czerwoności anodę i poświęcić czas na wyłączenie zasilania. Z drugiej strony tranzystory zawodzą nawet przy krótkotrwałych przeciążeniach, natychmiast, „po cichu” i na zawsze. Dodamy dodatkowo, że obliczenia wzmacniaczy na przykład na lampach i tranzystorach polowych są bardzo podobne.

Obliczenia każdego wzmacniacza rozpoczynają się od określenia jego parametrów w oparciu o przeznaczenie wzmacniacza: wzmocnione pasmo częstotliwości, napięcie wyjściowe, prąd lub moc, rezystancję obciążenia, napięcie wejściowe i rezystancję wejściową. Na przykład w przypadku UHF domowego kompleksu radiowego moc wyjściowa może wynosić 5 W przy rezystancji obciążenia (głowica dynamiczna) 4 omy, pasmo częstotliwości wynosi 70 Hz ... 12,5 kHz, napięcie wejściowe wynosi 20 mV. 1 V o rezystancji wejściowej nie mniejszej niż 500 kOhm. Podany zakres napięć wejściowych pozwoli na podłączenie wzmacniacza do wielu źródeł programowych: odbiornika radiowego, odtwarzacza z przetwornikiem piezoelektrycznym, wyjść liniowych innych urządzeń.

Wskazane jest podzielenie takiego wzmacniacza na dwie części: przedwzmacniacz napięciowy, który koniecznie będzie zawierał regulację głośności (wzmocnienia) i ewentualnie barwy (kształty odpowiedzi częstotliwościowej) oraz końcową końcówkę mocy. Ten ostatni jest obliczany na stałym poziomie sygnału wejściowego, odpowiadającym sygnałowi wyjściowemu przedwzmacniacza.

Obliczamy więc wzmacniacz na lampach. Schemat najprostszego aperiodycznego wzmacniacza triodowego pokazano na ryc. 48.

Do obliczeń potrzebne będą pewne dane referencyjne: napięcie i prąd żarnika lampy (obwody żarnika nie są pokazane na schemacie), zalecane napięcie polaryzacji, napięcie i prąd anody, nachylenie charakterystyki S oraz rezystancja wewnętrzna lampy RI lub jej wzmocnienia μ. Ostatnie trzy parametry są powiązane prostą zależnością: μ = SRI

Kaskada lamp jest dobra, ponieważ przy niskich częstotliwościach praktycznie nie pobiera energii ze źródła sygnału - prąd anodowy jest kontrolowany napięciem na siatce. Niemniej jednak rezystor upływu siatki R1 o rezystancji 0,5 ... 4,7 MΩ jest nadal potrzebny, aby rzadkie elektrony, które osiadły na siatce, nie ładowały go ujemnie, ale wracały przez ten rezystor do katody. Ten sam rezystor jest wygodny w użyciu jako regulacja głośności.

Kondensator C1 jest potrzebny, aby stała składowa sygnału wejściowego (jeśli występuje) nie spadała na siatkę i nie zmieniała trybu lampy. Jego pojemność jest obliczana ze wzoru na częstotliwość odcięcia HPF, która musi być mniejsza niż najniższa częstotliwość pasma przepustowego fn:

Aby nie było prądu sieciowego, napięcie sieciowe musi być zawsze ujemne w stosunku do katody, więc potrzebne jest pewne napięcie polaryzacji. Stosowanie osobnego źródła napięcia ujemnego jest praktycznie niewygodne, dlatego w obwodzie katodowym najczęściej znajduje się automatyczny rezystor polaryzujący R2. Prąd anodowy lampy ia wytwarza na niej spadek napięcia Uc, przyłożony plusem do katody i minusem do siatki sterującej. Wzór na obliczenie tego jest prosty:

Pozostaje obliczyć rezystancję obciążenia, biorąc pod uwagę, że spadnie na nią około połowa napięcia anodowego źródła zasilania Ea:

Wśród szeroko stosowanych podwójnych triod lampa 100N6P o parametrach S - 2 mA / V, Ri = 2 kOhm, Uc = -50 V, Ua = 1,5 V, ia = 120 mA ma największe wzmocnienie μ \u1d 250 (ostatni dwa różnią się od 1,8 V i 240 mA podanych w podręcznikach, ale wybraliśmy je zgodnie z charakterystyką lampy ze względów ekonomicznych. Zakładając, że Ea = 2 V, znajdujemy R1,5 = 3 kOhm, R120 = XNUMX kOhm. wzmocnienie kaskady na triodzie oblicza się następująco:

Wzmocnienie nie jest zbyt wysokie, a przy sygnale wejściowym 20 mV napięcie wyjściowe wyniesie tylko 1,4 V, co może nie wystarczyć do całkowitego „zbudowania” lampy wyjściowej UMZCH. Będziesz musiał zastosować albo dwie kaskady na triodach (wtedy wzmocnienie będzie zbędne i trzeba będzie je zmniejszyć np. za pomocą OOS), albo jedną kaskadę w innej lampie, która daje większe wzmocnienie – pentodę (ryc. 49) ).

Różni się tylko obwodem zasilania siatki ekranującej R3C3. Rezystancja rezystora gaszącego R3 jest określona wzorem

gdzie Ug2 i ig2 to napięcie i prąd siatki ekranu.

Wewnętrzny opór pentody jest duży, więc wzmocnienie jest obliczane przy użyciu prostszego wzoru

Wybierzemy pentodę 6Zh1P jako najbardziej ekonomiczną. Jego parametry Ua = = Ug2 = 120 V, S = 5 mA/V, ia = 7 mA i ig2 = = 3 mA przy Uc = - 1,5 V, co daje R2 = = 150 Ohm. R3 = 40 kOhm, R4 = 17 kOhm i Kμ = 85. W praktyce tryby o tak dużym prądzie anodowym nie są stosowane we wstępnych etapach. Korzystne jest kilkukrotne zwiększenie rezystancji wszystkich rezystorów, znacznie zmniejszając prąd anodowy. I choć nachylenie charakterystyki w tym trybie będzie się zmniejszać, to wzmocnienie wzrośnie i wyniesie 150…200. Aby obliczyć nowe parametry przy niższym prądzie anodowym lampy, należy użyć jej charakterystyki. Lampy są jednak mało wrażliwe na zmiany trybu i łatwo je dobrać eksperymentalnie.

Przejdźmy teraz do UMZCH. Dla nich produkowane są specjalne tetrody i pentody o dużej mocy wyjściowej. W naszym przykładzie odpowiednia jest tetroda 6P14P o parametrach Ua = Ug2 = 250 V, S = 11,5 mA/V, ia = 50 mA oraz ig2 = 5 mA przy Uc = - 6 V. Nasz stopień wyjściowy będzie single-ended, pracujące w klasie A Oznacza to, że prąd spoczynkowy lampy będzie równy nominalnemu 50 mA, a przy zmianie napięcia na siatce sterującej będzie się wahał od zera (lampa jest zamknięta) do dwukrotności nominalnego 100 mA (lampa jest otwarta).

Znajdźmy wymagane napięcie AF na siatce za pomocą wzoru Δia = SΔUBX:

ΔUBx = Δia/S = 50/11,5 = 4,35 V (wartość szczytowa).

Rezystancja rezystora auto-biasu w obwodzie katody powinna wynosić

Jeżeli obliczony powyżej przedwzmacniacz pentodowy zapewnia Kμ = 150, to aby uzyskać amplitudę 4,35 V na siatce stopnia wyjściowego, sygnał wejściowy musi być równy 4,35 / 150 = 0,029 V (wartość szczytowa), czyli około 20 mV ( wartość efektywna), która spełnia określone wymagania.

Projekt obwodu UZCH jest zakończony, możemy narysować jego schemat (ryc. 50). Obliczane są rezystancje rezystorów, pozostaje wybrać pojemności kondensatorów. Oblicza się je w taki sam sposób jak pojemność C1 (patrz wyżej) dla najniższej częstotliwości pasma przepustowego, którą należy przyjąć z marginesem, poniżej 70 Hz.

Oczywiście rezystancja odpowiedniego rezystora musi zostać podstawiona do wzoru. Na przykład, jeśli łańcuch R1C1 ma częstotliwość odcięcia 16 Hz przy pojemności 0,01 uF, to łańcuch R2C2 będzie miał tę samą częstotliwość odcięcia przy pojemności 10 uF. Przydatne jest również sprawdzenie górnej częstotliwości pasma przedwzmacniacza, biorąc sumę pojemności wyjściowej lampy VL1, pojemności wejściowej lampy VL2 (pobranej z podręczników) i pojemności montażowej С∑ równej 3 + 13,5 + 20 - 40 pF:

Jak widać, jest wyższa niż wymagana.

Kilka słów należy powiedzieć o przeznaczeniu łańcucha odsprzęgającego R5C5. Znaczne wahania prądu lampy wyjściowej nieuchronnie doprowadzą do zmian napięcia zasilania anody, ponieważ wzmacniacze lampowe są zwykle zasilane ze źródeł niestabilizowanych. Aby nie wpływały na działanie kaskady wstępnej (a absolutnie tego nie potrzebujemy), a łańcuch jest zainstalowany. Kondensator C5 po prostu nie ma czasu na naładowanie w czasie ze zmianami napięcia anodowego. Dodatkowo układ dodatkowo filtruje tło AC w ​​przypadku niedostatecznego wygładzenia tętnień w filtrze prostownika.

Rozważmy teraz obwód anodowy stopnia wyjściowego. Lampa da maksymalną moc, jeśli zmianom prądu od 0 do 100 mA będą towarzyszyć maksymalne możliwe zmiany napięcia na anodzie, a maksymalny prąd będzie odpowiadał minimalnemu napięciu, które powinno wynosić co najmniej 20 ... 30 V (w przeciwnym razie w szczytach sygnału wystąpią zniekształcenia). Weźmy pod uwagę kolejne 10 woltów spadku napięcia na czynnej rezystancji uzwojenia pierwotnego transformatora wyjściowego i uzyskajmy amplitudę napięcia przemiennego na anodzie 250 - 10 - 30 = 210 V. Napięcie przemienne jest dodawane do prądu stałego napięcie zasilania. Należy pamiętać, że gdy prąd anodowy spadnie do zera (na ujemnej półfali sygnału wejściowego), chwilowe napięcie anodowe wzrośnie do 250 + 210 = 460 V. Jak już wspomniano, lampy z łatwością tolerują takie napięcia.

Moc oscylacyjna sygnału AF w obwodzie anodowym będzie

P \u2d Um im / 210 \u0,05d 2 5,25 / XNUMX \uXNUMXd XNUMX W.

Biorąc pod uwagę niewielkie straty w transformatorze wyjściowym, spełniliśmy postawiony warunek (zapewnienie 5 W w obciążeniu). Znajdźmy wymaganą rezystancję uzwojenia pierwotnego dla prądów AF RH:

RH \u210d Um / im \u50d 4,2/XNUMX \uXNUMXd XNUMX kOhm.

Znając RH i rezystancję głowicy Rg, można teraz znaleźć przekładnię transformatora wyjściowego T1, biorąc pod uwagę, że: jeśli transformator obniży napięcie n razy, to zwiększy prąd w obwodzie uzwojenia wtórnego o tej samej wielkości, to opór przekształca się w n² raz:

Przy wyższych częstotliwościach widma audio wzmocnienie UMZCH wzrasta, ponieważ rezystancja indukcyjna cewki drgającej głowicy, przekształcona w uzwojenie pierwotne, oraz rezystancja indukcyjności upływu uzwojenia pierwotnego transformatora T1 są dodawane do obciążenia czynnego rezystancja RH. Aby skompensować wzrost, kondensator C7 jest podłączony równolegle do uzwojenia pierwotnego, którego pojemność jest trudna do obliczenia ze względu na niepewność wymienionych parametrów i dlatego jest wybierana eksperymentalnie, zgodnie z pożądanym kształtem odpowiedzi częstotliwościowej.

Pytanie do autotestu. Może masz już dość teoretycznych obliczeń? Jeśli nie, to oblicz wzmacniacz na podstawie postawionych sobie wymagań, a jeśli tak, to znajdź np. niepotrzebny telewizor lampowy i go zdemontuj. Dobry system akustyczny uzyskuje się z drewnianej obudowy, jeśli przedni panel zostanie wycięty z płyty wiórowej i pokryty tkaniną. Umieść głowicę na panelu, najlepiej nie na środku, a najlepiej dwie lub więcej, połączone szeregowo lub równolegle, w zależności od ich rezystancji. Złóż wzmacniacz jak w opisie i ciesz się "lampowym" dźwiękiem. Wszystkie szczegóły niezbędne do realizacji projektu znajdują się w starym telewizorze.

Autor: V.Polyakov, Moskwa

Zobacz inne artykuły Sekcja Początkujący amator radiowy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Lekarz, który jest zawsze z Tobą 12.01.2010 Kilka duńskich firm połączyło siły, aby stworzyć wielofunkcyjny czujnik funkcji życiowych człowieka. Niewielkie pudełko, mniejsze od pudełka zapałek, przykleja się plastrem do ciała i stale mierzy ciśnienie krwi, tlen we krwi i saturację cukru, rejestruje temperaturę ciała i tętno. Jeśli te parametry wykraczają poza normalne wartości, samo urządzenie może wezwać karetkę pogotowia przez sieć telefonii komórkowej.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Interfejs 3D do śledzenia wzroku firmy Apple

▪ Nowe procesory ATtiny 24/44/84

▪ Kamera sportowa GoPro Hero6 czarna

▪ Procesory 7 nm Ryzen Pro 4000 do laptopów biznesowych

▪ Synteza kości i szkliwa

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Ciekawostki. Wybór artykułów

▪ artykuł Samolot transportowy Rusłan. Historia wynalazku i produkcji

▪ artykuł Kto został pierwszym współczesnym mistrzem olimpijskim? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Paralotniarstwo dla początkujących. Transport osobisty

▪ artykuł Jak obliczyć indukcyjność rozproszenia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Rozłóż fokus. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024