|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Cechy konstrukcji nowoczesnych częstotliwości ultradźwiękowych lamp. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Wzmacniacze lampowe
Wśród wymagań, które kiedyś nakładano na część niskoczęstotliwościową wszelkich urządzeń radiotechnicznych, najważniejsza była wydajność. Wzmacniacz miał pobierać jak najmniej prądu z zasilacza. Poświęcono na to wiele: na przykład w ostatnim etapie tryb klasy A uznano za nieekonomiczny, a klasę AB2 dano pierwszeństwo przed klasą AB1 wszędzie tam, gdzie pozwalał na to dany poziom zniekształceń. Na drugim miejscu znalazły się wymagania dotyczące masy i wymiarów głównych elementów ultradźwiękowej przetwornicy częstotliwości, na pierwszym miejscu transformatory wyjściowe i przejściowe. Za nimi kryły się wymagania dotyczące maksymalnej produktywności, zwłaszcza jednostek uzwojenia i łatwości instalacji. Liczba lamp i części w UZCH powinna być idealnie minimalna i nie było mowy o używaniu części z pięcioprocentową tolerancją. W nowoczesnej koncepcji wysokiej jakości reprodukcji dźwięku jakość nowoczesnego wzmacniacza lampowego wyróżnia się jako jego główna zaleta. Wszystko inne, bez żalu, ma zadowolić ten wskaźnik. Pojęcia takie jak wydajność, waga, wymiary, koszt, złożoność produkcji są uznawane nie tylko za nieistotne, ale ogólnie nie warte uwagi. Żadne trudności technologiczne nie są uważane za przeszkody. Kwestionowany jest sam proces montażu przenośnika, a powtarzalność dwóch urządzeń, które schodziły jedno po drugim z przenośnika, uznawana jest za fakultatywną. Stosowanie części z tolerancją parametryczną ± 5%, jak poprzednio, jest wykluczone, ale z innego powodu: większość rezystorów powinna mieć odchylenie od wartości nominalnej nie większe niż ± 1%. W transformatorze wyjściowym dokładność uzwojenia uzwojeń pierwotnych jest ograniczona do połowy lub nawet ćwierć (!) obrotu, a rozrzut ich wartości indukcyjności powinien być minimalny. Jeśli chodzi o wielkość transformatorów wyjściowych, mile widziane jest podejście „im większy, tym lepszy”. Ze wszystkich klas wzmocnienia w zależności od trybu lampy preferowana jest klasa A, nawet jeśli mówimy o stopniach końcowych o mocy 50 lub 100 watów. Stosowanie elementów półprzewodnikowych we wzmacniaczach jest uważane za niepożądane, podczas gdy nawet w prostownikach kenotrony są preferowane w stosunku do diod krzemowych. Te ostatnie, jako wyjątek, mogą być stosowane w prostownikach do obwodów żarówek. Każdy wykonany wzmacniacz jest indywidualnie dostosowywany i strojony jak fortepian koncertowy, z indywidualnym doborem i doborem lamp. Jeśli chodzi o wybór typów lamp do końcowych etapów, za normalne uważa się rozwodzienie się nad takimi „prehistorycznymi” bezpośrednio ogrzewanymi triodami, jak 2AZ, jeśli ich parametry spełniają wymagania projektanta. Nawet z tego, co już zostało powiedziane, staje się jasne, że po prostu nie ma sensu mówić o takich koncepcjach, jak ekonomia lub koszt takich częstotliwości ultradźwiękowych. Rzeczywiście „przeciętny” UM3CH o mocy wyjściowej 20 W może pobierać z sieci 120…150 W i kosztować 1500…2000 dolarów bez systemu akustycznego. Dla radioamatorów, którzy zdecydują się spróbować swoich sił w tej dziedzinie projektowania, wiele początkowo wyda się, jeśli nie dziwne, to trudne do wyjaśnienia. W związku z tym należy zwrócić uwagę na specyficzne cechy konstrukcyjne nowoczesnych lamp ultradźwiękowych o częstotliwościach. Artykuł poświęcony jest doborowi lamp radiowych do nowoczesnych amatorskich wzmacniaczy lampowych z uwzględnieniem możliwości krajowego rynku komponentów radiowych. Lampy dzielimy na trzy grupy: lampy do stopni końcowych i sterujących (przedterminowych); lampy do stopni przedwzmacniacza; lampy do prostowników. W pierwszej grupie, pracując w klasie A, stosuje się wyłącznie triody o dość liniowej charakterystyce anodowo-siatkowej oraz mocne tetrody strumieniowe lub (rzadziej) pentody, zapewniające zniekształcenia nieliniowe nie większe niż 0,5% w ultraliniowy układ przełączający (również w klasie A). Nie ma sensu wymieniać wszystkich typów lamp stosowanych w stopniach końcowych przez zachodnie firmy, ponieważ możliwość ich nabycia przez krajowych radioamatorów jest bardzo mało prawdopodobna. Niemniej jednak, biorąc pod uwagę zwiększone możliwości handlu międzynarodowego, wskazujemy ich amerykańskie i europejskie odpowiedniki dla lamp domowych. 2C3 (amerykański odpowiednik 2AZ) to potężna dwuwoltowa trioda z bezpośrednim ogrzewaniem, która zapewnia użyteczną moc co najmniej 20 watów w stopniu transformatora przeciwsobnego w klasie A. 6С4С - prawie kompletny analog lampy 2C3, ale z sześciowoltowym bezpośrednim blaskiem. 6С6С (amerykański odpowiednik 6B4-G [1]) jest analogiem lampy 2AZ, ale z pośrednim sześciowoltowym blaskiem. Te trzy typy triod są dziś używane w końcowych etapach przez prawie wszystkie zagraniczne firmy wytwarzające lampowe częstotliwości ultradźwiękowe. Biorąc pod uwagę możliwe trudności w zdobyciu tych konkretnych lamp, dla radioamatorów można polecić niektóre domowe triody - 6S19P [2] i 6S56P [3]. Lampy te są przeznaczone głównie do elektronicznych stabilizatorów napięcia, ale całkiem dobrze nadają się do ultradźwiękowych stopni końcowych. Jednocześnie ta grupa triod ma istotną zaletę: pracują przy niższym napięciu anodowym. W rezultacie w prostowniku zasilacza można obejść się bez rzadkich i dużych kondensatorów tlenkowych (elektrolitycznych) dla napięcia roboczego 300-350 V. Jeśli potrzebujesz większej mocy wyjściowej, UMZCH jest całkiem do przyjęcia w każdym ramieniu kaskada przeciwsobna (zwana także „pushpool” lub PP w angielskim skrócie) wykorzystuje dwie lampy połączone równolegle.
Domową lampę 6H13S (pełny analog amerykańskiej 6AS7-GT) można również przypisać tej samej grupie końcowych triod, każda z jej dwóch triod umożliwia rozpraszanie mocy na anodzie do 13 watów. Działa przy niskim napięciu anodowym (90 V). Jeśli obie triody jednego cylindra są połączone równolegle, to przy użyciu dwóch takich lamp w końcowym etapie można uzyskać użyteczną moc wyjściową co najmniej 20 watów. Wybór potężnych tetrod wiązkowych i pentod końcowych dla wyjściowego stopnia przeciwsobnego zgodnie z ultraliniowym obwodem przełączającym wydaje się być skromniejszy (w zwykłym obwodzie przełączającym prawie nie nadają się do nowoczesnego UMZCH). Tutaj za najlepsze można uznać niemieckie lampy EL-34 i EL-12 [1]. Kompletnym krajowym odpowiednikiem pierwszego z nich (jeśli nie mówiąc o jakości) jest lampa 6P27S, nie ma odpowiednika drugiego wśród lamp domowych i amerykańskich. Wreszcie dopuszczalne jest użycie lampy 6P41S specjalnie zaprojektowanej do schematów skanowania ramek dla telewizorów kolorowych. Jeśli chodzi o lampy wyjściowe do poziomego skanowania telewizorów, ze względu na ich specyfikę dla końcowych etapów UMZCH, są one mało przydatne ze względu na wyjątkowo niską wydajność w klasie A. Jeśli radioamator zadowala się niezniekształconą mocą wyjściową 10 W (zwykle wystarczającą dla mieszkania mieszkalnego), najlepiej zastosować najpowszechniejszą w swoim czasie w praktyce światowej i krajowej pentodę końcową typu EL-84, analogową z których była lampa domowa 6P14P (6P14P-V). Sytuacja jest znacznie prostsza w przypadku grupy lamp do kaskad odwróconych fazowo, przedterminalnych i kaskad przedwzmacniacza. Zdecydowana większość zachodnich producentów nowoczesnych lampowych częstotliwości ultradźwiękowych ogranicza swój zakres do czterech typów. Dwóch z nich to przedstawiciele bardziej „starożytnych” serii. Są to amerykańskie ośmiopinowe („ósemkowe”) podwójne triody typu 6SN7-GT i 6SL7-GT, których analogami były bardzo rozpowszechnione domowe lampy 6H8C i 6H9C w swoim czasie. Pozostałe dwie to zachodnioeuropejskie podwójne triody palcowe serii ECC-87 i ECC-83, do których domowe lampy 6N1P i 6N2P są bardzo zbliżone. Ponadto, specjalnie dla wejściowych (pierwszych) stopni przedwzmacniacza, można polecić pojedyncze triody o wysokiej częstotliwości typu 6S3P i 6S4P, które wcześniej nie były używane do tego celu, a przeznaczone są do wzmacniania i generowania mikrofal sygnały. Takie triody charakteryzują się bardzo niskim poziomem szumów własnych (równoważna rezystancja szumów wewnętrznych wynosi nie więcej niż 170 omów) i pomijalnymi prądami upływu w obwodzie włókno-katoda. Okoliczność ta jest niezwykle istotna dla osiągnięcia ogólnego poziomu samobuczenia i szumu ultradźwiękowego do około -70... -80 dB. Więcej szczegółów na temat przyczyny powstawania tła w pierwszym stopniu wzmacniacza zostanie omówionych w części poświęconej projektowaniu określonych częstotliwości ultradźwiękowych. I wreszcie trzecia grupa - lampy do prostowników. Na pierwszy rzut oka stosowanie kenotronów może wydawać się absurdalne w dzisiejszych czasach, kiedy istnieje duży wybór diod i zespołów diodowych półprzewodnikowych, które nie tylko całkowicie zastępują kenotrony, ale także mają nieporównywalnie lepsze parametry pod względem wydajności. Niemniej jednak żadna zachodnia firma nie stosuje urządzeń półprzewodnikowych w zasilaczach, preferując lampy. Płynny wzrost prądu kenotronu po włączeniu pozwala w prosty sposób zapobiegać pojawianiu się wysokiego napięcia na anodach lamp (przede wszystkim mocnych) do momentu nagrzania ich katod do temperatury zapewniającej pojawienie się raczej gęstej "chmury elektronowej". Zaniedbanie tego warunku bardzo szybko prowadzi do tzw. „zatrucia” katod lamp dużej mocy, ich przedwczesnego starzenia się i awarii. Zakres stosowanych kenotronów jest stosunkowo niewielki i obejmuje następujące typy: 5TsZS, 5Ts8S, 5Ts9S. Z lamp amerykańskich częściej stosuje się 5U4G, 5Y3G, 5V4G, a z lamp zachodnioeuropejskich EZ-12 [3]. Kończąc tylko lekko poruszony temat lamp, dodamy, że do lamp wszystkich kaskad (a zwłaszcza lamp końcowych) należy stosować wyłącznie panele ceramiczne, a nie plastikowe. Jeśli chodzi o lampy wstępnego stopnia wzmocnienia, ich panele muszą mieć wystający kołnierz, na który od zewnątrz nakładany jest metalowy cylindryczny ekran, chroniący lampę przed zewnętrznymi przetwornikami. Dla lampy stopnia wejściowego pożądane jest zastosowanie ekranu chroniącego również przed zakłóceniami magnetycznymi (można go wykonać niezależnie od blachy ocynkowanej). W przeciwieństwie do wzmacniacza tranzystorowego, w konstrukcji lampowej zwykle potrzebny jest transformator wyjściowy, aby dopasować obciążenie o niskiej rezystancji do stosunkowo wysokiej rezystancji wewnętrznej lampy. Transformator wyjściowy oddziela również użyteczną składową AC sygnału od niepotrzebnej składowej DC. Praktyka tworzenia dużej liczby lampowych częstotliwości ultradźwiękowych i analiza ich pracy pokazała, że to właśnie transformatory są głównym źródłem zniekształceń nieliniowych i częstotliwościowych iw istocie ograniczają zarówno szerokość pasma wzmacniacza, jak i minimalną osiągalną wartość THD. I wiele zależy od ich konstrukcji. Wiele nowoczesnych częstotliwości ultradźwiękowych jest wykonywanych ze stopniami końcowymi przeciwsobnymi i działa w bardzo szerokim zakresie częstotliwości - 20 Hz ... 20 kHz. Stosunek częstotliwości odcięcia wynosi 1:1000, co stwarza zasadniczo różne, a czasem sprzeczne, wzajemnie wykluczające się warunki pracy transformatora, a co za tym idzie, stawiane mu wymagania. Jaka jest istota tych sprzeczności? Dla pewnej średniej częstotliwości zakresu roboczego (powiedzmy 1 kHz) reaktancja indukcyjna uzwojenia pierwotnego transformatora jest znacznie wyższa niż jego rezystancja czynna, która jest określona wyłącznie przez długość i średnicę drutu uzwojenia. Na przykład dla typowego przemysłowego transformatora radiowego lampowego indukcyjność uzwojenia pierwotnego mieści się w zakresie 10 ... 15 H, a rezystancja czynna wynosi około 500 ... 800 omów. Przy częstotliwości 1 kHz reaktancja indukcyjna takiego uzwojenia (XL) wynosi 62 kOhm, więc rezystancję czynną uzwojenia połączonego szeregowo z jego reaktancją indukcyjną można po prostu pominąć - straty na nim wynoszą około 1%. Jednak przy skrajnie dolnej częstotliwości zakresu pracy (a nawet w najlepszych i najdroższych modelach radioodbiorników lampowych okazywało się to w granicach 60… sygnału użytecznego. Jeśli dzisiaj chcemy zastosować taki transformator w nowoczesnym wzmacniaczu, gdzie dolna granica zakresu pracy wynosi co najmniej 20 Hz, to przy tej częstotliwości tłumienie sygnału osiągnie już 70%, czyli sygnał o częstotliwości 20 Hz Hz w ogóle nie można odtworzyć. Co zatem należy zrobić, aby rozwiązać ten problem? Odpowiedź jest oczywista: konieczne jest zwiększenie indukcyjności uzwojenia pierwotnego i zmniejszenie jego rezystancji czynnej. Wzrost indukcyjności można osiągnąć poprzez zwiększenie liczby zwojów uzwojenia i zmniejszenie strat w obwodzie magnetycznym transformatora. Ale wraz ze wzrostem liczby zwojów wzrasta również aktywny opór uzwojenia. Jest tylko jeden sposób na zmniejszenie rezystancji uzwojenia wraz ze wzrostem liczby jego zwojów - zwiększenie przekroju (średnicy) drutu nawojowego, ale potrzeba więcej miejsca na umieszczenie uzwojenia na ramie, co będzie pociągać za sobą zwiększenie wymiarów transformatora. Jakie rzeczywiste wartości indukcyjności uzwojenia pierwotnego i jego rezystancji czynnej (r) można uznać za dopuszczalne dla nowoczesnego UMZCH z dolną granicą pasma 20 Hz? Jeżeli ustawimy maksymalną dopuszczalną wartość strat sygnału przy dolnej częstotliwości zakresu na 10%, to z obliczeń wyjdzie wartość indukcyjności L - 40 H. Odporność reaktywna i czynna: Xl \u2d 6,28πfL \u20d 40-5-XNUMX \uXNUMXd XNUMX kOhm; r = 0,5 kOhm (zakładając r = 0,1 Xl). Konstruktywne obliczenie takiego transformatora (dla kaskady przeciwsobnej uzwojenie pierwotne składa się z dwóch sekcji) daje wartości w zakresie 1500-2500 zwojów drutu PEL lub PEV 0,44-0,51 mm dla uzwojenia pierwotnego i 50-150 zwojów drutu o średnicy 0,8-1,2 mm - dla wtórnego. Aby uzwojenia te zmieściły się na ramie, wymiary jej „okna” muszą wynosić około 20x50 mm, co powoduje konieczność zastosowania transformatora o przekroju obwodu magnetycznego co najmniej 10 cm2 dla wzmacniacza o mocy moc wyjściowa 10 ... 15 W. W przypadku wzmacniaczy o mocy wyjściowej 40 W przekrój odpowiednio wzrasta do 15 ... 18 cm2. Aby radioamator mógł połączyć te liczby z prawdziwymi pomysłami na temat transformatorów, przypominamy, że taki pakiet żelaza (o przekroju 30x63 mm) miał transformator mocy telewizyjnej Rubin-102 o mocy 150 W! Taka jest dziś cena za realny dolny koniec pasma wzmacniacza wynoszący 20 Hz. Porozmawiajmy teraz o różnicy w cenie parametrów dwóch połówek uzwojenia pierwotnego transformatora wyjściowego przeciwsobnego UMZCH, uzwojonego w tradycyjny sposób, niezmiennie stosowany w produkcji przemysłowej. Najpierw na ramie nawinięto połowę uzwojenia pierwotnego, następnie jedną lub więcej warstw izolacji, a następnie nawinięto drugą połowę uzwojenia. W tym przypadku długość pierwszego zwoju (u podstawy ramy) była znacznie mniejsza niż długość ostatniego zwoju drugiej połowy uzwojenia, a ich opór okazuje się inny. Do tego należy dodać, że indukcyjności obu połówek uzwojenia nie będą takie same, ponieważ wzór na indukcyjność wielowarstwowej cewki cylindrycznej obejmuje średnice dolnego i górnego zwoju i okażą się one różne dla dwóch połówek uzwojenia. Nie obciążając czytelnika kłopotliwymi obliczeniami, zauważamy, że przy całkowitej rezystancji 500 omów dolna połowa uzwojenia ma rezystancję 200, a górna połowa ma rezystancję 300 omów. W przybliżeniu taką samą różnicę uzyskuje się dla innych pasożytniczych parametrów tych połówek (indukcyjność upływu, pojemność międzyzwojowa uzwojeń). Nawet przybliżona kalkulacja prowadzi nas do interesującego wyniku. Jeśli dwie triody o prądzie anodowym 100 mA każda zostaną użyte w końcowym etapie przy napięciu źródła 120 V (na przykład lampy 6S19P), to w wyniku spadku napięcia na stałej czynnej rezystancji uzwojeń, różnica napięć na anodach obu lamp wynosi około 10%. Przy niskich częstotliwościach, gdy rezystancja indukcyjna uzwojeń zaczyna bocznikować obciążenie, różnica w indukcyjności połówek uzwojenia prowadzi do asymetrii i wzrostu nieliniowości potężnej kaskady. Podobne łamanie symetrii występuje również w obszarze wysokich częstotliwości dźwięku. Zatem przy „klasycznej” technologii uzwojenia transformatora i równości liczby zwojów dwóch połówek uzwojenia pierwotnego rezystancja i indukcyjność będą się różnić, co oczywiście wyklucza możliwość uzyskania zniekształceń nieliniowych mniejszych niż 1%. W rezultacie wniosek jest następujący: wymagania dotyczące projektowania transformatorów nie są bynajmniej nadmierne, a przy produkcji transformatorów należy dokładnie przestrzegać instrukcji i zaleceń.
Uzwojenie każdej z dwóch cewek w tym przypadku nie wymaga żadnych specjalnych metod technologicznych i odbywa się na konwencjonalnej maszynie do nawijania z układarką, co umożliwia uzyskanie gęstego zwykłego uzwojenia warstwa po warstwie „cewka do cewki ". Całkowicie niedopuszczalne jest nawijanie cewek „luzem”. Na połowie uzwojenia pierwotnego na każdej z dwóch cewek połowa zwojów uzwojenia wtórnego jest nawinięta w ten sam sposób, a po zmontowaniu transformatora obie połówki uzwojenia pierwotnego i wtórnego są połączone szeregowo. Taki transformator wyróżnia się symetrią części uzwojeń i ma nieznaczne zewnętrzne pola błądzące. Należy zauważyć, że końce sekcji uzwojenia pierwotnego powinny być podłączone do źródła zasilania, a początek - do anod lamp. Połączenia pasożytnicze w transformatorze są minimalne. Jednak całkiem możliwe jest wykonanie dobrego transformatora wyjściowego na opancerzonym rdzeniu magnetycznym złożonym z oddzielnych płyt w kształcie litery W, jednak jego produkcja będzie bardziej pracochłonna i wymagać będzie dodatkowych operacji. Pierwsza trudność na tej ścieżce związana jest z samym obwodem magnetycznym. W przypadku transformatorów częstotliwości audio odpowiednie są płyty o grubości nie większej niż 0,35 mm. Po złożeniu pakietu o wymaganej grubości należy do niego dodać co najmniej 10% dodatkowych płyt „rezerwowych” (i zworek również) w rezerwie. Wszystkie płyty i zworki, sprawdzone pod kątem braku zadziorów i nacięć, należy pokryć z obu stron cienką warstwą farby nitro lub płynnego lakieru zaponowego z pistoletu natryskowego, a następnie dokładnie wysuszyć. W przypadku transformatora z opancerzonym obwodem magnetycznym wymagana jest dzielona rama. Najprawdopodobniej żaden z gotowych produktów przemysłowych nie będzie działał, zwłaszcza jeśli jest nierozłączny. Ale zanim przystąpisz do niezależnej produkcji ramy, musisz zatrzymać się na jednej z trzech opcji nawijania pokazanych na ryc. 1.
Wariant „a” zakłada ościeżnicę podzieloną dokładnie na pół dodatkowym policzkiem wewnętrznym na całą wysokość okna. W tym przypadku połowa uzwojenia pierwotnego jest uzwojona w każdej sekcji, na której po kilku warstwach izolacji (papier kablowy lub lakierowana tkanina) w każdej sekcji ułożona jest dokładnie połowa zwojów uzwojenia wtórnego. Sekcje uzwojenia pierwotnego i wtórnego są połączone szeregowo. W wariancie "b" policzek środkowy wykonany jest z mniejszej wysokości - równo z połówkami uzwojenia pierwotnego. Po ich uzwojeniu układa się 2-3 warstwy izolacji (papieru kablowego) na całej szerokości ramy i od góry, również na całej szerokości ramy, całe uzwojenie wtórne jest nawijane bez zerwania. I wreszcie opcja „c” przewiduje podział ramy na trzy sekcje. W dwóch skrajnych odcinkach nawinięte są połówki uzwojenia pierwotnego, aw środku całe uzwojenie wtórne. Elektrycznie wszystkie trzy opcje są równoważne, więc projektant może wybrać dowolną z nich. Aby zachować właściwości uzyskiwane w konstrukcjach dwucewkowych transformatorów, sekcje uzwojenia pierwotnego należy nawijać w różnych kierunkach, następnie końce sekcji, podobnie jak w wersji dwucewkowej, można podłączyć do źródła zasilania i początki anod lamp. Płytki rdzenia magnetycznego są montowane od końca do końca, bez szczeliny, ponieważ w obwodach przeciwsobnych nie ma polaryzacji DC. Pożądane jest poddanie w pełni zmontowanego transformatora obróbce odpornej na wilgoć, nawet w warunkach domowych. W żelaznej puszce lub innym podobnym pojemniku, w którym zmieści się cały lub co najmniej połowa transformatora wyjściowego, należy dobrze stopić i ogrzać wosk świecowy, parafinę, stearynę lub przemysłową cerezynę. Transformator jest opuszczany do stopu i trzymany w nim, ogrzewany przez 2 ... 3 minuty. Jeśli tylko część transformatora mieści się w banku, należy go odwrócić i ponownie „gotować” przez 2 ... 3 minuty. Zaimpregnowany transformator należy wyjąć i pozostawić do odsączenia nadmiaru wosku. Po schłodzeniu do temperatury pokojowej zamarznięte krople, jeśli przeszkadzają w zamocowaniu transformatora, można ostrożnie usunąć drewnianą lub plastikową szpatułką (ale nie stalowym nożem!). Wskazane jest umieszczenie gotowego transformatora w metalowej obudowie-ekranie, aby wykluczyć wpływ jego pól elektrycznych i magnetycznych na lampy, otwartą płytkę drukowaną, regulatory i przewody łączące; zapobiegnie to niekontrolowanym pasożytniczym sprzężeniom zwrotnym. Podział uzwojenia jest również przydatny przy produkcji transformatora wyjściowego wzmacniacza single-ended (mocnego lub wstępnego). Przy projektowaniu transformatorów należy kierować się:
Jako przykład podajemy projekt i dane elektryczne transformatora wyjściowego do wzmacniaczy wykorzystujących lampy E1_-34 (6P27S) w stopniu końcowym przeciwsobnym zgodnie z obwodem ultraliniowym. Ten sam transformator można stosować razem z lampami EL-84 (6P14P). Należy jednak od razu uprzedzić, że dokładne powtórzenie podanych danych z dokładnością do jednego obrotu i stosowanie zalecanych średnic drutu nawojowego nie zawsze może być uzasadnione, a w niektórych przypadkach prowadzić do tego, że wszystkie uzwojenia nie zmieści się w oknie ramki. Powód jest prosty: pakiety obwodów magnetycznych używane przez różnych radioamatorów mogą czasami znacznie różnić się jakością stali transformatorowej, co prowadzi do różnych wartości indukcyjności przy dokładnie takiej samej liczbie zwojów cewek, a w konsekwencji do nieoptymalny tryb pracy lamp końcowych pod względem niezniekształconej mocy wyjściowej. Jeśli chodzi o wypełnienie okienka uzwojeniami, tutaj różnica może okazać się jeszcze większa, gdyż zależy to od zastosowanych drutów uzwojenia (PETV-2, PEL, PEV-1, PEV-2 itp.), mających przy tym średnica dla miedzi (na przykład 0,2 mm) inna średnica zewnętrzna - 0,215 ... 0,235 mm. Odchylenie jest również możliwe ze względu na liczbę warstw i grubość izolacji między warstwami i uzwojeniami - zastosowanie mają papieros, kondensator, papier kablowy, płótno lakierowane, papier powlekany, papier rysunkowy. Wypełnienie pogarsza się wraz ze spadkiem gęstości uzwojenia i siły naprężenia drutu, a także kompletności wypełnienia każdej warstwy uzwojenia zwojami. A teraz o projekcie transformatora wyjściowego do wzmacniacza mocy z lampami 6P27S. Obwód magnetyczny - pancerny USh-32 w kształcie litery W (stal 1513, 1514, grubość blachy 0,35 mm), grubość opakowania - 40 mm, przekrój - 12,8 cm2, rozmiar okna (bez uwzględnienia grubości jego ścian) - 32x80 mm . Przekrój użyteczny do ułożenia uzwojeń wynosi nie mniej niż 21 cm2, szerokość robocza jednej warstwy uzwojenia nie jest mniejsza niż 76 mm. Wybór konstrukcji ramy (patrz ryc. 1) i metody nawijania określa sam radioamator. Każda połowa uzwojenia pierwotnego zawiera 1200 zwojów drutu PEL lub PEV o średnicy 0,44 mm. Odgałęzienie do podłączenia siatki osłonowej z 500 tury. Eksperymentatorom-amatorom zalecamy jednak wykonanie trzech odczepów: od 500, 600 i 700 obrotów, aby móc wybrać optymalny czas pracy stopnia końcowego w procesie regulacji wzmacniacza - maksymalną moc wyjściową przy danym poziomie nieliniowość (widmo harmoniczne). W transformatorze tym, przy gęstym uzwojeniu rzędowym i zastosowaniu ramy dwusekcyjnej (jedna przegroda pośrodku), w jednej warstwie uzwojenia pierwotnego mieści się około 75 zwojów, a całe uzwojenie będzie wymagało 16 rzędów i uwzględniając grubość i liczba warstw izolacji, zajmie nieco mniej niż połowę przekroju okna. W pozostałej części okienka umieszczono uzwojenie wtórne (po połowie w każdej sekcji). Uzwojenia pierwotne i wtórne są oddzielone 2-3 warstwami grubego papieru kablowego, który można całkowicie zastąpić paskami papieru rysunkowego lub papieru powlekanego. Paski papieru do izolacji międzywarstwowej należy przyciąć o 4 mm szerzej niż wewnętrzny rozmiar ramy okna, a po obu stronach taśmy wykonać nacięcia o głębokości 2 ... 3 mm co 3 ... 5 mm, jak pokazano na ryc. 2. Podczas nawijania takiej taśmy jej krawędzie są zagięte, co całkowicie i niezawodnie zapobiega wpadaniu skrajnych zwojów w leżące poniżej warstwy, pozwalając na wykorzystanie całej szerokości okna do nawijania.
Uzwojenie wtórne zawiera 120 zwojów drutu PEV lub PEL o średnicy 1 mm i jest podzielone na 8 części (sekcji). W każdej połowie okna nawinięte są 4 sekcje po 15 zwojów (łącznie 60 zwojów). W sumie z cewki może wyjść wiele przewodów. Aby się w nich nie zaplątać, przed nawinięciem w policzki ramy w niektórych miejscach należy wywiercić otwory na przewody. Każdy z nich powinien być ponumerowany, a podczas procesu nawijania zaznacz na kartce papieru zgodność wyprowadzeń i zaczepów uzwojeń z numerami otworów na ramie. Po nawinięciu całego transformatora należy narysować schemat transformatora na kartce papieru o wymiarach 30x70 mm i zapisać na niej numery odpowiednich pinów. Paszport ten należy przykleić do widocznej wystającej części ramki, zabezpieczając ją od góry paskiem przezroczystej taśmy samoprzylepnej o odpowiedniej szerokości. Te informacje mogą być przydatne później. Zakres dynamiczny reprodukcji jest jednym z najważniejszych wskaźników każdej wysokiej jakości ścieżki audio. Zakres dynamiki wzmacniacza zależy przede wszystkim od poziomu szumów samego wzmacniacza. Hałasy te składają się z trzech elementów:
Aby zmniejszyć poziom tętnień w obwodach mocy do wymaganego poziomu, zwiększa się pojemności kondensatorów tlenkowych filtrów, a do filtra mocy wprowadza się dławik. Ponadto stosowane są specjalne zespoły i komponenty - elektroniczny stabilizator napięcia na wyjściu prostownika, dławiki z uzwojeniem kompensacyjnym lub dostrajanie obwodu do rezonansu przy częstotliwości tętnienia. Aby zmniejszyć wpływ drugiego czynnika, do stopnia wejściowego wybiera się lampy o minimalnej wartości paszportowej własnego hałasu. Do zasilania żarnika należy zastosować prąd stały z oddzielnego prostownika o napięciu wyjściowym obniżonym do 6 V, należy utworzyć ochronną różnicę potencjałów między katodą a żarnikiem lamp stopni wstępnych. W związku z ostatnim zaleceniem rozważymy metodę redukcji tła o częstotliwości 50 Hz, które występuje w obwodzie grzejnik-katoda pierwszej lampy.Lampa elektronowa zawsze ma rezystancję upływu Ryt między żarnikiem a katodą ( Ryc. 3a). Ze względu na dodatnie napięcie na katodzie w stosunku do przewodu wspólnego (chassis), odpowiadające samoczynnemu napięciu polaryzacji +2 V, odcinek grzejnik-katoda można uznać za diodę rozwartą o rezystancji wewnętrznej równej Ru, której wartość z których waha się od setek do tysięcy kiloomów. Przyjmijmy ten opór równy 470 kOhm (ryc. 3,6 pokazuje równoważny obwód obwodu włókno-katoda).
Oczywiście przez tę diodę popłynie prąd wzdłuż obwodu uzwojenia żarnika - szczeliny grzejnik-katoda - rezystora samoczynnego polaryzacji, a napięcie na uzwojeniu (6,3 V) zostanie podzielone przez rezystancje Rut i w stosunku 1000 : 1. Na rezystorze auto-bias pojawi się pasożytnicze napięcie przemienne o wartości około 0,0063 V. Napięcie to jest wzmacniane przez wszystkie kolejne stopnie i tworzy zauważalne napięcie tła na wyjściu wzmacniacza. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że czułość UHF wynosi zwykle 100 ... 200 mV, to nominalny poziom użytecznego sygnału jest tylko dwadzieścia do trzydziestu razy większy niż fałszywe tło. Przewodność pasożytniczej diody grzejno-katodowej można wyeliminować przez wytworzenie na żarniku dodatniego potencjału, którego wartość przekracza sumę napięcia katody i amplitudy napięcia żarnika. Jedna z opcji takiego przesunięcia jest pokazana na ryc. 4.
Obwód grzejnika lampy nie jest tutaj podłączony do obudowy, a napięcie dodatnie jest dostarczane do tego obwodu z dodatkowego dzielnika napięcia przez rezystor strojenia, za pomocą którego podczas regulacji wzmacniacza osiąga się minimalny poziom przydźwięku. Stałe napięcie +25 ... 30 V można pobrać ze wspólnego prostownika i usunąć z dolnego ramienia dzielnika, który składa się z dwóch stałych rezystorów i dodatkowego kondensatora filtrującego. Należy przypomnieć, że poziom tego tła jest bardzo nieznaczny, dlatego należy go mierzyć miliwoltomierzem rurowym na granicy nie większej niż 5 mV, a jeszcze lepiej oscyloskopem, ponieważ tło o częstotliwości 50 Hz wyraźnie wyróżnia się spośród innych zakłóceń i szumów. Teraz o trzecim, najważniejszym czynniku wpływającym na poziom tła własnego wzmacniacza. Właściwa instalacja obwodów wejściowych i obwodów regulacji funkcjonalnych (głośność, barwa, balans) w dużej mierze eliminuje wpływ tego czynnika na ogólny poziom hałasu. Aby zrozumieć zasady prawidłowej instalacji, rozważ rys. 5, który pokazuje połączenie obwodu siatki lampy ze złączem wejściowym w pewnej odległości od lampy. Zalecenia będą prawie takie same w przypadku łączenia dowolnych dwóch węzłów toru audio lub ultradźwiękowej przetwornicy częstotliwości, z których jeden jest źródłem sygnału, a drugi obciążeniem.
Może to być mikrofon i lampa wzmacniacza scenicznego mikrofonu, gniazdo wejściowe do magnetofonu i przełącznik rodzaju pracy lub dwa pierwsze stopnie UHF i jednostka regulacji barwy. W tym drugim przypadku źródłem sygnału jest anoda lampy pierwszego stopnia, a obciążeniem rezystor w obwodzie siatki lampy drugiego stopnia, dlatego nie ma połączeń z obudową wewnątrz tej sekcji dozwolony. Innymi słowy, wewnątrz zamkniętej metalowej obudowy regulatora tonu żadna część nie powinna być podłączona bezpośrednio do obudowy lub ekranu, a jedynie do odizolowanej od obudowy szyny zbiorczej, jak pokazano na rys. 6.
Teraz o samych ekranowanych przewodach. Żaden z produkowanych przemysłowo typów przewodów w „czystej” postaci nie nadaje się do nowoczesnego high-endowego wzmacniacza lampowego. Wszystkie ekranowane przewody najlepiej wykonać samodzielnie - to proste. na ryc. 7 pokazano, że wewnątrz oplotu ekranującego umieszczone są druty o różnych średnicach. Ta różnica odpowiada rzeczywistemu projektowi. Wszystkie ekranowane przewody są wykonane zgodnie z zasadą lalki matrioszki. Wewnątrz zwykłego metalowego oplotu ekranującego umieszczone są dwa przewody o różnych średnicach: jeden jest cieńszy (sygnałowy) koniecznie kolorowy skręcony w izolacji PVC lub fluoroplastiku o przekroju 0,2 ... 0,35 mm2, drugi również jest skręcony, ale z krzyżem przekrój co najmniej 0,5 mm2 - „zimny”.
Oba te przewody wraz z oplotem ekranującym należy umieścić w rurce z polichlorku winylu (PVC). Przy wykonywaniu wzmacniacza do montażu różnych obwodów przydatne jest stosowanie przewodów w izolacji o różnych kolorach. Wybór samych kolorów oczywiście może być dowolny w zależności od możliwości radioamatora, ale nadal lepiej jest przestrzegać pewnych zasad. Tak więc wszystkie przewody podłączone do wspólnego drutu najlepiej wykonać jako czarne i grube (przekrój 0,5 ... 0,75 mm2). Przewody obwodów mocy (biegunowość dodatnia) z prostownika są czerwone, a jeśli jest kilka prostowników, są czerwone, różowe, pomarańczowe. Wszystkie przewody sygnałowe jednego z kanałów stereo są zielone, a drugiego niebieskie lub cyjanowe. Obwody żarników lamp są białe lub szare. Dla obwodów urządzeń i systemów pomocniczych można wyróżnić brązowy, żółty i cienki czarny lub biały. Taka separacja znacznie uprości kontrolę instalacji i wyeliminuje zamieszanie podczas okablowania dwukanałowych regulatorów głośności i tonu (który jest z lewego kanału, który z prawego). Do samodzielnego wykonania ekranowanych kabli połączeniowych należy albo wziąć osobny metalowy oplot, albo usunąć go z drutu ekranowanego, a następnie przewlec w oplot dwa izolowane przewody: jeden to cienki drut „sygnałowy”, drugi to gruby drut zerowy , a to wszystko razem z oplotem wciągane jest do wnętrza tuby z PCV o odpowiedniej średnicy. Zasadniczo można to zrobić na dwa różne sposoby: wykonać każdy ekranowany drut o określonej długości lub od razu przygotować 10 ... 15 m kabla, a następnie wyciąć kawałki o pożądanej długości. Wyprowadzenia interkonektu wylutowane są do odpowiednich złączy, z których najczęściej stosowane to „tulipan” (RCA), „jack”, „mini-jack”. Podczas instalowania obwodów żarowych i przewodów sieciowych we wzmacniaczu oba przewody (można użyć tego samego koloru) umieszcza się w jednym oplocie, który dodatkowo jest izolowany rurką PVC. Teraz o wspomnianej wyżej magistrali „zero” wewnątrz ekranowanych bloków. Jeśli blok zawiera płytkę drukowaną z elementami radiowymi, to jedna z drukowanych ścieżek (jak najszersza) może pełnić rolę magistrali. Należy pamiętać, że impedancje wejściowe i wyjściowe stopni wzmacniaczy lampowych są zwykle o rząd wielkości większe niż impedancje wzmacniaczy tranzystorowych i mierzone są w setkach kiloomów, dlatego też pojemności własne przewodów ekranowanych mają znaczny wpływ na odpowiedź częstotliwościową częstotliwości ultradźwiękowych w obszarze HF. Nie należy używać nowoczesnych cienkich i ultracienkich (średnica 3, 2, a nawet 1,5 mm) „zastrzeżonych” przewodów ekranowanych. W każdym przypadku połączenia ekranowane powinny być jak najkrótsze. W poprzednich częściach artykułu rozważono zagadnienia związane ze sposobami zapewnienia wysokiej jakości wskaźników wzmacniaczy lampowych. Jednak wskaźniki te mogą nie być realizowane, jeśli źródła sygnału - magnetofon, odtwarzacz, mikrofon - są nieprawidłowo podłączone do wejścia wzmacniacza. Podłączenie zewnętrznych źródeł sygnału o różnej impedancji wyjściowej nieuchronnie zmniejsza zakres dynamiczny całego systemu z powodu zakłóceń, a także ogranicza górną granicę zakresu częstotliwości ze względu na efekt bocznikowania pojemności kabli połączeniowych. I choć nie da się całkowicie wyeliminować tych szkodliwych wpływów, całkiem możliwe jest ich ograniczenie poprzez odpowiednie podłączenie źródła sygnału do wejścia wzmacniacza. To pytanie jest dość poważne, ponieważ mówimy o kablach połączeniowych podlegających różnym zewnętrznym odbiorom, na przykład z przechodzącej w pobliżu sieci elektrycznej 220 V. Ponadto mówimy o transmisji sygnałów o bardzo niskim poziomie (około 5 ... 200 mV), a także ze źródeł o dużej rezystancji wewnętrznej (do setek kiloomów). Te dwa czynniki wymagają zastosowania specjalnych środków zapobiegających zakłóceniom z zewnątrz oraz wykluczających wzajemny wpływ przewodów z kilku źródeł. Sytuację pogarsza fakt, że różne rozwiązania są optymalne dla różnych źródeł sygnału, dlatego postaramy się podać zalecenia dla każdego indywidualnego przypadku. Linie z przetwornika piezoelektrycznego lub elektromagnetycznego, a także z mikrofonu, są najbardziej podatne na zakłócenia. W przypadku tych obwodów można zaproponować ogólne rozwiązanie przy użyciu cienkiego kabla koncentrycznego o średnicy zewnętrznej 4 ... 5 mm i pojemności 70 ... 115 pF na metr, na przykład RK-50-2-13, RK-50-3-13, RK -50-2-21 (ich stare nazwy to odpowiednio RK-19, RK-55, RKTF-91) lub RK-75-2-21. W przypadku urządzenia stereo dwa kawałki kabla o wymaganej długości, umieszczone w jednym wspólnym metalowym oplocie, tworzą kabel o wysokiej odporności na zakłócenia. Pożądane jest również zaizolowanie zewnętrznego oplotu rurką PVC. Dopuszczalne jest umieszczanie tuby na długim kablu w odcinkach o długości 0,5 ... 1 m. Rozlutowanie interkonektów należy wykonać w sposób pokazany na rys. 7. W przypadku mikrofonu, jeśli nie jest to stereofoniczny, nie ma potrzeby stosowania dwóch oddzielnych kabli, jednak stosowanie oplotu kablowego jako drugiego przewodu nie jest tutaj pożądane. Dla linii mikrofonowej dłuższej niż 1 m pożądane jest zastosowanie przewodu dwużyłowego z oplotem ekranującym, podobnie jak kabel domowy typu KMM. Połączenie obu drutów i oplotu jest wyraźne na rysunku. W jednym ekranie można również wykonać interkonekt do tunera stereo, magnetofonu i odtwarzacza CD. Trzy wielokolorowe przewody należy spiąć w jeden wspólny oplot ekranujący: dwa przewody sygnałowe dla lewego i prawego kanału (np. zielony i niebieski) oraz jeden grubszy (czarny lub biały) dla przewodu wspólnego. Cały ten kabel wraz z oplotem musi być zaizolowany rurką PCV. Sygnał z telewizora można przesyłać zwykłym kablem koncentrycznym lub przewodem ekranowanym, wykorzystując jego oplot jako przewód neutralny, gdyż poziom tła telewizora często nie pozwala mówić o wysokiej jakości reprodukcji dźwięku. W tym miejscu należy tylko pamiętać, że sygnał dźwiękowy można usunąć, jeśli nie ma odpowiedniego złącza, zarówno z wyjścia telewizora UMZCH, jak iz obciążenia detektora częstotliwości. Wyjście UMZCH jest zwykle niskoimpedancyjne, a kabel połączeniowy nie powoduje dodatkowych strat w wysokoczęstotliwościowej części widma. Jednak poziom wyjściowy będzie całkowicie zależny od regulacji głośności telewizora, a jeśli nie ma gniazda telefonicznego, nie będzie możliwe odtwarzanie dźwięku tylko przez zewnętrzny wzmacniacz. Sygnał na wyjściu telewizora UMZCH z reguły nie jest wysokiej jakości. Lepiej jest użyć drugiej metody i pobrać sygnał bezpośrednio z wyjścia detektora częstotliwości. To prawda, że \uXNUMXb\uXNUMXbw takim przypadku będziesz musiał otworzyć telewizor i podłączyć ten sygnał do dodatkowego złącza RCA, które można zainstalować na ramie nośnej telewizora lub na zdejmowanej tylnej ścianie, i podłączyć linię łączącą do tego złącza. Ale w tym przypadku kabel będzie również musiał być ekranowany dwoma przewodami wewnątrz oplotu. Linia łącząca z radiowej sieci nadawczej, jeśli trzeba ją podłączyć do wzmacniacza, różni się od TVM tym, że oba przewody są równoważne wewnątrz mieszkania: rezystory balastowe są połączone szeregowo w obwodzie każdego z dwóch przewodów nadawczych sieć. Straty sygnału w tym przypadku można całkowicie pominąć, ponieważ sygnał w linii jest znacznie większy niż z innych źródeł sygnału. literatura
Autor: G. Gendin, Moskwa
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Dodatek węgla poprawia przewodność elektryczną miedzi ▪ Panasonic i Sony – nowa technologia AVCHD ▪ Zestaw słuchawkowy z rozszerzoną rzeczywistością Glass Enterprise Edition 2 ▪ trucizna przeciwko truciźnie ▪ Lite-On wypuszcza aparaty do jednej trzeciej laptopów
▪ sekcja witryny Laboratorium naukowe dla dzieci. Wybór artykułu ▪ Artykuł Chlestakowa. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Jaka klęska żywiołowa przywróciła słuch i wzrok pewnemu Amerykaninowi? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł Kierownik sprzedaży. Opis pracy ▪ artykuł Urządzenie zabezpieczające przetwornicę. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Ponownemu zainteresowaniu audiofilów i radioamatorów wzmacniaczami lampowymi sprzyjała zasadniczo nowa koncepcja projektowania lampowych częstotliwości ultradźwiękowych, która znacznie różni się od zasad budowy „starych” wzmacniaczy i jest nieco diametralnie przeciwna „starym” pomysłom. To, co wcześniej było stawiane na pierwszym planie w tworzeniu masowego domowego sprzętu do odtwarzania dźwięku, obecnie jest generalnie odrzucane jako sprzęt trzeciorzędny.
Przejdźmy teraz do praktycznej strony rzeczy i zacznijmy od wyboru obwodu magnetycznego dla transformatorów wyjściowych. Biorąc pod uwagę wspomniane wcześniej cechy transformatorów przeciwsobnych UMZCH oraz ze względu na łatwość nawijania, lepiej jest stosować obwody magnetyczne listwowo-prętowe (PL, patrz foto). Na każdym z dwóch prętów umieszczone są dwie identyczne ramki z dwoma identycznymi uzwojeniami (podobne wyprowadzenia w jednym kierunku), o praktycznie takich samych parametrach elektrycznych.
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony