§ 8-5]

Фазоинверсный каскад

140 , 140+ (2.20) 1та=-2= 70 и^с; U макс =-4- = 45 ма;

270 о

гУ; с = 18 в; i?a.a= 4000--= 4300 ож;

500-18

к = 5 160 ом;

/j = 0.3-4 300 (1 -0,85)= 193,5 ом;-Гг = 0,4-2,5. 7 = 0,177 ом.

При Ма= I дб

Li =

0,85 150-4,3

7011,122-1

: = 18,4 гн;

4 300

= 0,027.

Двухтактный выходной каскад, работающий в режиме класса В

Экономичный выходной каскад для батарейных усилителей показан на рис. 8-11. Б режиме молчания анодный ток отсутствует. Максимальная отдаваемая мощность - около 1,5 еа при коэффициенте нелинейных искажений

Рис. 8-11. Схема экономичного оконечного каскада для батарейного приемника.

10% и анодном токе 30 ма. Выключение половин нитей накала выключателем Вк2 снижает потребляемую и отдаваемую мощности в 2 раза. Требуемое сопротивление между анодами i?a.a = 4 800 ом.

Входной трансформатор Тр собран на сердечнике Ш-20Х20 с зазором 0,1 мм. Первичная обмотка содержит 2 ООО, а вторичная 2 X 1 200 витков провода ПЭЛ 0,12. В предоконечном каскаде должна использоваться лампа 2П1П. Выходной трансформатор Гра имеет сердечник Ш-20Х 30 мм. Первичная, обмотка состоит из 2 X X 880 витков провода ПЭЛ 0,14. Вторичная обмотка рассчитывается по заданному /?а.аИ коэффициенту трансформации п:

... 1

где

я= /:

r\Ra.a

форматора. Управляющая сетка лампы Л2 соединена с шасси, т. е. лампа включена по схеме-с заземленной управляющей сеткой. Такой оконечный каскад работает следующим образом.

Напряжение возбуждения подается на -управляющую сетку лампы Л^. Связь между каскадами осуществляется через общее для них сопротивление смещения R. Благодаря этому потенциал катодов обеих ламп изменяется пропорционально изменению напряжения на сетке лампы Л^.. Но управляющая сетка лампы Л2 заземлена и ее потен-

Двухтактный оконечный 14аскад без фазоинвертора

В этом каскаде, собранном по сверхлинейной схеме (рис. 8-12), обе оконечные лампы имеют общее катодное сопротивление R, один конец которого присоединен к катодам ламп, а другой ко вторичной обмотке выходного транс-

Рис. 8-12. Двухтактный оконечный каскад без фазоинвертора.

циал не изменяется. Вследствие этого между сеткой и катодом лампы Л 2 действует переменное напряжение сигнала, близкое по амплитуде к напряжению сигнала, приложенному между сеткой и катодом лампы Л1, но противоположное по фазе, что и требуется для нормальной работы двухтактного оконечного каскада.

Благодаря включению лампы Л2 по схеме с заземленной управляющей сеткой в этой схеме .возникает отрицательная обратная связь, вызываемая емкостью анод - сетка лампы. Чтобы устранить эту нежелательную обратную связь, нарушающую симметрию каскада, в анодную цепь лампы Л2 включен /?С-фильтр.

Выходной трансформатор Тр собран на сердечнике из пластин Ш-20 при толщине пакета 30 мм. Обмотки / и IV имеют по 1 ООО витков, а обмотки II п III - т 250 витков провода ПЭЛ 0,14. Обмотки V и VII содержат по 30 витков, обмотка VI - 15 витков и обмотка VIII - 50 витков провода ПЭЛ 0,47.

8-5. ФАЗОИНВЕРСНЫЙ КАСКАД

Фазоинверсным называется каскад, создающий два напряжения одинаковой амплитуды, но сдвинутых по фазе на 180°. Он обычно предшествует двухтактному оконечному каскаду.

В усилителях низкой частоты сетевых приемников фазоинверсный каскад выполняют на сопротивлениях. В батарейных приемниках и мощных усилителях, когда оконечный каскад работает в режиме класса В, применяют трансформаторный фазоинверсный каскад или фазоинверсный каскад с катодным повторителем. В этом случае межд-ламповый трансформатор имеет отвод от середины вторичной обмотки.

В радиовещательных приемниках и любительских конструкциях наибольшее распространение получили фазоинверсные каскады, построенные по самобалавси-рующей схеме или по схеме с разделенной нагрузкой.

Самобалаисирующий фазоинверсный каскад

Этот каскад может быть построен как по типовой (рис. 8-13, а) так и по упрощенной (рис. 8-13, б) схемам. Расчет типовой схемы производят в следующей последовательности.

Рнс. 8-13. Самсбалансирующийся фазсинверсный каскад. а - типовая схема; 6 - упрощенная схема.

Исходя ИЗ заданной полосы пропускания звуковых частот, задаются величинами сопротивлений (см. стр. 132). Затем выбирают величину сопротивления = = i?i -Ь i?2 такой, чтобы она не превышала предельно допустимой величины сопротивления утечки сетки для выбранной оконечной лампы.

Принимаем Rc = QRa-

Сопротивление нагрузки переменному току

Р RajRi + R) ~ Ra + Ri + R

Коэффи1иент усилення каскада i?a~

Ri + Ra

где [I - статический коэффициент усиления лампы в выбранной рабочей точке. Определяем величины сопротивлений R н R2:

Rz - jp j Rt = R3 - R Сопротивление (ом) смещения

Емкость разделительного конденсатора Q определяют по той же формуле, что н для реостатного усилителя (см. стр. 132), но в нее вместо сопротивления R подставляют величину сопротивления R.

Расчет упрощенной схемы (рис. 8-13, б) отличается лишь тем, что здесь сопротивление Rae. должно превышать допустимой величины ;?с.макс Для выбранной оконечной лампы. Сопротивление R = 0,87?2, &Rc - 0,3/?г. Остальные элементы рассчитьшают так же, как н для предыдущей схемы.

Каскад с разделенной нагрузкой

Такой каскад (рнс. 8-14) имеет лучшую частотную характеристику, чем самобалансирующийся, ио обладает тем недостатком, что не дает усиления (Ко < 1). Расчет каскада производят в следующей последовательности.

Как и в предыдущем случае, сперва задаются величиной R.

Тогда

Сопротивления R- к R2 выбирают в соответствии с типом оконечной лампы, причем Rx= R2. Сопротивление нагрузки переменному току

RgRl

Внутреннее сопротивление лампы с учетом возникающей в этой схеме отрицательной обратной связи (см. стр. 144)

Ri + Ra-

Эквивалентное сопротивление одного плеча каскадг

экв - -. .

Ra~ + Ri

Емкость (пф), шунтирующая катодную часть нагрузки,

Скат - Ск-\- Сц -- Свх.дин>

где Ск - емкость катод - нить накала лампы; Си - емкость монтажа;

Свх. дин - входная динамическая емкость одного плеча двухтактного оконечного каскада.

Чтобы устранить асимметрию частотной характеристики плеч на верхних звуковых частотах, что весьма важно для широкополосных усилителей, в анодную цепь лампы включают выравнивающий конденсатор Cj, емкость которого должна быть соизмерима с емкостью Скат-

Коэффиниент частотных искажений на верхних звуковых частотах

с, ♦41-

M = Vl + (2л/в/?эквСкат)

Ч1-Т

Рис. 8-14. Фазсинверсный каскад с разделенной нагрузкой.

После этого строят динамическую характеристику и по ней, как для реостатного каскада, определяют режим работы лампы н остальные элементы схемы.

Пример расчета. Дано: лампа типа 6Н1П, для которой р, = 35; Ri = и ком. Выбираем М„ = 1,12 (1 дб); f ~ = 70 гц и Uco = 2 е. Задаемся R = 20 ком н R3 = 500 ком.

Определяем:

20-500

а~ = on гпп = 19,25 ком;

Ко = 35

20-f 500

19,25 11 + 19,25

= 22,3;

22,3

22,5 кож;

= 500-22,5 = 477,5 ком; i?c = 0,2-500 = 100 ком. По анодной характеристике лампы определяем fao. если t/a = 250 в и i?a = 20 ком, то /ао = 7 ма. 2

R = = 286 ом;

0,007 159

Сс = - ,

70-5001/1,122 - 1

= 0,0091 мкф.

Практически следует применить конденсаход емкостью 0,01 мкф.

§ 8-7]

Отрицательная обратная связь в усилителях низкой частоты

8-6. СВЕРХЛИНЕЙНЫЙ ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД

В сверхлинейном оконечном каскаде, работающем только на пентоде или лучевом тетроде, экранирующая сетка оконечной лампы присоединена к отводу от части витков первичной обмотки выходного трансформатора (рис. 8-15). При этом режим работы лампы получается

промежуточным ме-

еПЗСЛ-. I1F7/I пентодным и

м1 М триодным включе-

4700 г,7, \f >1 rleJAI нием.

В таком режиме при незначительном уменьшении выходной мощности по сравнению с пентодным включением лампы значительно уменьшаются внутреннее сопротивление и коэффициент нелинейных искажений. Объясняется это действием своеобразной отрицательной обратной связи, напряжение которой приложено к экранирующей сетке лампы. В результате в каскаде как бы работает новая лампа с другими статическими

Рис. 8-15. Схема сверхлинейнсго однотактного оконечного каскада.

Рис. 8-16. Схема усилителя с двухтактным сверхлинейным оконечным каскадом.

характеристиками. Вид этой новой статической характеристики зависит от коэффициента распределения нагрузки р, который равен:

Z3

Za йу2

где 2а и 2э - сопротивления нагрузки в цепи анода и экранирующей сетки;

Ша и г^э - соответствующие числа витков.

Наилучшие результаты при такой схеме включения лампы получаются в двухтактном усилителе, работающем в классе ABj, где коэффициент нелинейных искажений может достигать минимального значения, не достижимого .ни в случае пентодного включения лампы, ни в случае ее триодного включения. Этот режим наименьших нелинейных искажений и получил название сверхлинейного . Поэтому сверхлинейный режим работы ламп наиболее часто применяют в двухтактных оконечных каскадах. Коэффициент распределения нагрузки в этом случае бывает равен:

Для ламп типов 6П14П и 6ПЗС . . . 18,5% Для ламп типов 6П1П и 6П6С .... 5 %

При таком р и дополнительном охвате всего усилителя Отрицательной обратной связью 15-20 дб коэффициент нелинейных искажений усилителя обычно получается не более 0,5-0,7%

Практическая схема оконечного двухтактного каскада, собранного по сверхлинейной схеме, приведена на рис.8-16.

Выходной трансформатор Тр намотан на сердечнике из пластин VIII-19 при толщине пакета 30 мм (пластины из электротехнической стали марки Э-330 толщиной 0,35 мм). Обмотки I VIIV содержат по 1 140 витков, а обмотки и / - по 860 витков провода ПЭЛ 0,18. Обмотка I/рассчитана на сопротивление нагрузки 15 ож и имеет 176 витков провода ПЭЛ 0,83.

8-7. ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

Отрицательной обратной связью называется такое соединение выхода усилителя с его входом, при котором подаваемое обратно на вход напряжение обратной связи находится в противофазе с напряжением источника сигнала.

Рис. 8-17. Схемы подачн напряжения отрицательной обратной связи при охвате ею одного каскада.

ь

Отрицательная обратная связь уменьшает все виды искажений в охваченных ею каскадах и поэтому широко используется в усилителях низкой частоты. Применение отрицательной обратной связи в значительной степени уменьшает нелинейные искажения, фон переменного тока и выравнивает частотную характеристику усилителя.

По принципу действия различают отрицательную обратную связь по напряжению, току или смешанную.

Отрицательная обратная связь по напряжению характеризуется присоединением цепи обратной связи параллельно нагрузке усилителя, а действие ее пропорционально выходному напряжению усилителя. На рис. 8-17 и 8-18 показаны схемк подачи отрицательной обратной связи-