Amplificadores acústicos de válvulas
Radioamator, Rok XI, Luty 1961, Nr 2
Amplificador simple de 2 tubos
La potencia de salida de este amplificador es de 3 W con un factor de distorsión armónica del 2,5%; la sensibilidad del amplificador es de 150 mV. Para minimizar el zumbido de la red, el cátodo del primer tubo de vacío se conecta a tierra (Figura 1) y la tensión negativa se obtiene debido a la caída de tensión provocada por la corriente de la red. En tal disposición, es muy pequeño, por lo que la resistencia de entrada del tubo es aproximadamente la mitad de la resistencia a las fugas.
La etapa de salida es convencional con retroalimentación negativa para ajustar la respuesta de frecuencia. En la posición izquierda del control deslizante del potenciómetro en el circuito de retroalimentación negativa, la respuesta de frecuencia se eleva para las frecuencias más bajas y más altas de la banda acústica. En la posición correcta del control deslizante del potenciómetro, hay un debilitamiento significativo de las frecuencias más altas que 1000Hz. Se puede utilizar cualquier rectificador con un voltaje de aproximadamente 240 V y una corriente de hasta 40 mA para alimentar el amplificador. El rectificador debe tener un filtro de suavizado de ondulaciones. El transformador de salida del amplificador se puede fabricar en un núcleo de vaina con una sección transversal de 16x16 mm, el devanado primario debe tener 3500 vueltas de alambre de 0,15 mm de diámetro y el devanado secundario - alambre de 165 mm gira de 0,65 mm de diámetro (para 4 ohmios altoparlante).
Figura 1.
Amplificador de 3W
Este amplificador tiene mejores indicadores de calidad que los descritos anteriormente, y además, un ajuste separado de la respuesta de frecuencia en el rango de frecuencias bajas y altas de la banda acústica. La potencia de salida del amplificador es de 3 W con una distorsión armónica que no supera el 1,5%. La respuesta de frecuencia es ajustable dentro de ± 16dB a 100Hz y dentro de ± 14dB a 10kHz. Sensibilidad del amplificador: 100 mV.
El diagrama esquemático del amplificador se muestra en la Fig. 2. El bucle de retroalimentación negativa contiene elementos RC seleccionados de tal manera que la retroalimentación negativa más fuerte cae en la parte media de la banda de paso del amplificador. Como resultado, la ganancia en el rango de 400-2000Hz es menor en aproximadamente 16dB que para las frecuencias bajas y altas de la banda acústica Para ajustar las características de frecuencia del amplificador, se utilizan dos potenciómetros en su entrada. Usando un potenciómetro con una resistencia de 1M, puede ajustar la característica en el rango de altas frecuencias. De manera similar, el potenciómetro de 4.7M controla las características en el rango de bajas frecuencias.
Figura 2.
El rango de ajuste se muestra en la Fig.3.
Figura 3.
Como se puede ver en el diagrama, la primera etapa del amplificador no está cubierta por el circuito de retroalimentación negativa. Sin embargo, funciona a voltajes muy bajos, por lo que el factor de contenido de armónicos no supera el 0,1%.
Para este amplificador se puede utilizar un transformador de salida descrito anteriormente u otro diseñado para el tubo de salida 6P14P (EL84).
Amplificador push-pull de 10W
Este amplificador tiene una potencia de salida de 10W con un factor de distorsión armónica del 3%. La sensibilidad del amplificador es de 0,7 V.
Después de la amplificación inicial, la señal se envía a la etapa de inversión de fase (Fig. 4). El circuito de esta etapa difiere ligeramente del circuito de inversión de fase conocido con carga distribuida. Es decir, la retroalimentación positiva se aplicó conectando la resistencia de 200K al cátodo de la etapa anterior, y no directamente al suelo. Un sistema de este tipo aumenta la amplificación aproximadamente 2,5 veces. Todas las etapas del amplificador están cubiertas por una retroalimentación negativa profunda (26dB), que asegura un funcionamiento estable a pesar del uso de alguna retroalimentación positiva.
Figura 4.
La etapa de salida del amplificador es ultralineal y funciona en la clase AB. Como se sabe, un sistema de este tipo requiere un buen filtrado de la tensión de alimentación, de lo contrario pueden producirse distorsiones significativas debido a la modulación de frecuencias acústicas más altas por el zumbido de la red. Por lo tanto, se debe utilizar un buen estrangulador en el filtro de suavizado.
Para simplificar el diseño del transformador de salida y evitar un estrangulador en el filtro, el diseño de la etapa de salida se puede cambiar a uno convencional. Luego, en lugar del estrangulador Dł, se debe encender una resistencia de 1.2K. La potencia del amplificador será la misma, pero la distorsión aumentará al menos al 0,7%.
El transformador de salida se realiza sobre un núcleo de vaina con una sección transversal de 25x30 mm. El diagrama y la disposición de los devanados para la segunda variante de la etapa de salida se muestra en la Fig. 5. Las mitades del devanado primario (Ia y Ib) tienen 1500 vueltas cada una de ellas con hilo de 0,1 mm. El devanado secundario consta de 4 secciones de 40 vueltas cada una con alambre de 0,65 mm de diámetro, para un altavoz de 16 ohmios. La resistencia de trabajo más ventajosa de la etapa final (de ánodo a ánodo) es de 6 ohmios. La disposición de los devanados que se muestra en la Fig. 5 es para asegurar una baja inductancia de fuga del transformador, que es necesaria para obtener una buena respuesta de frecuencia y bajas distorsiones. La relación del transformador está determinada por la relación entre el número de vueltas del devanado primario (3000) y el número de vueltas de los devanados secundarios conectados en serie (80).
En la práctica, dicho transformador se enrolla de la siguiente manera: la sección 1, 7, 2, 8, 3 se enrolla inicialmente, luego el cuerpo se retira de la bobinadora, se gira 180 grados y las secciones 4, 9, 5, 10, 6 se enrollan herida.inicio y final de las secciones, respectivamente, de acuerdo con el esquema.
Figura 5.
En el caso de utilizar un sistema ultralineal, la resistencia de trabajo más ventajosa de la etapa final (de ánodo a ánodo) es igual a 8K. Por lo tanto, el devanado secundario debe tener 140 bobinas enrolladas con cable de 0,65 mm. Como antes, el devanado primario debe tener 3000 vueltas, enrolladas con alambre de 0,1 mm de diámetro. Las redes de blindaje deben conectarse después de enrollar 650 vueltas, contando desde el tomacorriente. El método de enrollar el transformador para el sistema ultralineal es similar al descrito anteriormente, pero se debe mantener la simetría completa de los devanados de los tubos individuales de la etapa push-pull. El devanado primario se puede dividir en 6 secciones, dos de las cuales tendrán 650 vueltas cada una, o en 8 secciones.
Amplificador de alta calidad
El amplificador, cuyo diagrama se muestra en la figura 6, tiene una potencia de 12 W con un factor de distorsión armónica que no excede el 0,4% a 1000 Hz y el 1,3% a bajas frecuencias. Las características de las distorsiones no lineales se presentan en la Fig. 8. La sensibilidad del amplificador: 100mV. Dos potenciómetros permiten el ajuste independiente de las frecuencias bajas y altas de la banda acústica de acuerdo con las características presentadas en la Fig. 7. En la posición media de los reguladores, la respuesta de frecuencia corre en el rango de 20Hz a 30Hz con la no uniformidad no mayor. que ± 1dB. Los circuitos de la etapa de preamplificador y la etapa de inversión de fase son convencionales.
Figura 6.
Figura 7.
Figura 8.
La etapa de salida del amplificador funciona en la clase AB. Los indicadores de alta calidad se obtienen gracias a una retroalimentación negativa suficientemente profunda, que incluye 3 etapas del amplificador. Una condición necesaria para el buen funcionamiento del amplificador es la cuidadosa fabricación del transformador de altavoz. El transformador descrito anteriormente del amplificador de 10 W se puede utilizar en el amplificador.
Vale la pena señalar que el diseño del transformador de altavoz determina en gran medida la calidad de casi todos los amplificadores acústicos, y es por eso que vale la pena dedicar más tiempo a su diseño y ejecución adecuados. La razón de la imposibilidad de obtener los indicadores de calidad requeridos es a menudo una inductancia de fuga demasiado alta. Depende del número de vueltas en los devanados y del acoplamiento mutuo de los devanados entre sí.
Para reducir el número de vueltas en los devanados, se deben seleccionar núcleos con una sección transversal suficientemente grande y orificios pequeños, porque la cantidad de cobre disminuye y los orificios grandes extienden la trayectoria de flujo magnético promedio en el núcleo.
Para el mejor acoplamiento posible de los devanados, se utiliza el seccionamiento descrito anteriormente, enrollando cuidadosamente la vuelta por la vuelta, y se mantiene la simetría geométrica y eléctrica de los devanados.
Amplificador de 20W
La figura 9 muestra un diagrama de un circuito amplificador push-pull de tres etapas con una potencia de 20W. La distorsión armónica total no supera el 1,2%. Sensibilidad del amplificador: 0,5 V. Las características de las distorsiones no lineales se presentan en la Fig. 10. Las características de frecuencia son uniformes de 20 Hz a 25 kHz. El circuito de inversión de fase está diseñado para garantizar una buena simetría del voltaje de salida en un amplio rango de frecuencia. En la etapa final, hay dos tubos de electrones 6P14P conectados en paralelo, en la clase AB. El voltaje negativo de estos tubos se obtiene automáticamente en una resistencia común. Las resistencias en las rejillas de control evitan oscilaciones dañinas. El circuito de retroalimentación negativa cubre todo el amplificador.
Figura 9.
El amplificador está alimentado por un rectificador con un tubo de electrones de 5Ц3C. El transformador de este rectificador está fabricado en un núcleo de vaina de 40x50 mm y tiene los siguientes devanados: el devanado primario tiene 220 + 34 + 186 vueltas enrolladas con hilo de 0,8 mm de diámetro; devanado secundario: 2 x 700 vueltas enrolladas con un cable de 0,3 mm de diámetro; bobinado "xx" - 11 vueltas enrolladas con alambre de 1,5 mm de diámetro; bobinados "yy" y "zz" - 13,5 vueltas cada uno con alambre de 1,2 mm de diámetro.
Figura 10.
El transformador de salida está hecho en un núcleo de carcasa de 30x35 mm, el devanado primario tiene 2400 vueltas enrolladas con un cable de 0,25 mm y el devanado secundario, 85 vueltas enrolladas con un cable de 1,0 mm. El transformador debe enrollarse como se muestra en la Fig.5.
Amplificador de dos canales
El diagrama del amplificador de dos canales se muestra en la Fig. 11. Este amplificador tiene una potencia de 4.5W con un factor de distorsión armónica del 3% - canal de baja frecuencia, 3W al 2% - canal de alta frecuencia. Sensibilidad del amplificador: 250 mV.
Los canales se separan después de un control de volumen común. El debilitamiento de las bajas frecuencias en el canal del tweeter (en el diagrama superior) se debe a la pequeña capacitancia del capacitor que bloquea la resistencia del cátodo y las pequeñas capacitancias de los capacitores de acoplamiento.
Figura 11.
En el canal de baja frecuencia (en el diagrama inferior), la atenuación de las altas frecuencias se logra debido a las características de retroalimentación negativa apropiadas. La retroalimentación negativa aplicada es más fuerte para las frecuencias altas. El circuito de este acoplamiento conecta el ánodo del tubo final a la rejilla de este tubo a través de un condensador y un potenciómetro. Además, el transformador de salida es puenteado por un condensador.
Para obtener indicadores de calidad suficientemente buena en cada uno de los canales, se utilizó retroalimentación negativa, obtenida conectando el ánodo del tubo de vacío de la etapa final con el ánodo del tubo de electrones de la etapa anterior (resistencia R8 y resistencia R16). El valor de estas resistencias debe seleccionarse experimentalmente, teniendo en cuenta que una fuerte retroalimentación (baja resistencia de las resistencias mencionadas) reduce la ganancia, mejorando los parámetros del amplificador.
El transformador de altavoz del canal de agudos Tr1 está fabricado en un núcleo de vaina de 12x16 mm. Su devanado primario tiene 1500 vueltas enrolladas con alambre de 0,1 mm y el secundario, 56 vueltas enrolladas con alambre de 0,51 mm. Hueco en el núcleo del transformador: 0,1 mm.
El transformador de woofer Tr2 está fabricado en un núcleo de funda de 19x28 mm. El devanado primario del transformador contiene 3000 vueltas enrolladas con cable de 0,12 mm, y el secundario - 52 vueltas enrolladas con alambre de 0,64 mm. El espacio en el núcleo es de 0,12 mm.
Basado en la "Radio" mensual soviética No. 7/60, compilada por A.W.