Articles

Uniwersalny wzmacniacz HI-FI o mocy 15VA

Uniwersalny wzmacniacz HI-FI o mocy 15VA.
Radioamator, Rok X, kwiecień 1960, Nr 4

Redakcja: Poniższy opis dotyczy układu, którego model został zbudowany na nasze zlecenie i praktycznie wypróbowany przez konstruktora.

Opisany tu wzmacniacz nadaje się doskonale jako końcowy wzmacniacz mocy do odtwarzania muzyki z płyt lub taś w mieszkaniu. Nadaje się on także do nadawania muzyki tanecznej w salach i świetlicach o średniej wielkości.

Budowa jest łatwa; może go wykonać każdy radioamator mający podstawowe wiadomości teoretyczne i praktyczne.

Stopień końcowy.

Ze względu na konieczność uzyskania mocy równej co najmniej 10VA przy bardzo małych zniekształceniach nieliniowych, zdecydowałem się na zastosowanie we wzmacniaczu stopnia końcowego w układzie przeciwsobnym z ujemnym sprzężeniem zwrotnym w siatce ekranującej. Jest to tzw. układ "ultralinear". Napięcie sprzężenia zwrotnego w tym układzie uzyskuje się z odczepów, ewentualnie z osobnych uzwojeń na transformatorze wyjściowym. Zmieniając stosunek zmiennego napięcia siatki ekranującej do napięcia zmiennego anodowego zmieniamy warunki pracy lamp końcowych. Przy stosunku tym równym jedności lampy pracują jako triody, bowiem siatki ekranujące są połączone z anodami, natomiast przy stosunku równemu zeru jako pentody (rys. 1).


Rys. 1. Układ "ultralinear".

Dla stosunków o wartościach pośrednich układ posiada szereg zalet w porównaniu z układami przeciwsobnymi, zarówno z triodami jak i pentodami, a przede wszystkim mniejsze zniekształcenia nieliniowe przy dużych i małych sygnałach, kosztem niewielkiej straty mocy. Ponadto takie sprzężenie zwrotne obniża znacznie oporność wewnętrzną układu.

Dla lamp EL34 najkorzystniejszy będzie odczep na 20% (Usz/Ua=0,2 oczywiście od strony zasilacza).

Układ "ultralinear" z lampami EL84 daje w porównaniu ze zwykłym układem przeciwsobnym około dwukrotnie mniejsze zniekształcenia nieliniowe przy mocy mniejszej o 10%. Układ "ultralinear" wymaga specjalnego wykonania transformatora wyjściowego.

Transformator wyjściowy.

Obie połówki uzwojeń anodowych transformatora powinny być umieszczone symetrycznie przez podział okna na dwie sekcje, każda dla jednej połówki uzwojenia anodowego. Niesymetria ma bardzo znaczny wpływ na przesunięcia fazowe i różnice amplitud między prądem anodowym i napięciem ekranu, przez co parzyste harmoniczne większych częstotliwości mogą nie znosić się.

Na rys. 2 pokazany jest schemat uzwojeń takiego transformatora, a na rys. 3 rozmieszczenie uzwojeń.


Rys. 2. Schemat uzwojeń transformatora wyjściowego.
Uzwojenia pierwotne: drut miedziany 0,18mm w emalii.
Uzwojenia wtórne: drut miedziany 0,75mm w emalii.

Czytaj więcej: Uniwersalny wzmacniacz HI-FI o mocy 15VA

Przenośny wzmacniacz uniwersalny

Przenośny wzmacniacz uniwersalny.
Radioamator, Rok X, wrzesień 1960, Nr 9

Niniejszy opis dotyczy modelu wyróżnionego nagrodą pocieszenia w ramach Wielkiego Konkursu Modelarskiej Twórczości Radioamatorskiej.

Od redakcji:

Opisany poniżej wzmacniacz jest przykładem dobrze przemyślanej konstrukcji, odpowiadającej określonemu przeznaczeniu. Prosty, ale pełnowartościowy układ, należyte wykorzystanie mocy dzięki zastosowaniu sprawnych głośników krajowych, dobre przystosowanie do przenoszenia, tanie i efektowne wykończenie - oto główne cechy urządzenia. Budowę tego urządzenia możemy zalecić wszystkim, którzy pragną posiadać dobry przenośny wzmacniacz do odtwarzania nagrań z płyt, wzmacniania występów solowych oraz zwiększenia mocy akustycznej odbiornika przy korzystaniu z muzyki tanecznej.

WZMACNIACZ został zaprojektowany i wykonany z przeznaczeniem dla śpiewaka estradowego, produkującego się z gitarą elektryczną. W tym założeniu urządzenie powinno spełniać następujące warunki:

  • małe wymiary i ciężar,
  • wysoka jakość odtwarzania,
  • duża (rzędu 10W) moc wyjściowa,
  • łatwe przenoszenie i prostota obsługi.

Spełnienie powyższych warunków w pełnym zakresie byłoby bardzo trudne, dlatego też w wykonanym modelu zastosowano z konieczności rozwiązanie kompromisowe. Przede wszystkim przyjęto układ z transformatorem sieciowym (rys. 1), mimo, że w wykonaniu uniwersalnym waga aparatury byłaby bezwzględnie mniejsza.


Rys. 1. Schemat ideowy wzmacniacza.

Tym niemniej uznano za konieczne galwaniczne oddzielenie od sieci układu wzmacniacza, mikrofonu i gitary. Zmniejszenie wymiarów i ciężaru uzyskano natomiast inną drogą. Moc wyjściową wzmacniacza ograniczono do 5W, obsadzając jego stopień końcowy pojedynczą pentodą EL84. Zmniejszoną moc wyjściową z kolei wykorzystano jak najbardziej racjonalnie, zasilając nią dwa lekkie zestawy głośników o stosunkowo dużej skuteczności.

Czytaj więcej: Przenośny wzmacniacz uniwersalny

Nowe typy lamp dla wzmacniaczy przeciwsobnych i stereofonicznych

Nowe typy lamp dla wzmacniaczy przeciwsobnych i stereofonicznych
Radioamator i Krótkofalowiec, Rok XI, Marzec 1961, Nr 3

Spośród wielu nowych typów lamp odbiorczych, jakie wprowadziły ostatnio na rynek wytwórnie zachodnio-europejskie, na specjalną uwagę zasługują podwójne pentody głośnikowe typu ELL80 i PLL80. Idea umieszczenia dwóch systemów lampowych w jednej bańce jest znana od czasu narodzin obecnie już przestarzałej lampy ECL11, która wówczas stanowiła swego rodzaju rewelację; po niej ukazały się dalsze typy, bardziej nowoczesne, jak np. ECL82...86 oraz ich odpowiedniki w seriach U i P. Umieszczenie w jednym balonie dwóch pentod końcowych jest jednak czymś jak najbardziej nowym, wynikającym z aktualnych potrzeb przemysłu elektronicznego, a w szczególności z potrzeb nowoczesnej techniki stereofonicznej.

Stopnie końcowe wzmacniaczy stereofonicznych, były początkowo obsadzane standardowym zestawem ECC83 + 2xEL84, obejmującym w sumie trzy lampy. Zastosowanie lamp typu ECL82 umożliwiło zredukowanie ilości lamp do dwóch, i - przy tej samej ilości stopni - miało wpływ na koszt urządzenia. Jednakże obsadzenie tego samego układu zestawem ECC83 - ELL80 jest przy analogicznych kosztach bardziej racjonalne, umożliwia bowiem korzystny i przejrzysty montaż, pozwalający w prosty sposób uniknąć niepożądanych zjawisk mikrofonowania, najróżnorodniejszych sprzężeń itp. Jak wiadomo, skupienie wokół jednej podstawki lampowej dwóch stopni o bardzo silnym ogólnym wzmocnieniu (w przypadku lampy typu ECL) jest dość krytyczne i wymaga starannego rozpracowania zarówno elektrycznego jak i mechanicznego właśnie pod kątem stabilności pracy układu. Szczególnie kapryśna pod tym względem była popularna lampa ECL11.

Rys. 1. Schemat ideowy wzmacniacza 2 x 3W z lampami typu ECC83 i ELL80 oraz jego parametry techniczne


Rys. 2. Schemat ideowy wzmacniacza 2 x 2,6W z lampami typu ECC83 i PLL80 oraz jego parametry techniczne


Rys. 3. Schemat ideowy wzmacniacza przeciwsobnego z lampami typu ECC83 i ELL80 oraz jego parametry techniczne

Czytaj więcej: Nowe typy lamp dla wzmacniaczy przeciwsobnych i stereofonicznych

Projektowanie transformatorów wyjściowych

PROJEKTOWANIE TRANSFORMATORÓW WYJŚCIOWYCH

Radioamator i Krótkofalowiec Polski, Rok 24, grudzień 1974r., Numer 12.

Jeszcze dość licznie budowane są przez radioamatorów lampowe wzmacniacze małej częstotliwości, zwłaszcza o większej mocy. Najtrudniejszym do zaprojektowania i wykonania elementem tych wzmacniaczy jest transformator wyjściowy. Świadczą o tym napływające do redakcji zapytania i prośby o pomoc w obliczeniach. Podane tu w zwięzłym ujęciu podstawowe zasady projektowania transformatorów przewidzianych do wykonania w warunkach amatorskich, powinny zadośćuczynić życzeniom zainteresowanych czytelników.

Zasady projektowania transformatorów małej częstotliwości w warunkach amatorskich różnią się nieco od stosowanych w przemyśle. W pierwszej kolejności określa się w przybliżeniu, jaki rdzeń jest potrzebny do projektowanego wzmacniacza. Następnie poszukuje się mniej więcej odpowiedniego rdzenia, a po jego zdobyciu przeprowadza się dalsze obliczenia dotyczące uzwojeń. Po ustaleniu przybliżonych danych co do potrzebnych drutów nawojowych, nabywa się druty o średnicach zbliżonych do wytypowanych i wówczas dopiero ostatecznie określa się liczby zwojów poszczególnych uzwojeń.

Podstawowe zależności wiążące zjawiska w transformatorze wynikają z następującego wzoru:

Etr = 6,28⋅f⋅n⋅Q⋅B⋅10-4        (1)

w którym:

  • Etr - amplituda siły przeciwelektromotorycznej indukowanej w uzwojeniu pierwotnym, w przybliżeniu równa amplitudzie doprowadzanego napięcia [V],
  • f - częstotliwość [Hz],
  • Q - przekrój czynny rdzenia [cm2],
  • n - liczba zwojów uzwojenia,
  • B - największa wartość indukcji w rdzeniu [T].

Wartość siły przeciwelektromotorycznej jest związana z napięciem zmiennym stopnia końcowego wzmacniacza i wynika z mocy i oporu roboczego. Największa i najmniejsza częstotliwość pasma przepustowego wynika z założeń. Największa dopuszczalna wartość indukcji w rdzeniu nie powinna przekraczać 0,6T. Dla transformatorów wzmacniaczy Hi-Fi zaleca się przyjęcie 0,4T. W podanym wzorze pozostały dwie niewiadome: przekrój rdzenia (Q) i liczba zwojów (n). Przekrój rdzenia ustalamy w przybliżeniu ze wzoru:

w którym:

  • Pwy - moc wyjściowa wzmacniacza.

O ile to możliwe, dążymy do budowy transformatora o dużym przekroju rdzenia, co umożliwi zmniejszenie liczby zwojów w uzwojeniach. Jest to ważne zarówno ze względu na niepożądaną indukcyjność rozproszenia transformatora jak i stopień trudności jego wykonania. W transformatorach złożonych z blach z otworami na śruby mocujące należy zbadać, czy przekrój rdzenia w pobliżu śrub nie jest mniejszy od przekroju kolumny głównej.

Uproszczone układy zastępcze transformatora przedstawiono na rys. 1. Przy częstotliwości najmniejszej należy brać pod uwagę wpływ indukcyjności pierwotnego uzwojenia transformatora, która jest dołączona równolegle do właściwego obciążenia wzmacniacza. W większości przypadków właśnie konieczność uzyskania wystarczająco dużej wartości tej indukcyjności określa liczbą zwojów uzwojenia pierwotnego. Przy częstotliwościach średnich (przyjmuje się 1000Hz) istotną rolę odgrywają tylko rezystancje uzwojeń. Przy częstotliwościach wielkich zaznacza się wpływ indukcyjności rozproszenia, której wartość zależy od liczby zwojów, schematu uzwojenia transformatora i jakości jego wykonania. Indukcyjność ta, w połączeniu z pojemnościami międzyuzwojeniowymi, tworzy filtr dolnoprzepustowy ograniczający pasmo przepustowe transformatora.


Rys. 1. Uproszczone układy zastępcze transformatora.
a - układ zastępczy dla częstotliwości najmniejszych,
b - układ zastępczy dla częstotliwości średnich,
c - układ zastępczy dla częstotliwości wielkich (tony wysokie i ultradźwięki).

Czytaj więcej: Projektowanie transformatorów wyjściowych

Tranzystorowe wzmacniacze klasy D.

Tranzystorowe wzmacniacze klasy D.

Radioamator i Krótkofalowiec 1971/03
mgr inż. Wojciech Czerwiński

mgr inż. Jerzy Kwaśniewski

Układy impulsowe z tranzystorami przełączanymi od stanu odcięcia do nasycenia znalazły szerokie zastosowanie w technice cyfrowej i technice automatycznej regulacji, między innymi ze względu na ich dużą sprawność. Poszukiwania drogi zwiększenia sprawności tranzystorowych wzmacniaczy akustycznych doprowadziły do zastosowania dla wzmacniania sygnałów m.cz. wzmacniaczy impulsowych pracujących w klasie D. Wzmacniacze takie wykazują sprawność rzędu 90%, nieosiągalną w konwencjonalnych układach klasy A, B lub C.

Zasada działania

Rozważmy krótko zasadę wzmacniania sygnałów harmonicznych we wzmacniaczach impulsowych. Pracą w klasie D nazywa się taki rodzaj pracy elementu wzmacniającego, w którym element ten w procesie cyklu roboczego znajduje się tylko w dwóch stanach: całkowitego zablokowania, kiedy nie płynie przez niego prąd, lub całkowitego odblokowania, kiedy spadek napięcia na nim jest bliski zeru. Jeżeli przez opornik przepływa prąd w postaci impulsów prostokątnych przedstawionych na rysunku 1, to wartość średnia prądu Io oznaczona linią przerywaną, może być równa zeru (rys. 1a), większa od zera (rys. 1b) lub mniejsza od zera (rys. 1c). Stosunek czasu trwania impulsu do okresu powtarzania nazywa się współczynnikiem wypełnienia γ.

Dla przebiegów na rysunku 1 współczynnik γ wynosi odpowiednio: γ = 0,5, γ > 0,5 i γ < 0,5. Jeśli zmiana γ od wartości maksymalnej do minimalnej będzie realizowana zgodnie z funkcją np. sin(ωt), to w takim ciągu impulsów wartość średnia impulsów będzie składową harmoniczną małej częstotliwości sin(ωt).


Rys. 1. Przebiegi prostokątne o różnych współczynnikach wypełnienia.

Inaczej, stopień pracujący w układzie impulsowym może wzmacniać drgania m.cz., jeśli zastosujemy ciąg impulsów, w którym dodatniemu półokresowi sygnału m.cz. odpowiadają impulsy o wartości γ > 0,5, a ujemnemu półokresowi - impulsy o wartości γ < 0,5 (rys. 2). Mamy tu do czynienia z modulacją szerokości impulsów. Jest rzeczą oczywistą, że częstotliwość powtarzania impulsów powinna być znacznie większa od najwyższej częstotliwości wzmacnianego przebiegu m.cz.

 
Rys. 2. Modulacja szerokości impulsów przebiegiem sinusoidalnym>
a - przebieg modulujący, b - przebieg impulsowy zmodulowany.

Modulacja szerokości impulsów może być realizowana różnymi metodami. Najprostszy jest sposób przedstawiony na rys. 3. Napięcie o kształcie trójkątnym porównywane jest z napięciem sinusoidalnym reprezentującym sygnał m.cz. Na wyjściu modulatora pojawiają się impulsy prostokątne, których długość jest zależna od amplitudy wzmacnianego sygnału. Przebieg trójkątny może być otrzymywany z impulsów prostokątnych za pomocą integratora Millera.

Czytaj więcej: Tranzystorowe wzmacniacze klasy D.