Röhrenakustische Verstärker
Radioamator, Rok XI, Luty 1961, Nr 2 (Funkamateur, Jahr XI, Februar 1961, Nr. 2)

Einfacher 2-Röhren-Verstärker

  Die Ausgangsleistung dieses Verstärkers beträgt 3 W mit einem harmonischen Verzerrungsfaktor von 2,5%; Die Empfindlichkeit des Verstärkers beträgt 150 mV. Um das Netzbrummen zu minimieren, wird die Kathode der ersten Vakuumröhre geerdet (Abb. 1), und die negative Spannung wird aufgrund des Spannungsabfalls erhalten, der durch den Netzstrom in einem solchen System verursacht wird, ist sehr klein. Infolgedessen beträgt der Eingangswiderstand der Vakuumröhre ungefähr die Hälfte des Leckwiderstands.

  Die Ausgangsstufe ist herkömmlich mit negativer Rückkopplung zum Einstellen des Frequenzgangs. In der linken Position des Potentiometers im Gegenkopplungskreis wird der Frequenzgang für die niedrigsten und höchsten Frequenzen des akustischen Bandes erhöht. In der richtigen Position des Potentiometer-Schiebereglers kommt es zu einer deutlichen Abschwächung höherer Frequenzen ab 1000 Hz. Jeder Gleichrichter mit einer Spannung von ca. 240 V und einem Strom von bis zu 40 mA kann zur Stromversorgung des Verstärkers verwendet werden. Der Gleichrichter sollte einen Welligkeitsglättungsfilter haben. Der Ausgangstransformator des Verstärkers kann auf einem EI-Kern mit einem Querschnitt von 16 x 16 mm hergestellt werden, die Primärwicklung sollte 3500 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,15 mm haben und die Sekundärwicklung - 165 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,65 mm (für einen Lautsprecher mit ein Widerstand von 4 Ohm).


Abb. 1.

3W Verstärker

  Dieser Verstärker hat bessere Qualitätsindikatoren als die zuvor beschriebenen und außerdem eine separate Einstellung des Frequenzgangs im Bereich niedriger und hoher Frequenzen des akustischen Bandes. Die Ausgangsleistung des Verstärkers beträgt 3 W mit einer harmonischen Verzerrung von nicht mehr als 1,5%. Der Frequenzgang ist innerhalb von ± 16 dB bei 100 Hz und innerhalb von ± 14 dB bei 10 kHz einstellbar. Verstärkerempfindlichkeit - 100 mV.

  Das schematische Diagramm des Verstärkers ist in Abb. 2 gezeigt. Die negative Rückkopplungsschleife enthält RC-Elemente, die so ausgewählt sind, dass die stärkste negative Rückkopplung auf den mittleren Teil des Durchlassbereichs des Verstärkers fällt. Infolgedessen ist die Verstärkung im Bereich von 400 bis 2000 Hz um etwa 16 dB geringer als bei niedrigen und hohen Frequenzen des akustischen Bandes. Zur Einstellung der Frequenzeigenschaften des Verstärkers werden zwei Potentiometer an seinem Eingang verwendet. Mit einem Potentiometer mit einem Widerstand von 1 M können Sie die Charakteristik im Bereich hoher Frequenzen einstellen. Ebenso stellt das Potentiometer 4.7M die Eigenschaften im Niederfrequenzbereich ein.


Abb. 2.

  Der Einstellbereich ist in Abb. 3 dargestellt.


Abb. 3.

  Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, wird die erste Stufe des Verstärkers nicht von der negativen Rückkopplungsschleife abgedeckt. Es arbeitet jedoch bei sehr niedrigen Spannungen, so dass die gesamte harmonische Verzerrung 0,1% nicht überschreitet..

  Für diesen Verstärker kann der zuvor beschriebene Ausgangstransformator oder ein anderer Transformator verwendet werden, der für die Vakuumröhre 6P14P (EL84) ausgelegt ist.

10W Gegentaktverstärker

  Dieser Verstärker hat eine Ausgangsleistung von 10 W mit einem harmonischen Verzerrungsfaktor von 3%. Die Empfindlichkeit des Verstärkers beträgt 0,7V.

  Nach der anfänglichen Verstärkung wird das Signal der Phaseninvertierungsstufe zugeführt (Fig. 4). Die Schaltung dieser Stufe unterscheidet sich geringfügig von dem bekannten Phaseninverter mit verteilter Last. Hier wurde eine positive Rückkopplung angewendet, indem ein 200K-Widerstand direkt an die Kathode der vorherigen Stufe und nicht direkt an Masse angeschlossen wurde. Eine solche Schaltung erhöht die Verstärkung etwa um das 2,5-fache. Alle Stufen des Verstärkers sind durch eine tiefe negative Rückkopplung (26 dB) abgedeckt, die trotz der Verwendung einer positiven Rückkopplung einen stabilen Betrieb gewährleistet.


Abb. 4.

  Die Ausgangsstufe des Verstärkers ist ultralinear und arbeitet in der AB-Klasse. Bekanntlich erfordert ein solches System eine gute Filterung der Versorgungsspannung, da sonst aufgrund der Modulation höherer Schallfrequenzen durch das Brummen des Netzwerks erhebliche Verzerrungen auftreten können. Daher sollte im Glättungsfilter eine gute Drossel verwendet werden.

  Um das Design des Ausgangstransformators zu vereinfachen und eine Drossel im Filter zu sparen, kann das Layout der Ausgangsstufe auf ein herkömmliches geändert werden. Dann sollte anstelle der Dł-Drossel der 1,2-K-Widerstand eingeschaltet werden. Die Leistung des Verstärkers ist gleich, aber die Verzerrung steigt auf mindestens 0,7%.

  Der Ausgangstransformator besteht aus dem "EI" -Kern mit einem Querschnitt von 25 x 30 mm. Das Diagramm und die Anordnung der Wicklungen für die zweite Variante der Ausgangsstufe sind in Abb. 5 gezeigt. Die Hälften der Primärwicklung (Ia und Ib) haben 1500 Windungen, die jeweils mit einem Draht mit einem Durchmesser von 0,1 gewickelt sind. Die Sekundärwicklung besteht aus 4 Abschnitten mit jeweils 40 Windungen, die mit einem 0,65-Ohm-Draht gewickelt sind - für einen 16-Ohm-Lautsprecher. Der vorteilhafteste Arbeitswiderstand der Endstufe (von Anode zu Anode) beträgt 6 Ohm. Die Anordnung der in Abb. 5 gezeigten Wicklungen soll eine geringe Streuinduktivität des Transformators sicherstellen, die notwendig ist, um einen guten Frequenzgang und geringe Verzerrungen zu erhalten. Das Transformatorverhältnis wird durch das Verhältnis der Windungszahl der Primärwicklung (3000) zur Windungszahl der in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen (80) bestimmt..

  In der Praxis wird ein solcher Transformator wie folgt genannt: Abschnitt 1, 7, 2, 8, 3 wird anfänglich gewickelt, dann wird der Körper aus dem Wickler entfernt, um 180 Grad gedreht und die Abschnitte 4, 9, 5, 10, 6 sind Wunde beginnt und endet von Abschnitten gemäß dem Schema.


Abb. 5.

  Bei Verwendung eines ultralinearen Systems beträgt der vorteilhafteste Arbeitswiderstand der Endstufe (von Anode zu Anode) 8K. Dementsprechend sollte die Sekundärwicklung 140 Windungen mit einem Drahtdurchmesser von 0,65 haben. Wie zuvor sollte die Primärwicklung 3000 Windungen haben, die mit einem Draht mit einem Durchmesser von 0,1 gewickelt sind. Die Abschirmgitter der Rohre sollten nach dem Wickeln von 650 Windungen vom Stromanschluss aus angeschlossen werden. Das Verfahren zum Wickeln des Transformators für das ultralineare System ähnelt dem oben beschriebenen, es sollte jedoch die vollständige Symmetrie der Wicklungen der einzelnen Push-Pull-Stufenrohre beibehalten werden. Die Primärwicklung kann in 6 Abschnitte unterteilt werden, von denen zwei jeweils 650 Windungen haben, oder in 8 Abschnitte.

Hochwertiger Verstärker

  Der Verstärker, dessen Diagramm in Abb. 6 gezeigt ist, hat eine Leistung von 12 W mit einem harmonischen Verzerrungsfaktor von nicht mehr als 0,4% bei 1000 Hz und 1,3% bei niedrigen Frequenzen. Die Eigenschaften nichtlinearer Verzerrungen sind in Abb. 8 dargestellt. Die Empfindlichkeit des Verstärkers: 100 mV. Zwei Potentiometer ermöglichen die unabhängige Steuerung niedriger und hoher Frequenzen des akustischen Bandes gemäß den in Abb. 7 dargestellten Eigenschaften. In der mittleren Position der Regler verläuft der Frequenzgang im Bereich von 20 Hz bis 30 Hz, wobei die Ungleichmäßigkeit nicht größer als ist ± 1 dB. Die Anordnung der Vorverstärkerstufe und der Phaseninvertierungsstufe ist herkömmlich.


Abb. 6.


Abb. 7.


Abb. 8.

  Die Ausgangsstufe arbeitet in der AB-Klasse. Hohe qualitative Indikatoren werden dank einer ausreichend tiefen negativen Rückkopplung erhalten, die die 3. Stufe des Verstärkers abdeckt. Eine notwendige Voraussetzung für den guten Betrieb des Verstärkers ist die sorgfältige Ausführung des Ausgangstransformators. Der zuvor beschriebene Transformator für den 10-W-Verstärker kann in dem Verstärker verwendet werden.

  Hervorzuheben ist, dass die Qualität fast aller akustischen Verstärker in hohem Maße vom Design des Ausgangstransformators abhängt und es sich daher lohnt, mehr Zeit für dessen ordnungsgemäßes Design und Ausführung aufzuwenden. Der Grund, warum es unmöglich ist, die erforderlichen Qualitätsindikatoren zu erhalten, ist oft eine zu hohe Streuinduktivität. Dies hängt von der Anzahl der Windungen in den Wicklungen und der gegenseitigen Kopplung der Wicklungen miteinander ab.

  Um die Anzahl der Windungen in den Wicklungen zu verringern, sollten Kerne mit einem ausreichend großen Querschnitt und kleinen Löchern ausgewählt werden, da dann die Kupfermenge abnimmt und große Löcher den durchschnittlichen Magnetflussweg im Kern verlängern.

  Für die bestmögliche Kopplung der Wicklungen wird die zuvor beschriebene Aufteilung verwendet, wobei die Spule vorsichtig um die Windung gewickelt wird und die geometrische und elektrische Symmetrie der Wicklungen beibehalten wird..

20W Verstärker

  Das Diagramm in Abb. 9 zeigt eine dreistufige Gegentaktverstärkerschaltung mit einer Leistung von 20 W. Die gesamte harmonische Verzerrung überschreitet 1,2% nicht. Verstärkerempfindlichkeit: 0,5V. Die Eigenschaften nichtlinearer Verzerrungen sind in Abb. 10 dargestellt. Der Frequenzgang ist von 20 Hz bis 25 kHz gleichmäßig.
Die Phaseninvertierungsschaltung ist so ausgelegt, dass eine gute Symmetrie der Ausgangsspannung über einen weiten Frequenzbereich gewährleistet ist.
In der letzten Stufe sind zwei 6P14P-Elektronenröhren parallel geschaltet. Sie arbeiten in der AB-Klasse. Die negative Spannung für diese Röhren wird automatisch an einem gemeinsamen Widerstand erhalten. Widerstände in den Steuergittern verhindern schädliche Schwingungen. Die negative Rückkopplungsschleife deckt den gesamten Verstärker ab.


Abb. 9.

  Der Verstärker wird von einem Gleichrichter mit einer 5Ц3C-Elektronenröhre gespeist. Der Transformator dieses Gleichrichters besteht aus einem 40x50-Kern und hat die folgenden Wicklungen: Die Primärwicklung hat 220 + 34 + 186 Windungen, die mit einem Drahtdurchmesser von 0,8 gewickelt sind; Sekundärwicklung - 2 x 700 Windungen, gewickelt mit einem Draht von 0,3 m Durchmesser; Wicklung "xx" - 11 Windungen mit Draht 1,5 im Durchmesser gewickelt; Wicklungen "yy" und "zz" - 13,5 Windungen mit jeweils einem Draht von 1,2 Durchmesser.


Abb. 10.

  Der Ausgangstransformator besteht aus einem 30x35-Mantelkern, wobei die Primärwicklung 2400 Wicklungen mit 0,25 Drähten und die Sekundärwicklung 85 Wicklungen mit 1,0 Drähten umwickelt hat. Der Transformator sollte wie in Abb. 5 gezeigt gewickelt werden.

Zweikanalverstärker

  Das Diagramm des Zweikanalverstärkers ist in Abb. 11 gezeigt. Dieser Verstärker hat eine Leistung von 4,5 W mit einem harmonischen Verzerrungsfaktor von 3% - Niederfrequenzkanal, 3 W bei 2% - Hochfrequenzkanal. Verstärkerempfindlichkeit: 250 mV.

  Die Kanäle werden nach einer gemeinsamen Lautstärkeregelung getrennt. Die Schwächung niedriger Frequenzen im Hochtönerkanal (im oberen Diagramm) ist auf die geringe Kapazität des den Kathodenwiderstand blockierenden Kondensators und die geringen Kapazitäten der Koppelkondensatoren zurückzuführen.


Abb. 11.

  Im Niederfrequenzkanal (im unteren Diagramm) wird die Abschwächung der Hochfrequenzen dank der entsprechenden negativen Rückkopplungseigenschaften erreicht. Die angelegte negative Rückkopplung ist bei hohen Frequenzen stärker. Die Schaltung dieser Kopplung verbindet die Anode der endgültigen Vakuumröhre über einen Kondensator und ein Potentiometer mit ihrem Gitter. Zusätzlich wird der Ausgangstransformator mit einem Kondensator überbrückt.

  Um in jedem der Kanäle ausreichend gute Qualitätsindikatoren zu erhalten, wurde eine negative Rückkopplung verwendet, die durch Verbinden der Anode der Vakuumröhre der Endstufe mit der Anode der Elektronenröhre der vorhergehenden Stufe (Widerstand R8 und Widerstand R16) erhalten wurde. Der Wert dieser Widerstände sollte experimentell ausgewählt werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass eine starke Rückkopplung (geringer Widerstand der genannten Widerstände) die Verstärkung verringert und die Parameter des Verstärkers verbessert.

  Der Ausgangstransformator des Hochtönerkanals Tr1 ist auf einem "EI" 12x16-Kern aufgebaut. Seine Primärwicklung hat 1500 Windungen, die mit 0,1 Draht gewickelt sind, und die Sekundärwicklung hat 56 Windungen, die mit 0,51 Draht gewickelt sind. Spalt im Transformatorkern: 0,1 mm.

  Der Transformator des Niederfrequenzkanals Tr2 wird auf dem 19x28-Kern "EI" hergestellt. Die Primärwicklung des Transformators enthält 3.000 Windungen, die mit 0,12 Drähten gewickelt sind, und die Sekundärwicklung - 52 Windungen, die mit 0,64 Drähten gewickelt sind. Der Spalt im Kern beträgt 0,12 mm.

Basierend auf der sowjetischen Monatszeitschrift "Radio" Nr. 7/60, zusammengestellt von A.W.