Regulowany zasilacz uniwersalny
RADIO Miesięcznik dla techników i amatorów, Rok IV, Maj - Grudzień 1949, Nr 12
Inż. J. Kroszczyński
W praktyce laboratoryjnej i amatorskiej w wielu wypadkach niezbędne jest posiadanie zasilacza, pozwalającego na regulację napięcia anodowego w dużych granicach, możliwie w ciągły sposób. Przyrząd tego rodzaju w znacznym stopniu ułatwia pracę przy eksperymentowaniu z nowymi układami, ponadto jest niezastąpiony, jeżeli trzeba na przykład zdjąć charakterystykę lampy. Większość amatorów używa jednak zwykłych prostowników nieregulowanych, odczuwając w całej pełni wszystkie braki tego rodzaju urządzeń. W poniższym artykule zostanie opisana prosta metoda regulacji napięcia stałego, dzięki której każdy normalny prostownik anodowy przekształcić można na zasilacz regulowany, nie zmieniając układu samego prostownika, a jedynie przez dobudowanie niewielu elementów.
Na wstępie pokrótce wymienię stosowane metody regulacji napięcia stałego. Najprostszym sposobem jest obniżenie napięcia przez włączenie oporu szereg zasilanym urządzeniem (Rys. 1).
Rys. 1
Czytaj więcej: Regulowany zasilacz uniwersalny (Radio dla Techników i Amatorów 1949/12)
Układ zabezpieczający lampy wzmacniacza mocy
J. LEVITSKY - Chief Engineer, Fanon Electrobic Industries
Audio September 1960, Vol. 44, No. 9
Prosty obwód zabezpieczający dodany do konwencjonalnego wzmacniacza zapobiega uszkodzeniu lamp wyjściowych w przypadku zwarć na linii głośnikowej.
W większości komercyjnych i przemysłowych systemów nagłośnieniowych wykorzystujących wzmacniacze o dość dużej mocy, awaria lamp wyjściowych wzmacniacza często wynika z krótkiego lub poważnego przeciążenia linii głośnikowej. W wielu takich systemach wzmacniacz dostarcza energię za pośrednictwem linii 70 V do wielu głośników rozmieszczonych na dużych obszarach, przy czym każdy głośnik jest wyposażony we własny, oddzielny transformator dopasowujący. W takich warunkach, ze względu na długie przebiegi linii i dużą liczbę podłączonych do niej elementów, dość często mogą wystąpić częściowe lub całkowite zwarcia.
Powagę problemu można zobaczyć, rzucając okiem na dane w Tabeli 1. Dane te zostały zebrane przy użyciu 70-watowego wzmacniacza Fanon (model 3370), wykorzystującego dwie lampy mocy EL-34, pracujące w klasie AB1. Kolumny 1 i 2 przedstawiają moc wyjściową dźwięku dla różnych poziomów sygnału wejściowego w normalnych, bezproblemowych warunkach. Kolumna 3 pokazuje odpowiednie straty mocy na lampę w tych samych warunkach. Kolumna 4 pokazuje moc rozpraszaną lamp dla tych samych poziomów sygnałów wejściowych, przy zwarciu do masy linii 70 V. Ponieważ średnia moc wyjściowa systemu nagłośnieniowego wzmacniacz może znajdować się gdzieś pomiędzy 25 a 30 procent jego mocy szczytowej, gdy sygnał jest doprowadzany, dane w kolumnie 4 wskazują, że jeśli wystąpi zwarcie w linii głośnikowej, każda lampa rozprasza mniej więcej trzykrotność swojej maksymalnej mocy znamionowej. Nawet jeśli wystąpi zwarcie o wysokiej rezystancji, powiedzmy około 25 procent obciążenia znamionowego, rozproszenie w każdej lampie jest znacznie większe niż maksymalne dopuszczalne, jak pokazano na Rys. 4.
Czytaj więcej: Układ zabezpieczający lampy wzmacniacza mocy (Audio September 1960)
Przyrząd do badania lamp
(Radio dla techników i Amatorów, Październik 1949, Rok IV, Nr 10)
W naszym miesięczniku nie opisywaliśmy dotychczas ważnego a podstawowego instrumentu jakim jest w praktyce radioamatora i radiotechnika - przyrząd do badania lamp. Dwa razy natomiast aparat taki opisywał nasz bratni tygodnik "Radio i Świat", a mianowicie w r. 1945 Nr 15 pt. "Przyrząd do badania emisji lamp" oraz w r. 1947 Nr 36/37 pt. " Przyrząd do badania lamp". Obydwa te aparaty robiły użytek z jednakowej zasady, przedstawionej na rys.1. Transformator sieciowy posiada wtórne uzwojenie żarzenia lampy oraz pewne dodatkowe uzwojenie dające napięcie skuteczne do 20 woltów. Koniec tego uzwojenia przyłącza się, poprzez opór ograniczający rzędu 500 omów, chroniący od skutków ewentualnych zwarć lub przeciążeń oraz miliamperomierz prądu stałego - do anody oraz innych wysokonapięciowych elektrod badanej lampy. Inne elektrody, jak np. siatka sterująca, zwarte są do katody, a ta z kolei ma punkt wspólny z jednym biegunem żarzenia. Gdy lampę włożymy do odpowiedniego gniazdka to, po rozżarzeniu popłynie przez nią prąd jednokierunkowy i spowoduje wychylenie miliamperomierza. Do w/w opisów są dołączone tabele wychyleń "normalnych" większej liczby lamp.
Rys. 1. Zasada działania najprymitywniejszego przyrządu do badania lamp. Wszystkie elektrody są połączone bądź z anodą bądź z katodą. Otrzymuje się układ prostowania jednokierunkowego, przyrząd zaś mierzy prąd wyprostowany, zależny w pewnej mierze od zdolności emisyjnej katody. Niedomogi tego przyrządu są omówione w tekście.
Przyrządy typu podanego na rys. 1 działają na zasadzie prostowania jednokierunkowego. Do czynności prostowniczej każda lampa, bez względu na swe właściwe przeznaczenie, jest oczywiście zdolna i robi to w sposób zależny pewnej mierze od swojej "emisji". Nie potrzeba oczywiście podkreślać, że układ w którym tak badamy lampy nie jest nawet z grubsza zbliżony do warunków, w jakich stosowane przez nas lampy pracują we wzmacniaczach, odbiornikach, oscylatorach itp. Tak się nawet składa, że nie widzimy w ogóle wypadku aby jakakolwiek lampa miała kiedykolwiek pracować właśnie w takich lub choćby podobnych warunkach.
Czytaj więcej: Przyrząd do badania lamp (Radio dla Techników i Amatorów 1949/10)
Rozgrzej ją lampami firmy A-P
(Aby słuchać naszych codziennych koncertów z California Theatre i cieszyć się nimi w pełni, użyj lamp elektronowych A-P i sprzętu De Forest Inter-panel CW. Skorzystaj z usług dostawcy lub bezpośrednio u nas. Napisz jeśli chcesz otrzymać katalog.)
ATLANTIC-PACIFIC RADIO SUPPLIES CO.
Główna rozdzielnia zasilania.
Zmiana długości promieniującej anteny drutowej wraz z częstotliwością drgań.
Uniwersalny Wzmacniacz ze Sprzężeniem Zwrotnym
ARNOLD J. KAUDER (Principal Engineer, Bendix Aviation Corporation, North Hollywood, California)
AUDIO, January, 1960, VOL. 44, No. 1
Artykuł opisuje prosty wzmacniacz o dobrych parametrach, który powinien wystarczyć do praktycznie każdej instalacji audio, ale jego największą wartością jest „uniwersalna” instrukcja dostrajania dowolnego wzmacniacza ze sprzężeniem zwrotnym.
(Uwaga: Zachowano oryginalne oznaczenia jednostek stosowane w czasach, gdy opublikowany został artykuł.)
Opisany wzmacniacz działał dobrze z pięcioma różnymi transformatorami wyjściowymi, co skłoniło autora do użycia określenia „uniwersalny”. W każdym przypadku wzmacniacz okazał się całkowicie stabilny przy: (a) braku obciążenia, (b) 8-omowym obciążeniu rezystancyjnym, (c) 8-omowym obciążeniu za pomocą rzeczywistego głośnika i (d) z kondensatorem 0,1 μF dodanym do dowolnego obciążenia opisanego za pomocą powyższych konfiguracji. Zastosowany współczynnik sprzężenia zwrotnego wynosił 20 dB ± 1 dB.
Niewiele wzmacniaczy typu „Williamson” i innych, które autor miał okazje sprawdzić, było w stanie przejść taki test stabilności. Oddychanie stożka głośnika spowodowane oscylacjami o bardzo niskiej częstotliwości oraz oscylacjami naddźwiękowymi, które można łatwo zaobserwować na oscyloskopie, są zbyt powszechne. Każdy rodzaj oscylacji może wytwarzać ładunki ujemne na okładkach kondensatorów sprzęgających od strony osiatek lamp wyjściowych, powodując zniekształcenia i ograniczoną moc wyjściową. Spotkać można również wzmacniacze warunkowo stabilne, które normalnie nie oscylują, ale są wysoce niestabilne przy ekstremalnych częstotliwościach i oscylują, gdy do zacisków wejściowych podawane są sygnały audio o o dużych szybkościach narastania.
Z całą pewnością interesujący będzie przedstawiony niżej krótki opis powstania wzmacniacza.
Projekt wzmacniacza
Autor był przez wiele lat fanem Hi-Fi i nadal nie wstydzi się doceniania możliwości wzmacniacza triodowego 2A3 pracującego w przeciwsobnej klasie A (moc wyjściowa 7 watów), który wciąż ma na wyciągnięcie ręki. Po upływie 10 lat ponowne zainteresowanie wysoką jakością odtwarzania dźwięku zaowocowało badaniem sprzężeń zwrotnych i współczesnymi wzmacniaczami, które zyskały uznanie w literaturze tematu. Autor stwierdził ku swojej irytacji, że nie jest możliwe powielenie opublikowanego obwodu wzmacniacza i zastosowanie innego transformatora wyjściowego oraz bardziej zwartego układu - chyba że przeprowadzi się szeroko zakrojone przeprojektowanie obwodów sprzęgających i sprzężenia zwrotnego.
Wzmacniacze z dodatnim i ujemnym sprzężeniem zwrotnym
(Tytuł oryginału: Amplifiers with Positive and Negative Feedback)
CHARLES P. BOEGLI (Product Planning Manager, Bendix Corporation, Cincinnati, Ohio)
Audio, April 1961, Vol 45, No. 4
Wbrew powszechnemu przekonaniu, autor odkrył, że inwerter fazy ze sprzężoniem katodowym (ang. “long-tailed pair”) wprowadza znaczną ilość zniekształceń. Włączając ten stopień w pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego, pozwala na stworzenie wzmacniacza o niezwykle małych zniekształceniach. .
Kilka lat temu autor opublikował dwa artykuły1 na temat projektowania i budowy wzmacniaczy audio wykorzystujących globalne ujemne sprzężenie zwrotne z wewnętrznym/lokalnym dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Wzmacniacze te skonstruowało wielu czytelników i generalnym efektem była satysfakcja.
Zainteresowani szczegółami tych wzmacniaczy powinni zapoznać się z oryginalnymi artykułami. W związku z układami wiązało się kilka trudności wśród których głównymi były:
W obu wzmacniaczach zastosowano zwykłe transformatory wyjściowe z uzwojeniami wtórnymi połączonymi w nietypowy sposób. Wyjścia głośnikowe podłączono do odczepów 0- i 16-omowych uzwojenia wtórnego, a odczep 4-omowy był uziemiony (dla prądu przemiennego), tak że wyjście zbalansowane było pobierane z transformatora przeznaczonego do pracy w układzie niezbalansowanym. Transformator wyjściowy został dokładnie określony, a ci, którzy byli na tyle nierozważni, aby skonstruować swoje wzmacniacze z innymi transformatorami, zwykle płacili karę niestabilności lub oscylacji. Przez pewien czas powód, dla którego jeden transformator działał dobrze, a drugi nie, pozostawał tajemnicą, ale sądzono, że przyczyną mogą być niezrównoważone pojemności między każdym końcem uzwojenia a masą.
Stu procentowe ujemne sprzężenie zwrotne uzyskano podłączając końce uzwojenia wtórnego bezpośrednio do katod lamp sterujących. Wewnętrzne dodatnie pozytywne sprzężenie zwrotne było przekazywane z każdej anody lampy sterującej do siatki drugiego stopnia. Przedpięcie (bias) lamp sterujących uzyskano poprzez wstawienie rezystora z bocznikiem między środkowy odczep (czyli 4-omowy odczep) uzwojenia wtórnego transformatora wyjściowego a masę, tak aby całe uzwojenie wtórne miało potencjał stały równy przedpięciu katod układu sterującego. Jeśli wyjście głośnikowe zostało zwarte do obudowy wzmacniacza, polaryzacja była zaburzona i zwykle występowały oscylacje. Niemniej jednak linie głośnikowe zazwyczaj nie są uziemione, a to nie okazało się bardzo dużym mankamentem.
Czytaj więcej: Wzmacniacze z dodatnim i ujemnym sprzężeniem zwrotnym (Audio 1961/04)
Układ Push-Pull w HiFi
Autor: MANNIE HOROWITZ
AUDIO (USA), KWIECIEŃ, 1959, TOM. 43, Nr 4 (Następca RADIO, Szac. 1917).
Wzmacniacz push-pull został powszechnie uznany jako optymalny układ zapewniający odpowiednią moc wyjściową przy minimalnych zniekształceniach – o ile lampy są używane w odpowiednich warunkach. Autor artykułu sprawia, że działanie tego typu wzmacniacza staje się bardziej zrozumiałe.
Przeciwsobny stopień mocy zwany dalej stopniem typu push-pull można badać pod wieloma kątami. Ciekawa i pouczająca jest teoretyczna dyskusja na temat właściwości zbiorczych charakterystyk lamp elektronowych. Przegląd praktycznych zastosowań różnych układów i sterowników typu push-pull jest ważnym atutem biblioteki każdego fana audio.
W niniejszym opisie zostanie omówionych kilka udoskonaleń w układach push-pull. Te udoskonalenia są często projektowane i implementowane we wzmacniaczu w sposób intuicyjny, a nie naukowy. Poważny entuzjasta hi-fi może jednak docenić znaczenie naukowej analizy, a nie wyłącznie instynktownej motywacji.
Analiza Graficzna
Typowy, samopolaryzujący się, triodowy wzmacniacz wyjściowy push-pull przedstawiony jest na Rys. 1. Wszystko, o czym piszemy w kontekście triody, odnosi się również do pentody – i to nawet w większym stopniu ze względu na większą krzywiznę charakterystyk tej lampy elektronowej.
Obliczanie uzwojeń transformatorów akustycznych
inż. Zbigniew Kowalski
Radioamator i Krótkofalowiec, Rok 11, Październik 1961r. Nr 10
Obliczanie transformatorów może być dokonane przy różnych założeniach, np. uzyskanie najmniejszego ciężaru, najniższych kosztów itd. Opisany poniżej sposób obliczania dotyczy uzyskania największej sprawności układu (rys. 1) zawierającego wzmacniacz, transformator i głośnik.
Dla wytworzenia niezbędnego ciśnienia dźwięku p konieczne jest doprowadzenie określonej mocy Ng do głośnika. Ze względu na straty w transformatorze, wzmacniacz powinien dostarczać do transformatora moc Nt>Ng, przy czym Nz=Uz.Iz, gdzie Uz i Iz oznaczają odpowiednio napięcie i natężenie prądu zasilania wzmacniacza.
Rys. 1. Schemat blokowy układu wyjściowego
Poruszam tu zagadnienie takiego zaprojektowania transformatora, przy którym uzyska się największą sprawność energetyczną części elektrycznej układu, a więc – maksymalny stosunek Ng:Nz, a nie największą sprawność samego transformatora dla prądów zmiennych. Ma to duże znaczenie szczególnie w układach tranzystorowych małej mocy, zasilanych z baterii o małej pojemności.
Czytaj więcej: Obliczanie uzwojeń transformatorów akustycznych
W jaki sposób można przedłużyć trwałość lamp bateryjnych
J. Pastor, Radioamator i Krótkofalowiec, Rok XI, marzec 1961
Mając często trudności z nabyciem lamp do odbiornika bateryjnego typu "Pionier" zastanawiałem się jakby to przedłużyć "żywotność" tych lamp. Nasunęła mi się myśl, że gdyby podnieść napięcie żarzenia tych już zużytych, a pracujących w normalnych warunkach lamp o około 0,4V, to ich praca powinna się poprawić. Tak więc nic już nie tracąc, ze względu na zużyte lampy, zamiast 1,4 żarzenia zastosowałem napięcie 1,8V, a napięcie anodowe utrzymałem bez zmiany. Lampy te zaczęły pracować znów jak prawie nowe na zakresach wszystkich fal.
Po 360 godzinach znów zwiększyłem napięcie żarzenia do około 2,4V i praca ponownie się polepszyła na około 320 godzin, a więc łącznie praca lamp przedłużyła się o około 680 godzin, czyli o jedną szóstą normy gwarancyjnej. Do żarzenia lamp stosowałem ogniwa suche, łącząc dwa szeregowo ze sobą - jedno ogniwo nowe o napięciu 1,4V i drugie - zużyte, które miało napięcie 0,8V. Do tych ogniw przyłączałem szeregowo opornik drutowy 5Ω.
Transformator sieciowy
K.W
Radioamator i Krótkofalowiec, Rok 12, Listopad 1962r. Nr 11
Transformator sieciowy jest jednym z najdroższych i najbardziej kłopotliwych elementów składowych niemal każdej aparatury elektronicznej, zasilanej prądem z sieci elektroenergetycznej. Duża ilość kierowanych do Redakcji zapytań dotyczących wykonania transformatora sieciowego świadczy, że temat ten wciąż przysparza Czytelnikom sporo kłopotów i że stale jest aktualnym problemem. Dlatego też, zgodnie z zapowiedzią w poprzednim artykule, zapoznamy wszystkich początkujących radioamatorów ze sposobem samodzielnego obliczenia i wykonania transformatora sieciowego. Oczywiście opisane tu metody obliczeniowe zostały uproszczone do maksimum, co chyba każdy powita z zadowoleniem.
Jak wiadomo, transformator sieciowy składa się z rdzenia złożonego ze specjalnie kształtowanych blach oraz uzwojeń. Uzwojenia wykonywane z miedzianego drutu nawojowego w emalii, nawijane na korpusie (szpuli) dopasowanym rozmiarami do danego rdzenia.
Na rysunku 1 pokazany jest wygląd zewnętrzny jednego z takich transformatorów sieciowych oraz jego schemat ideowy.
Rys. 1. Schemat ideowy i wygląd zewnętrzny transformatora sieciowego
Jeżeli transformator załączymy do źródła prądu zmiennego (rysunek 2), wówczas w jego uzwojeniu pierwotnym popłynie prąd magnesujący rdzeń. Oczywiście indukowany zmiennym prądem strumień magnetyczny jest również zmienny. Ponieważ na tym rdzeniu jest nawinięte także wtórne uzwojenie, zmienny strumień magnetyczny będzie w nim indukował zmienną siłę elektromotoryczną.
Strona 2 z 16