Ламповые акустические усилители

Ламповые акустические усилители
Radioamator, Rok XI, Luty 1961, Nr 2 (Радиолюбитель, XI год, 1961 февраля, № 2)

Простой 2-ламповый усилитель

  Выходная мощность этого усилителя составляет 3 Вт с коэффициентом гармонических искажений 2,5%; Чувствительность усилителя 150мВ. Чтобы свести к минимуму гул в сети, катод первой лампы заземлен (рис.1), и отрицательное напряжение получается из-за падения напряжения, вызванного током сети в такой системе, очень мало, поэтому входное сопротивление лампа составляет примерно половину сопротивления утечки.

  Выходной каскад обычный с отрицательной обратной связью для регулировки АЧХ. В левом положении потенциометра в цепи отрицательной обратной связи частотная характеристика повышается для самой низкой и самой высокой частот акустической полосы. В правом положении ползунка потенциометра происходит значительное ослабление высоких частот, начиная с 1000 Гц. Для питания усилителя можно использовать любой выпрямитель с напряжением около 240 В и током до 40 мА. Выпрямитель должен иметь фильтр сглаживания пульсаций. Выходной трансформатор усилителя может быть выполнен на сердечнике в оболочке сечением 16х16мм, первичная обмотка должна иметь 3500 витков провода диаметром 0,15, а вторичная обмотка - 165 витков провода диаметром 0,65 (для громкоговорителя 4 Ом).


Рис. 1.

Усилитель с выходной мощностью 3Вт

  Этот усилитель имеет более качественные показатели, чем описанные ранее, а кроме того, отдельная регулировка АЧХ в диапазоне низких и высоких частот акустической полосы. Выходная мощность усилителя составляет 3 Вт с гармоническим искажением не более 1,5%. Частотная характеристика регулируется в пределах ± 16 дБ при 100 Гц и ± 14 дБ при 10 кГц. Чувствительность усилителя - 100мВ.

  Принципиальная схема усилителя представлена ​​на рис. 2. Контур отрицательной обратной связи содержит RC-элементы, выбранные таким образом, чтобы наиболее сильная отрицательная обратная связь приходилась на среднюю часть полосы пропускания усилителя. В результате коэффициент усиления в диапазоне 400–2000 Гц примерно на 16 дБ ниже, чем для низких и высоких частот акустического диапазона.Для настройки частотных характеристик усилителя используются два потенциометра на его входе. С помощью потенциометра с сопротивлением 1 МОм можно регулировать характеристику в высокочастотном диапазоне. Аналогичным образом характеристика в низкочастотном диапазоне регулируется потенциометром 4,7 Мом.


Рис. 2.

  Диапазон регулировки показан на рис.3.


 Рис. 3.

  Как видно из схемы, первый каскад усилителя не охвачен цепью отрицательной обратной связи. Однако он работает при очень низких напряжениях, поэтому коэффициент содержания гармоник не превышает 0,1%.

  Для этого усилителя можно использовать описанный ранее выходной трансформатор или другой, разработанный для выходной лампы 6П14П (EL84).

Двухтактный усилитель с выходной мощностью 10 Вт

  Этот усилитель имеет выходную мощность 10 Вт с коэффициентом гармонических искажений 3%. Чувствительность усилителя 0,7В.

  После начального усиления сигнал поступает на фазоинвертирующий каскад (рис. 4). Схема этого каскада немного отличается от известной схемы инверсии фазы с распределенной нагрузкой. А именно, положительная обратная связь применялась путем подключения резистора 200 Ом к катоду предыдущего каскада, а не напрямую к земле. Такая система увеличивает усиление примерно в 2,5 раза. Все каскады усилителя охвачены глубокой отрицательной обратной связью (26 дБ), что обеспечивает стабильную работу, несмотря на использование некоторой положительной обратной связи.


Рис. 4.

  Выходной каскад усилителя сверхлинейный и работает по классу АВ. Как известно, такая система требует хорошей фильтрации питающего напряжения, иначе могут возникнуть значительные искажения из-за модуляции более высоких акустических частот гудением сети. Поэтому в сглаживающем фильтре следует использовать хороший дроссель.

  Чтобы упростить конструкцию выходного трансформатора и сэкономить дроссель в фильтре, компоновку выходного каскада можно изменить на обычную. Тогда вместо дросселя Dł следует включить резистор 1,2 кОм. Мощность усилителя будет такой же, но искажения увеличатся минимум до 0,7%.

  Выходной трансформатор выполнен на сердечнике в оболочке сечением 25х30 мм. Схема и расположение обмоток для второго варианта выходного каскада показаны на рис. 5. Половинки первичной обмотки (Ia и Ib) имеют по 1500 витков, каждая намотана проводом диаметром 0,1. Вторичная обмотка состоит из 4 секций по 40 витков каждая, намотанных проводом 0,65 Ом - для динамика на 16 Ом. Наиболее предпочтительное рабочее сопротивление конечной ступени (от анода до анода) составляет 6 Ом. Расположение обмоток, показанное на рис. 5, предназначено для обеспечения низкой индуктивности рассеяния трансформатора, что необходимо для получения хорошей частотной характеристики и низких искажений. Коэффициент трансформации определяется отношением числа витков первичной обмотки (3000) к числу витков последовательно соединенных вторичных обмоток (80).

  На практике такой трансформатор называется так: сначала наматывают участок 1, 7, 2, 8, 3, затем снимают корпус с намоточного устройства, поворачивают на 180 градусов и проводят участки 4, 9, 5, 10, 6. намотка начала и конца секций соответственно по схеме.


Рис. 5.

  В случае использования сверхлинейной системы наиболее выгодное рабочее сопротивление конечной ступени (от анода до анода) составляет 8 ячеек. Соответственно, вторичная обмотка должна иметь 140 витков с диаметром проволоки 0,65. Как и прежде, первичная обмотка должна иметь 3000 витков, намотанных проволокой диаметром 0,1 мм. Экранирующие сети следует подключать после намотки 650 витков, считая от розетки. Метод намотки трансформатора для ультралинейной схемы аналогичен описанному выше, но должна сохраняться полная симметрия обмоток отдельных двухтактных ламп. Первичную обмотку можно разделить на 6 секций, две из которых по 650 витков каждая, или на 8 секций.

Качественный акустический усилитель

  Усилитель, схема которого приведена на рис. 6, имеет мощность 12 Вт с коэффициентом гармонических искажений не более 0,4% на частоте 1000 Гц и 1,3% на низких частотах. Характеристики нелинейных искажений представлены на рис. 8. Чувствительность усилителя: 100 мВ. Два потенциометра позволяют независимо управлять низкими и высокими частотами акустической полосы в соответствии с характеристиками, представленными на рис. 7. В среднем положении регуляторов частотная характеристика находится в диапазоне от 20 Гц до 30 Гц с неравномерностью не более ± 1 дБ. Расположение каскада предусилителя и каскада инвертирования фазы стандартное.


Рис. 6.


Рис. 7.


Рис. 8.

  Выходной каскад работает в классе AB. Высокие качественные показатели достигаются благодаря достаточно глубокой отрицательной обратной связи, охватывающей 3-й каскад усилителя. Необходимым условием хорошей работы усилителя является аккуратное исполнение выходного трансформатора. В усилителе можно использовать ранее описанный усилитель-трансформатор мощностью 10 Вт.

  Стоит подчеркнуть, что качество практически каждого акустического усилителя во многом зависит от конструкции выходного трансформатора, поэтому стоит потратить больше времени на его правильную конструкцию и исполнение. Причиной невозможности получения требуемых показателей качества часто является слишком высокая индуктивность рассеяния. Это зависит от количества витков в обмотках и взаимной связи обмоток между собой.

  Чтобы уменьшить количество витков в обмотках, следует выбирать сердечники с достаточно большим поперечным сечением и маленькими отверстиями, потому что затем количество меди уменьшается, а большие отверстия увеличивают средний путь магнитного потока в сердечнике.

  Для наилучшего соединения обмоток используется ранее описанное секционирование, аккуратная намотка катушки за виток и сохранение геометрической и электрической симметрии обмоток.

Усилитель с выходной мощностью 20Вт

  На схеме на рис.9 представлена ​​схема трехкаскадного двухтактного усилителя мощностью 20Вт. Суммарные гармонические искажения не превышают 1,2%. Чувствительность усилителя: 0,5 В. Характеристики нелинейных искажений представлены на рис. 10. Частотные характеристики однородны от 20 Гц до 25 кГц. Схема фазоинвертирования предназначена для обеспечения хорошей симметрии выходного напряжения в широком диапазоне частот. На завершающем этапе - две параллельно соединенные лампы 6П14П, класса АВ. Отрицательное напряжение для этих ламп получается автоматически на общем резисторе. Резисторы в цепях управления предотвращают вредные колебания. Петля отрицательной обратной связи охватывает весь усилитель.


Рис. 9.

  Усилитель питается от выпрямителя с лампой 5–3С. Трансформатор выпрямителя выполнен на сердечнике с оболочкой 40x50 и имеет следующие обмотки: первичная обмотка имеет 220 + 34 + 186 витков, намотанных с диаметром проволоки 0,8; вторичная обмотка - 2 х 700 витков, намотанных проводом диаметром 0,3 м; обмотка «хх» - 11 витков, намотанных проводом диаметром 1,5; обмотки «yy» и «zz» - по 13,5 витков на проволоке диаметром 1,2 мм.


Рис. 10.

  Выходной трансформатор выполнен на сердечнике с оболочкой 30x35, первичная обмотка имеет 2400 витков, намотанных проволокой 0,25 мм, а вторичная обмотка - 85 витков, намотанных проволокой 1,0 мм. Трансформатор следует намотать, как показано на рис.5.

Двухканальный усилитель

  Схема двухканального усилителя представлена ​​на рис. 11. Этот усилитель имеет мощность 4,5 Вт с коэффициентом гармонических искажений 3% - низкочастотный канал, 3Вт при 2% - высокочастотный канал. Чувствительность усилителя: 250 мВ.

Каналы разделены общим регулятором громкости для обоих каналов. Ослабление низких частот в канале твитера (на верхней диаграмме) связано с малой емкостью конденсатора, блокирующего катодный резистор, и малыми емкостями конденсаторов связи.


Рис. 11.

  В низкочастотном канале (на нижней диаграмме) ослабление высоких частот достигается благодаря соответствующим характеристикам отрицательной обратной связи. Применяемая отрицательная обратная связь сильнее для высоких частот. Схема этой связи соединяет анод конечной лампы с сеткой конечной лампы через конденсатор и потенциометр. Дополнительно выходной трансформатор зашунтирован конденсатором.

  Для получения достаточно хороших показателей качества в каждом из каналов использовалась отрицательная обратная связь, полученная путем соединения анода лампы конечного каскада с анодом лампы предыдущего каскада (резистор R8 и резистор R16). Номинал этих резисторов следует подбирать экспериментально, имея в виду, что сильная обратная связь (низкое сопротивление упомянутых резисторов) снижает коэффициент усиления, улучшая параметры усилителя.

  Выходной трансформатор канала твитера Тр1 выполнен на сердечнике в оболочке 12х16. Его первичная обмотка имеет 1500 витков, намотанных проводом 0,1, а вторичная - 56 витков, намотанных проводом 0,51. Зазор в сердечнике трансформатора: 0,1 мм.

  Трансформатор сабвуфера Тр2 выполнен на сердечнике в оболочке 19х28. Первичная обмотка трансформатора содержит 3000 витков, намотанных проводом 0,12, а вторичная - 52 витка, намотанных проводом 0,64. Зазор в сердечнике 0,12 мм.

По материалам журнала «Радио» № 7/60 разработки А.В..