Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [46] 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Таблица 4-1

Значения выходной мощности и коэффициента нелинейных искажений для нагрузочных прямых, показанных на рис. 4-3

Нагрузочная прямая

Нагрузочное сопротивление, ом

Мощность тока основной частоты, вт

Вторая гармоника,

Коэффициент полезного действия,

2 250

0,45

4 500

0,95

4 500

0,80

11,2

чить достаточно большую выходную мощность и наибольший к. п. д. Путем построения серии линий нагрузки, соответствующих различным точкам, могут быть найдены данные для построения семейства кривых, показанных на рис.<4-2; согласно кривым определяют оптимальные рабочие условия усилителя.

4-1в. Однотактный усилитель мощности на лучевом тетроде и пентоде в режиме Ах с трансформаторным выходом. Основное преимущество лучевых тетродов и пентодов по сравнению с триодами заключается в возможности получить больший к. п. д. усилителя при меньшем напряжении возбуждения, отнесенным к ватту выходной мощности. Лампы с экранирующей сеткой более эффективны по сравнению с триодами, так как они имеют большую крутизну спада линии анодно-сеточных характеристик, что позволяет работать при остаточном анодном напряжении, близком к нулю, в момент, когда максимальное сеточное напряжение ис - 0. Лучевые тетроды и пентоды, работающие в однотактных усилителях мощности в режиме Ль имеют к. п. д. по анодной цепи порядка 35-45%


4000 S000

Рис 4-4. Зависимости выходной мощности и коэффициента нелинейных искажений для од-нотактного усилителя на лучевом тетроде 6L6 в режиме класса At при Е = = 250 в,

Е . - -14 в, U = 14 б. В исходной точке внут-ci тс

ренвее сопротивление лампы R = 22 500 ом.

На рис. 4-4 показаны кривые изменения выходной мощности и нелинейных искажений по различным гармоникам в зависимости от сопротивления нагрузки, справедливые для од-

нотактного усилителя мощности в режиме Aj на тетроде или пентоде. Эти кривые значительно отличаются от кривых, полученных для аналогичных триодных усилителей. Кривая для выходной мощности (рис 4-4) показывает, что максимальная мощность тетрода 6L6 может

быть получена, когда г„ я» ~~. Суммарный

коэффициент нелинейных искажений имеет минимальное значение для сопротивления гн,

Ri D

несколько меньшего -jr. В этом частном случае

оптимальное значение ги приближенно равно значению, при котором получают минимальные искажения, так как выходная мощность в условиях наименьших искажений приближенно равна максимально возможной мощности. Выражение (4-11) показывает возможные пределы соотношений между ги и Ri для лучевых тетродов и пентодов

12"

81 6

(4-11)

где Rj - внутреннее сопротивление в рабочей точке, соответствующей режиму покоя.

Оптимальное значение гн может быть найдено из линии нагрузки, проходящей через точку покоя и достигающей линии спада анодного тока (линии критического режима) в точке ее смыкания с анодной характеристикой, снятой для ис = 0. Предположено, что линия нагрузки справедлива для максимально допустимого £а и предельной тепловой нагрузки анода.

В однотактных усилителях мощности в режиме Aj на лучевых тетродах и пентодах имеют место значительно большие искажения по сравнению с аналогичными триодными усилителями. Возрастание искажений происходит главным образом за счет третьей гармоники, когда лампа работает в условиях, близких к получению максимальной выходной мощности. Из рис. 4-4 следует, что вторая гармоника проходит через минимум, когда гн приближенно равно его значению, необходимому для получения максимальной выходной мощности.

Нельзя превышать допустимую тепловую нагрузку экранирующей сетки. Среднее значение тока экранирующей сетки в динамическом режиме может быть найдено из формулы (3-7). Мощность, рассеиваемая на экранирующей сетке, равна произведению среднего значения а Ус» на наг Пример 4-1 В однотактном усилителе мощности в режиме Aj применен тетрод 6L6 с постоянным смещением на управляющей сетке и напряжениями £а = £с2 = 250 в. Необходимо определить (пренебреги падением постоянного напряжения на сопротивлении первичной обмотки) рабочие точки в режимах покоя и динамическом, а также произвести расчет нагрузочного сопротивления, выходной мощности, суммарного коэффициента нелинейных искажений и к. п. д. Максимально допустимая мощность, рассеиваемая на аноде, равна 19 вт, а сопротивление нагрузки равно 600 ом.



Решение. 1. Ток в режиме покоя Ря 19

= 380 ма.

Согласно характеристикам (рис. 4-5) находим рабочую точку, соответствующую сеточному напряжению - 13,7 в.


Рис. 4-5. Динамические характеристики усилителя мощности для лампы 6L6 в режиме класса А на усредненных анодных характеристиках,

2. Проведем пробную линию нагрузки, верхний конец которой лежит в точке перегиба анодной характеристики, имеющей напряжение «с = 0. Эта характеристика проходит через точку покоя на уровне 7п=75лш, а ее нижний конец лежит на анодной характеристике с напряжением, равным удвоенному смещению в режиме покоя, т. е. - 27,4 в.

3. Определим перемещение линии нагрузки в динамическом режиме от первоначального положения, соответствующего режиму покоя (см. § 3-3).

Ориентировочное значение среднего анодного тока находим согласно точкам, расположенным на пробной нагрузочной характеристике,

7ао = 0,167 Оа.макс + 2Ьс + 2/у + /а.мин) = = 0,167 (155 + 236 + 82 + 15) = 81,5 ма.

Полагая, что найденное значение 7а0 является правильным, сместим линию нагрузки таким образом, чтобы при 7?а = 250 в анодный ток приближенно был равен 82 ма. Произведя перерасчет /а0, согласно перемещенной нагрузочной характеристике получим 7а0 82 ма. Так как это значение практически совпадает с током, который соответствует перемещенной линии нагрузки при £а = 250 в, то полагаем, что она удовлетворяет выбранному динамическому режиму. Поскольку смещение остается неизменным, то увеличение среднего анодного тока не влечет изменения £с. Следовательно, пересечение перемещенной линии нагрузки и линии, проведенной на уровне - 13,7 в, соответствует точке, через которую проходит ось времени напряжения сигнала. В этой точке анодный ток приближенно равен 76 ма.

4. Определим сопротивление нагрузки гн. Из рис. 4-5 следует, что

--- = - 3,64 • 10~4. .

Отсюда получим гн = 2 750 ом.

5. Найдем выходную мощность, создаваемую током основной частоты, согласно формулам (4-5) и (4-4)

Аэф = °>236 (158 + 120 - 42 - 15) = 0,0522 а; рвыя = (0.0522)2 • 2 750 = 7,49 вт.

6. Определим суммарные нелинейные искажения

М%]= VW+W+M-

Искажения, создаваемые отдельными гармониками, могут быть найдены из формул (3-9), (3-11) и (3-13). Получим:

кг = 8,15%; h = 2,94%; ki = 2,83%. Следовательно, ka = 9,13%.

7. Согласно выражению (4-6) находим к.п.д. 7,49 100

250 0,082

= 36,5%.

8. Определим электрические данные трансформатора. Он должен иметь сопротивление первичной обмотки 2 750 ом при сопротивлении нагрузки 600 ом, подключенной к вторичной обмотке.

Ток, протекающий по первичной обмотке, равен 82 ма. Трансформатор должен быть сконструирован на мощность, не меньшую 7,5 вт. Частотная характеристика трансформатора и максимальные вносимые им искажения оговариваются дополнительно.

4-2. ДВУХТАКТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ КЛАССОВ А, АН ИвС ТРАНСФОРМАТОРНЫМ ВЫХОДОМ

На рис. 4-6 показаны две схемы двухтактных усилителей мощности с трансформаторным выходом. Усилитель на рис. 4-6, а имеет постоянное смещение; в усилителе на рис. 4-6, б применено автоматическое смещение. Входное напряжение подается с вторичной обмотки трансформатора, включенного на выходе двухтактной ступени, или с фазового инвертора (см. рис. 3-60 для типового фазового инвертора).

Двухтактный усилитель мощности с трансформаторным выходом имеет ряд преимуществ по сравнению с однотактным усилителем.

Наиболее важные из, них следующие: 1) отсутствие магнитного насыщения в сердечнике трансформатора, вызванного действием постоянной составляющей анодного тока; 2) отсутствие в анодной цепи усилителя четных гармоник; 3) больший к. п. д. при одинаковых нелинейных искажениях; 4) взаимная компенсация пульсаций напряжения анодного источника позволяет применить менее сложные фильтры в схеме анодного питания.

1. Действие постоянного

анодного тока, проходящего через первичную обмотку выходного трансформатора. Магнитодвижущая сила, создаваемая током покоя



одной лампы, проходящим через витки одной половины первичной обмотки, направлена противоположно м д. е., создаваемой током второй лампы, проходящим через витки второй половины обмотки Если токи покоя ламп равны и одинаково число витков каждой половины вторичной обмотки, то подмагничивающее действие анодного тока ламп исключается. Поэтому


Рис. 4-6. Типовые схемы двухтактных ус;

никновения напряжения шумов на вторичной обмотке за счет пульсаций напряжения источника. Если эти пульсации не причиняют недопустимого шума в режиме покоя, то в динамическом режиме отношение полезного выходного сигнала к напряжению шумов будет достаточно велико, что позволяет пренебречь напряжением шумов по сравнению с полезным сигналом.


ителей мощности на трансформаторах.

в двухтактном усилителе можно использовать выходной трансформатор уменьшенных размеров по сравнению с трансформатором, применяемым в однотактной схеме.

2.0 гармонических составляющих При полной симметрии плеч на выходе двухтактного усилителя с трансформаторным выходом отсутствуют четные гармоники. Если входное напряжение искажено и содержит четные гармоники, то эти гармоники будут усилены лампой, но на выходе схемы все эти гармоники будут исключены.

3. Коэффициент полезного действия Так как в двухтактном усилителе с трансформаторным выходом имеют место лишь нечетные гармоники, то при наличии одинаковых нелинейных искажений лампа в двухтактной схеме может иметь увеличенное возбуждающее напряжение по сравнению с лампой в однотактном усилителе. Такой форсированный режим приводит к возрастанию выходной мощности и увеличению к. п. д.

4. О требованиях к пульсации напряжения источника анодного питания. Если лампы в обоих плечах имеют одинаковое внутреннее сопротивление Rj, то при пульсациях напряжения анодного источника имеет место возникновение одинаковых переменных токов, протекающих в каждой лампе. Так как эти токи противоположно направлены в первичной обмотке трансформатора, то они не создают переменного напряжения на вторичной обмотке При хорошей симметрии плеч двухтактной схемы в режиме покоя можно использовать анодный источник с повышенной пульсацией напряжения по сравнению со случаем однотактного включения.

В динамическом режиме .мгновенное внутреннее сопротивление одной лампы возрастает при одновременном уменьшении сопротивления другой лампы Неравенство мгновенного внутреннего сопротивления является причиной воз-

Сопротивление между анодами двухтактно включенных ламп (рис. 4-6) определяется формулой (4-12), полученной в предположении отсутствия потерь в трансформаторе:

Я.-а = r[ + r>i + 4 (/?„ + rt) (-J , (4-12)

где «1 - число витков половины первичной обмотки трансформатора;

я2 - число витков половины вторичной обмотки трансформатора;

г\ - сопротивление первичной обмотки трансформатора, присоединенной к первой лампе;

г" - сопротивление первичной обмотки трансформатора, присоединенной к второй лампе;

Rn - сопротивление нагрузки, присоединенной к вторичной обмотке трансформатора;

г3 - сопротивление вторичной обмотки

трансформатора. Если пренебречь сопротивлением первичной и вторичной обмоток, то получим формулу

R*-* = 4Rn(j)\ (4-13)

Анализ двухтактного усилителя мощности с трансформаторным выходом осложнен тем, что мгновенное анодное напряжение, например, первой лампы зависит не только от изменения анодного тока, протекающего через эту лампу, но также и от индуктивной связи с другой лампой, переменное напряжение которой воздействует на первую лампу. Однако можно установить основные зависимости, определяющие сопротивление нагрузки каждой лампы. Если лампы имеют в динамическом режиме одинаковые мгновенные внутренние сопротивления, то каждая лампа будет нагружена на



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [46] 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0078