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

сопротивление --2. Когда одна из ламп будет

заперта, то другая будет работать на внешнее R.

сопротивление, равное ~а, В случае неравенства мгновенных внутренних сопротивлений лампа, имеющая меньшее Rit будет работать на нагрузочное сопротивление, значение которого R R

лежит в пределах между - 3~а и -другая лампа работает на нагрузку с сопротивлением в пределах между -и #а а = со. Следовательно, в двухтактном усилителе ни одна из ламп не работает на фиксированное сопротивление нагрузки, так как мгновенные внутренние сопротивления ламп зависят от мгновенных значений анодного напряжения и анодного тока, которые изменяются под воздействием внешнего напряжения сигнала.

Достаточно строгий анализ работы схемы может быть выполнен с помощью суммарных (или составных) характеристик, справедливых для двух ламп (см § 4-2а). Суммарные характеристики составлены из двух семейств кривых вида га = f(ua), присущих отдельным лампам; их расположение предусматривает возможность получения общей нагрузочной характеристики при двухтактном включении ламп.

4-2а. Двухтактный триодный усилитель мощности в режиме At с трансформаторным выходом. В двухтактном усилителе в режиме Ai с автоматическим смещением обычно отсутствует емкость, шунтирующая общее сопротивление в цепи катодов (рис. 4-6, б). При согласованных плечах схемы результирующий ток катода равен сумме постоянных составляющих и четных гармоник, протекающих через обе лампы. Падение напряжения основной частоты на катодном сопротивлении отсутствует. Следовательно, на этом сопротивлении имеет место падение напряжения в основном за счет постоянного тока и второй гармоники.

При заданном коэффициенте нелинейных искажений триодный двухтактный усилитель в режиме А( с трансформаторным выходом способен создать выходную мощность, превышающую более чем в 2 раза мощность, создаваемую однотактным усилителем, с лампой такого же типа, как и применяемые в двухтактной схеме. Искажения в триодных усилителях происходят в основном за счет второй гармоники. Они имеют место в однотактном усилителе и отсутствуют в двухтактной схеме. Коэффициент полезного действия двухтактного триодного усилителя с трансформаторным выходом в режиме Ау обычно лежит в пределах 30-45%

Суммарные характеристики. Построение суммарных характеристик для двухтактного усилителя с трансформаторным выходом заключается в соответствующем расположении анодных характеристик отдельных ламп, чтобы получить составные кривые вида га = - f (ыа). позволяющие построить общую линию нагрузки для двух ламп. Одна из анодных характеристик перевернута и расположена относительно другой таким образом, чтобы получить совмещение анодных напряжений, соответствующих режиму покоя. Рассмотрим случай, для

которого напряжение анодного источника 145в, ток покоя каждой лампы 60 ма и сопротивление каждой половины первичной обмотки 167 ом. Тогда имеет место падение напряжения в каждой половине обмотки, равное 10 в. Следовательно, анодное напряжение каждой лампы равно 145-10 = 135 в Поэтому необходимо расположить анодные характеристики ламп, как показано на рис. 4-7. Чтобы не загружать чертеж, на этом рисунке приведены лишь две статические характеристики, справедливые для режима покоя. Если бы ис-


Рис. 4-7. Метод построения анодных характеристик для двухтактного усилителя мощности на трансформаторе. Для упрощения на рисунке изображены анодные характеристики только для одного напряжения смещения ламп J]l и JJS.

пользовалось автоматическое смещение, то анодное напряжение в режиме покоя было бы равно 135 в минус падение напряжения на катодном сопротивлении.

Расположив, как описано, кривые анодного тока отдельных ламп, приступаем к построению суммарной характеристики, соответствующей режиму покоя. Она изображает собой геометрическое место точек, представляющих разности мгновенных токов, которые протекали бы через лампы, если их сеточное напряжение соответствовало бы режиму покоя и происходило бы симметричное изменение мгновенных анодных напряжений в противоположных направлениях. Суммарная характеристика расположена таким образом, что наблюдается одинаковая разность токов га,-/а2 для мгновенных анодных напряжений ламп. Первая точка суммарной характеристики соответствует анодному напряжению в режиме покоя, для которого iai = 7ni и га2 = /п2. Следовательно, в этой точке га1 - га2 = 0. Следующие точки суммарной характеристики удовлетворяют условию ух = yw - уг. Они расположены на суммарной характеристике, справедливой для сеточного напряжения в режиме покоя.



На рис. 4-8 показано семейство суммарных характеристик, относящихся к лампам 6L6, используемым в двухтактной схеме при триод-ном включении их электродов.

Отдельные суммарные характеристики построены аналогично характеристике, соответствующей смещению, применяемому в режиме покоя

Рассмотрим, например, суммарную характеристику, помеченную иа чертеже напряжением + 7,5 в. Допустим, что мгновенное сеточ-

Результирующая линия нагрузки двухтактной схемы проходит под углом, тангенс которого 4

равен--=- [см формулы (4-12) и (4-13)].

Она пересекает суммарную характеристику, справедливую для режима покоя в точке, где анодный ток равен нулю. Для линии нагрузки, изображенной на рис. 4-8, значение /?а а =

= 4 ООО ом; тангенс угла наклона равен -

1 ООО-


Результирующая аарактеристика

Pin 4-8. Анодные характеристики двухтактного усилителя на лампах 6L6 в триодном включении при Е

= 250 в, Е = 22,5 в, R

4 ООО ом.

ное напряжение первой лампы уменьшилось иа 7,5 в и сеточное напряжение второй лампы увеличилось на 7,5 в. Если поддерживать неизменными указанные сеточные напряжения и давать соответственно равные и противоположные приращения анодным напряжениям, то мгновенная разница анодных токов будет определяться линией, которой соответствует +7,5 в Очевидно, что суммарные характеристики являются более линейными и более равномерно сдвинуты по сравнению с анодными характеристиками, присущими отдельным лампам Результирующая линия нагрузки двухтактной схемы.

Результирующая линия нагрузки способствует выяснению процессов, происходящих в двухтактно включенных лампах Две кривые, изображенные иа рис. 4-8 пунктиром, характеризуют работу отдельно рассматриваемых ламп Кривизна пунктирных линий определяется степенью трансформаторной связи между лампами Наклон пунктирной линии в каждой точке показывает мгновенное сопротивление нагрузки, на которое работает лампа Проведем вертикальные линии через течки (рис 4-8 они помечены буквой Ь), в которых суммарные характеристики пересекают результирующую линию нагрузки. Продолжая вертикаль-



ные линии до их пересечения с анодными характеристиками каждой лампы (см. точку а на рис. 4-8), получим упомянутые пунктирные линии.

При работе в режиме А напряжение смещения каждой лампы в режиме покоя не должно быть чрезмерно отрицательным, чтобы мгновенный ток каждой лампы (он определяется пунктирной линией) не уменьшался до нуля в отрицательный полупериод работы лампы. Напряжение смещения в точке покоя не является строго критичным и относительно большие изменения смещения незначительно изменяют линейность суммарных ламповых характеристик. При выборе требуемого смещения в режиме покоя необходимо руководствоваться следующими соображениями. Если смещение взято слишком большим (по абсолютной величине), то в течение некоторой части отрицательного полупериода в лампе прекращается анодный ток. Если смещение в точке покоя взято недостаточно большим, то может возникнуть тепловая перегрузка лампы.

Суммарные анодные характеристики, показанные на рис. 4-8, построены в зависимости от мгновенных значений входного напряжения. Определим амплитуду выходного напряжения в частном случае, когда входное напряжение, действующее на сетке каждой лампы, создает мгновенный сеточный потенциал, равный + 22,5 в. Граничные точки результирующей линии нагрузки пересекают суммарные кривые анодного тока, которым соответствуют напряжения управляющей сетки, равные +22,5 и - 22,5 в.

Амплитуда напряжения между анодами ламп равна 343-157= 186 в, при этом амплитуда возбуждающего напряжения равна 22,5 в. Таким образом, в момент, когда мгновенное анодное напряжение одной лампы возрастает до 343 в, напряжение анода второй лампы падает до 157 е.

Оптимальная линия нагрузки триодного двухтактного усилителя с трансформаторным выходом удовлетворяет требованиям получения максимальной выходной мощности и минимальных нелинейных искажений.

Ее крутизна приближенно равна крутизне суммарных характеристик, но имеет обратный знак. Следовательно, оптимальное нагрузочное сопротивление 7?а а, необходимое для включения между анодами ламп, приближенно в 4 раза больше величины, обратной значению тангенса угла, характеризующего наклон суммарных характеристик. Приближенное значение /?а-а может быть найдено из соотношения

(4-14)

где Rt - внутреннее сопротивление каждой лампы, получаемое в точке анодной характеристики, соответствующей режиму покоя. Нелинейные искажения и выходная мощность двухтактного усилителя. Нелинейные искажения, имеющие место в двухтактном усилителе с трансформаторным выходом, возникают в основном за счет третьей и пятой гармоник, так как все четные гармоники равны нулю.

Эффективное значение тока основной частоты и относительные значения токов третьей и пятой гармоник могут быть соответственно найдены из формул (4-15) - (4-17). Для их использования необходимо знать мгновенные анодные токи, имеющие место при действии на


Рнс. 4-9. Расчет выходной мощности и коэффициента нелинейных искажений по анодным характеристикам двухтактного усилителя на триоде.

1 - результирующая линия нагрузки, 2 - результирующая характеристика.

сетках ламп мгновенных напряжений (рис. 4-9). Эти частные значения входного сигнала выбраны такими, чтобы получить максимальную точность при расчете основной частоты и относительных Значений нечетных гармоник. Получим:

I 7h + 6з + Юн +6/4 . г

о,зз () Ш0; (4.16)

V Эф1

/... = °-&±-100. (4-17)

К27эф1

где 7ЭфХ - эффективное значение выходного тока основной частоты; /Эф3-эффективный ток третьей гармоники в процентах от тока основной частоты;

/Эф3 - эффективный ток пятой гармоники в процентах от тока основной частоты .

Значения г,, г2, г3, г4 указаны на рис. 4-9.

Выходная мощность, создаваемая током основной частоты, может быть найдена по формуле

р 9ф1-?а-а

ВЫХ1 л •

(4-18)

В (4-18) мощность указана в ваттах, эффективное значение переменной составляющей анодного тока [см. формулу (4-15)] в амперах и сопротивление нагрузки между анодами в омах. Обычно в триодных двухтактных усилителях



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



0.0101