Ikea73.ru

IKEA Стиль
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стабилизация положения точки покоя в транзисторных каскадах

Стабилизация положения точки покоя в транзисторных каскадах

Установку тока покоя выходных транзисторов усилителя Радиотехника У-101 обычно выполняют после ремонта плат УНЧ-50-8, либо в целях профилактики.
Вы можете спросить, как изменится звучание, если ток покоя установить ниже или выше рекомендованного значения? Все очень просто, ток покоя ниже рекомендованного значения приведет к искажениям выходного сигнала на относительно небольшом уровне громкости. Завышенный ток приведет к излишнему нагреву транзисторов и радиатора на небольшой громкости, но звучание будет без слышимых искажений.

Какое же значение тока покоя является нормой для усилителя Радиотехника У-101? Согласно инструкции по ремонту данного усилителя, ток покоя необходимо установить в пределах 40-50мА.

Прогон усилителя

Прогон выполняется после ремонта аппарата и перед его настройкой. На один из входов (например «Унив.») нужно подать музыкальную программу и на среднем уровне громкости гонять усилитель не менее часа.

Процесс настройки тока покоя

Данный способ прост и взят из инструкции по ремонту усилителя Радиотехника У-101 (СКАЧАТЬ). Существуют и другие способы, но в этой статье я их рассматривать не буду.

Итак, выполнив прогон нашего аппарата, его необходимо отключить от сети. Далее найти провод питания «+Uпит.вых.» и в разрыв него включить миллиамперметр постоянного тока.

Входной сигнал от усилителя должен быть отключен, ручка громкости вывернута на минимум.

После чего включаем усилитель и на дисплее тестера отобразиться ток покоя

Изначально на одном канале значение составило 94мА, а на другом 122мА.

Его установка производится вращением движка подстроечного резистора R12. Внимание! Настоятельно рекомендую производить подстройку резистором R12 при отключенном усилителе. Резистор старый, его электропроводный слой и бегунок могут за долгое время окислиться. В результате этого, при вращении движка R12 его сопротивление может на некоторое время быть бесконечным, и выйдут из строя транзисторы. Будьте внимательны!

Подстройку нужно выполнять очень плавно, диэлектрической отверткой. После подстройки подключаем питание и смотрим показания на дисплее мультиметра. Если ток покоя не установлен в пределах 40-50мА, то отключаем питание усилителя и производим дальнейшую настройку.

Показатель сильно зависит от температуры, поэтому выставив необходимый ток усилитель вновь нужно прогнать и выполнить контрольную настройку. К примеру, выставив ток обоих каналов около 45мА после остывания радиаторов ток уже составил примерно 30мА.

Схема усилителя Радиотехника У-101 СКАЧАТЬ

Обратный ток транзистора Транзистор pn2222 обратный ток Усилитель звука на транзисторах с температурной стабилизацией схема усилителя мощности звуковой частоты УМЗЧ Обратная связь в транзисторных усилителях

Что такое выходной транзистор? Ток покоя и каскадные усилители

Что такое выходной транзистор ? Выходными, или оконечными, транзисторами называют транзисторы, входящие в конструкцию выходных (последних) каскадов в каскадных усилителях (имеющих минимум два или три каскада) частоты. Кроме выходных имеются ещё и предварительные каскады, это все, некоторые расположены до выходного.

Каскад — это транзистор укомплектованный резистором, конденсатором и иными элементами, обеспечивающими его работу в качестве усилителя. Всё имеющееся в усилителе количество предварительных каскадов должно обеспечивать увеличение напряжения частоты таким образом, чтобы полученное значение было пригодно для функционирования выходного транзистора. В свою очередь сам выходной транзистор

повышает мощность частотных колебаний до значения, обеспечивающего работу динамической головки.

Практика

Защищать честь усилителей класса АВ в сравнительном прослушивании было уготовано мощному двухблочному усилителю Atoll серии Signature, состоящему из усилителя мощности AM200 и предварительного усилителя PR300. Интересующий нас усилитель мощности выстроен в полном соответствии с изложенными выше теоретическими выкладками.

Реализуя потенциал, заложенный в схемотехнике класса АВ, разработчики обеспечили по 120 Вт выходной мощности на канал, чего достаточно для большинства акустических систем за исключением самых низкочувствительных и просто монструозных моделей. Говоря об особенностях своего усилителя, производитель акцентирует внимание на применении подобранных пар транзисторов с последующей подстройкой схемы вручную для минимизации общего уровня искажений.

С целью лучшего разделения каналов и исключения перекрестных помех усилитель выстроен по схеме полного двойного моно, поэтому каждый канал усиления получил собственный блок питания. Суммарная мощность блока питания составляет 670 ВА, что покрывает потребности усилителя мощностью 120 Вт с большим запасом. Солидную дополнительную подпитку на пиках сигнала обеспечат конденсаторы емкостью 62 000 мкФ.

Измерить ток покоя выходного транзистора

Током покоя называют коллекторный ток, который проходит по транзисторам выходных каскадов при условии, что сигнал отсутствует. В условно-идеальных (невозможных на самом деле) условиях значение такого тока должно находиться на нулевой отметке. На деле это не совсем так, собственная температура и характерные различия разнотипных транзисторов влияют на данный показатель. В наихудшем случае возможен перегрев, который станет причиной теплового пробоя транзистора.

Кроме того, существует ещё один показатель — напряжение покоя. Он демонстрирует значение напряжения соединительной точки транзисторов. Если питание у каскада двухполярное, то напряжение будет равно нулю, а если однополярное, тогда напряжение составляет 1/2 питающего напряжения.

Оба эти показателя должны быть стабилизированы и для этого в качестве первоочередной меры следует озаботиться о контроле температурного режима.

На роль стабилизатора обычно берётся дополнительный транзистор, которые в качестве балласта подсоединяется к базовым цепям (наиболее часто он при этом оказывается прямо на радиаторе, максимально близко к выходным транзисторам).

Читайте так же:
Как рассчитать мощность тока в лампе физика

Чтобы выявить, каков ток покоя выходных транзисторов

или каскадов, необходимо при помощи мультиметра измерить данные по падению напряжения для его эмиттерных резисторов (значения обычно выражаются в милливольтах), а потом, опираясь на закон Ома и данные по реальному сопротивлению, можно будет вычислить нужный показатель: значение падения напряжения разделить на значение реального сопротивления — значения тока покоя для данного выходного транзистора.

Все замеры необходимо производить весьма осторожно, иначе придётся производить замену транзистора.

Есть ещё один способ, гораздо менее травмоопасный. Взамен предохранителей потребуется установить сопротивление в 100 Ом и минимальную мощность в 0,5 Ватт для каждого канала. При отсутствии предохранителей сопротивление подсоединяется к разрыву питания. После осуществляется подача питания усилителю, производятся замеры показаний по падению напряжения на приведённом выше уровне сопротивления. Дальнейшая математика до крайности проста: падению напряжения в 1 В соответствует ток покоя величиной в 10мА. Аналогичным образом при 3,5 В получится 35 мА и так далее.

Конструкция и детали

Все детали УМЗЧ и блока питания размещены на одной плате. Исключение составляют транзисторы VT3, VТ4, VТ6, VТ8 УМЗЧ, установленные на общем теплоотводе с площадью рассеиваемой поверхности 1200 см2 и транзисторы VТ7, VТ8 БП, размещенные на отдельных теплоотводах с площадью рассеивающей поверхности 300 см2 каждый.

Катушки L1, L2 блока питания (рис. 3) и L1 усилителя мощности содержат 30…40 витков провода ПЭВ-1 диаметром 1,0 мм, намотанного на корпусе резистора С5-5 или МЛТ-2. Резисторы R7, R12 блока питания представляют собой отрезок медного провода ПЭЛ, ПЭВ-1 или ПЭЛШО диаметром 0,33 мм и длиной 150 мм, намотанного на корпусе резистора МЛТ-1.

Трансформатор питания выполнен на тороидальном магнитопроводе из электротехнической стали Э320, толщиной 0,35 мм, ширина ленты 40 мм, внутренний диаметр магнитопровода 80 мм, наружный — 130 мм. Сетевая обмотка содержит 700 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,47 мм, вторичная — 2×130 витков провода ПЭЛШО диаметром 1,2 мм.

Вместо ОУ К544УД2Б можно использовать К544УД2А, К140УД11 или К574УД1. Каждый из транзисторов КТ825Г можно заменить составными КТ814Г и КТ818А, а транзистор КТ827А — составными КТ815Г и КТ819Г (что очень нежелательно). Диоды VD3…VD6 УМЗЧ можно заменить любыми высокочастотными кремниевыми диодами, VD7, VD8 — любыми кремниевыми с максимальным прямым током не менее 100 мА.

Вместо стабилитронов КС515А можно использовать соединенные последовательно стабилитроны Д814А (Б, В, Г, Д) и КС512А.

Классификация выходных каскадов

Есть несколько методов сборки выходного каскада:

  • Из транзисторов, имеющих различную проводимость. Для этих целей чаще всего используют «комплементарные» (близкие по параметрам) транзисторы.
  • Из транзисторов, имеющих одинаковую проводимость.
  • Из транзисторов составного типа.
  • Из полевых транзисторов.

Работа усилителя, сконструированного, при помощи комплементарных транзисторов, отличается простотой: положительная сигнальная полуволна запускает работу одного транзистора, а отрицательная — другого. Необходимо, чтобы плечи (транзисторы) работали в одинаковых режимах и для реализации этого используется базовое смещение.

Если усилитель использует в работе одинаковые транзисторы, то никаких принципиальных отличий от первого варианта это не имеет. За исключением того факта, что для подобных транзисторов сигнал отличаться не должен.

При работе с остальными разновидностями усилителей необходимо помнить, что отрицательное напряжение для p-n-p транзисторов, и положительное — для n-p-n транзисторов.

Обычно звание усилителя мощности принадлежит именно оконечному каскаду, поскольку он работает с самыми большими величинами, хотя с технической точки зрения так можно называть и предварительные каскады. К числу основных показателей усилителя можно отнести: полезную, отдаваемую в нагрузку мощность, КПД, полосу усиливаемых частот, коэффициент нелинейных искажений. На эти показатели весьма сильно влияет выходная характеристика транзистора.

При создании усилителя напряжения может быть использована однотактная и двухтактная схемы. В первом случае режим работы усилителя линейный (класс А). Данная ситуация характеризуется тем, что протекание тока по транзистору длится до тех пор пока не окончится период входного сигнала.

Однотактный усилитель отличается высокими показателями по линейности. Однако эти качества могут искажаться при намагничивании сердечника. Для предотвращения подобной ситуации необходимо озаботиться наличием цепи трансформатора с высоким уровнем индуктивности для первичной цепи. Это отразится на размерах трансформатора. К тому же, ввиду принципа его работы, он обладает достаточно низким КПД.

В сравнении с ним данные по двухтактному усилителю (класс B) куда выше. Данный режим позволяет искажать форму транзисторного тока на выходе. Это увеличивает результат отношения переменного и постоянного токов, снижая вместе с тем уровень потребляемой мощности, это и считается самым главным плюсом применения двухтактных усилителей. Их работа обеспечивается подачей двух равных по значению, но фазно противоположных напряжений. Если отсутствует трансформатор со средней точкой, то можно воспользоваться фазоинверсным каскадом, который снимет противоположные по фазе напряжения с соответственных резисторов цепей коллектора и эмиттера.

Существует двухтактная схема, не включающая в себя выходной трансформатор. Для этого потребуются разнотипные транзисторы, работающие как эмиттерные повторители. Если оказывать воздействие двуполярным входным сигналом, то будет происходить поочерёдное открытие транзисторов, и расхождение токов по противоположным направлениям.

Читайте так же:
Как подключить выключатель света с лампочкой от розетки

Калькулятор расчета тока утечки в автомобиле

Превышенная норма тока утечки в автомобиле будет способствовать разряду аккумулятор во время стоянки. С причинами и проверкой утечки стоит разбираться отдельно. На начальном этапе главное понять, какая допустимая утечка и сколько миллиампер являются нормой для конкретного авто, поскольку потери будут зависеть от количества и наименования источников потребления энергии. Онлайн калькулятор, используя формулу — Емкость АКБ (А) * число k, поможет быстро подсчитать допустимый ток утечки.

Утечку тока стоит проверять как можно чаще, особенно в сырую погоду!

Какой ток утечки — норма

Допустимая утечка тока аккумулятора автомобиля

Допустимая утечка тока аккумулятора

В любом автомобиле присутствует минимальный ток утечки порядка 50-80 мА. Этот показатель зависит от многих факторов. В частности: состояния проводки, возраста аккумулятора и чистоты его клемм, а также температуры воздуха. Саморазряд АКБ в разомкнутой цепи допускается не более 1% в сутки, но учитывая, что он постоянно подключен к бортовой сети, то этот показатель может достигать до 4 процентов. Таким образом, допустимая утечка будет равна емкости умноженной на коэффициент 0,4.

Поскольку, кроме допустимой утечки тока аккумулятора на автомобиле, даже в состоянии покоя могут потреблять ток такие потребители как: сигнализация и иммобилайзер (20-25 мА), аудиосистема (3 мА), блок центрального замка и контролер ЭБУ (по 5 мА), то ток покоя будет значительно выше. Итого спровоцированной нормой тока утечки считается – 50-70 мА, а максимально допустимым значением – 80-90 мА.

Повышенный ток может возникать из-за: гнилой старой проводки (в большинстве случаев), замыкания в цепи через окислы, поврежденной изоляции проводов и неправильно подключённой сигнализации или магнитолы. Хотя небольшое потребление тока сигнализацией допустимо, поскольку это активное устройство и требует питание на радио-модуль, датчики объема/удара и светодиод.

Произвести расчет тока утечки в зависимости от саморазряда аккумулятора (для нового норма потери 0,5–1,0 % а для подержанного АКБ 1–1,7 %) и количества потребителей, которые даже в дежурном режиме потребляют энергию, поможет наш online-калькулятор нормальной (естественной) утечки тока покоя аккумулятора автомобиля.

Как пользоваться калькулятором подсчета тока утечки

Для того, чтобы подсчитать какой должна быть допустимая утечка, необходимо:

  1. Отметить галочками, какие у вас имеются стандартные потребители. Заметьте, что тюнинг мультимедийной и аудио систем, так же как и систем автономного управления двигателя не учитывается, поскольку не существует единого значения потребления тока.
  2. Указать емкость установленной батареи.
  3. Выбрать относительный возраст АКБ (от него будет зависеть саморазряд, поскольку кроме спровоцированного и эксплуатационного разряда существует еще электролитный и естественный).
  4. По нажатию кнопки «Рассчитать» – в поле «Допустимый ток утечки» вы получите результат допускаемого тока покоя.

Нормальный ток утечки

После выключения зажигания потребление тока должно либо прекратиться совсем, либо быть минимальным, и его значение можно вообще не брать во внимание. Современные автомобили бизнес-класса легко могут простоять с осени до весны, и запустится с пол оборота. Чего не скажешь о других бюджетных иномарках. Они наоборот — страдают от излишнего тока покоя. Он способен разрядить аккумулятор не то что за месяц, а буквально за неделю (иногда даже за сутки).

Допустимый ток утечки

После того как вы подсчитали потребление в состоянии покоя, по таблице можно определить допустимые значения тока утечки исходя из таблицы. Где отмечено, при каком уровне потерь вы сможете завести автомобиль.

Ток утечки на потребители (мА)Через сколько не заведется авто
≤20-30Машина сможет простоять на парковке пару недель без движения и после этого без проблем завестись.
50-80Многовато, если стоит штатная сигнализация, но терпимо когда есть развитая нештатная аудиосистема. Машину со старым аккумулятором буквально через 3-4 дня уже можно не завести.
≥100>Признак неисправности электрооборудования или установки некачественных гаджетов. В зимнее время, достаточно будет 1-2 дня не заводить автомобиль, и уже потребуется прикуривание.

Зная ток утечки в автомобиле, можно посчитать на сколько хватит аккумулятора (время разряда) при условии долгой стоянки машины в состоянии покоя.

Часто задаваемые вопросы

Какой нормальный ток утечки в автомобиле?

Утечка тока есть практически в каждом автомобиле, а норма будет зависеть от количества дополнительно установленной электроники, которая может потреблять энергию даже в режиме ожидания, а также особенности питания бортсети. Поэтому 0.05 Ампер – это норма для современного автомобиля. А в некоторых случаях даже 70 мА тоже допустимо.

Какой ток утечки через сигнализацию?

В рабочем режиме охранное устройство потребляет до 200 мА тока зависимо от ее сложности, количества датчиков и способа подключения. Ток утечки через сигнализацию – 20-30 мА это нормально, главное, чтобы к такому показателю потребление уменьшалось спустя 5-10 минут после ее включения. Проблемными ее местами считают концевики дверей капота и багажника, а также модуль связи (появляются окислы на плате).

Читайте так же:
Лампочка провод розетка схема подключения

Какой ток утечки через магнитолу?

На автомобиле с правильно подключённой 1 din магнитолой утечка не превышает 0.01A или 0.02А если стоит 2 din. Основная проблема заключается в подключении провода питания (красного) и провода отвечающего за сохранения настроек (желтого в одну скрутку) и прямо на АКБ. Постоянное питание должен получать лишь жёлтый провод «памяти». Также ток утечки через магнитолу, как и в случае с сигнализацией, при полном выключении зажигания, должен снижаться после 10 минут покоя.

Как измерить ток утечки?

Измерить ток утечки можно мультиметром либо токовыми клещами (позволяет измерять ток утечки безконтактно) поставив перед этим сигнализацию автомобиля в охрану и выждав 10-15 минут так как есть ЭБУ которые уходят в спящий режим не сразу.

Чтобы измерить ток утечки мультиметром необходимо последовательно подключится в цепь питания бортсети, перед минусовой клеммой на АКБ. Сначала нужно выставить на включенном тестере режим измерения постоянного тока 10А. Затем, скинув клемму «минус» с отрицательной клеммы на аккумуляторе, подключите один его щуп на минусовую клемму автомобиля, а вторым (красным) на минусовую клемму аккумуляторной батареи. На циферблате отобразится утечка тока.

При измерении тока утечки клещами на приборе нужно выставить измерение силы постоянного тока, а измеряемый проводник, может быть, как вся скрутка, идущая к минусовой клемме аккумуляторной батарее, так и от отдельных потребителей, помещается в кольцо клещей предварительно выключив зажигание полностью. На табло можно будет сразу увидеть потребление тока электроники авто в состоянии покоя.

Установка тока покоя усилителя Радиотехника У-101

Установку тока покоя выходных транзисторов усилителя Радиотехника У-101 обычно выполняют после ремонта плат УНЧ-50-8, либо в целях профилактики.

Вы можете спросить, как изменится звучание, если ток покоя установить ниже или выше рекомендованного значения? Все очень просто, ток покоя ниже рекомендованного значения приведет к искажениям выходного сигнала на относительно небольшом уровне громкости.
Завышенный ток приведет к излишнему нагреву транзисторов и радиатора на небольшой громкости, но звучание будет без слышимых искажений.

Какое же значение тока покоя является нормой для усилителя Радиотехника У-101? Согласно инструкции по ремонту данного усилителя, ток покоя необходимо установить в пределах 40-50мА.

Прогон усилителя

Прогон выполняется после ремонта аппарата и перед его настройкой. На один из входов (например «Унив.») нужно подать музыкальную программу и на среднем уровне громкости гонять усилитель не менее часа.

Процесс настройки тока покоя

Данный способ прост и взят из инструкции по ремонту усилителя Радиотехника У-101 (СКАЧАТЬ). Существуют и другие способы, но в этой статье я их рассматривать не буду.

Итак, выполнив прогон нашего аппарата, его необходимо отключить от сети. Далее найти провод питания «+Uпит.вых.» и в разрыв него включить миллиамперметр постоянного тока.

Установка тока покоя усилителя Радиотехника У-101

Ток покоя

Входной сигнал от усилителя должен быть отключен, ручка громкости вывернута на минимум.

После чего включаем усилитель и на дисплее тестера отобразиться ток покоя

Установка тока покоя

Изначально на одном канале значение составило 94мА, а на другом 122мА.

Его установка производится вращением движка подстроечного резистора R12. Внимание! Настоятельно рекомендую производить подстройку резистором R12 при отключенном усилителе. Резистор старый, его электропроводный слой и бегунок могут за долгое время окислиться. В результате этого, при вращении движка R12 его сопротивление может на некоторое время быть бесконечным, и выйдут из строя транзисторы. Будьте внимательны!

Подстроечный резистор R12

Подстройку нужно выполнять очень плавно, диэлектрической отверткой. После подстройки подключаем питание и смотрим показания на дисплее мультиметра. Если ток покоя не установлен в пределах 40-50мА, то отключаем питание усилителя и производим дальнейшую настройку.

Ток покоя Радиотехники У-101

Показатель сильно зависит от температуры, поэтому выставив необходимый ток усилитель вновь нужно прогнать и выполнить контрольную настройку. К примеру, выставив ток обоих каналов около 45мА после остывания радиаторов ток уже составил примерно 30мА.

Как измерить ток покоя ламп

Один из простейших методов расчета схемы простого триодного усилителя — это открыть инструкцию на лампу, в которой содержатся данные на триод, который вы хотите использовать. Там должен быть пример использования этой лампы со всеми предрасчитанными (рекомендуемыми производителем) параметрами, такими как Rp, Rk, Rg, Ck, Cg – данными для класса А лампы. Все, что вы должны сделать, это выбрать соответствующий трансформатор с правильным сопротивлением нагрузки и коэффициентом трансформации для согласования с громкоговорителем, и выходной каскад готов.

Базовая схема

однотактного усилителя мощности с общим катодом показана ниже.

Первая схема с автоматическим смещением требует несколько больше пассивных элементов по сравнению со схемой с фиксированным смещением и Ug фиксировано только для режима покоя лампы, в режиме усиления сигнала Eg (Ug) является "плавающим" т.е. зависит от входного сигнала. Достоинство — при правильно рассчитанном Rk ток лампы устанавливается автоматически, лампа менее критична к изменению питающего напряжения. Недостаток – ухудшение артикуляции баса, вследствие ограничения на резисторе мгновенного значения тока

Читайте так же:
Лампа накаливания подключение провода

протекающего через лампу.

Схема с фиксированным смещением требует отдельного источника, чтобы обеспечить сетку напряжением -Eg. Недостаток – требует настройки анодного тока лампы, более критична к изменению питающего напряжения. Достоинство – лучшее звучание, чем в схеме с автоматическим смещением.

Вне зависимости от того, какую схему вы выберете, вы должны остаться внутри ограничений по параметру Eg – оптимальному для своего класса.

Если Вам не повезло, Вас не устраивает рекомендации производителя и Вы хотите получить большую мощность, либо уменьшить искажения, то можно попытаться рассчитать однотактный триодный усилитель по графикам. Для этого понадобится семейство вольт-амперных характеристик Вашей лампы, постарайтесь их найти в справочниках.

В ином случае можно самостоятельно получить их путем измерения – это конечно займет некоторое время, да и вряд ли это занятие для начинающих. Итак, если необходимые характеристики найти невозможно, то все, что придется сделать, это измерить ток анода для разных напряжений на аноде при постоянном напряжении на сетке и записать эти значения. С помощью этих данных вы можете построите вольт-амперные характеристики на бумаге, если конечно на это хватит терпения и желания. Ниже Вы увидите, как это должно выглядеть. Моя цель – это упростить все насколько это возможно.

На графике из учебника приведены зависимости выходной мощности, коэффициента гармоник и КПД в зависимости от анодной нагрузки лампы. Можно наблюдать, что уменьшение выходной мощности происходит линейно, коэффициента нелинейных искажений – по экспоненте, и при соотношении Ra/Ri > 5 его дальнейшее уменьшение незначительно. Также, при чрезмерном увеличении отношения Ra/Ri наблюдается ухудшение АЧХ в области ВЧ и снижение динамики каскада.

Определение наклона линии нагрузки

Итак, мы выбрали выходную лампу и имеем семейство характеристик для этой конкретной лампы взятых из справочника. Следующий шаг — это определение Rp этой лампы. Следующая диаграмма сделана мной и не принадлежит никакой конкретной лампе – это пример для прямонакальных ламп типа 2A3, 6B4G, 300B, AD1 и других, используемых в однотактных усилителях.

Для примера эта лампа обладает следующими характеристиками:

  • Напряжение анода Up 0 = 250В
  • Коэффициент усиления u=4
  • Максимальная мощность рассеивания анода Pp=15 W
  • Rg1 max= 750 KОм,
  • Rp=800 Ом

По вертикальной оси отображен ток анода — Ip,

По горизонтальной оси – напряжение анода — Up,

Черные кривые показывают зависимость Ip и Up для различных значений напряжения сетки — Ug. Синяя кривая показывает максимальную мощность рассеяния лампы – выше этой кривой лампа будет работать с перегрузкой и выйдет из строя.

Желтая вспомогательная линия между точками M-N поможет определить наклон линии нагрузки.

Красная линия между точками Q-S параллельная желтой линии и есть линия нагрузки. Однако любая линия, параллельная желтой линии M-N может быть выбрана как линия нагрузки.

Как же ее нарисовать?

Предположим, что лампа будет нагружена на приведенное сопротивление нагрузки Rl=2.4 KОм. Например, мы решаем запустить лампу с анодной нагрузкой Rl=2.3 K, чтобы достигнуть немного большей мощности (на несколько процентов) и хотим посмотреть, как это отразится на семействе характеристик.

Самый быстрый путь определить наклон линии нагрузки это нарисовать вспомогательную линию М-N. Я выбрал ток анода 100 mA (0.1A) и сейчас найду соответствующее Ua для Rl (импеданс первичной обмотки трансформатора).

Rl = Ua/Ia — Rl должно равняться выбранной нами нагрузке 2300 Oм, что соответствует только одной прямой линии (либо линии параллельной ей) – можно рисовать от Ua=230 V до Ia=0.1 A (100 mA)

(причина по которой я выбрал Ia=0.1 A — более наглядный расчет, можно выбрать другой ток, наклон или нагрузку)

Rl = 230В / 0.1A = 2.3KОм

После этого берем Ua0=250В и строим вертикальную линию (Rl = 0) до пересечения с кривой предельной рассеиваемой мощности (голубая кривая) и таким образом определяем необходимое напряжение смещения сетки Ug (Eg). После чего мы рисуем линию Q-S (красную) параллельно вспомогательной линии M-N.

Для максимальной мощности Q-S должна иметь ту же точку пересечения с синей кривой при Ua=250V. Держите линию Q-S в контакте с синей кривой, это позволит получить максимально возможную мощность при конкретной нагрузке. Итак, линия Q-S – это линия нагрузки для нашего триода при Rl=2.3K.

Если линия Q-S пройдет выше синей кривой – это значит, что мы превысим мощность рассеяния для данной лампы и должны выбрать другие параметры — Rl, Up, Ug. Если мы мы придержим красную линию ниже синей кривой, мы можем безопасно продолжать конструирование и дальнейшие расчеты. Если она значительно ниже синей линии – вы получите меньшую мощность. Поэтому держите их в контакте без пересечения – это и будет оптимум без сжигания лампы.

Можно использовать этот быстрый метод для расчета линии нагрузки также и для предусилителя.

Верхняя точка пересечения очень важна для рабочего режима лампы. Для класса A ток покоя анода Ip0 должен быть около половины максимального тока лампы. Нарисуем горизонтальную линию от точки пересечения до вертикальной оси (Rl =

Читайте так же:
Безопасен ли выключатель с лампочкой

) – это будет ток покоя лампы Ip0=60 mA (or 0.06 A). Максимальный ток анода Ip max=120 mA (0.12 A) мы получим, проведя горизонтальную линию до вертикальной оси от точки Q, пересечения линии нагрузки с кривой при Ug=0. Теперь из точки Q проведем вертикальную линию до горизонтальной оси для Ip max (ток анода при максимальном сигнале) мы увидим. что Up min = 110В.

Достигнутая выходная мощность будет Pout max=(Ip max — Ip0)х(Ua0 — Up min)/2

Для данных, взятых с нашей диаграммы Pout max = (0,12-0,06)х(250-110)=0,06х140/2 = 4.2 Watt

Ug получим из точки пересечения диаграммы при Ua0= 250В — оно равно Ug= — 45В. Это значит, что потенциал между сеткой и катодом составляет – 45В. Для фиксированного смещения сделайте отдельный источник питания – 45В.

Ввиду отсутствия дополнительного источника питания при автосмещении мы не можем подавать на сетку отрицательное напряжение, поэтому мы запитаем катод положительным потенциалом, относительно сетки. Падение напряжения на резисторе Rk будет примерно на 45В.

Рассчитаем резистор Rk. При отсутствии тока утечки сетка-катод Ik0=Ip0=0.06 A.

Тогда Rk=Uk/Ip0 Rk = 45В /0.06A = 750 Ом

Выберите ближайшее стандартное значение резистора. Можно использовать несколько резисторов , чтобы получить точно рассчитанное значение. Еще один путь намотать его самому (бифилярно или неиндуктивно) проводом с высоким удельным сопротивлением, если вы умеете делать это. Мощность рассеиваемая на этом резисторе будет P= Ip0 x Ip0 x Rk= 2,7 W. Выберите резистор 5-10W минимум, иначе тепло, выделяемое этим резистором может ухудшить тепловые режимы других элементов схемы.

Rg1 is given as minimum and maximum value by the tube manufacturer. Rg1 is usually between 100 K to 1 M and it is also important for forming the load for the preamp-driver tube. Rg1 should be made as higher as permissible by the grid requirement of the power tube without introducing extra load on the driver tube.

Rg2 – этот резистор может отсутствовать в некоторых случаях. Rg2 защищает сетку лампы от высокочастотной паразитной генерации. Его можно выбрать между 1KОм и 10KОм.

Я видел в некоторых конструкциях очень большие емкости Ck и Cg. Возможно это наследие транзисторных конструкций. Для ламп это не так – реальный выходной трансформатор не может пропускать очень низкие частоты без некоторых искажений. Лампы и большие емкости могут. Это как раз и добавляет дополнительные искажения на всех частотах, которые возникают при перегрузке трансформатора. Будьте осторожны при выборе конденсаторов – емкости не очень большие, но достаточные.

Ck – от 20мкФ до 200мкФ, чем больше Rk, тем меньше нужен Ck. Не забывайте, что при очень

большой емкости ёмкости Ск может наблюдаться перегрузка выходного трансформатора на

сверхнизких частотах, ниже граничной частоты полосы пропускания..

Для нашей конструкции Ck=100 – 200мкФ/ 100В достаточно.

Cg от 0.05мкФ до 0.33мкФ аналогично как и Ck – не перегружайте выходной трансформатор большим количество низких частот. Это может добавить гармонических искажений

В нашей конструкции Cg= 0.05мкФ/400В. Если же вы сможете найти не очень дорогие большие выходные трансформаторы с нижней частотой 10 Hz (-0.5 dB) вы можете увеличить межкаскадную емкость.

Звучание и искажения

После того, как все элементы рассчитаны или выбраны давайте посмотрим как этот усилитель будет работать на бумаге и какого рода искажений стоит ждать от него. Как Вы уже заметили на графике есть два синих треугольника ( с надписью Pout внутри) построенные на красной линии нагрузки. Они представляют выходную мощность для каждого полупериода входного сигнала.

Если они имеют визуально равную поверхность — производимые искажения будут равны нулю. Но этого не происходит в реальной жизни. Поэтому мы должны рассчитать, какие искажения мы получим при максимальной мощности.

Сравним каждый треугольник по токам анода. Чтобы D tot = 0 %, должно выполняться условие

Ip max — Ip0 = Ip0 — Ip min.

В нашем случае Ip max — Ip0 = 120 mA — 60 mA = 60 mA это ток для положительного полупериода входного сигнала и Ip0 — Ip min = 60 mA — 5 mA = 55 mA – это ток для отрицательного полупериода входного сигнала. Здесь мы видим, что токи неравны, значит какие-то искажения будут присутствовать.

Чтобы увидеть % искажений можно посчитать их по следующей формуле:

В результате расчета для нашего примера получилось, что общие искажения для максимальной мощности по нашим диаграммам равны D tot = 4.54 %.

Как это звучит? Постройте и послушайте. Это наилучший способ понять, что это значит. Слишком много факторов влияют на этот процесс и каждый из них одинаково важен. Оцените звук путем прослушивания музыки, которая вам нравится.

Удачи и хорошего Звука! В-)

Авторы: А.И.Манаков и В.Юхневич
Перевод в HTML: Павел Крыницкий

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector