Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы

Сворень Рудольф Анатольевич

рис. 60, 1

Это значит, что напряжения U_а  и U_к будут изменяться в противофазе и поэтому противофазными будут переменные составляющие этих напряжений U'вх₂ и Uвх₂. Их-то мы и подаем на сетки ламп двухтактного выходного каскада. Для того чтобы оба сигнала не отличались по величине, нужно сделать R_а и R_к одинаковыми. Обычно каждое из этих сопротивлений составляет

несколько десятков килоом. За счет такого большого R_к каскад охвачен очень глубокой отрицательной обратной связью, сильно снижающей усиление. Обратите внимание на то, что сопротивление утечки R_c1 подключено не к шасси, а к сопротивлению R^*_к. В противном случае на Л₁ подавалось бы не только постоянное смещение, появляющееся на R^*_к, но весьма большая (обычно десятки вольт) постоянная составляющая напряжения U_к1.

Существует и другая схема (рис. 60, 2, а, б), где постоянную составляющую U_ко все же подают на сетку. Но одновременно с помощью делителя на сетку подают положительное напряжение U_c0. В этом случае смещение будет равно разнице между постоянным положительным и отрицательным напряжением. При налаживании такой схемы нельзя допустить, чтобы лампа даже на какое-то мгновение осталась без отрицательного смещения — «плюс» на сетке может вывести ее из строя.

рис. 60, 2

Напряжение сигнала на сетке лампы и переменное напряжение на ее аноде сдвинуты по фазе на 180° (рис. 30, 24), и это используется в целом ряде фазоинверсных схем. Обычно такие схемы выполняют на двух триодах, один из которых приносится в жертву — от этого триода не требуют усиления, он должен только сдвигать фазу.

рис. 30, 24

Один из вариантов фазоинвертора на двойном триоде показан на рис. 60, 3, а. Выходное напряжение U'_вых с первого каскада Л'₁ подается прямо на сетку одной из ламп двухтактного усилителя. Часть этого напряжения с делителя R_с2, R^*_с2, R_б, подается на сетку второго триода Л''₁. Делитель во столько же раз уменьшает напряжение, во сколько лампа Л''₁ его усиливает. Таким образом, на сетках ламп двухтактного каскада действуют одинаковые по величине, но противоположные по фазе напряжения U'_вых и U''_вых. Эти напряжения сдвинуты по фазе на 180°, потому что первое из них действует в сеточной цепи, а второе получено из анодной цепи одной и той же лампы Л''₁; лампа, как уже не раз отмечалось, сдвигает фазу на полпериода. Эта схема получила название автобалансной (самобалансирующейся). Напряжение с выхода Л'₁ так же как и с выхода Л''₁, подается на сопротивление R_б. Детали схемы подобраны так, что при идеальном балансе, то есть когда U'_вых = U''_вых, напряжение на R_б равно нулю. В случае если одно из двух выходных напряжений изменится (например, из-за изменения параметров лампы или данных деталей), то на R_б появится разностное напряжение, которое вновь сбалансирует схему. Аналогичный, но более простой автобалансный фазоинвертор вы найдете на схеме рис. 60, 3, б.

рис. 60, 3

В фазоинверсных схемах на двойном триоде катодное сопротивление не нужно шунтировать конденсатором, так как по нему проходят одинаковые по величине и противоположные по фазе анодные токи обеих ламп, и переменные составляющие этих токов компенсируют друг друга. В случае же если одна из переменных составляющих увеличится, то на Як сразу же появится напряжение отрицательной обратной связи, которое будет действовать против «выскочки». Таким образом, сопротивление R_к можно рассматривать как элемент автобалансировки.

Это свойство используется и в фазоинверторе с катодной связью (рис. 62, 4), где переменные составляющие анодных токов Л'₁ и Л''₁ несколько отличаются. Здесь переменное напряжение U'_c1 на сетку Л''₁ снимается с катодного сопротивления R_к (точнее, R_к + R^*_к), так как сетка для переменного напряжения соединена непосредственно с корпусом через конденсатор С''_с1.Для получения идеальной симметрии, то есть для того чтобы соблюдалось равенство U'_вых = U''_вых, сопротивление анодной нагрузки R'_a1 должно быть несколько меньше, чем R''_a1. Только в этом случае при одинаковых выходных напряжениях токи ламп не будут равны и на R_к появится переменное напряжение, необходимое для работы каскада. Это напряжение будет и при одинаковых сопротивлениях анодной нагрузки, но анодные токи ламп Л'₁ и Л''₁, а значит, и переменные напряжения U'_вых и U''_вых в этом случае будут несколько отличаться. При достаточно большом сопротивлении R_к необходимая величина U''_c1 получается при незначительной разнице между выходными сигналами, и асимметрия фазоинвертора лежит в допустимых пределах. Каскад охвачен отрицательной обратной связью и хорошо поддерживает начальную степень симметрии.

На практике находят применение все рассмотренные схемы фазоинверторов; каждая из них имеет свои достоинства и недостатки. Трансформаторная схема, несмотря на все ее минусы, незаменима в том случае, когда двухтактный выходной каскад работает с сеточными токами. Фазоинвертор с разделенной нагрузкой (рис. 60, 1, а) имеет хорошую частотную характеристику, однако не дает никакого усиления. Фазоинвертор с катодной связью мало чувствителен к пульсациям анодного напряжения и почти не создает нелинейных искажений.

К его недостаткам относят некоторые трудности получения идеальной симметрии, в частности при одинаковых сопротивлениях анодной нагрузки. Автобалансная схема дает значительно большее выходное напряжение по сравнению с двумя предыдущими, однако и она не лишена недостатков — здесь появляется асимметрия на высших частотах, частотная характеристика хуже, чем в схеме с разделенными нагрузками, и коэффициент нелинейных искажений выше, чем в схеме с катодной связью. Выбор той или иной схемы фазоинвертора зависит от требований, предъявляемых ко всему усилителю и к фазоинверсному каскаду, в частности.

От двух до пятидесяти

Выбор схемы усилителя низкой частоты и путей для получения той или иной выходной мощности, как правило, зависит от имеющихся у радиолюбителя основных деталей: силовых и выходных трансформаторов, вентилей и фильтров для выпрямителя, усилительных ламп и, в первую очередь, выходных ламп. Самое широкое распространение получили выходные пентоды и лучевые тетроды (для обоих типов второй элемент в названии — буква «П»), такие, как 6ПЗС, 6П6С, 6П1П, 6П14П и др. Каждая из этих ламп, разумеется, имеет свои особенности. Так 6П14П обладает весьма высокой крутизной, и поэтому на сетку ее можно подавать значительно меньшее напряжение сигнала, чем это требуется для других ламп; лампы 6П1П и 6П6С, по сравнению с другими, позволяют получить несколько меньшие нелинейные искажения.

Что же касается выходной мощности, то у всех сетевых ламп (так называют лампы, накал которых можно питать переменным током) эта мощность примерно одинакова и составляет 5–6 вт (рис. 80). Конечно, существуют и более мощные лампы, выходная мощность которых достигает десятков, сотен ватт и даже многих киловатт. Но все это лампы специального назначения — для мощных радиостанций и радиоузлов. Радиолюбители в своих конструкциях усилителей и радиоузлов такие лампы используют очень редко — любителям, как правило, хватает обычных приемо-усилительных ламп, то есть ламп, предназначенных для приемников, телевизоров, усилителей магнитофонов, радиограммофонов и т. п.