Ваш радиоприемник

Сворень Рудольф Анатольевич

С обратной связью мы познакомились, когда речь шла о недостатках триода (стр. 121) — она возникла из-за того, что сигнал из анодной цепи лампы попадал в сеточную. Существует две разновидности обратной связи — положительная и отрицательная. В первом случае сигнал, попадающий в сеточную цепь из анодной, действует согласованно, или, как говорят, в фазе с усиливаемым сигналом, в результате чего переменное напряжение на сетке увеличивается. Во втором случае обратная связь действует в противофазе с сигналом и ослабляет его.

В усилителях низкой частоты используется только отрицательная обратная связь, так как она позволяет снизить нелинейные искажения и в широких пределах корректировать частотную характеристику усилителя.

Каждая электронная лампа, особенно выходная, в какой-то степени изменяет форму усиливаемого сигнала, создает нелинейные искажения (стр. 38). Связано это с тем. что на некоторых участках характеристика

лампы нелинейна — анодный ток не всегда прямо пропорционален напряжению на сетке. В результате нелинейных искажений на выходе усилителя появляются синусоидальные составляющие, которых не было на входе, и из радиоприемника вместо чистого, прозрачного звука доносятся скрежет и хрипы. Для объективной оценки искажений существует специальная величина — коэффициент нелинейных искажений, который показывает, сколько процентов от основного сигнала составляет мощность вновь появившихся посторонних гармоник. Нелинейные искажения в 3–5 процентов наше ухо практически не замечает, 10–15 процентов сильно искажают передачу, ну а при искажениях больше 20 процентов речь и особенно музыку может слушать человек лишь с исключительно крепкими нервами. Помимо ламп «богатым» источником нелинейных искажений является еще и громкоговоритель, а также выходной трансформатор. Кроме того, в общий счет входят искажения, которые появляются на передающей стороне радиовещательного тракта. Все это заставляет вести упорную борьбу с каждым лишним процентом искажений везде, где это только возможно, в том числе и в усилителе низкой частоты.

Когда мы вводим отрицательную обратную связь в усилитель НЧ, то из анодной цепи на сетку попадает не только усиливаемый чистый сигнал, но и все посторонние гармоники, появившиеся в самой лампе в результате искажений. И вот здесь-то, попав на главный командный пост лампы, на управляющую сетку, появившиеся в результате искажений гармоники начинают сами себя ослаблять, действуя против своих «родителей» — посторонних гармонических составляющих анодного тока. Конечно, подобным способом нельзя полностью избавиться от искажений, но уменьшить их в несколько раз удается. Заметим, что наряду с определенными достоинствами отрицательная обратная связь имеет и серьезный недостаток, она одновременно ослабляет полезный сигнал. Однако бороться с этим недостатком довольно просто-нужно лишь повысить усиление предыдущего каскада и подавать напряжение на сетку с некоторым запасом.

На рис. 50 вы видите упрощенную по сравнению с предыдущей (не показаны цепи накала, вместо пентода в первом каскаде работает триод) схему усилителя НЧ, где жирными линиями показано несколько типичных цепей отрицательной обратной связи. Прежде всего (а, б) напряжение обратной связи появится на катодных сопротивлениях R₃ и R₆, если отключить от них конденсаторы. Теперь под действием анодного тока на сопротивлениях возникает не только постоянное, но и переменное напряжение, которое, как всегда, действует между катодом и корпусом, а значит, между катодом и сеткой.

Рис. 50

Анод лампы Л₁ с ее сеткой непосредственно связывает конденсатор С₁₀ (в). Он по сути дела лишь увеличивает междуэлектродную емкость лампы. Аналогичная цепь (г) протянута с анода выходной лампы к сетке первого каскада, правда, не к самой сетке, а к сопротивлению R₃, которое, как только что было отмечено, включено между сеткой и катодом лампы Л₁. Одна из цепей (д) охватывает практически весь усилитель, так как напряжение низкой частоты здесь подается со вторичной обмотки выходного трансформатора на вход первого каскада, в другой цепи (ж) отрицательной обратной связью охвачены лишь главные источники нелинейных искажений — выходной каскад (Л₂) и выходной трансформатор. Обратная связь может подаваться и на экранную сетку, например, с части витков (I б) первичной обмотки выходного трансформатора (е). Такую схему иногда называют ультралинейной.

С помощью конденсатора,

сопротивление которого, как известно, зависит от частоты, удается сделать обратную связь неравномерной — усилить или, наоборот, ослабить ее в некоторой части звукового спектра и таким путем «поднять» или «завалить» определенный участок частотной характеристики.

Этот прием широко используется в усилителях НЧ и, в частности, в раздельном регуляторе тембра, работу которого поясняет рис. 51.

Рис. 51

В цепи обратной связи имеются два фильтра — один из них пропускает высшие звуковые частоты, другой — низшие. Уменьшая сопротивление R₁, это своего рода гасящее сопротивление, мы усиливаем обратную связь (а значит, ослабляем входной сигнал) на высших частотах и создаем «завал» частотной характеристики в этой области. Аналогично с помощью сопротивления R₂ регулируется тембр в области низших частот. Практически в цепях обратной связи имеется значительное количество сопротивлений и конденсаторов (в принципе вместо конденсаторов можно использовать катушки — их сопротивление тоже зависит от частоты), с помощью которых и осуществляется корректировка частотной характеристики.

И, наконец, еще один незнакомый нам элемент усилителя НЧ — двухтактный выходной каскад. Когда от усилителя нужно получить большую мощность и одной лампы уже недостаточно, поступают довольно просто — берут две, включая их так, как показано на рис. 52. Это и есть двухтактный выходной каскад, который можно встретить почти во всех приемниках высокого класса.

Рис. 52

Возможен такой режим двухтактного каскада, когда лампы работают поочередно, подобно кенотронам в двухполупериодном выпрямителе. Правда, в двухполупериодном выпрямителе нагрузку включают так, чтобы получить в ней пульсирующий ток, то есть ток одного направления. В двухтактном каскаде задача совсем другая — лампы должны создать в нагрузке переменный ток, причем каждая из них обеспечивает какой-нибудь одни — положительный или отрицательный полупериод этого тока. Из каждой половинки обмотки энергия передается во вторичную, где выходные мощности обеих ламп суммируются в едином переменном токе низкой частоты.

Можно было бы, конечно, обойтись и без двухтактной схемы и просто включить лампы параллельно — анод соединить с анодом, катод — с катодом, сетку — с сеткой. При этом увеличился бы суммарный анодный ток, а значит, и входная мощность. Однако двухтактная схема имеет по сравнению с параллельным включением ламп, да и вообще по сравнению с любой однотактной схемой (рис. 49), ряд серьезных преимуществ.

Глазные из них — малые нелинейные искажения при большой выходной мощности, уменьшение габаритов выходного трансформатора, экономный расход анодного тока, возможность улучшить частотную характеристику. Благодаря этим достоинствам двухтактная схема, наверное, применялась бы еще более широко, не будь у нее так велики запросы. Она требует, чтобы на сетки ламп Л₂ и Л₃ подавались одинаковые по величине и обязательно противофазные напряжения — когда на одной сетке положительный полупериод усиливаемого сигнала, на другой должен быть отрицательный. Для того чтобы получить такие напряжения, как правило, используется специальный усилительный каскад с громоздким названием «фазоинвертор».

Наиболее простая схема для получения двух напряжений показана на рис. 52. Здесь вторичная обмотка междулампового трансформатора Тр₁ разделена на две части, а так как заземлен средний вывод («средняя точка»), то напряжения на сетках ламп Л₂ и Л₃ оказываются в противофазе — в тот момент, когда на сетке Л₁ «плюс» относительно шасси, на сетке Л₂ — «минус». В приемниках подобная схема сейчас встречается сравнительно редко — ее заменили бестрансформаторные ламповые фазоинверторы. Один из них — усилительный каскад с разделенной на две части нагрузкой (рис. 53, а).