Содержание

Общие сведения,
классификация
Устройство и работа диода
Устройство и работа триода
Электронная эмиссия
Термоэлектронные катоды
Особенности устройства
электронных ламп
Физические процессы
Закон степени трех вторых
Анодная характеристика
Параметры
Рабочий режим. Применение
диода для выпрямления
переменного тока
Основные типы
Физические процессы
Токораспределение
Действующее напряжение и
закон степени трех вторых
Характеристики
Параметры
Особенности
Усилительный каскад с
триодом
Параметры усилительного
каскада
Аналитический расчет и
эквивалентные схемы
усилительного каскада
Графоаналитический расчет
режима усиления
Генератор с триодом
Межэлектродные емкости
Каскады с общей сеткой и
общим анодом
Недостатки триодов
Основные типы приемно-
усилительных триодов
Устройство и работа тетрода
Устройство и работа пентода
Схемы включения тетродов
и пентодов
Характеристики тетродов
и пентодов
Параметры тетродов и
пентодов
Межэлектродные емкости
тетродов и пентодов
Устройство и работа
лучевого тетрода
Характеристики и параметры
лучевого тетрода
Рабочий режим тетродов
и пентодов
Пентоды переменной
крутизны
Краткие сведения о
различных типах
тетродов и пентодов
Специальные лампы
Общие сведения
Электростатические
электронно-лучевые трубки
Магнитные электронно-
лучевые трубки
Люминесцентный экран
Краткие сведения о
различных электронно-
лучевых трубках
Электрический разряд
в газах
Тлеющий разряд
Стабилитроны
Тиратроны тлеющего разряда
Индикаторные приборы
Дисплеи
Краткие сведения о
различных газоразрядных
приборах
Фотоэлектронная эмиссия
Электровакуумные
фотоэлементы
Фотоэлектронные умножители
Причины собственных шумов
Шумовые параметры
Межэлектродные емкости
и индуктивности выводов
Инерция электронов
Наведенные токи в
цепях электродов
Входное сопротивление
и потери энергии
Импульсный режим
Основные типы электронных
ламп для СВЧ
Общие сведения
Пролетный клистрон
Отражательный клистрон
Магнетрон
Лампы бегущей и
обратной волны
Амплитрон и карматрон
Надежность и испытание
электровакуумных приборов
Усилитель на триоде
с общим катодом
Ограничения по выбору
рабочей точки
Режим в рабочей точке
Катодное смещение
Выбор величины
сопротивления резистора
в цепи сетки
Выбор выходного
разделительного
конденсатора
Вредное влияние проходной
емкости лампы и пути
его уменьшения
Применение
экранированных ламп
Каскод (каскодная схема)
Катодный повторитель
Каскад с общим катодом
как приемник
неизменяющегося тока
Пентоды в качестве
приемников
неизменяющегося тока
Катодный повторитель
с активной нагрузкой
Катодный повторитель Уайта
μ-повторитель
Выбор верхней лампы для
μ -повторителя
Параллельно управляемый
двухламповый усилитель
(SRPP)
β-повторитель
Дифференциальная пара
(дифференциальный каскад)
Коэффициент реакции
питающего напряжения
(PSRR)
дифференциальной пары
Полупроводниковые
приемники неизменяющегося
тока для
дифференциальной пары
Использование транзисторов
в качестве активной нагрузки
для электронных ламп
Классификация искажений.
Принципы оценки линейных
искажений
Принципы измерения
нелинейных искажений
Измерение и интерпретация
искажений
Совершенствование
измерений нелинейных
гармонических искажений
Цифровая обработка сигналов
Особенности проектирования
усилителей с малыми
искажениями
Работа с сеточным током
и нелинейные искажения
Уменьшение искажений
подавлением (компенсацией)
Проблемы смещения
по постоянному току
Выбор электронной лампы по
критерию низких искажений
Проблема сопряжения одного
каскада со следующим
Усилитель класса А для
электромагнитных головных
телефонов с непосредств.
междукаскадной связью
Радиокомпоненты -
Общие сведения
Ряды стандартизованных
значений сопротивлений
Металлизированные
пленочные резисторы
Проволочные резисторы
Конденсаторы -
Общие сведения
Металлические конденсаторы
с воздушным диэлектриком
Пленочные конденсаторы,
изготовленные
металлизацией диэлектрика
Алюминиевые
электролитические
конденсаторы
Основные вопросы,
возникающие при
выборе конденсатора
Общие сведения о
катушках индуктивности
Трансформаторы -
Общие сведения
Трансформаторы.
Намагничивание и потери
Модели трансформаторов
Почему необходимо
использовать трансформаторы
Определение параметров
неизвестного трансформатора
Основные виды
источников питания
Выпрямление переменного
тока
Одиночный накопительный
конденсатор в роли
сглаживающего элемента
Влияние напряжения
пульсаций на выходное
напряжение
Насыщение сердечника
трансформатора
Критерии выбора силового
трансформатора
Источник питания со
сглаживающим дросселем
Номинальное значение
тока дросселя
Выбросы тока и
демпфирующие элементы
Использование накопительного
конденсатора для снижения
высоковольтного напряжения
Частотные характеристики
используемых на практике
LC-фильтров
Широкополосная фильтрация
Выпрямители с умножением
(умножители) напряжения
Классическая схема
последовательного
стабилизатора
Двухтранзисторная схема
последовательного
стабилизатора
Стабилизатор цепи сеточного
смещения с регулируемым
выходным напряжением
Источники питания низкого
напряжения и синфазный шум
Ламповый стабилизатор
напряжения
Способы увеличения
выходного тока стабилизатора
Коэффициент режекции
источника питания
Включение сглаживающих
конденсаторов
Перенапряжения при
включении схемы
Составление предварительной
схемы блока питания
Высоковольтный выпрямитель
и стабилизатор
Особенности смещения
подогревателей ламп
Схема улучшенного
источника питания
Рабочий режим
Увеличение максимально
допустимого Vrrm
Выходной каскад класса А
с несимметричным выходом
Особенности акустических
систем
Неидеальности
трансформаторов
Режимы работы усилительных
приборов. Классы усилителей
Двухтактный выходной каскад
Выходной каскад по
ультралинейной схеме
Трансформаторный катодный
повторитель
Усилители без выходного
трансформатора
Составляющие блока
усилителя мощности
Предоконечный каскад блока
усилителя мощности
Фазоинверсный каскад
Дифференциальный усилитель
или пара с катодной связью
«Согласованный»
фазоинвертор
Общие проблемы
устойчивости усилителей
Подавление первой
доминанты ВЧ составляющей
Низкочастотное
самовозбуждение усилителя
Усилитель Williamson
Усилитель Milliard 5-20
Усилитель Quad II
Выбор выходной лампы
Выбор статической рабочей
точки с учетом Pвых и КНИ
Точное определение
выходного трансформатора
Особенность выпрямление
высоковольтного напряжения
Варианты применения
стабилизатора ВВ напряжения
Требования к каскаду
предоконечного усиления
Определение рабочей точки
предоконечного каскада
Проверка работоспособности
усилителя
Пример разработки
двухтактного УМ
Оптимизация входного и
фазоинверсного каскадов
Расчет R катодного смещения
лампы и R обратной связи
Выбор элементов
оконечного каскада
Разработка усилителей
мощностью более 10 Вт
Активные кроссоверы
и схема Зобеля
Выбор лампы для
оконечного каскада
Требования к предоконечному
каскаду усиления
Источники питания и
постоянная токовая нагрузка
Второй дифференциальный
усилитель и выходной каскад
Первый дифференциальный
усилитель и линейность х-ки
Каскодная схема постоянной
токовой нагрузки
Постоянная токовая нагрузка
первого диф. каскада
Элементы, повышающие ВЧ
устойчивость. Итоговая схема
Схема источника питания
«Потомок от усилителя Beast»
Расчет уровня фонового
шума от ИП
Особенности цифрового
сигнала от компакт-диска
Требования к предусилителю
Технические требования
к линейному каскаду
Традиционный линейный
каскад
Пути достижения заданных
требований и выбор лампы
Основные проблемы
регулирования громкости
Переключаемые аттенюаторы
Расчет переключаемого
аттенюатора
Табличные вычисления для
расчета регулятора громкости
Светочувствительные
резисторы и громкость
Входной переключатель
Частотный корректор RIAA
Влияние провода
звукоснимателя
Требования к блоку
частотной коррекции
Метод частотной коррекции
стандарта RIAA
Раздельное выравнивание
характеристики RIAA
Шумы и влияние входной
емкости входного каскада
Учет собственных
шумов лампы
Улучшение шумовых
характеристик с RIAA
Расчет элементов на 75 мкс
Параметры цепей на
3180 мкс и 318 мкс
Симметричный вход и
подключение звукоснимателя
Симметричный предусилитель
Возможности исключения
линейного каскада
Вариант RIAA с исполь-
зованием лампы типа ЕС8010
Оптимизация характеристик
входного трансформатора
Анализ работы блока RIAA
Практические методы
настройки блока RIAA
Линейный каскад
О межблочных и
акустических кабелях

 

 
 

Требования к блоку частотной коррекции

Совершенно аналогично тому, как это делалось в случае с линейным каскадом, прежде всего необходимо перечислить полный перечень требований к блоку частотной коррекции проигрывателя грампластинок, удовлетворяющему требованиям стандарта RIAA.

1. Низкий уровень шумов и отсутствие фона сетевого питания. Следует признать, что электронные лампы не являются такими же малошумящими, как последние поколения малошумящих операционных усилителей, выполненных на интегральных микросхемах, но осуществляя накал подогревателей, при помощи источников постоянного тока, можно практически полностью снять проблему фона сетевого питания и несколько снизить шум ламп. Пентоды желательно сразу исключить из рассмотрения, однако, к использованию триодов также необходимо будет подходить с некоторой осторожностью.

2. Постоянные значения входного сопротивления и емкости. Это требование может показаться очевидным, но многие конструкции оказываются несостоятельными из-за того, что подвижные магнитные части головок звукоснимателей оказываются особенно чувствительными к изменениям электрической нагрузки.

3. Точность выполнения частотной коррекции. Кажется совершенно неправдоподобным, хотя это и так, но огромное количество разработок (как древних, так и современных) имеет совершенно неправильно заданные параметры частотной коррекции стандарта RIAA. Это может быть связано как с ошибками при использовании для расчетов изначально верных математических выражений, так и с ошибками определения условий нагрузки.

4. Необходимо учитывать плохую способность к быстрому реагированию на изменения параметров компонентов. Лампы подвержены естественному старению, и по мере развития процесса значение сопротивления rа возрастает. Аналогично этому, при замене лампы, значение проходной емкости Cag может совершенно не совпадать со значением, которое было у прежней лампы. Любой из указанных эффектов может весьма ощутимо повлиять на точность частотной коррекции по стандарту RIAA.

5. Хорошая способность переносить перегрузки. Однако возникает вопрос, а в чем именно должна заключаться данная способность? При использовании цифрового осциллографа Tektronix TDS420 исследовался максимальный уровень выходного сигнала долгоиграющих пластинок, воспроизводимый с использованием высококачественной звуковоспроизводящей системы. Первоначально осциллограф TDS420 использовался в режиме «исследования огибающей амплитудо-модулированного сигнала» с целью определить максимальную выходную мощность звукоснимателя, причем, контроль велся на протяжении всего дня, в течение которого прослушивались музыкальные программы.

Максимальные пики наблюдались во время воспроизведения пластинки, соответствующей стандарту безукоризненной точности воспроизведения Mobile Fidelity, с записанной Девятой симфонией Бетховена. До введения коррекции пики возрастали до уровня +16 дБ выше номинального уровня, соответствующего скорости перемещения иглы 5 см/с, однако, пики от щелчков, или скрипов, вызванные наличием на пластинке пыли или микроцарапин, превысили этот уровень почти вдвое, достигнув значения +22дБ (рис. 8.14).

Осциллограмма выходного музыкального сигнала, полученная методом огибающей АМ-сигнала

Рис. 8.14 Осциллограмма выходного музыкального сигнала, полученная методом огибающей АМ-сигнала и не подвергнутая частотной коррекции (пики на осциллограмме определяются наличием на грампластинке пыли и микротрещин)

Индивидуальные щелчки были затем убраны и было обнаружено, что возбуждался механический резонанс системы виниловая пластинка — масса звукоснимателя, который проявлялся в сильно сглаженных (демпфированных) колебаниях на частоте 56 кГц, причем это наблюдалось именно для используемого звукоснимателя с подвижной катушкой головки (рис. 8.15).

Перегрузка, возникающая в результате воздействия ультразвуковых колебаний, могла также вызвать явление взаимомодуляции, результирующая которой могла затем проявиться в звуковом диапазоне частот, либо, в более худшем случае, вызвать блокирование. Блокирование особенно нежелательно, так как оно преобразует кратковременную перегрузку, которая могла вообще оказаться незамеченной, в длительную (затянувшуюся) низкочастотную помеху, жесткость воздействия которой могла дополнительно усилиться действием блока частотной коррекции. В случае, если усилитель мощности блокируется, пользователь может уменьшить громкость звука, но такого не происходит в блоке частотной коррекции записи RIAA, поэтому необходимо любым способом избегать возникновения блокирования.

Можно задать границы изменения чувствительности звукоснимателя уровнем порядка 6 дБ. В случае, если понадобится более высокое, чем принятое значение, можно будет переконфигурировать блок частотной коррекции RIAA проигрывателя.

Осциллограмма выходного сигнала звукоснимателя, не подвергнутая частотной коррекции

Рис. 8.15 Осциллограмма выходного сигнала звукоснимателя, не подвергнутая частотной коррекции и демонстрирующая возбуждение, возникающее из-за механического резонанса системы виниловая грампластинка — звукосниматель с конечной массой

Хорошо разработанная схема не должна работать точно в заданных границах, поэтому необходимо раздвинуть границы диапазона на дополнительные 6 дБ, определяя, таким образом, общий диапазон 28 дБ для звукового частотного диапазона, и увеличивая его до 34 дБ, или даже несколько более этого значения, для ультразвукового частотного диапазона. Очень немногие предусилители любого года выпуска могут одновременно удовлетворять таким требованиям и требованию низких шумов.

Старые, «заезженные» пластинки генерируют помехи ультразвукового диапазона гораздо интенсивнее, чем новые. Это может объясняться либо наличием грязи, набившейся в звуковые канавки, либо перескакиванием иглы в процессе воспроизведения звука с дорожки на дорожку и повреждением их стенок, когда иголка ударяется о боковые поверхности. Явно завышенная граница допустимой перегрузки в ультразвуковом диапазоне как раз и есть та причина, по которой предусилитель не очень высокого качества может сделать невозможным прослушивание изношенной старой грампластинки, однако при воспроизведении пластинки с использованием предуси-лителя высокого качества от нее можно будет получить максимальную отдачу.

6. Низкий уровень искажений. Данное требование является очевидным и перекликается с требованием п. 5.

7. Низкое значение выходного сопротивления. Блок частотной коррекции RIAA проигрывателя должен иметь способность работать на емкостную нагрузку кабеля, соединяющего его как с записывающим устройством, так и с линейным каскадом, если он расположен отдельно от проигрывателя.

8. Незначительный микрофонный эффект. Лампы всегда склонны к микрофонному эффекту, но возможно сделать его незначительным. Низкое значение анодной нагрузки совместно с большим анодным током снижает шум, но увеличивает усиление каскада по мощности, что приводит к увеличению микрофонного эффекта. Разумеется, необходимо изолировать лампы механически. Эта проблема гораздо проще, чем кажется на первый взгляд, потому что резонансные частоты всех конструкционных элементов лежат выше 1 кГц, и механический фильтр для этих частот делается весьма просто размещением блока частотной коррекции на отдельном шасси, которое крепится к основному на эластичных подвесках из резины (металлические пружины не подходят из-за того, что их собственная частота колебаний обычно близка к частоте собственных колебаний внутренних элементов лампы).

После того, как определены основные требования к самому блоку, можно рассмотреть требования к топологии.

Требования малого уровня шумов и постоянства входного сопротивления явно указывают на необходимость использования параллельной обратной связи. Требование низкого уровня шумов исключает использование пентода. Таким образом, остается триодный каскад, включающий активный каскад выравнивания характеристики, использующий последовательные связи, либо варианты пассивного выравнивания характеристики. Каждый из претендентов может быть в дальнейшем преобразован для выполнения функции выравнивания по принципу «все одновременно и в одном месте», либо расчленен по целому ряду каскадов.

 

 

 

Информация

 

Продолжение

Прежде, чем начать усердное решение проблемы, связанной с выравниванием (коррекцией) частотной характеристики в соответствии со стандартом RIAA, необходимо попытаться определить понятие частотной коррекции, соответствующей стандарту RIAA. Параметры, используемые для выравнивания частотной характеристики, могут быть точно и однозначно выражены с использованием постоянных времени: 3180 мкс, 318 мкс и 75 мкс (то есть путем использования элементов или отдельных цепей, задающих данные постоянные времени). Постоянная времени связана с частотой колебаний соотношением t = 1/(2πf) то есть постоянная времени 318 мкс соответствует периоду колебаний с частотой 500,5 Гц. Уравнение, которое выражает коэффициент передачи Gs, необходимый для ответной реакции системы на коррекцию в соответствии со стандартом RIAA, имеет следующий вид:

Решение данного уравнения, оперирующего с комплексными числами, является достаточно громоздким и представляет определенные трудности, поэтому наиболее простым способом получить результаты вычислений является использование компьютерной программы на языке QBASIC, которая приводится ниже. Результатом вычислений, выполненных с использованием данной программы, являются данные, приведенные в табл. 8.5. Данная программа рассчитывает только необходимую характеристику эквалайзера; предварительно идеально откорректи-рованный сигнал, проходя через идеальный эквалайзер, дает отклонение амплитудной характеристики, равное 0 дБ, и сдвиг по фазе частотной характеристики, равный 0° для всех частот.

Необходимо отметить, что порядок операций, установленный при использовании этой программы, имеет жизненно важное значение, и что числа, следующие после команды DATA должны быть напечатаны в одну линию, даже несмотря на то, что они могут не умещаться по ширине экрана (или страницы) на дисплее.

Далее, несмотря на то, что амплитудная характеристика была нормирована относительно значения частоты 1 кГц, для частотных характеристик операция приведения (нормирования) не использовалась.

Из результатов, приведенных в табл. 8.5, видно, что высокое значение усиления (коэффициента передачи) необходимо в диапазоне низких частот, тогда как ослабление на высоких частотах должно продолжаться безгранично, что исключает применение последовательной обратной связи, так как усиление не может падать до значения меньше единицы. Хотя такое снижение и может достаточно точно компенсироваться за точкой схемы, соответствующей точке введения обратной связи усилителя, в действительности это означает, что характеристика перед компенсацией возрастает, что вызывает опасность роста искажений и увеличенного запаса в ультразвуковой области.

 
 
Сайт создан в системе uCoz