|
В статическом режиме для входного каскада, выполненного по триодной схеме с общим катодом, внутренне анодное сопротивление
rа = 6 кОм, по переменному току оказывается включенным параллельно с резистором анодной нагрузки
100 кОм. Поэтому эквивалентное выходное сопротивление оказывается равным rout = 5,66 кОм.
Так как коэффициент усиления каскада равен 29, а проходная емкость Са = 1,4 пФ, то величина
паразитной емкости Миллера составит 30-1,4 = 42 пФ. Дополнительно к этому, катод, подогреватели катода и экранные сетки имеют
по переменному току нулевой потенциал и оказываются включенными параллельно этой емкости: Сg1-k-h-s=
3,3 пФ. Помимо этого к полученной емкости надо добавить несколько пикофарад, возникающих за счет внешних паразитных
цепей схемы (паразитные емкости монтажа и т. п.). Поэтому значение входной емкости порядка 50 пФ окажется очень близким к
реальному значению.
Для того чтобы рассчитать значение емкости конденсатора, требуемого для формирования цепи с постоянной времени 75 мкс,
необходимо найти величину общего эквивалентного сопротивления в схеме замещения Тевенина, которое оказывается включенным
параллельно этому конденсатору (рис. 8.24).
Рис. 8.24 Определение параметров цепи с постоянной времени 75 мкс блока частотной коррекции RIAA
Для упрощения расчета первоначально можно проигнорировать наличие конденсатора С1, величина которого
будет учтена позже. Конденсатор С3 включен параллельно резистору сеточного смещения R5, а они
оказываются включенными последовательно с комбинацией резисторов, образованных из выходного сопротивления предыдущей лампы
и резистора R4. Как обычно, величина сопротивления резистора сеточного смещения задается максимально большой,
поэтому можно принять, что сопротивление R5 = 1 МОм.
Далее предстоит выбрать величину резистора R4. Выходное эквивалентное сопротивление rout
должно составлять небольшую по сравнению с сопротивлением резистора R4 величину, в
противном случае изменение внутреннего анодного сопротивления rа
вызовет нарушение точности выравнивания характеристики, однако, слишком большое значение R4 привело бы к образованию
совместно с резистором R5 делителя напряжения, вызывающего неоправданно высокие потери. На высоких частотах конденсатор
С3 образует короткозамкнутую цепь, в силу этого для входной лампы резистор R4 образует дополнительную
выходную нагрузку по переменной составляющей. Величина сопротивления резистора R4, равная 200 кОм, является весьма
подходящим значением. Дополнительным преимуществом выбора именно такого значения является то, что резисторы с таким значением
номинала одновременно присутствуют как в нормали (классе точности) резисторов Е96, имеющих класс точности 0,1 %, так и в
нормали Е24, имеющих класс точности 1 %. Следует иметь в виду, что очень небольшое количество номиналов для резисторов нормали
Е96 совпадает с номиналами резисторов, входящих в нормаль Е24. Используемая комбинация резисторов R4 и R5
позволяет получить приемлемое значение потерь в 1,6 дБ, не задавая при этом чрезмерно обременительной нагрузки для входного
каскада.
После этого схема включения конденсатора С3, образуется из параллельно включенного резистора R5
= 1 МОм и цепи, образованной последовательно включенными резисторами с сопротивлениями 200 кОм и 5,66 кОм. Общее сопротивление
участка цепи, создаваемой этими резисторами, составит 170,58 кОм. Деление этого значения на постоянную времени 75 мкс позволяет
определить величину необходимой емкости, которая оказывается равной 440 пФ. Однако нагрузкой этой цепи является второй
каскад, у которого существует собственная входная емкость величиной 50 пФ (см. выше), включенная между сеткой и землей. Поэтому,
реальное значение необходимой емкости составляет: 440 пФ — 50 пФ = 390 пФ.
Таким образом, необходимо использовать конденсатор, имеющий емкость 390 пФ и разброс номинального значения которого не
превышает 1 %. Дотошный читатель с некоторым цинизмом может подумать, что как это все здорово получилось, что необходимый
конденсатор точно соответствует номиналу из стандартного ряда (нормали) величин Е12. Однако было бы неплохо учесть, какие,
и весьма значительные, усилия были затрачены при расчетах на подгонку величин номиналов, чтобы достигнуть этот действительно
изящный результат!
В самом начале при анализе не было учтено влияние разделительного конденсатора связи С1, хотя он должен оказывать
некоторое влияние на эквивалентное сопротивление схемы Тевенина, с которой он связан электрически. Можно было бы использовать
в качестве С1 конденсатор очень большой емкости, чтобы сделать его реактивное сопротивление очень маленьким по
сравнению с последовательно включенным резистором 200 кОм. Однако более элегантным решением является небольшое изменение
его местоположения в схеме (рис. 8.25).
В этой новой ситуации величина емкости конденсатора может быть относительно небольшой, поскольку его реактивное сопротивление
не сильно критично сравнительно со значением сопротивления резистора, равного 1 МОм. Параметр постоянной времени 75 мкс
соответствует частоте ослабления с уровнем —3 дБ, равной примерно 2 кГц, то есть той частоте, на которой значения величин
других компонентов схемы становятся критичными. На частоте 2 кГц конденсатор с емкостью 100 нФ
имеет реактивное сопротивление порядка 800 Ом, что составляет менее 1 % от значения сопротивления 1 МОм. Если бы местоположение
конденсатора не изменялось, то понадобился бы конденсатор с емкостью более 470 нФ просто для того, чтобы обеспечить необходимую
точность частотной коррекции RIAA.
Рис. 8.25. Изменение места установки конденсатора связи для уменьшения взаимовлияния
С другой стороны, существует небольшой нюанс при использовании конденсатора связи с очень большим значением емкости,
предназначенным уменьшить шум в области нижних частот, так как сопротивление 200 кОм последовательно включенного резистора
R4 компенсирует выходное сопротивление входной лампы и сводит на нет свое шунтирующее влияние на резистор сеточного
смещения второй лампы.
Ниже приводится программа QBASIC, которая позволяет со сравнительно небольшими трудозатратами, экспериментируя с различными
значениями сопротивлений резистора, рассчитать наиболее подходящее значение емкости конденсатора, и также рассчитать значения
величины затухания на частоте 1 кГц.
CLS
X = 1
PRINT "This program finds the value of capacitor"
PRINT "required for 75us CR in the circuit of"
PRINT "Fig. 25 and calculates the loss at 1khz."
PRINT
DO WHILE X > 0
PRINT "What value is the series resistor PLUS the"
PRINT "output resistance, in Ohms, input"
PRINT "0 to stop";
INPUT X
IF X = 0 THEN END
PRINT "What is the value of the grid-leak, in"
PRINT "Ohms";
INPUT Y
R = (X * Y) / (X + Y)
С = .000075 / R
PRINT
D = <<C * 10л 12) * 10) \ 1) / 10
PRINT ~C = "; D; "pF"
A = 1 / (2 * 3.14159 * 1000 * C)
L = ((8.68589 * LOG((Y / (X + Y)) * (A / SQR R л 2 + А^ 2)) * 10) \ 1) / 10
REM THE 8.68589 FACTOR ARISES BECAUSE QBASIC USES
NATURAL LOGS
PRINT "lkHz loss ="; -L; "dB"
PRINT
LOOP
|
