|
Под низкочастотным самовозбуждением усилителя чаще всего понимается автогенерация усилителя на частотах в несколько герц,
либо в области нижних звуковых частот, которая без сомнений вызывается случайной обратной связью, образованной цепями источника
питания из-за возросшего на низких частотах импеданса конденсаторов фильтра. Из-за этого эффекта собственно усилитель превращается
в релаксационный генератор. Стандартным способом избавления от этой проблемы является снижение емкости конденсаторов связи
в цепи прохождения сигнала (то есть разделительных конденсаторов), что эквивалентно снижению коэффициента передачи петли.
Такой подход удовлетворял бы второму условию из вышеприведенного списка путей достижения устойчивости, но он только устранил
бы симптомы.
Реальным же решением проблемы явилось бы выполнение первого условия, для чего путем подбора параметров высоковольтного
стабилизатора напряжения необходимо по возможности исключить из схемы конденсаторы фильтра (или изменить их номиналы) и задаваемые
ими постоянные времени RC цепей. Это сразу раз и навсегда решило бы проблему. Именно такой способ повышения устойчивости
позволяет справиться с проблемой в верхней части диапазона нижних звуковых частот для схем, использующих стабилизированные
источники питания, так как именно он устраняет ранее не определяемые НЧ автоколебания («звон»). Следует отметить, что данная
проблема совсем не обязательно требует наличия петли межкаскадной обратной связи, чтобы дать себя проявить и что предусилители
«с нулевой обратной связью» также не защищены от ее воздействия.
Как уже говорилось выше, для усилителей существует не только низкочастотная неустойчивость, но также ВЧ генерация. На
практике лучше сначала заняться решением проблемы ВЧ устойчивости, так как именно она определяют предельную устойчивость,
когда усилитель находится при максимальной нагрузке, и данные проблемы могут неожиданно проявиться, несмотря на то, что НЧ
устойчивость уже достигнута.
Паразитные колебания в выходном каскаде и схема подавления паразитных колебаний в цепи сетки
Зачастую, паразитными элементами, вызывающими нежелательные обратные связи, приводящие к самовозбуждению, являются не
предусмотренные схемой емкости и индуктивности, которые возникают на стадии практического монтажа схемы.
Взаимодействие проходной емкости лампы с последовательно включенной индуктивностью, образованной проводниками цепи сетки,
образует резонансный контур, следовательно, электронная лампа с высоким значением проводимости (крутизны) gm (низким значением
rk) практически обречена на самовозбуждение. (Индуктивности в катодных цепях не оказывают такого
влияния, так как они образуют отрицательную обратную связь, снижающую коэффициент передачи петли обратной связи.) Наилучшим
решением этой проблемы является подавление резонанса, установкой последовательно включенного резистора подавления паразитных
колебаний в цепи сетки. Подключение физически должно быть выполнено по возможности как можно ближе к точке выводного контакта
сетки ламповой панели. Физическое положение резистора влияет на степень снижения индуктивности вывода сетки, тогда как величина
сопротивления в сеточной цепи оказывает значительно большее влияние на увеличение потерь резонансной цепи без ощутимого
влияния на частоту колебаний. Учитывая, что нагруженная добротность контура определяется выражением
видно, что добротность цепи сильнее всего зависит от последовательного сопротивления; поэтому добавление последовательно
включенного в цепь сетки резистора 10 кОм, является наиболее эффективным способом подавления паразитных автоколебаний.
Для малосигнальных ламп, которые подвержены подобным проблемам (например, лампы типов Е88СС, 5842, ЕС8010), идеальным
решением является установка резистора, предназначенного для поверхностного монтажа, который будет непосредственно контактировать
с выводом лампы.
Наиболее пригодными для этих целей являются значения сопротивлений в диапазоне от 100 Ом до 10 кОм, но точное значение
подбирается экспериментально, так как для каждой конкретной разработки величина этого сопротивления может оказаться критичной.
Самовозбуждение выходного каскада с ультралинейным выходом и подавление автоколебаний в цепи экранирующей сетки
Ультралинейные усилители с выходным трансформатором не очень высокого качества или с параллельно включенной ламповой
парой подчас требует использования последовательной RC-цепи, вводимой между анодом и экранирующей сеткой. Это происходит
из-за того, что эта часть обмотки трансформатора, подключаемая к экранирующей сетке, образует последовательно включенные
резистивное и индуктивное сопротивления. Дополнительная цепь необходима для придания комплексному сопротивлению чисто омического
характера, во избежание возникновения паразитных резонансов. Для точки отвода от обмотки трансформатора, обычно составляющей
43% общей обмотки, импеданс между анодным и сеточным выводами составляет примерно 9% от значения общего импеданса между точками
подключения анод-анод. Это соотношение может послужить неплохой основой для определения величины сопротивления дополнительной
цепочки, но все-таки значения сопротивления и емкости должны определяться эмпирическим путем (путем одновременного добавления
к каждой половине обмотки трансформатора), и достаточно часто они имеют значения порядка 1 нФ и 1 кОм. Следует иметь в виду,
что каждый конденсатор должен быть рассчитан на рабочее напряжение, которое должно быть не меньше высокого напряжения в цепи
анодного питания.
Устойчивость лампового усилителя достаточно часто описывается глубиной дополнительной обратной связи, которая могла бы
понадобиться, чтобы вызвать режим генерации. Данное условие просто характеризует ту степень увеличения, в соответствии с
которым постоянные времени частотозадающих RC цепей должны были бы еще увеличены сверх того предела, который необходим для
обеспечения устойчивой работы. Для усилителя Milliard 5-20 можно с гордостью констатировать, что для возникновения неустойчивости
понадобится введение дополнительной обратной связи с коэффициентом передачи не менее 20 дБ, тогда как в усилителях Williamson
даже без введения дополнительной обратной связи уже возникают сомнения относительно устойчивой работы в низкочастотном диапазоне.
Из изложенного выше вытекает, что обеспечение устойчивости лампового усилителя после введения межкаскадной отрицательной
обратной связи отнюдь не является легко решаемой задачей.
|
