Содержание

Топология схемы: источники питания и их влияние на элементы, задающие постоянную токовую нагрузку

Лампы семейства *SN7/*N7 вносят нелинейные искажения, в основном, на второй гармонике, влияние которой может быть нейтрализовано использованием в качестве предусилительного каскада дифференциального усилителя при условии, что при этом нет потерь по переменной составляющей полезного тока (сигнала) в общем резисторе дифференциальной пары.

Рис. 7.41 Упрощенная принципиальная схема усилителя

Следовательно, необходима установка активных элементов в общие цепи питания обоих дифференциальных усилителей (то есть создание активной цепи неизменяющегося тока). Но, поскольку сетки имеют емкостную связь с предыдущим каскадом (то есть гальванически развязаны с ним), то цепи питания сеток подсоединены к тому же самому выводу источника питания, что и элементы, задающие неизменную токовую нагрузку. Значение постоянного напряжения на катодах дифференциальной пары V_k должно быть небольшим, следовательно, в качестве элемента, задающего постоянную токовую нагрузку, (элемента неизменяющегося тока) вполне возможно и даже целесообразно использовать полупроводниковый прибор.

Для второго дифференциального усилителя, как уже говорилось выше, необходим источник высоковольтного питания с напряжением более 500 В, следовательно, вероятное значение напряжения смещения между сеткой и катодом V_gk для используемого типа ламп должно быть порядка —10 В (ориентируясь по их статическим характеристикам). Это напряжение является достаточным без использования дополнительного источника питания для работы каскада, задающего постоянную токовую нагрузку (то есть образующего активную цепь неизменяющегося тока). К сожалению, первый каскад должен иметь достаточно небольшое по величине высоковольтное напряжение и, следовательно, недостаточное для применения каскада значение напряжения смещения V_gk, поэтому, использование полупроводникового элемента типа 334Z в качестве задающего постоянную токовую нагрузку, являлось бы наиболее удобным. Однако, полупроводниковый прибор типа 334Z имеет максимальное значение рабочего тока 10 мА, тогда как использование схемы каскада обеспечивало бы любое необходимое значение тока нагрузки. Таким образом, на выбор рабочих точек лампы уже накладывается ряд ограничений.

Максимальное значение анодного напряжения и источник положительного высоковольтного питания

Так как была выбрана схема непосредственной связи катодных повторителей с сеточными цепями выходных ламп, то напряжения на катодах повторителей будут порядка —82 В, а точное их значение будет определяться типом ламп. Если аноды катодных повторителей соединены с высоковольтным источником питания выходного каскада, то напряжение, приложенное между анодом и катодом, будет равно V_ak = 482 В. Это значение превышает предельно-допустимое, которое даже для наиболее электрически прочных модификаций ламп GTA или GTB семейства *SN7 равно V_a(max) = 450 В. Но данная проблема не является такой уж неразрешимой, так как нет необходимости, чтобы на катодном повторителе размах амплитуд составлял 482 В пикового значения, следовательно, можно снизить положительное напряжение источника питания этого каскада до 160 В, что снизит напряжение между анодом и катодом лампы V_ak до значения примерно 250 В (учитывая двухполярное питание каскада, которое уже обсуждалось выше) допуская этим самым использование любой из ламп семейства *SN7/*N7.

Далее необходимо рассмотреть величину постоянного напряжения смещения выходного каскада. Высокие значения крутизны gm для выбранных ламп выходного каскада (безразлично, 13Е1, либо группы ламп EL34) означает, что ток выходного каскада крайне чувствителен к изменениям напряжения смещения между сеткой и катодом V_gk, а значение 30 мА/В является чрезвычайно высоким показателем для крутизны приемо-усилительной лампы, пусть даже и мощной. Данное значение просто указывает на недопустимость дрейфа напряжения сеточного смещения. Так как цепи предоконечного каскада усиления непосредственно связаны по постоянной составляющей от сеток выходных ламп до анодов второго дифференциального усилителя, изменения значения их анодного напряжения V_a потенциально может не лучшим образом повлиять на работу выходных ламп, так как они по определению работают примерно при максимальной анодной мощности Р_а(max)

Рассмотрение режима работы схемы по постоянному току, позволяет сделать рекомендацию, что для дифференциальных усилителей требуются общие сопротивления цепи питания, задающие постоянную токовую нагрузку. Так как дифференциальные каскады разрабатываемого усилителя имеют анодные нагрузки в виде постоянных резисторов, то из закона Ома следует, что неизменное значение анодного напряжения V_a может быть достигнуто за счет стабилизации постоянного положительного напряжения 160 В источника питания. Разработка схемы уже подошла к точке, когда необходимо обеспечить безукоризненную работу стабилизатора источника высоковольтного питания. Один взгляд на полную принципиальную схему стабилизированного источника высоковольтного питания, как правило приводит в трепет. Кроме этого следует еще иметь в виду, что блок высоковольтного питания с ламповым стабилизатор намного дороже, чем обычный блок питания, содержащий лишь выпрямитель и сглаживающий фильтр и, даже, чем блок питания со стабилизатором на полупроводниковых приборах. В этой связи представляется, что применение лампового стабилизатора, возможно, не совсем целесообразно (в том числе учитывая и значительный долговременный уход по постоянной составляющей из-за ступенчатого изменения значений опорных напряжений неоновых стабилизаторов), поэтому в рассматриваемой разработке будет использован полупроводниковый высоковольтный стабилизатор.

Информация

Продолжение