Динамо-машины  Однотактные усилители 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

выпрямителя, которое подается и на другие лампы. Вывод - анодные цепи ламп, работающих в классе В, и все остальные лампы усилителя не стоит питать через общий фильтр выпрямителя.

Во-вторых, из-за отсутствия тока покоя и непостоянства постоянной составляющей /ао в выходном каскаде нельзя применить удобную схему автоматического смещения - нельзя включить сопротивление в катодную цепь лампы. Смещение приходится подавать от отдельного источника, который обычно laquo;выкраивают raquo; в схеме питания (рис. 45, блок 5 В).

Оба последних недостатка в какой-то мере относятся к классу АВ. В этом случае, правда, ток покоя не равен нулю, однако постоянная составляющая /а.) все же меняется, причем тем сильнее, чем меньше угол отсечки. И хотя в боль-щинстве случаев для усилителей, работающих в классе АВ, все же применяют автоматическое смещение, его, по возможности, следует заменить независимым смещением, то есть напряжением-, которое не зависело бы от анодного тока выходных ламп.

Достоинства двухтактных схем привлекают конструкторов намного сильнее, чем отпугивают их недостатки. Вот почему, когда мощности одной лампы не хватает и речь идет об использовании в выходном каскаде двух ламп (кстати, для увеличения выходной мощности лампы можно включать параллельно), то этот каскад всегда собирают по двухтактной схеме. Распространенные выходные лампы развивают мощность до 4-5 вт, и поэтому двухтактный выходной каскад вы встретите во всех промышленных и любительских усилителях низкой частоты, в том числе, конечно, в усилителях радиоузлов, с выходной мощностью более 4-6 вт. В ряде случаев и выходные каскады очень небольшой мощности собирают по двухтактной схеме. Она незаменима, когда особо важно снизить потребляемую мощность (переносная аппаратура с питанием от батарей), а также в усилителях, к которым предъявляются очень жесткие требования в отношении нелинейных искажений.

Поскольку мы высказались за применение двухтактных схем, то нужно выяснить, как и в какой степени можно устранить их недостатки, какими путями можно преодолеть трудности, стоящие на пути применения двухтактных усилителей. Начнем с самого необходимого-со схем, которые позволяют подать на сетки ламп противофазные напряжения.

Кру-гом!

На уроках физкультуры вы наверняка видели, как выполняется эта команда, а может быть, даже выполняли ее сами. laquo;Кру-гом! raquo; - командует преподаватель. И тот, к кому это относится, четко поворачивается на 180 deg;. Что-то похожее придется проделать с усиливаемым сигналом. Нужно и его научить поворачиваться на 180 deg;, то есть сдвигать фазу на полпериода. При этом получится два сигнала: один с еще не сдвинутой фазой, а другой - со сдвинутой. Именно такие сигналы и нужны для подачи их на управляющие сетки ламп двухтактного усилителя. Электрические цепи или электронные схемы, которые заставляют переменное напряжение выполнять команду laquo;кру-гом! raquo; и выдают на выходе два одинаковых по величине и противофазных напряжения, называются фазоинверторами (рис. 59).

Один из простых фазоинверторов - это предоконечный каскад, в анодную цепь которого включен междуламповый

Рис. 59. На сетки ламп двухтактного выходного каскада сигналы необходимо подавать в противофазе. Для этой цели фазоинвертор каким-либо способом делит напряжение сигнала на две равные части и поворачивает на 180 deg; фазу одной из них.

трансформатор Гр .л (рис. 58, 3, а). Междуламповым он называется потому, что через него сигнал передается из анодной цепи предоконечной лампы на сетки выходных ламп. Вторичную обмотку трансформатора Грм. л можно разделить на две части, и тогда мы получим два выходных напряжения. Сдвинуть фазу одного из этих напряжений на 180 deg; не составляет труда: фаза напряжения на выходе любого трансформатора зависит от того, какой из выводов вторичной обмотки заземлен (рис. 39, 1). Вторичную обмотку междулампового трансформатора выполняют как одно целое и делают вывод от средней точки. Заземлив этот средний вывод, мы получим на краях вторичной обмотки два одинаковых по величине и противоположных по фазе напряжения. Чтобы убедиться в этом, попробуйте провести рассуждения с помощью laquo;плюсов raquo; и laquo;минусов raquo; (рис. 58, 3, б, в).

Несмотря на простоту, фазоинвертор с трансформатором применяют довольно редко: сам трансформатор считается сложной деталью, и там, где это возможно, стараются обходиться без него. Кроме того, лишний трансформатор - это лищний источник частотных и нелинейных искажений.

Другой простой фазоинвертор - это усилительный каскад с двумя нагрузками: анодной /?а и катодной /?к (рис. 60, /, а). Известно, что при увеличении анодного тока напряжение на аноде Са уменьшается, а напряжение 11 на катодном сопротивлении /?к увеличивается (рис. 60, /, б). Это значит, что напряжения Ua и будут изменяться в противофазе и поэтому противофазными будут переменные составляющие этих напряжений Ubx и Ubx. Их-то мы и подаем на сетки ламп двухтактного выходного каскада. Для того чтобы оба сигнала не отличались по величине, нужно сделать Ra и Rk одинаковыми. Обычно каждое из этих сопротивлений составляет несколько десятков килоом. За счет такого большого Rk каскад охвачен очень глубокой отрицательной обратной связью, сильно снижающей усиление. Обратите внимание на то, что сопротивление утечки Rd подключено не к шасси, а к сопротивлению RI. В противном случае на Л] подавалось бы не только постоянное смещение, появляющееся на Rk, но весьма большая (обычно десятки вольт) постоянная составляющая напряжения Uu

Существует и другая схема (рис. 60, 2, а, б), где постоянную составляющую Uko все же подают на сетку. Но одновременно с помощью делителя на сетку подают положительное напряжение Uco. В этом случае смещение будет равно разнице между постоянным положительным и отрицательным

напряжением. При налаживании такой схемы нельзя допустить, чтобы лампа даже на какое-то мгновение осталась без отрицательного смещения - laquo;плюс raquo; на сетке может вывести ее из строя.

Напряжение сигнала на сетке лампы и переменное напряжение на ее аноде сдвинуты по фазе на 180 deg; (рис. 30, 24), и это используется в целом ряде фазоинверсных схем. Обычно такие схемы выполняют на двух триодах, один из которых приносится в жертву - от этого триода не требуют усиления, он должен только сдвигать фазу.

Один из вариантов фазоинвертора на двойном триоде показан на рис. 60, 3, а. Выходное напряжение ивых с первого каскада Л[ подается прямо на сетку одной из ламп двухтактного усилителя. Часть этого напряжения с делителя с2 /?с2 Rr, подается на сетку второго триода Л]. Делитель во столько же раз уменьшает напряжение, во сколько лампа Лх его усиливает. Таким образом, на сетках ламп двухтактного каскада действуют одинаковые по величине, но противоположные по фазе напряжения (/вых и (Увых. Эти напряжения сдвинуты по фазе на 180 deg;, потому что первое из них действует в сеточной цепи, а второе получено из анодной цепи одной и той же лампы Л\; лампа, как уже не раз отмечалось, сдвигает фазу на полпериода. Эта схема получила название автобалансной (самобалансирующейся). Напряжение с выхода Л\, так же как и с выхода Л 1, подается на сопротивление Re- Детали схемы подобраны так, что при идеальном балансе, то есть когда (/вых=/вых, напряжение на /?б равно нулю. В случае если одно из двух выходных напряжений изменится (например, из-за изменения параметров лампы или данных деталей), то на Re появится разностное напряжение, которое вновь сбалансирует схему. Аналогичный, но более простой автобалансный фазоинвертор вы найдете на схеме рис. 60, 3, б.

В фазоинверсных схемах на двойном триоде катодное сопротивление не нужно шунтировать конденсатором, так как по нему проходят одинаковые по величине и противоположные по фазе анодные токи обеих ламп, и переменные составляющие этих токов компенсируют друг друга. В случае же если одна из переменных составляющих увеличится, то на Rk сразу же появится напряжение отрицательной обратной связи, которое будет действовать против laquo;выскочки raquo;. Таким образом, сопротивление Rk можно рассматривать как элемент автобалансировки.

Это свойство используется и в фазоинверторе с катодной связью (рис. 62, 4), где переменные составляющие анодных токов Jit, и Jli несколько отличаются. Здесь переменное напряжение Uci на сетку Jli снимается с катодного сопротивления Rk (точнее, Rk+Rk), так как сетка для переменного напряжения соединена непосредственно с корпусом через конденсатор Cci. Для получения идеальной симметрии, то есть для того чтобы соблюдалось равенство Ивах-Uax, сопротивление анодной нагрузки Rai должно быть несколько меньше, чем Rai . Только в этом случае при одинаковых выходных напряжениях токи ламп не будут равны и на Rn появится переменное напряжение, необходимое для работы каскада. Это напряжение будет и при одинаковых сопротивлениях анодной нагрузки, но анодные токи ламп Jli и Ли а значит, и переменные напряжения U и Ubuk в этом случае будут несколько отличаться. При достаточно большом сопротивлении Rk необходимая величина Ua получается при незначительной разнице между выходными сигналами, и асимметрия фазоинвертора лежит в допустимых пределах. Каскад охвачен отрицательной обратной связью и хорошо поддерживает начальную степень симметрии.

На практике находят применение все рассмотренные схемы фазоинверторов; каждая из них имеет свои достоинства и недостатки. Трансформаторная схема, несмотря на все ее минусы, незаменима в том случае, когда двухтактный выходной каскад работает с сеточными токами. Фазоинвертор с разделенной нагрузкой (рис. 60, /, а) имеет хорошую частотную характеристику, однако не дает никакого усиления. Фазоинвертор с катодной связью мало чувствителен к пульсациям анодного напряжения и почти не создает нелинейных искажений. К его недостаткам относят некоторые трудности получения идеальной симметрии, в частности при одинаковых сопротивлениях анодной нагрузки. Автобалансная схема дает значительно большее выходное напряжение по сравнению с двумя предыдущими, однако и она не лишена недостатков - здесь появляется асимметрия на высших частотах, частотная характеристика хуже, чем в схеме с разделенными нагрузками, и коэффициент нелинейных искажений выше, чем в схеме с катодной связью. Выбор той или иной схемы фазоинвертора зависит от требований, предъявляемых ко всему усилителю и к фазоинверсному каскаду, в частности.

ПУгм-

СМ R,

0 Щ0гJJL,

-hi jl ,0+

8ых Ccz co[fc

Рис. 60. Фазоинверторы.