Схемы однотактных ламповых усилителей. Однотактные ламповые усилители: особенности проектирования и оптимизации

Jpeg

Дроссель  DR2x2.5G330   Готовим к отправке заказчику.       

Проектирование односторонних усилителей

18 января 2018 года. Большинство аудиофилов делятся на две группы: художники и ученые, хотя очень немногие на самом деле занимаются искусством или наукой. Группа художников по возможности избегает математики, алгоритмов и подробных процедур, предпочитая следовать своим инстинктам и подсознательным прихотям. Ученые типа могут разделить 168 на 12 в уме, но никогда не будут доверять результату, предпочитая точность, которую дает ручной калькулятор.

Когда я учился в колледже, я хотел приготовить идеальный брауни, который должен был демонстрировать парадоксальные цели: быть хрустящим снаружи, но влажным и жевательным внутри, с невероятно интенсивным шоколадным вкусом, смешанным с маслом, не слишком сладкий и уж точно не приторный; достойный, но буйный брауни. Неудивительно, что мои друзья очень хотели попробовать мои усилия. Я заменила кокосовый порошок молотым шоколадом; ваниль с шоколадным экстрактом; масло со свежим маслом. Я экспериментировал с использованием только яичных белков, затем только яичных желтков и, наконец, их соотношения. Партия за партией пирожных выпекались и моментально съедались моими друзьями.

Однажды я показал своему приятелю свою записную книжку, в которой были перечислены все рецепты, которые я испробовал, и моя оценка результатов. Он был встревожен. Когда он наткнулся на написанную мной записку, в которой говорилось, что я должен определить рН молотого шоколада, он перевернулся. — Какого черта, ПХ, — проворчал он.

«Обозначает потенциальный водород и является мерой относительной кислотности или щелочности».

«Я знаю, что такое PH. Почему тебя это волнует?»

«Я считаю, что все мои попытки усилить вкус шоколада сделали тесто слишком кислым, поэтому мне, возможно, придется добавить больше пищевой соды.»

«Нет, нет, нет. Вы не понимаете. Почему вы пытаетесь сделать науку кулинарией, которая является искусством?»

Вот и все. Он присоединился к всегда популярному представлению о том, что искусство принадлежит подсознанию, фрейдистскому коллектору, чье невидимое течение отрицает как разум, так и категоризацию. Искусство стояло в стороне от рациональности и предусмотрительности. На одном конце мы находим науку; с другой стороны, искусство; с ремеслом и инженерией в середине.

Ну, я знаю аудиофилов, которые опасаются прикреплять осциллограф к своему ламповому оборудованию, чтобы его художественная чистота не была запятнана грязной наукой. Я получаю электронные письма, в которых говорится: «У меня есть пять резисторов Audio Diamond Super Elixir. Могу ли я использовать их в вашем дизайне Айкидо?» Вот и все, больше ничего. Обратите внимание, что он не упомянул значения резисторов, а также не упомянул, какие лампы он планировал использовать, или десяток другой полезной информации.

С другой стороны, я когда-то знал авиационного инженера на пенсии. Однажды днем ​​я позвонил ему и спросил, не хочет ли он присоединиться ко мне в поездке в далекий магазин электроники. Он сделал. Когда я зашел к нему домой, он показал мне свой список покупок, в котором было всего три пункта, но эти три заняли целую тщательно исписанную страницу. Я просмотрел небольшой, плотно нацарапанный текст и увидел, что он сделал столбцы с заголовками, такими как «Стоимость», «Допуск», «Максимальная длина», «Ограничение напряжения», «Номинальная мощность», «Предполагаемая цена», «Возможная замена»… Короче говоря, он хотел около 10 тыс. резисторы на 100 Ом и пара разделительных конденсаторов на 0,33 мкФ. Все еще в ошеломленном состоянии, я спросил, всегда ли он составлял такие подробные списки покупок. Он всегда так делал; не все? Он не был художником.

Все это хорошо, но какое отношение это имеет к конструкции однотактного усилителя?

Несимметричные исполнения отличаются. Мы должны сначала надеть нашу шляпу ученого, прежде чем мы сможем надеть берет нашего художника. Просто однотактные усилители требуют гораздо большей тщательности при проектировании, чем двухтактные усилители. Я встречал нескольких музыкантов, которые не только чинят свои ламповые усилители, но и модифицируют их, не имея глубоких знаний о том, как работают ламповые усилители, не говоря уже о таких понятиях, как крутизна или первеанс. Двухтактные усилители гораздо более щадящие. Поскольку, по крайней мере, они могут работать либо в классе B, либо в классе AB, либо в классе A, тогда как несимметричный усилитель должен работать строго в классе A. Более того, очень важно получить правильный ток холостого хода, так как слишком маленький или слишком большой лишит усилитель потенциальной выходной мощности.

Важно с чего начать. Мы можем начать либо с выходного трансформатора, либо с выходной лампы, и каждый из них будет в значительной степени диктовать другой. Например, выходной трансформатор с первичным импедансом 20 кОм будет ужасным совпадением для 2A3, просто 211 будет плохим соответствием для первичной обмотки 1,6 кОм. Хорошим началом является чтение технического описания выходного трансформатора. Но в то же время мы должны быть осторожны. Точно так же, как деревянные полосы размером 2 на 4 на самом деле не имеют размеров 2 дюйма на 4 дюйма, не все характеристики трансформатора заслуживают доверия. Вот пример, с которым я никогда не должен был сталкиваться, но я столкнулся: выходная мощность указана как 35 Вт, но трансформатор выдерживает первичное сопротивление 2500 Ом и максимальный ток холостого хода 100 мА. Что не так с этой картинкой?

Квадрат тока холостого хода относительно половины импеданса первичной обмотки равен максимальной симметричной выходной мощности, или W = I²R/2. Когда мы делаем математику, мы находим 12,5 Вт как максимальную выходную мощность, а не 35, поскольку 25 Вт было бы точным, но бессовестным значением пиковой мощности. Что пошло не так? Я предполагаю, что производитель выходного трансформатора делал двухтактные выходные трансформаторы и решил поймать волну энтузиазма по поводу несимметричных выходов; у них было простое правило для двухтактного трансформатора, которое диктовало столько-то ватт на каждый фунт веса; однотактный трансформатор весил столько же, сколько двухтактный трансформатор на 35 Вт, поэтому он должен выдавать 35 Вт.

На самом деле, мы вряд ли получим полные 12,5 Вт, так как и первичный, и вторичный компоненты содержат сопротивление постоянному току, а ядро ​​несет собственные потери, поэтому 10 Вт может быть более реалистичным ожиданием. Скажем, мы довольны выходной мощностью 10 Вт, мы все еще можем не получить полной мощности, даже при 100 мА тока холостого хода. Почему нет? Одной из причин может быть недостаточное напряжение B+. Например, скажем, напряжение B+ составляет 250 В постоянного тока, что крайне неадекватно. Почему? Еще раз, мы должны сделать математику. Пиковое симметричное колебание напряжения на первичной обмотке равно току холостого хода относительно импеданса первичной обмотки; таким образом, при токе холостого хода 0,1 А и первичном импедансе 2500 Ом размах пикового напряжения равен 250 В, что оставляет ноль вольт для выходной лампы.

Итак, каким должно быть правильное напряжение B+? Математика гласит, что напряжение B+ должно быть не менее

     (2Iq × rp) + (Iq × Rпервичный)

, где Iq — ток холостого хода. Предполагая выходную лампу с сопротивлением 700 Ом, первичным импедансом 2500 Ом и током покоя 100 мА, нам потребуется не менее 320 В постоянного тока напряжения B+, что также предполагает смещение сетки, а не смещение катода. Если используется катодное смещение, то катодное напряжение должно быть добавлено к общему значению. Более того, это предполагало, что первичная обмотка представляет собой ноль омов DCR. Не будет в реальности. Другими словами, следует добавить немного больше напряжения B+. На сколько больше? По крайней мере, величина, смещенная DCR выходного трансформатора по отношению к току холостого хода, Iq.

Мы закончили? Нет, увы. Мы стремились получить мощность от выходного трансформатора, но, возможно, мы превысили предел рассеяния выходной лампы и, возможно, предел ее анодного напряжения. Предполагая, что оба эти предела соблюдены, мы можем быть уверены, что наш несимметричный усилитель исправен.

Восхождение по лестнице
Чтобы подняться по лестнице производительности, требуется немного больше работы. По-настоящему хорошим местом для начала, должен сказать с позорным отказом от скромности, является пост 122, название которого Конструкция однотактного усилителя мощности . В этом посте подчеркивалось, что, жертвуя некоторой потенциальной выходной мощностью, мы можем получить лучший звук. Это достигается за счет установки более высокого тока холостого хода и намеренного исключения нижней части пластинчатых кривых, где выходная лампа теряет пластинчатое сопротивление, крутизну и линейность. Таким образом, мы можем получить только 8 Вт из потенциальных 10 Вт, которые мы могли бы реализовать. Например, при использовании выходного трансформатора с первичным сопротивлением 2500 Ом и максимальным током холостого хода 100 мА, если мы закроем нижние 10 мА проводимости выходной лампы, мы не сможем поднять ток холостого хода до 110 мА, поэтому мы получим только пиковые колебания тока 90 мА, а не 100 мА. Уменьшенные колебания тока приводят к 10,125 Вт, а не к 12,5 Вт, которые мы могли бы получить.

Если мы используем катодное смещение, лучше всего применить некоторое моджо Айкидо, добавив конденсатор (C1), который соединяет катод с напряжением B+. Конденсатор предотвращает пульсации B+ от изменения проводимости тока выходного триода, поэтому первичная обмотка становится невосприимчивой к пульсациям, что значительно увеличивает PSRR. Емкость конденсатора должна равняться емкости обходного конденсатора катодного резистора, деленной на коэффициент усиления выходного триода (mu). Например, если мю равно 10, а емкость обходного конденсатора (C2) равна 100 мкФ, емкость добавленного конденсатора будет равна 10 мкФ.

Я использую этот мод Айкидо уже более 20 лет и всегда удивляюсь, насколько улучшается звук. Я считаю, что все увеличения PSRR оправданы, но эта модификация, похоже, выходит за рамки простого улучшения PSRR. Возможно, приобретается какое-то моджо Ультра-Пути. Кроме того, добавленный конденсатор обычно представляет собой высоковольтный пленочный конденсатор, что само по себе может иметь большое значение. Конечно, мы также должны стремиться улучшить блок питания и не полагаться на добавленный конденсатор, чтобы сделать всю работу. Смотри пост 229Больше подробностей.

Одной из модификаций, которая всегда оказывалась полезной, является добавление дросселя (или дополнительного дросселя) к блоку питания. Вот пример: лет 12 назад ко мне приходил меломан и спрашивал, как бы он мог улучшить звук своего лампового усилителя. Я упомянул несколько модификаций, включая добавление дроссельной заслонки. Когда мы шли через мой гараж к его машине, я заметил на полке мощный дроссель. Я передал его ему и велел заменить им 47-омный RC-резистор блока питания. Я также объяснил, что этот дроссель не идеален, так как он предлагает только 100 мГн индуктивности, но пока я не покопаюсь в своем железном запасе, он даст ему представление о том, чего ожидать. Через несколько часов он позвонил мне и сообщил, что дроссель превратил его усилитель в настоящий усилитель высокого качества и что он в восторге от результатов, которые оказались гораздо более удовлетворительными, чем модернизация разделительного конденсатора стоимостью 80 долларов, которую он сделал для за месяц до.

Возможно, месяц спустя я, наконец, нашел время для поиска дросселя с индуктивностью в несколько генри. я поехал к нему домой; мы сначала слушаем его усилитель со старым дросселем на месте, а затем мы заменили его дросселем с высокой индуктивностью. Звук был другим, но я был уверен, что прежний дроссель действительно звучал лучше. Как это могло произойти? Больше всегда больше, верно? Нет, не всегда. Да, новый дроссель предлагал в десять раз большую индуктивность, но и DCR в десять раз больше. Если бы его усилитель был класса А, несимметричным или двухтактным, то более дорогой дроссель мог бы звучать лучше; однако его усилитель был класса AB, а дроссель был общим для двух каналов. Возможно, нижний дроссель DCR хорошо справился с очисткой хэша выпрямителя, не насыщая его при высокой нагрузке и не забирая слишком много потенциального напряжения B+. Затем мы прослушали усилитель с закороченным дросселем, и в результате звук определенно стал хуже. Таким образом, большое удушение было лучше, чем отсутствие удушения, но удушение с более низким значением оказалось лучшим.

Я добавил хэш-дроссели, которые имеют небольшую индуктивность, намного меньше 1 мГн, но рассчитаны на ток в несколько ампер; они также улучшили звук усилителя, хотя по учебнику ожидалось, что они не могут иметь существенного значения, подобно тому, как шунтирующий конденсатор емкостью 100 пФ улучшает звук разделительного конденсатора емкостью 4 мкФ. Эти дополнительные индукторы не ограничиваются конструкциями ламповых усилителей, так как полупроводниковое оборудование также имеет преимущества. Однажды я модифицировал каскад I-V высококлассного проигрывателя компакт-дисков, заменив все транзисторы подобранными вручную и заменив все металлопленочные резисторы мощностью 1/8 Вт на фольгированные. Как это звучало? Лучше, наверное, около 20%, но не те 200%, о которых я мечтал. Я был весьма обескуражен этим опытом, тем более, что я потратил часы работы и сотни долларов на причудливые резисторы. Затем я заметил два 100-омных RC-резистора, через которые схема получала положительное и отрицательное напряжения питания. Нет, я не заменил их причудливыми резисторами; вместо этого я заменил их хэш-дросселями, состоящими из нескольких витков магнитной проволоки на небольшом тороидальном сердечнике. Бинго! Я получил улучшение на 200% — ну, по крайней мере, на 100%. Индуктивность дросселя была до неприличия мала, но это сработало.

Это был важный урок для меня, и он был очень похож на тот, который я усвоил в колледже с твердотельными усилителями мощности, где я обнаружил, к своему удивлению, что конденсаторы источника питания с большей емкостью не обязательно улучшают звук, но они могли легко сжечь выпрямители и расплавить силовые выключатели. (Я перешел от двух конденсаторов по 30 кмкФ/50 В к двадцати четырем конденсаторам по 100 кмкФ/50 В.) Около тридцати лет назад я наткнулся в британских журналах HiFi на работы Дениса Моркрофта и его многочисленные радикальные взгляды на различные звуковые темы, такие как тонкие, твердотельные межблочные кабели и акустические кабели, а также небольшие конденсаторы питания лучше, чем большие конденсаторы. В то же время многие из моих друзей строили конденсаторные ящики, в которых помещалось много высоковольтных конденсаторов питания и которые подключались к существующим ламповым усилителям мощности через пуповину.

В каждом случае я думал, что звук усилителя сместился в сторону звука твердотельного усилителя мощности, что я считал неправильным направлением, даже если характеристики баса немного улучшились. Я утверждал, что нужна не большая емкость, а более качественная емкость, что можно сохранить количество микрофарад, а вместо них использовать пленочные или масляные конденсаторы, которые все равно потребуют внешнего конденсаторного ящика. Затем я пересказывал свой студенческий опыт с мегаемкостью.

На самом деле, я узнал еще кое-что из того давнего эксперимента с конденсатором: когда я отключал усилитель с мегаемкостью от сетевой розетки, музыка играла, и играла прекрасно. Миниатюрное высокое хриплое звуковое наложение, о существовании которого я не подозревал, закончилось, и звук приобрел шелковистую текстуру. Я вставил вилку обратно в розетку, и, по-видимому, еще до того, как штыри соприкоснулись, раздражающее жужжание вернулось. Я выдернул вилку из розетки, и крошечное, но раздражающее звуковое наложение исчезло. Осмелюсь сказать: звук стал более ламповым. Мне это напомнило случай, когда кто-то в вашем районе работал настольной пилой или фрезером, и вы осознаете его присутствие только тогда, когда он выключает его, ваши плечи расслабляются и вы провозглашаете: «Слава Богу».

В зависимости от того, где вы живете, напряжение в вашей стене может конкурировать с подключением к канализации с точки зрения загрязнения. (Если бы у меня был Toyota Prius, поверьте, я бы вынул из него высоковольтную батарею и подключил к трубчатому механизму.) Катодное смещение может быть достигнуто многими способами. Например, мы можем использовать катодный резистор, или стабилитрон, или PNP-транзистор, или P-канальный МОП-транзистор, или, что точнее всего, источник постоянного тока. Источник постоянного тока обеспечивает фиксированный ток через выходную трубку — точка. Катодный резистор или стабилитрон требуют некоторых проб и ошибок, чтобы получить желаемый ток холостого хода; и как только я обнаружил, с течением времени, дрейф цели по мере старения выходной трубки. Напротив, источник постоянного тока постоянно регулирует падение напряжения, чтобы поддерживать правильный ток холостого хода. Конечно, в отличие от стабилитрона, мы не можем использовать только источник постоянного тока, так как без байпасного конденсатора большой емкости выходная лампа не будет давать выходной сигнал, поскольку ее ток остается постоянным, независимо от того, насколько велик входной сигнал

Другой подход заключается в размещении источника постоянного тока на пластине, а не на катоде. Помните, что триод предлагает три способа изменения проводимости тока: изменение напряжения сетки, напряжения катода или напряжения пластины. Наиболее эффективным управляющим элементом является катод, который в (mu + 1)/mu раз эффективнее сетки; тогда сетка в му раз эффективнее пластины; или, другими словами, пластина в 1/мю раз эффективнее сетки в управлении током триода. Таким образом, источник постоянного тока, включенный последовательно с пластиной, также будет устанавливать желаемый ток холостого хода — и без необходимости в шунтирующем шунтирующем конденсаторе. Триод может видеть либо фиксированное отрицательное напряжение смещения, либо фиксированное катодное напряжение, скажем, путем размещения стабилитрона или источника опорного напряжения IC последовательно с катодом и землей.

В высшей степени большое преимущество размещения источника постоянного тока над триодом, а не под ним, заключается в том, что весь шум источника питания становится невидимым для выходной лампы. Фактически источник постоянного тока действует так же, как индуктор с большим номиналом, за исключением той разницы, что источник постоянного тока должен вытеснять напряжение, тогда как идеальный индуктор не испытывает падения напряжения. Цена, которую мы должны заплатить за это высшее преимущество, заключается в том, что, поскольку пластина в 1/(mu + 1) раз менее эффективна, чем катод триода, потребуются гораздо большие изменения напряжения на пластине, чем те, которые потребовались бы для того же источника постоянного тока. приложенные к катоду напряжения, были помещены в обычное нижнее положение. Если коэффициент усиления триода низкий, то это не будет проблемой. Тем не менее, мы должны предоставить источнику постоянного тока гораздо большее окно напряжения для работы.

Подумайте об этом: скажем, напряжение в вашей стене поднимется или упадет на 5%. Это приведет к тому, что обычное напряжение B+ 400 В поднимется до 420 В и упадет до 380 В. Источник постоянного тока должен иметь достаточно большое окно напряжения, чтобы поглощать эти изменения напряжения B+. Кроме того, он должен иметь достаточное напряжение, чтобы отрегулировать широкий диапазон выходных ламп и работать со старыми, угасающими лампами или лампами, которые стали загазованными.

С источником постоянного тока, расположенным между землей и катодом выходной лампы, источник постоянного тока также должен быть в состоянии бороться с переменным напряжением стенки и переменными выходными лампами, но его преимущество заключается в том, что он в (mu + 1) раз более эффективен на катоде, чем на пластине. Кроме того, если мы используем LM337, сконфигурированный как источник постоянного тока, мы получаем возможность закрепить язычок регулятора непосредственно на шасси. (Потребуется термопаста, но не изолятор.)

Другими словами, размещение источника постоянного тока над выходной трубкой и выходным трансформатором потребует дополнительных размышлений и планирования. Кроме того, мы должны быть готовы терять больше напряжения B+, что приведет к увеличению потерь тепла. Тем не менее, большие преимущества, которые дает изоляция как выходного, так и входного каскадов от шума источника питания, оправдывают дополнительные усилия. Кроме того, мы могли бы использовать полупроводниковые выпрямители, так как эта установка обеспечит медленное нарастание напряжения B+, так как источник постоянного тока будет линейно заряжать шунтирующую емкость на усилителе. И это будет действовать как своего рода предохранитель, так как он наложит долгосрочное ограничение тока перед лицом неисправной выходной трубки или дугового разряда внутри трубки.

Итак, какой уход требуется? Если мы используем стабилитрон для установки фиксированного напряжения на катоде, мы должны выбрать напряжение разрыва, которое будет приблизительно центрировать источник постоянного тока в его окне напряжения. Например, скажем, мы даем источнику постоянного тока 100 В для работы; мы хотели бы, чтобы источник постоянного тока вытеснял 50 В. Если бы вместо этого мы использовали смещение сетки, мы бы отрегулировали напряжение сетки, чтобы центрировать источник постоянного тока. Мы также должны убедиться, что источник постоянного тока может справиться с наихудшим сценарием. Например, при токе покоя 100 мА и окне напряжения источника постоянного тока 100 В устройство должно выдерживать 10 Вт постоянного рассеяния. В отличие от источника постоянного тока, расположенного на катоде, такое расположение делает параллельные выходные лампы немного более сложными, так как каждый выход не может иметь свой собственный источник постоянного тока. Это означает, что для одного источника постоянного тока потребуются согласованные выходные лампы. Это поднимает вопрос о том, как сделать высоковольтный источник постоянного тока.

Для большинства меломанов стабилитрон является идеальным эталоном напряжения. Почему? Это не из-за того, что он тихий, так как это не так. Это не из-за точности, так как это не так. Нет, что им нравится в стабилитроне, так это то, что он удерживает только два провода. Более близкое приближение к идеальному устройству будет иметь одно преимущество; никаких зацепок, само совершенство. Каждое добавленное отведение или терминал ухудшает ситуацию, вероятно, на квадрат отведений, поэтому устройство с двумя отведениями в четыре раза хуже, чем устройство с одним отведением, а устройство с тремя отведениями хуже в девять раз. Что касается схемы с четырнадцатью отведениями, забудьте об этом; этого не произойдет. К счастью, IXYS производит два высоковольтных источника постоянного тока в трехвыводном корпусе TO-220: 10M45S и 10M9.0С. Первый рассчитан на напряжение до 450 В; второй, 900В. Отсюда и 45 и 90 в названиях деталей.

При установке на радиатор высотой 2,5 дюйма с тепловым сопротивлением 2,6°C/Вт даже при рассеянии 10 Вт радиатор нагреется только до 51°C при температуре окружающей среды 25°C. Конечно, на канал потребуется один источник постоянного тока. Я бы использовал 10М45С для напряжения В+ до 400В, скажем в однотактном усилителе 2А3; и 10М90С с напряжением В+ до 600В. (Я ненавижу подниматься выше 600 В постоянного тока, это просто заставляет меня слишком нервничать. ) Если требуется большой ток холостого хода, скажем, более 100 мА, тогда нам придется разместить несколько параллельно, и каждый получит свой собственный катодный резистор.

Если мы хотим усложнить схему, мы могли бы использовать LM317, сконфигурированный как источник постоянного тока в каскоде с силовым полевым МОП-транзистором высокого напряжения.

Высоковольтный МОП-транзистор защищает LM317 от высокого напряжения и рассеивает большую часть тепла. Черт, если бы мы захотели, мы могли бы использовать 6AS7 или 6080 вместо MOSFET.

Обратите внимание, что каждый триод получает свой собственный LM317-HV. Кстати, LM317-HV — это 57-вольтовая версия устройства. 6AS7 должен был бы получить собственную обмотку плавающего нагревателя, но можно было бы использовать обмотку 5 В переменного тока, если бы она была рассчитана на ток более 3 А. (Да, я знаю, что лампе требуется 6,3 В, но, поскольку большинство старых ламповых силовых трансформаторов были рассчитаны на 115 В переменного тока, а большинство настенных розеток здесь, в США, рассчитаны на 120 В переменного тока, а поскольку потребляемый ток нагревателя 6AS7 2,5 А меньше 3 А, нагреватель, скорее всего, увидит что-то ближе к 6 В переменного тока, чем к 5 В переменного тока. ) Или мы могли бы просто дать 6AS7 собственный специальный силовой трансформатор на 6,3 В переменного тока.

Пример гибридного супертриода
В следующей конструкции вместо выходной лампы используется силовой полевой МОП-транзистор высокого напряжения. Но MOSFET находится под управлением второго триода. Пластина этого триода отслеживает состояние стока MOSFET и регулирует проводимость тока MOSFET, чтобы привести его в соответствие с мю триода по отношению к сигналу сетки. Иными словами, работает супертриод.

Источник постоянного тока регулирует напряжение B+, чтобы довести общую проводимость тока усилителя до заданного значения источника постоянного тока. Обратите внимание на делитель напряжения с двумя резисторами, который дает затвору полевого МОП-транзистора выборку напряжения B+. Если напряжение B+ слишком высокое, полевой МОП-транзистор будет иметь избыточную проводимость, в результате чего источник постоянного тока будет снижать напряжение B+ до тех пор, пока не будет достигнут желаемый ток. Обратите внимание, что мы получаем бесплатный источник питания нагревателя 12 В постоянного тока, поскольку ток покоя через полевой МОП-транзистор достаточно велик, чтобы обеспечить нагреватель 12AU7 необходимыми 150 мА тока и вызвать разрыв стабилитрона при 12 В. Вот доработанная версия.

Первая и вторая ступени больше не связаны напрямую, так как нам нужен весь запас напряжения, который мы можем обеспечить для второго 12AU7.

Конечно, это не единственная возможная топология; например, вот еще одна возможность.

Для работы этого усилителя на полную мощность потребуется мощный входной сигнал. Тем не менее, ламповый усилитель линейного каскада обычно может колебаться с огромным выходным напряжением. Нагреватель ECC99 не находится в цепи источника MOSFET. Почему нет? Он потребляет 400 мА при 12,6 В постоянного тока, что слишком много для любого известного мне однотактного выходного трансформатора; однако, если бы был изготовлен специальный выходной трансформатор с малой обмоткой, мы могли бы вернуть нагреватель к источнику.

Вариант вниз-вверх-вниз
Когда мы используем источник постоянного тока для катодного смещения выходной лампы, мы должны шунтировать с помощью конденсатора большой емкости, что означает, что мы теряем любое возможное улучшение PSRR. Жалость. Следующая топология использует источник постоянного тока для автоматического смещения усилителя и обеспечивает звездное улучшение PSRR.

Обратите внимание, где падает земля. Обратите внимание, как 0,1 мкФ защищает сетку 300 В от пульсаций, которые находятся ниже источника постоянного тока, а не при напряжении B+. Обратите внимание, что источник питания является плавающим, то есть не заземлен. Обратите внимание, что для каждого канала потребуется собственный плавающий источник питания. Сказав все это, здесь еще есть что понравиться. Пульсации питания скрыты от усилителя, как его выходного, так и входного каскадов, источником постоянного тока. В то же время, ток выходной лампы 300В регулируется напряжением между сеткой и катодом, что позволяет более эффективно использовать источник постоянного тока. Источник постоянного тока может быть тот же 10М45С или 10М90S или что-то более сложное.

Одним из фантастических преимуществ приборов 10М45С или 10М90С является то, что вывод ТО-220 соединен с анодом, поэтому в этом и только в этом приложении вывод может быть подключен к шасси (или, по крайней мере, , постоянный ток подключен к радиатору без изолятора).

Руководства пользователя программного обеспечения GlassWare
Просто нажмите на любое из изображений выше, чтобы загрузить руководства пользователя в формате PDF. Кстати, все приведенные справа ссылки на руководства пользователя печатных плат теперь работают.

Поскольку я все еще получаю электронные письма с вопросами о том, как приобрести эти программы GlassWare:

4.

На рис. тетрод (или пентод, здесь вывод подавителя не показан) в ультралинейной конфигурации (см. раздел 2.2.4) и выходной трансформатор.

Нагрузка вакуумной лампы — выходной трансформатор. Он используется для соединения вакуумной трубки и динамика. На самом деле, требуемый импеданс нагрузки мощной вакуумной лампы, как правило, намного выше, чем у коммерческих динамиков. Выходной трансформатор преобразует импеданс динамика в импеданс нагрузки, необходимый для вакуумной лампы.

В качестве примера на рис. 17 показаны средние характеристики анода мощной вакуумной лампы EL34. Красные линии представляют собой различные линии нагрузки, соответствующие различным нагрузкам, приложенным к аноду вакуумной лампы. Максимальная мощность, рассеиваемая анодом EL34, составляет 25 Вт, что соответствует пунктирной линии, обозначенной как «Вт _a = 25 Вт». Все грузовые марки лежат ниже этой пунктирной линии. На рисунке каждая линия нагрузки помечена соответствующим импедансом нагрузки.

Мы видим, что различные возможные импедансы нагрузки варьируются от 1,1 кОм до 5,4 кОм. Все эти значения далеки от разумных значений импеданса коммерческих динамиков, где импеданс обычно находится в диапазоне от 4 Ом до 16 Ом. Соответственно, основной целью выходного трансформатора является адаптация импеданса динамиков к импедансу, необходимому для мощных электронных ламп, как более подробно обсуждается в разделе 4.1.2.

Один конец первичной обмотки выходного трансформатора подключен к аноду силовой вакуумной лампы. Напряжение постоянного тока В+ подается на анод через противоположный конец первичной обмотки трансформатора. Выходной трансформатор также устраняет постоянный ток, подаваемый на анод, так что динамики видят только переменный ток, соответствующий усиленному сигналу.

Клемма экрана силовой вакуумной лампы подключается к отводу первичной обмотки выходного трансформатора, соответствующему желаемому проценту выходного сигнала анода, для получения сверхлинейной конфигурации (см. Раздел 2.2.4). Во многих конструкциях усилителей мощности используется около 43% сигнала, подаваемого на экран.

Резистор R _экрана , называемый стопором экрана , который соединяет экран с отводом экрана трансформатора, в основном используется для ограничения тока от экрана и предотвращения паразитных колебаний цепи. Ток экрана становится опасным, когда электровакуумная лампа перегружена. Следует избегать овердрайва в Hi-Fi усилителях, даже если он обычно используется в гитарных усилителях. Обычно используются значения около 1 кОм 2 Вт. Меньшие значения или полное отсутствие сопротивления иногда используются в усилителях Hi-Fi.

Резистор R _g , называемый ограничителем сетки , используется для блокировки высокочастотных паразитных колебаний и уменьшения радиопомех. Внутренние компоненты вакуумной лампы создают некоторую паразитную емкость, обычно называемую эффектом Миллера . Сетчатый стопор образует с этими емкостями фильтр нижних частот. Значение стопора сетки в основном зависит от емкостей. Например, для мощных электронных ламп EL34 обычно используются значения около 4,7 кОм.

R _l  является резистором утечки в сетке . Электронная лампа получает напряжение смещения сетки через этот резистор. R _l  предлагает высокоимпедансный путь к земле для сигнала переменного тока, поступающего от предыдущего каскада, и, как мы увидим в разделе 4.2.1, способствует определению линии нагрузки предыдущего каскада. Наконец, R _l также выполняет важную функцию разрядки положительного заряда, который может накапливаться на сетке из-за образования ионов газа в вакуумных трубках. Этот эффект очень опасен, так как может вызвать тепловой разгон  и уничтожьте вакуумную трубку. Когда на сетке накапливаются положительные заряды, сетка становится менее отрицательной, а проводимость вакуумной трубки больше. Больший ток в вакуумной трубке производит больше ионов газа, которые накапливаются на сетке, и больший ток может повредить саму вакуумную трубку. Правильное значение утечки сетки — вопрос компромисса. Большие значения предпочтительнее, чтобы обеспечить выходной сигнал предыдущей ступени с высоким импедансом относительно земли. Небольшие значения предпочтительнее, чтобы лучше помочь сетке разряжать накопленные положительные ионы газа. В спецификациях обычно указываются максимально допустимые значения утечки через сетку с точки зрения максимального импеданса от сетки до катода. Например, в спецификации Philips EL34 указано максимальное сопротивление 0,5 МОм для класса B или 0,7 МОм для класса A или AB.

Когда используется фиксированное смещение, как в нашем примере, также обычно подключается большой номинал развязывающий конденсатор C _d со стороны – V _g , R _{, R земля. Этот конденсатор, обсуждаемый в разделе 3.6.1, предотвращает попадание входного сигнала в сетку других электронных ламп, обеспечивая этим остаточным сигналам очень низкоимпедансный путь к земле.}

Конденсатор C _c — конденсатор связи . Он блокирует постоянный ток в сигнале, поступающем с предыдущей ступени. Переменный ток поступает в сеть через резистор сетки и заземляется через резистор утечки сетки. Конденсатор связи C _c и сетка утечки R _l вместе образуют фильтр верхних частот. Емкость конденсатора следует выбирать в соответствии с желаемой нижней частотой среза.