Ламповый усилитель 90У-2 (электрическая схема, описание)
- Номинальная мощность: 10 Вт
- Максимальная мощность: 15 Вт
- Диапазон воспроизводимых частот: 80..6000 Гц
- Номинальное входное напряжение: 50-70 мВ
- Коэффициент гармоник при номинальной выходной мощности: 3%
- Уровень помех: -48 дБ
Усилитель 90У-2 универсален, так как может быть использован для работы с 16- или 35-миллиметровыми передвижными кинопроекторами, а также для воспроизведения граммофонной записи.
Усилитель имеет переменную частотную характеристику, изменение формы которой при демонстрации 16- или 35-миллиметровых фильмов производится замыканием или размыканием перемычки коррекции, расположенной на шасси между лампами 6Н9С и 6ПЗС.
Усилитель 90У-2 (рис. 1) состоит из трех каскадов: первый построен по резисторной схеме на пентоде 6Ж7, второй - по простой фазоинверсной схеме на двойном триоде 6Н9С с раздельными катодами и третий-по двухтактной схеме на двух лучевых тетродах 6ПЗС. Для улучшения свойств усилителя каскады охвачены отрицательной обратной связью.
Входные цепи позволяют включить на вход усилителя либо фотоэлектронный умножитель ФЭУ-2, расположенный в усилителе при работе с 16-миллиметровым кинопроектором, либо один или два фотоэлектронных умножителя ФЭУ-1, которые находятся в 35-миллиметровых кинопроекторах и соединяются с усилителем шлангами, либо звукосниматель (адаптер). Звукосниматель развивает большее напряжение, чем фотоэлектронный умножитель, и во избежание перегрузки со стороны входа включен через делитель, состоящий из резистора R4 и R5. Полезный сигнал снимается с резистора R5, а остальная часть напряжения гасится на R4.
В цепь вторично-электронного катода одного из ФЭУ-1 (панель К2) включен переменный резистор R32 для выравнивания чувствительности фотоэлектронных умножителей двух постов. Шланг, идущий от ФЭУ-1 с большей чувствительностью, необходимо включить в панель К2 и поворотом движка переменного резистора R32, выведенного под шлиц на боковую стенку усилителя, уменьшить чувствительность этого фотоэлектронного умножителя снижением напряжения на вторично-электронном катоде (эмиттере).
Проследим пути токов в цепи входа от ФЭУ. Постоянная составляющая тока фотоэлектронного умножителя идет от катода кенотрона (плюса выпрямителя) через Др1, R24, R27, R2, R3, анод - катод ФЭУ и общий провод к минусу выпрямителя (средней точке обмотки II трансформатора Tp1). При работе фотоэлектронного умножителя в цепях катод - анод, а также катод- вторично-электронный катод и вторично-электронный катод - анод протекают пульсирующие токи. Максимальную величину имеет переменная составляющая тока в цепи вторично-электронный катод - анод. В тот момент, когда световой поток и ток увеличиваются, одна часть переменной составляющей тока фотоэлектронного умножителя пойдет от вторично-электронного катода ФЭУ через С2, СЗ и R3 к аноду ФЭУ, а другая часть - от вторично-электронного катода ФЭУ через С2, общий провод, R5, R6 и С1 к аноду ФЭУ. .
Первый каскад охвачен отрицательной обратной связью, цепь которой имеет два делителя (рис. 2). Выходное напряжение первого каскада снимается с резистора R12 и подается на первый делитель, состоящий из R9, R7 и R5. Проследим эту цепь: верхний конец R12, переменный резистор тонконтроля R9, резистор R7, резистор нижнего плеча делителя в цепи обратной связи R5, общий провод, нижний конец резистора R12. Второй делитель подключен параллельно резистору R5. Проследим его цепь: верхний конец R5, резистор утечки сетки R6, переходной конденсатор С1, резистор нагрузки фотоэлектронного умножителя R3, конденсатор развязывающего фильтра СЗ, общий провод, нижний конец R5. Во втором делителе напряжение обратной связи снимается с резистора нагрузки R3 и через конденсаторы С1 и СЗ подводится в цепь сетки лампы Л1. Такая схема обратной связи позволяет применить автоматическую коррекцию. При работе с проекторами типа К на вход усилителя подключают один или два шланга от ФЭУ, обладающие значительной емкостью C0. Если переходят на работу с узкопленочным проектором, шланги отключают и, следовательно, дополнительная емкость С0 в этом случае отсутствует. Как известно, входная емкость, шунтируя резистор нагрузки ФЭУ, уменьшает усиление в области верхних частот. Таким образом, автоматическая коррекция служит для стабилизации формы частотной характеристики при изменении входной емкости усилителя.
I - для демонстрации 16-миллиметрового фильма (перемычка замкнута), регулятор тембра выведен, II - то же, при полностью введенном регуляторе тембра, III - для демонстрации 35-миллиметрового фильма с двумя включенными шлангами фотоумножителей при выведенном регуляторе тембра, IV- то же, при полностью введенном регуляторе тембра
Автоматическая коррекция вступает в действие в момент перехода на работу с проекторами типа К, т. е. при подключении шлангов ФЭУ. В этом случае параллельно резистору R3 включается емкость С0. Необходимо иметь в виду, что с R3 снимается два переменных напряжения: сигнал и напряжение обратной связи. На верхних частотах сопротивление контура R3-Со и падение напряжения на нем уменьшаются; при этом уменьшается сигнал, подводимый на сетку лампы Л1 с резистора R3 (происходит спад верхних частот), но одновременно уменьшается и напряжение обратной связи на R3, так что усиление возрастает (происходит подъем верхних частот). В результате этого частотная характеристика усилителя остается неизменной.
Обратная связь позволяет осуществить помимо автоматической и другие виды коррекции: переменную (тонконтроль) и коррекцию для 16-миллиметрового фильма.
Тонконтроль служит для плавной регулировки усиления в области верхних частот. При демонстрации фильма третьей категории и проигрывании граммофонной записи звуковоспроизведение сопровождается шипением, которое является высокочастотным сигналом. Некоторое уменьшение усиления на верхних частотах будет способствовать уменьшению помех и улучшению качества звуковоспроизведения. Необходимую степень коррекции в каждом конкретном случае устанавливают на слух.
Тонконтроль состоит из R9 и С8, включенных последовательно в цепь первого делителя обратной связи. Когда движок находится в точке а, конденсатор С8 из схемы выключен (замкнут) и усиление от частоты не зависит, т. е. тонконтроль выведен. Если движок резистора R9 переместить в точку б, параллельно R9 включится С8. На верхних частотах сопротивление контура R9-С8 уменьшается, ток в цепи обратной связи возрастает, падение напряжения на R5 увеличивается, что приводит к возрастанию напряжения обратной связи и уменьшению усиления в области верхних частот. Перемещением движка резистора R9 в промежуточные положения устанавливают необходимую степень спада верхних частот.
Рассмотрим коррекцию при воспроизведении фонограммы 16-миллиметрового фильма. В связи с меньшей скоростью продвижения фильма в узкопленочных проекторах частоты свыше 5 кГц на оптической фонограмме 16-миллиметрового фильма записать невозможно. Поэтому оптическая фонограмма 16-миллиметрового фильма имеет плохую отдачу на верхних частотах до 5 кГц и не дает сигнала на частотах выше 5 кГц. Для частичной компенсации этого недостатка частотной характеристике усилителя, работающего с узкопленочным кинопроектором, придается специальная форма с подъемом на частоте 4,5 кГц и резким спадом на более высоких частотах. В усилителе 90У-2 это осуществляется с помощью элементов C20-R29 и С21, включаемых; перемычкой П. На рис. 2 приведены типовые частотные характеристики усилителя 90У-2.
При работе с 35-миллиметровыми передвижными кинопроекторами перемычка П (см. рис. 2) размыкается, цепочка коррекции отключается и частотная характеристика усилителя в диапазоне воспроизводимых частот приобретает прямолинейную форму. При переходе на работу с узкопленочным проектором замыканием перемычки Я в цепь обратной связи включается корректирующий элемент C20-R29, обеспечивающий подъем усиления на частоте 4,5 кГц, а параллельно R12 - конденсатор С21, вызывающий резкий спад частотной характеристики на более высоких частотах. Если заземленная перемычка коррекции П замыкается, С20 и R29 подключаются параллельно R5 и R7. На частоте выше 1 кГц шунтирующее действие С20 возрастает, что приводит к уменьшению глубины обратной связи и увеличению усиления. Резистор R29 ограничивает подъем частотной характеристики на частоте 4-4,5 кГц
Для уменьшения помех, создаваемых механическими повреждениями фонограммы на частотах, на которых нет полезного сигнала, параллельно выходу первого каскада включают конденсатор С21, создающий резкий спад верхних частот (выше 5 кГц).
Особенностью питания нити накала лампы Л1 является то, что для уменьшения фона переменного тока, создаваемого токами утечки, напряжение нити накала понижено до 5,6В и снимается с выводов а-б обмотки IV (см. рис. 1) силового трансформатора, а средняя точка этой обмотки заземлена. Регулятор громкости R12 включен между первым и вторым каскадами.
Проследим пути анодных токов в первом каскаде. Постоянная составляющая проходит от плюса кенотронного выпрямителя (катода кенотрона) через Др1, R24, R25, R26, R11 анод-катод лампы Л1, R8 и общий провод к минусу выпрямителя (средней точке обмотки II трансформатора Tpl). В момент повышения потенциала сетки большая часть переменной составляющей проходит от катода лампы Л1 через С5, C18, R11 к аноду лампы Л1, а меньшая часть - от катода через С5, общий провод R12 и С7 к аноду.
Второй каскад собран по простой фазоинверсной схеме на лампе 6Н9С. Напряжение сигнала на сетку фазоинвертора снимается с резистора R18, входящего в делитель R19-R18. Для устранения генерации на сверхзвуковых частотах в цепь управляющей сетки основного триода включен защитный резистор R28, который вместе с входной емкостью лампы образует фильтр высоких частот. Фазоинвертор охвачен отрицательной обратной связью по току, так как резистор смещения R13 не зашунтирован емкостью, что необходимо для сохранения симметрии при изменении параметров схемы фазоинвертора.
Параллельно R19 включен симметрирующий конденсатор С12, обеспечивающий равенство амплитуд высокочастотных сигналов (на управляющих сетках оконечных ламп. На верхних частотах шунтирующее действие конденсатора возрастает, что приводит к уменьшению падения напряжения на резисторе R19 и увеличению падения напряжения на резисторе R18, т. е. к возрастанию сигнала на сетке фазоинвертора, а следовательно; и на сетке лампы Л4 (до уровня сигнала на сетке лампы Л3).
Прохождение токов во втором каскаде: постоянная составляющая идет от плюса выпрямителя через Др1, R24, R25, далее для основного триода - через R16, анод - катод, R14, секцию 6-5 трансформатора Тр2, контакты блокировки включения громкоговорителя и общий провод к минусу выпрямителя, а для фазоинвертора - после R25 через R15, анод - катод, R13 и общий провод к минусу выпрямителя. Если потенциал сетки основного триода понижается, то большая часть переменной составляющей тока этого триода идет от анода через R16, СП, общий провод, контакты блокировки, секцию 5-6 трансформатора Тр2 и С9 к катоду, а меньшая часть - от анода через С10, R19, R18, общий провод, контакты блокировки, секцию 5-6, С9 к катоду.
Для фазоинвертора потенциал сетки повышается и переменная составляющая пойдет от катода по внешней цепи к аноду лампы: большая часть - от катода через R13, С17, R15 к аноду, меньшая часть - от катода через R13, R17, С11 к аноду.
Третий каскад собран по двухтактной схеме и работает на двух лампах 6ПЗС в режиме АВ. Чтобы устранить генерацию на сверхзвуковых частотах, в цепь управляющих сеток оконечных ламп включены защитные резисторы R20 и R21, образующие с входными емкостями фильтры высоких частот. Для уменьшения индуктивности рассеяния и, следовательно, фазовых искажений применена секционированная намотка обмоток выходного трансформатора.
Каскад имеет два выхода, рассчитанных на подключение контрольного громкоговорителя и громкоговорителя зала: На выходе усилителя предусмотрена блокировка (рис. 4), предохраняющая усилитель от последствий режима холостого хода, возникающего при выключении громкоговорителя зала. Режим холостого хода усилителя приводит к резким перенапряжениям в оконечном каскаде, что может вызвать пробой на корпус первичной обмотки выходного трансформатора или ламповых панелей в оконечном каскаде.
Одно из гнезд выхода усилителя сделано разрезным, т. е. состоит из двух изолированных частей. Последовательно с резистором смещения оконечного каскада R22 включен дополнительный резистор R34, контакты которого подсоединены к разрезному гнезду. Если вилка шланга громкоговорителя включена, контакты разрезного гнезда и, следовательно, резистор R34 замкнуты накоротко, падения напряжения на R34 нет и усилитель работает в нормальном режиме. При выключении вилки шланга громкоговорителя через резистор R34 протекают постоянные составляющие анодных токов оконечных ламп и на R34 создается падение напряжения, которое подается в цепь управляющей сетки основного триода фазоинверсного каскада, в результате чего основной триод запирается, переменное напряжение в цепь сеток оконечных ламп подаваться не будет и режим перенапряжений не возникнет.
Коэффициент нелинейных искажений усилителя растет с увеличением выходной мощности и при перегрузке может превышать допустимые значения. Для контроля за перегрузкой усилителя к части витков первичной обмотки выходного трансформатора подключен пик-индикатор - неоновая лампа МН-3 с напряжением появления разряда 48-50 В.
При пиковой мощности 15 Вт напряжение, подводимое к лампе пик-индикатора, достигает величины, при которой возникает разряд в газе, газ в лампе начинает светиться красно-оранжевым светом, сигнализируя о перегрузке усилителя. Кратковременные вспышки пик-индикатора при громких звуках (взрывах, стрельбе, крике) считаются допустимыми. Когда пик-индикатор горит даже при звуках средней громкости, усилитель перегружен и громкость звука необходимо уменьшить. Если во время работы звук исчезнет и пик-индикатор загорится, это является сигналом возникновения перенапряжений в оконечном каскаде вследствие отключения нагрузки (обрыва в цепи громкоговорителя). Последовательно с лампой пик-индикатора (включен резистор R23 (см. рис. 1), который служит для ограничения тока пик-индикатора до 1 мА.
Два последних каскада охвачены отрицательной обратной связью, напряжение которой снимается с секции 5-6 вторичной обмотки выходного трансформатора и подается в противофазе с входным сигналом на управляющую сетку основного триода (точка 6 через R14 и С9 соединена с катодом, а точка 5 - через R12 и R28-с сеткой). Конденсатор ячейки смещения С9 изолирован от корпуса. Если корпус конденсатора соединится с корпусом усилителя, секция 5-6 выходного трансформатора замкнется накоротко, обратная связь выключится, громкость звука увеличится, но вместе с тем увеличатся нелинейные искажения и помехи.
Проследим прохождение токов в оконечном каскаде. Постоянная составляющая анодного тока лампы Л3 идет от полюса кенотронного выпрямителя через Др1, секцию 1-10 трансформатора Тр2, анод-катод, резистор R22, гнезда блокировки и общий провод к минусу выпрямителя. Аналогично проходит постоянная составляющая тока лампы Л4, ,но через секцию 1-3 первичной обмотки Тр2 и лампу Л4.
Переменные составляющие анодных токов оконечных ламп идут по пути от анода лампы через секцию 1-10 или 1-3 первичной обмотки выходного трансформатора, С15, С13 к катоду лампы. Направления переменных составляющих токов ламп Л3 и Л4 различны: если в данный момент ток лампы ЛЗ идет от анода к катоду, то ток лампы Л4, наоборот,- от катода к аноду, так что их магнитные потоки в выходном трансформаторе складываются.
Кенотронный выпрямитель собран на кенотроне 5Ц4С по двухполупериодной схеме. В связи с тем что оконечный каскад работает в режиме АВ, фильтр начинается с дросселя, выпрямитель с таким фильтром имеет более пологую внешнюю характеристику :и, следовательно, поддерживает более постоянное напряжение "а выходе при колебаниях тока нагрузки. Для улучшения качества фильтрации выпрямленного напряжения параллельно дросселю Др1 подключен конденсатор С14, образующий с дросселем резонансный фильтр-пробку, настроенный ,на частоту пульсаций 100 Гц.
Чтобы увеличить электрическую прочность усилителя, намоточные детали подвергают влагостойкой пропитке, а в высоковольтных цепях применяют бумажные конденсаторы. В цепь первичной обмотки силового трансформатора включен предохранитель Пр типа ПЦ на 3 А, предохраняющий выпрямитель от последствий режимов короткого замыкания и перегрузки.
Для уменьшения емкостных помех, которые могут попасть в схему усилителя из питающей сети через паразитную емкость С0, между обмотками силового трансформатора, на силовом трансформаторе имеется дополнительная обмотка VI - электростатический экран. Выполняют электростатический экран в виде одного ряда провода любого сечения, расположенного между первичной и остальными обмотками. Один конец обмотки VI заземляют, а другой оставляют свободным. При наличии электростатического экрана переменные высокочастотные токи из сети через Со попадают на него и отводятся в землю. В некоторых случаях после первичной обмотки силового трансформатора наматывают заземленную обмотку питания накала усилительных ламп, которая одновременно играет роль электростатического экрана.
Селеновый выпрямитель ВС собран по мостовой схеме, имеет П-образный индуктивно-емкостной фильтр и служит для питания лампы просвечивания К29 постоянным током. Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения в фильтре селенового выпрямителя применен дроссель с компенсационной обмоткой, имеющей отводы 3, 4, 5, 6. Количество и направление витков компенсационной обмотки выбраны так, что наводимое в ней напряжение фона равно по величине, но противоположно по фазе напряжению на втором конденсаторе фильтра С22.
При замене селенового столба или деталей сглаживающего фильтра необходимо подключением плюсового провода к отводам дросселя подобрать величину компенсирующего напряжения, соответствующего минимальным пульсациям выпрямленного напряжения. Контроль за уровнем пульсаций осуществляется при помощи осциллографа или электромагнитного телефона.
В цепь селенового выпрямителя включен проволочный резистор R30, ограничивающий ток при одновременном включении двух ламп просвечивания и случайном коротком замыкании на выходе. Потере старения селенового выпрямителя величина выпрямленного напряжения уменьшается и лампа просвечивания начинает гореть с недокалом. Для восстановления нормального режима работы лампы просвечивания при старении селенового выпрямителя необходимо уменьшить сопротивление резистора R30. Корпуса электролитических конденсаторов С19 и С22 изолированы от шасси, а минус селенового выпрямителя заземлен через резистор R31, что исключает возможность закорачивания выхода селенового -выпрямителя через корпус узкопленочного проектора при неправильном включении вилки шланга лампы просвечивания.
Режим работы усилителя по постоянному току указан на принципиальной схеме. Постоянные напряжения измерены прибором чувствительностью не менее 5000 Ом/В относительно корпуса усилителя. Режим может отличаться от указанных значений на +/-10% без заметного снижения качественных показателей.
Источник: "Электроаккустика и усилительные устройства", Ружицкий Ю.А., 1975.
| << | Усилитель воспроизведения и усилитель мощности (оконечный) (конструкция Устинова Ю., г.Молотов) | Усилитель УО-11 | >> |
Ламповые усилители (схемотехника)