Ламповый оконечный усилитель УО-11 (электрическая схема, описание)
Усилитель предназначен для усиления сигнала, поступающего от предварительного усилителя, до мощности, необходимой для работы громкоговорителей. Основные технические данные усилителя приведены ниже
- Номинальная мощность: 25 Вт
- Чувствительность: 0,775 В
- Номинальное выходное напряжение: 60 В
- Коэффициент нелинейных искажений на средних частотах: 0.8%
- Уровень помех: -70 дБ
Усилитель УО-11 (рис. 1) имеет пять каскадов усиления: в первом и втором работает лампа 6Н2П, триоды которой включены по резисторной схеме, третий также собран по резисторной схеме и работает на триодной части лампы 6Ф5П, четвертый собран по фазоинверсной схеме с разделенной нагрузкой и работает на пентодной части этой же лампы, а пятый - оконечный собран по двухтактной схеме, работает в глубоком режиме АВ на двойном лучевом тетроде 6РЗС и рассчитан на подключение нагрузки сопротивлением 144 Ом.
Питание анодных цепей предварительного и оконечного усилителей, а также управляющих сеток оконечных ламп производится от четырех полупроводниковых выпрямителей ПВ1, ПВ2, ПВЗ и ПВ4 собранных на кремниевых диодах Д226. Выпрямитель ПВЗ предназначенный для подведения независимого смещения на сетки оконечных ламп, собран по двухполупериодной схеме, а остальные - по однофазной мостовой Для облегчения электрического режима вентилей выпрямители ПВ1 и ПВ2 включены последовательно.
Положительный потенциал от выпрямителя ПВ1 подводится на экранные сетки оконечных ламп, газонаполненный диод ИН-3 и нити накала усилительных ламп (положительное смещение на нити накала относительно катодов). Суммарное напряжение от выпрямителей ПВ1 и ПВ2 поступает в анодные цепи оконечных ламп, а далее через развязывающие фильтры - на второй и четвертый каскады УО-11. Питание на первый и третий каскады оконечного усилителя, а также на предварительный усилитель УП-25 подводится от выпрямителя ПВ4. Переменное напряжение на нити накала усилительных ламп (6,3 В) подводится от обмотки VII силового трансформатора, а на нить накала лампы 6РЗС (12,6 В) -от самостоятельной обмотки II.
Для расширения коммутационных возможностей комплекта , усилитель имеет два независимых входа, что позволяет в многоканальных комплектах работать от двух источников сигнала, например от ФЭУ и микрофона, что бывает необходимо при демонстрации иностранных фильмов с переводчиком. Если сигнал звуковой частоты подвести на один из входов, а режим по второму входу изменять от холостого хода до короткого замыкания, уровень входного сигнала усилителя будет изменяться не более чем на 1 дБ, т.е. останется почти неизменным. Такая независимость объясняется следующими особенностями построения схемы.
Предположим, что сигнал звуковой частоты поступает на первыйв вход, а второй вход разомкнут. В этом случае падение напряжения с резистора R1 поступает на делитель, состоящий из R3 (верхнее плечо), и снимается на сетку лампы с резисторов R4 - R2 (нижнее плечо). При замыкании второго входа, т.е. замыкании резистора R2, падение напряжения с R1 будет подводиться к делителю, состоящему из R3 (верхнее плечо) и сниматься с резистора R4 (нижнее плечо). Так как сопротивление R4 значительно больше сопротивления R2, сигнал на сетке лампы останется неизменным. Очевидно, что эти рассуждения полностью справедливы и для второго входа.
На первый и второй каскады питание подводится соответственно через развязывающие фильтры R10-C3 и R11- С4. Оба каскада охвачены отрицательной обратной связью по току, так как их резисторы смещения R5 и R8 не заблокированы конденсаторами достаточной емкости. Второй каскад дополнительно охвачен местной обратной связью, напряжение которой снимается с анодной нагрузки R7 и подводится к делителю, состоящему из резисторов R12 (верхнее плечо) и R9 (нижнее плечо). Падение напряжения с R9 в противофазе подводится в цепь сетки правого триода 6Н2П. Проследим цепь обратной связи: R7, переходной конденсатор С7, резисторы R12 и R9, конденсатор фильтра С4, R7. (При рассмотрении работы цепей обратной связи и коррекции переходные конденсаторы и конденсаторы фильтра, имеющие сравнительно большую емкость, исключаются, так как на распределение напряжений в этих цепях не влияют.)
Для повышения устойчивости работы и защиты усилителя от искажений, возникающих на сверхнизких частотах (до 40 Гц), эти частоты подавляются частотно-зависимой обратной связью и цепочкой коррекции С7-С9 - R15, которая включена между вторым и третьим каскадами и является частотно-зависимым делителем. При понижении частоты емкостное сопротивление верхнего плеча С7-С9 возрастает, а ток в цепи уменьшается, что приводит к перераспределению напряжений на плечах делителя: возрастанию напряжения на верхнем плече и уменьшению входного сигнала, снимаемого с нижнего плеча R15.
Дополнительная коррекция в области нижних частот производится цепью обратной связи, состоящей из С7 - R14 и С6 - R13 (верхнее плечо) и R5 (нижнее плечо). Падение напряжения с резистора R5 .подводится в цепь сетки лампы первого каскада в противофазе сигналу звуковой частоты. На самых низких частотах сопротивление верхнего плеча делителя возрастает (за счет действия С6), глубина обратной связи уменьшается, что в конечном итоге приводит 'к некоторому увеличению усиления на частотах выше 20 Гц.
Таким образом, за счет действия цепей коррекции С7-С9- R15 и С7 - R14 - R13 - С6 - R5 результирующая характеристика усилителя на нижних частотах приобретает необходимую форму с плавным спадом на частотах до 40 Гц. Конденсатор С26 (небольшой емкости), шунтирующий резистор R5, компенсирует спад верхних частот, создаваемый индуктивностью L1 в цепи выхода оконечного блока.
Третий каскад работает на триодной части лампы 6Ф5П и питание к нему подводится через развязывающий фильтр R19 - С8 от выпрямителя ПВ4. Для защиты усилителя от генерации на сверхзвуковых частотах в цепи управляющих и экранных сеток ламп третьего и пятого каскадов включены защитные резисторы R16, R30, R32 и R33.
Параллельно входу третьего каскада включен газонаполненный диод ИН-3, ограничивающий амплитуду подводимого сигнала до 25 В и тем самым предохраняющий экранные сетки оконечных ламп от расплавления при отключении нагрузки усилителя. (В мощных блоках имеется дополнительная защита от режима короткого замыкания.) При коротком замыкании или перегрузке выхода, анодное напряжение оконечной лампы уменьшается, а ток экранных сеток возрастает. Так как мощность рассеяния по цепи экранных сеток будет превышать допустимое значение, оконечная лампа может выйти из строя. На газонаполненный диод ИН-3 от выпрямителя ПВ1 с резисторов R51 и R52 подводится напряжение подпитки около 45 В. При резком возрастании напряжения сигнала суммарное напряжение, подводимое в цепь сетки лампы, превышает порог зажигания, диод загорается, его внутреннее сопротивление уменьшается, а шунтирующее действие возрастает и перегрузка каскада по входу не возникает.
Третий, четвертый и пятый каскады охвачены глубокой отрицательной обратной связью, напряжение которой с выхода усилителя подводится к делителю, состоящему из резисторов R27 и R18, и с резистора R18 подводится в цепь сетки лампы третьего каскада. Применение в первых двух и трех последних каскадах самостоятельных петель обратной связи с глубиной, .превышающей 26 дБ, обеспечивает высокие качественные показатели и повышенную устойчивость работы комплекта как в типовом режиме, так и при отключении нагрузки. При отключении нагрузки выходное напряжение и глубина обратной связи в трех последних каскадах увеличиваются, что приводит к стабилизации выходного напряжения, которое во всех комплектах типа "Звук" не должно превышать 60 В.
Конденсатор С10 в ячейке смещения третьего каскада должен быть изолирован от шасси усилителя, так как если корпус конденсатора соединится с шасси, резистор R18 окажется замкнутым накоротко, цепь обратной связи выключится, увеличится громкость звука, но увеличатся также искажения и помехи.
Четвертый предоконечный каскад усилителя, собранный по фазоинверсной схеме с разделенной нагрузкой, работает на пентодной части лампы 6Ф5П и питание на него подводится от выпрямителей ПВ1 и ПВ2 через развязывающий фильтр, состоящий из резисторов R21, R24 и конденсатора С11. Применение в развязывающем фильтре двух последовательно включенных резисторов объясняется большим током, протекающим в анодной цепи лампы. Для уменьшения внутреннего сопротивления предоконечного каскада лампа используется в триодном включении (анод перемкнут с экранной сеткой).
Связь между третьим и четвертым каскадами гальваническая, а это значит, что сигнал звуковой частоты с анодной нагрузки третьего каскада (R20) подводится в цепь сетки предоконечного каскада без переходного конденсатора. Применение в фазоинверсном каскаде мощной лампы и ее включение триодом позволяют уменьшить катодно-анодные нагрузки до 3,3 кОм, а также сопротивление резисторов утечки сеток в оконечном каскаде до 6,8 ,кОм. Эти методы улучшают фазовую характеристику усилителя на верхних частотах и уменьшают влияние тока сетки на режим работы оконечного каскада.
При работе фазоинверсного каскада на его анодной R22 и катодной R23 нагрузках выделяются равные по величине, но противоположные по знаку сигналы, переменные составляющие которых через переходные конденсаторы С13 и С14 и защитные резисторы R30 и R32 подводятся в цепи управляющих сеток оконечной лампы. В фазоинверсной схеме с разделенной нагрузкой резистор катодной нагрузки R23 одновременно является резистором смещения, с которого падение напряжения (66 В) подводится плюсом на катод, а минусом -на управляющую сетку лампы. В результате лампа может оказаться запертой.
Для восстановления нормального режима работы каскада на управляющую сетку лампы с R26 нижнего плеча делителя, образованного резисторами R20, R25 и R26 подводится положительное смещение 60В и управляющая сетка лампы оказывается заряжена отрицательней катода на 6 В, что соответствует нормальному режиму работы лампы. Конденсатор С12 вместе с резистором делителя R25 являются контуром, уменьшающим время восстановления режима работы фазоинверсного каскада после подведения сигнала импульсного характера.
Пятый, оконечный каскад, предназначенный для выделения в нагрузке наибольшей неискаженной мощности, работает на двойном лучевом тетроде 6РЗС в глубоком режиме АВ1. Применение в этом каскаде специально разработанной лампы с улучшенными параметрами позволяет снимать большую колебательную мощность без захода в положительную область характеристики. Отрицательное смещение на управляющие сетки лампы (-39В) подводится независимым способом от выпрямителя ПВЗ, который нагружен на резистор R54, заблокированный конденсатором С19 (100 мкФ). Отрицательный потенциал с RB4 через резисторы утечки сеток и защитные резисторы подводится на управляющие сетки оконечной лампы.
Контроль режима работы оконечного каскада по постоянному току предусматривает измерение напряжения смещения и анодного тока лампы измерительным прибором, размещенным на лицевой панели шкафа, для чего в цепь катода и выпрямителя ПВЗ включены высокоточные резисторы R31 и R56 типа УЛИ. Падения напряжения с этих резисторов, пропорциональные анодному току лампы 6РЗС и напряжению смещения, подводятся к измерительному прибору контроля режимов.
Первичная и вторичная обмотки выходного трансформатора содержат по восемь секций, причем секции первичной обмотки размещены между соответствующими заземленными секциями вторичных обмоток. Комбинированное секционирование обеспечивает полную идентичность обмоток, уменьшает индуктивность рассеяния до 1,5 мГн, снижает искажения и повышает устойчивость работы оконечного каскада на верхних частотах.
Дополнительной мерой, предназначенной для повышения устойчивости работы усилителя на верхних частотах (при уменьшении или сбросе нагрузки), является включение в цепь выхода катушки L1 (800 мкГн), которая развязывает выход усилителя от нагрузки и емкости линии громкоговорителей.
Эти методы повышения устойчивости работы усилителя совместно с применением петли обратной связи, охватывающей три последних каскада, позволяют при выключении нагрузки не подключать эквивалент звуковых катушек громкоговорителей. На выходном трансформаторе имеется специальная обмотка XVI, включенная последовательно со вторичной.
Напряжение, снимаемое с этих обмоток через нож разъема, подводится к пик-индикатору выхода усилителя и измерительному прибору контроля режимов.
В выпрямителях ПВ1, ПВ2, ПВЗ и ПВ4 для быстрого восстановления режима работы оконечного каскада при пиках громкости (выстрелы, взрывы) применены емкостные С20 - С23-С24-С19 или резисторно-емкостные C22-R57-C21 фильтры. При использовании в выпрямителях ПВ1 и ПВ2 индуктивно-емкостного фильтра индуктивность дросселя будет препятствовать быстрому нарастанию тока и восстановлению режима. Затягивание по времени процесса нарастания анодного тока вызовет искажение фронта сигнала звуковой частоты, т. е. нелинейные искажения. Питание на каждый из выпрямителей подводится от соответствующих обмоток силового трансформатора. Чтобы устранить емкостные помехи, которые могут возникнуть из-за попадания паразитных высокочастотных сигналов из сети через емкость между обмотками, после первичной наматывают заземленную накальную обмотку II, которая выполняет роль электростатического экрана.
Нити накала ламп 6Н2П, 6Ф5П, а также лампа усилителя УП-25 питаются от специальной обмотки VII, развивающей напряжение 6,3 В.
На среднюю точку этой обмотки с резистора R52 подводится положительное смещение 40 В, в результате между катодами и нитями накала ламп создается электрическое поле, препятствующее электронной эмиссии с нити накала на катод или появлению токов утечки гальванического характера при несовершенстве изоляции ламповых панелей или подогревных катодов ламп. Это мероприятие, как и рациональный монтаж, тщательная экранировка входных цепей, подведение отрицательной обратной связи и дополнительная фильтрация выпрямленного напряжения c помощью развязывающих фильтров, способствует значительному снижению уровня фона переменного тока.
Выпрямитель ПВ4 работает в облегченном режиме, что позволяет во втором варианте комплектации аппаратуры подавать от него питание двум блокам предварительных усилителей УП-25.
Источник: "Электроаккустика и усилительные устройства", Ружицкий Ю.А., 1975.
| << | Усилитель 90У-2 | Главная страница | >> |
Ламповые усилители (схемотехника)