^вверх

Next Sound

Наши Статьи

,

Усилитель класса А для электромагнитных головных телефонов с непосредственной междукаскадной связью

Как и у всех усилителей, работающих на проблемную нагрузку, эта схема была разработана в обратном направлении, от выхода к входу. Примите во внимание, что схема представляет собой модель для решения проблем сопряжения по постоянному току — а не подробный образец конструкции усилителя для головных телефонов (наушников).

В рассматриваемом усилителе необходим катодный повторитель, чтобы обеспечить низкое выходное сопротивление. Лампы с высокими внутренним статическим коэффициентом усиления т, высокой крутизной проходной характеристики gm подходят наилучшим образом, так как катодные повторители с высокой крутизной gm гарантируют низкое выходное сопротивление rвых и высокое m, что позволяет использовать сильную обратную связь, чтобы уменьшить искажения. Из этих соображений, лампа типа 6С45П является идеальной для данной задачи. В схеме усилителя (рис. 4.25) катод подсоединен к отрицательному источнику питания через стандартный приемник неизменяющегося тока, построенный на пентоде типа EL822.

В рассматриваемом усилителе необходимо создать отрицательную обратную связь по постоянному току, чтобы стабилизировать и симметрировать выход усилителя на О В, и также необходимо, чтобы усилитель имел высокое входное сопротивление для того, чтобы он не нагружать схему регулировки громкости. Идеальными входными каскадами, следовательно, являются дифференциальные пары, и так как мы уже имеем источник питания отрицательной полярности, кажется нелогичным не использовать второй пентод в качестве приемника неизменяющегося тока для дифференциальной пары.

Усилитель, со связью по постоянному току для головных телефонов

Рис. 4.25 Усилитель, со связью по постоянному току для головных телефонов

Электромагнитные головные телефоны (наушники) являются устройствами с низким полным сопротивлением. Так как переносное оборудование должно предусматривать возможность работы от аккумулятора напряжением 3 В (возможно, только 1,5 В), то типовые наушники, разработанные для портативного использования, обычно имеют сопротивление 32 Ом, а более высокого качества соответственно до 200 Ом. В любом случае они требуют значительного тока, и являются крайне неблагоприятной нагрузкой для электронной лампы. Так как мы при увеличении анодного тока Ia, рассеиваемая на аноде тепловая мощность Ра также увеличивается, во избежание перегрева лампы требуется уменьшать нагрев, понижая анодное напряжение Vaне забывая при этом учитывать необходимость работать без сеточного тока. Установка анодного напряжения Va135 В соответствует работе без сеточного тока. Величина предельно-допустимого значения мощности, рассеиваемой на аноде лампы типа 6С45П составляет всего Ра(макс) = 7,8 Вт, тем не менее все другие технические характеристики этой лампы являются довольно оптимистичными. Разумеется, разумно работать не достигая предельно-допустимой рассеиваемой мощности. Если установить анодный ток Ia= 34 мА, то мощность, рассеиваемая на аноде составит Ра = 4,6 Вт.

Теперь необходимо рассмотреть входную дифференциальную пару. Так как имеется источник питания только на 135 В, то необходима электронная лампа, имеющая хорошую линейность при низком анодном напряжении. Лампы типа ЕСС86 были бы идеальными, но на момент разработки автору были доступны лишь ЕСС88. Построение нагрузочных линий, имевших небольшой наклон позволило предположить, что резисторы нагрузки 27 кОм будут хорошо обеспечивать режим с анодным напряжением 68 В, с током катода 5 мА при напряжении смещения между сеткой и катодом Vск = 2 В.

Наконец, анализируя именно рассматриваемую практическую схему усилителя, появляется возможность рассмотреть более существенные проблемы междукаскадной связи по постоянному току, используя чистые делители напряжения, нежели описанные выше.

Итак, на каждом аноде лампы ЕСС88 напряжение 68 В. На сетке лампы 6С45П, катодного повторителя, ≈ —1,5 В (не следует забывать, что необходимо иметь на катоде 0 В), поэтому мы должны иметь падение напряжения 69,5 В. Если установить ток 100 мкА в цепочке делителя напряжения, то потребуется верхний резистор сопротивлением 695 кОм, что является неудобным значением. Если выбрать ближайшее к расчетному стандартное значение 680 кОм, то ток делителя напряжения становится 69,5 В/680 кОм = 102,2 мкА.

На нижнем резисторе должно падать напряжение —1,5 В - -135В= 133,5 В, таким образом, для 102,2 мкА требуется резистор 1,3 МОм, что легко набирается из стандартных и близко к рекомендуемому для таких схем значению. Тем не менее, нужно учитывать и другой фактор. При расчетном анодном напряжении, через цепочку делителя напряжения проходит ток ≈ 100 мкА, за счет тока анода 2,5 мА. 2,5 мА является низким током для этой лампы, поэтому отклонения между экземплярами ламп значительно усиливаются, и небольшой ответвляемый в делитель ток не принимается в расчет при сравнении. Изменения ответвляемого от лампы тока могут вызвать дисбаланс нулевого потенциала по постоянному напряжению на выходных клеммах усилителя. Возникает вполне резонный вопрос: почему бы не сделать цепочку делителя регулируемой для компенсации изменения характеристик ламп? Использование постоянного резистора на 1,2 МОм, установленного последовательно с переменным резистором на 250 кОм позволяет менять сопротивление на ±10%. Можно установить переменный резистор и большей величины, но это сделает более сложной регулировку выхода по постоянному току.

Даже если выход по постоянному току тщательно отрегулирован (симметрирован) до 0 В, он будет дрейфовать. Необходимо средство стабилизации выхода по постоянному току на 0 В, и лучший выход — применить отрицательную обратную связь. Подключим петлю обратной связи параллельно выходу усилителя, но так как выход делителя напряжения обратной связи подсоединен к другой сетке дифференциальной пары, а дифференциальная пара усиливает разность между входными сигналами, то обратная связь при этом является последовательной входному сигналу. Обратная связь, следовательно, является параллельно снимаемой и последовательно прикладываемой (вводимой), поэтому она уменьшает выходное сопротивление и увеличивает входное сопротивление. Уменьшение выходного сопротивления является важным, потому что все современные электромагнитные преобразователи рассчитаны на нулевое внутреннее сопротивление источника сигнала, чтобы иметь их оптимальную переходную характеристику.

При проектировании цепей обратной связи, всегда требуется знать коэффициент усиления. Величина 27 кОм — довольно низкое сопротивление анодной нагрузки для любой из ламп ЕСС88, и построение нагрузочной линии прогнозирует коэффициент усиления 26,75. Входные каскады работают как дифференциальная пара, но так как используется только один выход, то нужно разделить пополам коэффициент усиления, получая значение 13,375. Как уже обсуждалось выше, междукаскадный делитель схемы сдвига уровня вносит потери по полезному сигналу, обладая коэффициентом передачи по напряжению 0,657, что уменьшает коэффициент усиления до 8,78. Принимая во внимание, что в лампах типа 6С45П при анодном токе Iа = 34 мА, достигается эквивалентное сопротивление rк ≈ 25 Ом, нагрузка 32 Ом вносит дополнительные потери порядка 0,56, уменьшая общий коэффициент усиления до ≈ 5. Таким образом, даже глубокая 100% обратная связь может обеспечить улучшение только (1 + βA0) = 5, или 14 дБ.

Схема была опробована со 100% отрицательной обратной связью потому что это наиболее важное условие устойчивости. Подавался образцовый прямоугольный сигнал — частотная характеристика при 10 кГц и нагрузка 200 Ом (рис. 4.26). Схема была опробована с различными сопротивлениями нагрузки.

Малые искажения на прямоугольном испытании соответствуют достаточно  равномерной амплитудно-частотной характеристике

Рис. 4.26 Малые искажения на прямоугольном испытании соответствуют достаточно равномерной амплитудно- частотной характеристике

В таблице 4.15. приводятся уровни выходных сигналов при различных сопротивлениях нагрузки, соответствующие различным уровням СКГ + Ш (совокупный коэффициент гармоник плюс шум). Неудивительно, что немногие лампы способны выдавать высокий неискаженный выходной уровень при нагрузке 32 Ом, и что разработанная схема (которой и соответствует таблица) может выдавать только 8 мВт при 0,5% СКГ + Ш и нагрузке 32 Ом.

Таблица 4.15
Выходной сигнал в дБ для определенных СКГ + Ш
0,5% 0,2% 0,1%
100 кОм - - +20
200 Ом +16,7 + 12,8 +7,8
32 Ом -3,7 - -

Ситуация заметно улучшается при нагрузке 200 Ом, вследствие чего схема удваивает полезную мощность при СКГ + Ш < 0,1 %. Что более важно — спектр гармоник искажений становится приемлемым: 2-я = —60 дБ, 3-я = —82 дБ, 4-я = —100 дБ. Удивительно, но у автора нет собственных электромагнитных наушников приемлемого качества, поэтому он не смог проверить этот усилитель субъективно.

Наблюдательный читатель, имеющий перечень технических характеристик лапы типа 6С45П, заметит, что в этой схеме сопротивление утечки сетки 150 кОм намного превышает максимальное рекомендуемое. Помните, что основное назначение резистора смещения сетки — удержание требуемого напряжения на сетке при любом сеточном токе. Если резистор является слишком большим, сеточный ток поднимает напряжение на сетке, уменьшает напряжение смещения между сеткой и катодом Vck, увеличивает анодный ток Ia, увеличивая сеточный ток до тех пор, пока лампа не выйдет из строя. В этой схеме анодный ток Ia лампы 6С45П устанавливается исключительно приемником неизменяющегося тока, поэтому рассмотрение отвода тепла, вызванного чрезмерным сопротивлением утечки сетки не требуется.

Если необходимо реализовать схему рассмотренного типа, самое простое разбить ее на две части перед применением обратной связи. Сначала монтируется и налаживается выходной каскад, закорачивается верхняя сетку на землю, и регулируется задающий резистор схемы источника неизменяющегося тока, чтобы установить правильный ток катодного повторителя. Затем монтируется дифференциальная пара и связанный с ней источник неизменяющегося тока, и регулируется задающий резистор тока источника неизменяющегося тока, чтобы установить требуемый режим анодной цепи. Затем два каскада соединяются, и настраивается делитель схемы сдвига уровня, чтобы получить 0 В постоянного напряжения на выходе. Наконец, замыкается петля отрицательной обратной связи.

Использование схемы сдвига уровня с источником тока

Как уже было упомянуто ранее, схема сдвига с источником тока существенно усиливает шум и фон его источника опорного напряжения. Проблема этого шума может быть решена различными способами:

• уменьшить шум, создаваемый источником опорного сигнала. Диоды с прямым смещением создают мало шумов, по этой причине дешевые красные светодиоды являются идеальными. Если должен использоваться стабилитрон, то шум должен фильтроваться;

• шум не является проблемой сам по себе, он становится проблемой, когда напряжение сигнала достаточно низкое, и отношение сигнал / шум становится критическим. Решение: не использовать схемы сдвига уровня с источником тока в предусилителях;

• если шум может быть введен в схему таким образом, чтобы стать синфазным, то он может быть компенсирован дифференциальной парой. Это наиболее действенная методика.

Несколько лет назад, автор приобрел в магазине подержанных вещей 40 полевых МОП-транзисторов серии IRF с n-каналом и p-каналом, и после проверки на характериографе, удалось подобрать две приемлемых комплементарных пары. Сразу всплыла идея создания гибридного усилителя, связанная с желанием использовать некоторые давно пылящиеся на полке лампы. Автор прежде был неспособен найти применение таким замечательным лампам, как E55L, с высоким значение крутизны проходной характеристики gm (55 мА/В), но теперь понял, что можно сделать хороший катодный повторитель, используя полевые МОП-транзисторы с высокой емкостью затвора. Небольшое исследование эскизного представления привело к схеме, требующей схему сдвига с источником тока (рис. 4.27).

Полевой МОП-транзистор с n-каналом требует напряжения + 5 В на затворе, чтобы пропускать требуемый ток 1,7 А, а полевой МОП-транзистор с p-каналом требует напряжения —6 В, для того чтобы установить требуемый ток выходного каскада. Катодный повторитель на лампе типа E55L имеет мощный каскодный приемник неизменяющегося тока, выполненный на транзисторе типа MJE340 и транзистор типа ВС549 в качестве активной нагрузки. Дифференциальная пара на двойном триоде типа 7N7 имеет каскодный приемник неизменяющегося тока в цепи катода, который совместно использует источник опорного напряжения приемника с каскадом на лампе E55L. Для того, чтобы сбалансировать анодные нагрузки, неиспользуемый выход лампы 7N7 содержит RC-цепочку, включаемую на землю (шасси) для моделирования полного входного сопротивление катодного повторителя на лампе типа E55L. Дифференциальный вход каскада на лампе типа ЕСС808 довольно стандартный за исключением того, что он имеет источник неизменяющегося тока в качестве анодной нагрузки, чтобы улучшить его линейность при работе от положительного источника питания с невысоким напряжением +150 В (его катодный источник неизменяющегося тока может потребовать тонкой настройки, чтобы установить нужное анодное напряжение Va.

Так как дифференциальная пара на ламе 7N7 напрямую связана с катодным повторителем на лампе E55L, ее сетки должны быть под напряжением отрицательного источника питания или близко к нему, однако на анодах лампы ЕСС808 приложено напряжение +123 В. Таким образом, проблема состоит в том, чтобы соединить два каскада по постоянному току с минимумом шумов.

Сопряжение по постоянному току, используя источник тока в качестве приемника

Рис. 4.27 Сопряжение по постоянному току, используя источник тока в качестве приемника

Значение 1 МОм сопротивления верхнего резистора схемы сдвига уровня было выбрано произвольно, предположив, что ток, проходящий через него будет ≈ 250 мкА. Нужно знать этот ток, потому что он является расчетным током приемника неизменяющегося тока. Если выбрать источник опорного напряжения 6,2 В, то требуется резистор сопротивлением 24 кОм. Если рассматривать схему сдвига уровня как усилитель с общим эмиттером, можно найти его коэффициент усиления.

Поскольку коллекторный ток Iк = 250 мкА, то крутизна gm = 35 Iк = 35 х 0,25 = 8,75 мА/В. Коэффициент усиления равен Av = gm RH — 8,75 * 1000 = 8750. Тем не менее, усилитель имеет значительную обратную связь, так как нешунтированный резистор в цепи эмиттера имеет сопротивление 24 кОм. Таким образом, можно использовать уравнение обратной связи:

В качестве альтернативы, зная, что коэффициент усиления перед применением обратной связи желательно иметь большим, можно просто использовать приближение:

Значением этого упражнения является то, что большее напряжение источника опорного напряжения уменьшает коэффициент усиления, так как значение Rэ большое. Хотя вариант схемы со светодиодами был бы несколько хуже, в этом случае коэффициент усиления будет ≈ 250.

Если схемы сдвига уровня совместно используют общий (шумящий) источник опорного сигнала постоянного тока, шум усиливается идентично, таким образом, он представляется в дифференциальной паре, как синфазный шум, который она может подавить. Для гарантии того, что шум остается синфазной помехой, резистор в цепи эмиттера и сопротивление делителя 1 МОм необходимо согласовывать, поэтому допуск 0,1 % являются идеальным. На высоких частотах, синфазное подавление дифференциальной пары ухудшается. Если зашунтировать резисторы 1 МОм конденсаторами, коэффициент усиления схемы сдвига уровня будет падать с частотой, поэтому это дает меньше шума на дифференциальную пару, которая компенсирует падение коэффициента ослабления синфазного сигнала дифференциальной пары.

Continue reading
655 Hits

Проблема сопряжения одного каскада со следующим

Наиболее распространенным видом сопряжения одного каскада со следующим является сопряжение через конденсатор — так называемая емкостная связь. Идеальный конденсатор не генерирует искажений. К сожалению, даже идеальный конденсатор может увеличивать искажения сгенерированные лампами или транзисторами.

Проблема блокировки разделительным конденсатором

Блокировка — крайне неприятное явление, в следствие которого усилитель подавляется на короткое время после кратковременной перегрузки. Очень часто блокировка вызывается конденсатором, который соединяет перегруженный каскад с соседним (рис. 4.23).

Емкостная связь между каскадами

Рис. 4.23 Емкостная связь между каскадами

Емкостная связь между двумя каскадами совместно с резисторами входной цепи следующего каскада формирует фильтр верхних частот. Для того, чтобы не влиять на аудиосигнал, всегда стараются, чтобы частоты среза всех RC фильтров, образующихся за счет цепей связи и питания по уровню f-3дБ составляли около 1 Гц, подбирая номиналы деталей из соотношения:

Таким образом, установка частоты среза f-3дБ = 1 Гц означает, что постоянная времени цепи t = 160 мс.

Как следует из закона Кирхгофа для напряжений, в рассматриваемой цепи должно выполняться следующее условие для напряжения, приложенного к разделительному конденсатору:

В нашем примере, постоянное анодное напряжение предшествующего каскада Va(V1) = 100 В, а сетка следующего каскада связана с землей через резистор смещения сетки, поэтому Vc(V2) = 0 В, вызывая Vc100 В.

Если подать на вход первого каскада всплеск сигнала для того, чтобы получить на аноде 20 В положительной полуволны переменного напряжения сигнала, напряжение сетки второго каскада V2 пытается возрасти также на 20 В, но реально в данном примере оно достигнет лишь +10 В, в следствие конечной проводимости участка сетка — катод. В этом случае предыдущее уравнение по-прежнему должно быть верным, поэтому:

Напряжение на разделительном конденсаторе в этом случае способно изменяться очень быстро, поскольку теперь он заряжается через низкое полное сопротивление цепи перегруженной сетки.

По окончании импульса можно найти напряжение на сетке второй лампы, преобразуя уравнение:

Итак, напряжение на сетке —10 В, но при этом на катоде катодным развязывающим конденсатором цепи автосмещения поддерживается +10 В, поэтому суммарное напряжение между сеткой и катодом Vск = — 20 В, и цепь сетки возвращается к высокому полному сопротивлению. Очень важно, что электронная лампа при этом закрывается и остается закрытой до тех пор, пока сетка не вернется в исходное состояние с нулевым напряжением. Единственная цепь для токов заряда и разряда конденсатора, это путь через резистор смещения сетки, но, как уже было рассмотрено ранее, эта цепь имеет постоянную времени 160 мс. Поскольку для изменения заряда конденсатора на 99% от максимального требуется время, равное 5t, — исходное состояние на сетке (нулевое напряжение), не будет восстановлено, пока не пройдет 0,8 с после кратковременной перегрузки.

Восстановление режима каскада после перегрузки усложняется тем обстоятельством, что при запертой лампе отсутствует катодный ток, что в свою очередь усложняет разряд развязывающего конденсатора через резистор катодного смещения. Сама электронная лампа также требует некоторого времени на восстановление после перегрузки и вызываемой ей блокировки. Таким образом, кратковременная перегрузка вызывает блокирование усилителя примерно на одну секунду.

Можно подумать, что сильная перегрузка, вызывающая блокировку маловероятна, но в тех усилителях, где применяется глубокая обратная связь в усилителе мощности с емкостной связью с предыдущим каскадом, блокировка весьма вероятна даже при слабых перегрузках. Предположим, что переходный процесс вызывает ограничение в выходном каскаде. Обратная связь пытается скорректировать это искажение формы сигнала, значительно увеличивая сигнал выходного каскада, создавая тем самым благоприятные условия для блокировки.

Как уже было показано, блокировка происходит, потому что разделительный конденсатор значительно изменяет свой заряд во время перегрузки. Если конденсатор удалить или переместить, то есть изменить схемотехнику междукаскадной цепи, эту проблему можно существенно уменьшить или вовсе исключить. При рассмотрении различных каскадов усиления мощности, будет рассмотрен и вариант межкаскадного согласования, исключающий проблему блокировки.

Трансформаторная связь между каскадами

Качественные трансформаторы звуковых частот являются дорогостоящими компонентами, но они являются основой для решения задач согласования громкоговорителей с ламповыми усилителями. Также применяются и межкаскадные трансформаторы, применение которых дает несколько уникальных преимуществ.

Если трансформатор используется как анодная нагрузка каскада, то электронная лампа может достичь намного большего размаха сигнала, потому что анодное напряжение теоретически может иметь размах до удвоенного значения высокого напряжения питания. Так как трансформатор эффективно удваивает анодное напряжение, а истинный размах сигнала пропорционально меньше, это уменьшает искажения по сравнению с аналогичным каскадом на такой же лампе, имеющей резистивную анодную нагрузку при одинаковом напряжении питания. Двухтактный каскад дополнительно позволяет подавить четные гармоники искажений. К сожалению, несимметричный (однотактный) трансформаторный каскад, в отличие от двухтактного, где постоянные токи ламп текут через полуобмотки трансформатора встречно, работает при постоянном токе, протекающем через первичную обмотку, что чревато насыщением сердечника. Решается эта проблема применением броневого сердечника с зазором, что уменьшает ширину полосы. Если трансформатор понижает напряжение в отношении 2:1, каскад может создавать одинаковый размах выходного напряжения по сравнению с аналогичным каскадом с резистивной нагрузкой, но при этом выходное сопротивление оказывается в четыре раза ниже.

С точки зрения вторичной обмотки, обмотка с центральным выводом обеспечивает идеальное расщепление фазы, что делает такие трансформаторы весьма привлекательными в качестве фазоинверторов. Мощным лампам необходимо низкое сопротивление утечки сетки из-за их сеточного тока, поэтому очень низкое сопротивление по постоянному току идеально для вторичной обмотки.

Против этих преимуществ всегда нужно взвешивать неизбежный факт, что межкаскадные трансформаторы имеют недостаток — они работают с высоким полным сопротивлением.

Смещение уровня и связи по постоянному току

Кроме резисторно-емкостной и трансформаторной, также существует и непосредственная связь между каскадами, когда согласование уровней соседних каскадов по постоянному напряжению обеспечивается резистивными делителями, вспомогательными источниками и специальными схемами сдвига уровня (рис. 4.24).

На рис. 4.24а, приведен простой резистивный делитель напряжения с дополнительным источником питания отрицательной. Пусть нужно получить уровень —10 В на выходе делителя напряжения, что будет соответствовать требуемому постоянному напряжению на сетке следующего каскада. Вместо того, чтобы использовать уравнение делителя напряжения, легче установить некоторую целесообразную величину тока через делитель напряжения и применить закон Ома, чтобы найти требуемые сопротивления через необходимые падения напряжения на них.

Три способа непосредственной связи двух каскадов по постоянному току

Рис. 4.24 Три способа непосредственной связи двух каскадов по постоянному току

Подобным образом, сопротивление нижнего резистора должно быть:

Рассматриваемый в данном примере делитель напряжения будет ответвлять на себя часть тока анода электронной лампы предшествующего каскада, поэтому нужно минимизировать этот ток. Если установить ток делителя напряжения величиной 100 мкА, то при напряжении 100 В на аноде предшествующей лампы, напряжении —100 В вспомогательного выпрямителя и требуемом напряжении —10 В на сетке последующей лампы, нетрудно найти сопротивление верхнего резистора:

Ближайшее стандартное значение равное 910 кОм — прекрасно подойдет. К сожалению, мы имеем не только сдвинутый уровень сигнала по постоянному напряжению на требуемую величину, но также его ослабление. По переменному току имеем следующий коэффициент передачи делителя напряжения:

Чистые резистивные схемы сдвига уровня неизбежно ослабляют полезный сигнал, и это та цена, которую мы должны платить за простые связи по постоянному току.

В качестве альтернативы, можно заменить верхний резистор аккумулятором, чтобы сделать схему сдвига уровня с источником напряжения: смотри рис. 4.246.

Так как аккумулятор является идеальным источником напряжения, он является коротким замыканием по переменному току, поэтому эта схема сдвига уровня не ослабляет переменный ток. Так как аккумуляторы на 110 В неудобно большие, заменим аккумулятор стабилитроном или неоновой лампой — источником опорного сигнала. К сожалению оба устройства должны пропускать значительный ток покоя (обычно порядка 5 мА), что затрудняет их использование. Хуже всего — они оба шумят.

Существует и еще одна возможность исправить положение — заменить нижний резистор приемником неизменяющегося тока, для создания схемы сдвига уровня с источником тока (рис. 4.24в). Нет препятствий для того, чтобы сделать приемник неизменяющегося тока на биполярных транзисторов или пентоде. При условии, что приемник имеет rвых >> Rвехнего, схема сдвига уровня с источником тока не ослабляет полезный переменный ток. Тем не менее, имеется проблема шума. Пентоды и некоторые транзисторы являются усилителями тока, управляемые напряжением, это означает, что они преобразуют входное напряжение в выходной ток. Приемник тока усиливает свой источник опорного напряжения постоянного тока, и нужно преобразовать его выходной ток в напряжение, используя резистор с высоким сопротивлением. В сущности, мы сконструировали усилитель с большим коэффициентом усиления, который усиливает шумовое напряжение постоянного тока источника опорного сигнала.

Хотя схемы сдвига уровня с источником тока пригодны для использования, их основная проблема — шум, и почти все усилия разработки должны сосредотачиваться на уменьшении их шума до допустимого уровня. Приемник неизменяющегося тока, включаемый в катодную цепь дифференциальной пары не добавляет существенный шум, потому что работает на низкое полное сопротивление нагрузки rки его шум является синфазной помехой, поэтому он обычно подавляется.

К сожалению, все рассмотренные методы непосредственной связи между каскадами электрически соединяют сигнал с вспомогательным отрицательным источником питания, который также способен добавлять помехи от источника промышленной частоты (фон) и шум к полезному сигналу.

Continue reading
583 Hits

Выбор электронной лампы по критерию низких искажений

Немаловажный вклад в нелинейные искажения вносят сами усилительные приборы — электронные лампы. Казалось бы, на первый взгляд об искажениях лампы можно судить по семейству ее статических характеристик. Например, семейство выходных (анодных) статических характеристик лампы, имеющие заметно различные промежутки между кривыми, снятыми при разном сеточном напряжении (при условии его изменения с фиксированным шагом), указывает на искажения. В то же время, лампа, обладающая более равномерными характеристиками, далеко не обязательно будет генерировать мало искажений. В конечном счете, разработчику остается либо использовать электронные лампы, специально разработанные для линейного усиления с малыми искажениями, либо самому проверять лампы на предмет искажений.

Специальные разработки ламп с малыми искажениями

Минимизирование искажений приводит к удорожанию производства электронных ламп, поэтому, когда разрабатывались электронные лампы с малыми искажениями, они были предназначены специально для создания высококачественной аудиоаппаратуры, которая включает как профессиональное студийное и звукозаписывающее оборудование, так и бытовую аудиотехнику повышенного качества.

В 1930-х годах, при разработке ламп во главу угла ставился коэффициент усиления, который в те времена у большинства ламп был достаточно низким. Все остальные показатели приносились в жертву в угоду коэффициенту усиления. Например, идея отрицательной обратной связи, имеющая в качестве последствия снижение коэффициента усиления, рассматривалась в те времена как ересь. Поэтому технические предложения Гарольда Блэка (Harold Black) на сей счет, хоть и были заверены 18-го августа 1927, но патент США не был выдан до 21-го декабря 1937.

Тем не менее, уже в те времена специально разрабатывались лампы особой конструкции, позволяющие получать малые нелинейные искажения в усилителях. Одной из первых ламп, специально предназначенных для усилителей с малыми искажениями, можно назвать американский триод типа 76.

В последствии, когда отрицательная обратная связь стала широко распространенной, стало выгоднее уменьшать искажения, жертвуя коэффициентом усиления, но, повинуюсь, старым добрым традициям, разработчики на это шли далеко не всегда. Поэтому последнее поколение ламп (например, серий ЕСС83/12АХ7, и т. п.) имеет более высокий коэффициент усиления, но больше искажений.

Электронные лампы с малыми искажениями также требовались и телекоммуникационным компаниям, но не потому, что они были сильно озабочены точностью воспроизведения речевых сигналов. Проблема линейности возникла тогда, когда было принято решение о внедрении многоканальных систем передачи телефонных каналов. Если нужно обеспечить тысячу телефонных каналов между двумя городами на расстоянии десяти миль, можно проложить 1000 витых пар, но кабель, содержащий такое количество проводов, дорогостоящий и его трудно прокладывать. Решение, принятое компаниями электросвязи было оригинальным, но единственно правильным — модулировать на каждом телефонном канале несущую частоту радиодиапазона, как это делается в радиосвязи и радиовещании. Причем, каждому телефонному каналу при этом выделяется своя частота. Стоит заметить, что такой принцип частотного уплотнения каналов сегодня, в век цифровой техники, считается устаревшим, но в те далекие годы он был единственно возможным. Групповой радиосигнал, содержащий 1000 модулированных несущих можно передать при помощи одного единственного коаксиального кабеля, который достаточно дешев и легко прокладывался. Однако, все кабели вносят потери. При реальных расстояниях между городами (а в особо крупных городах и между районами в пределах города) потери становится существенными, поэтому всем таким кабельным линиям связи необходимы промежуточные усилители, которые обычно устанавливаются через равные расстояния. Одно из многих преимуществ многоканальной передачи телефонных каналов — как тысяча телефонных каналов в одном кабеле для рассматриваемого примера — также является то, что необходим только один промежуточный усилитель группового сигнала, вместо тысячи раздельных. Но этот усилитель обязательно должен быть сверхлинейным! Иначе нелинейные составляющие от одного телефонного канала будут неизбежно попадать в полосу соседнего. Таким образом, любые нелинейные искажения искажение в усилителе группового сигнала вызывает наложение одного телефонного разговора на другой. Электронные лампы, разработанные для использования в промежуточных усилителях широкополосной многоканальной телефонии, таким образом, просто должны генерировать минимум нелинейных искажений.

Во многих электронных лампах последнего поколения применяется сетка на каркасе. Некоторые, например, лампы серий 417/5842, были разработаны для малых искажений, другие, например, ЕСС88/ Е88СС, просто извлекли пользу от улучшенной технологии производства и создают мало искажений. Некоторые электронные лампы, например, тип Е182СС и тип 6350 были разработаны для использования в первых цифровых компьютерах, где наиболее важна долговечность даже с полным нагревом и отсутствием тока анода, который вызывает рост сопротивления переходного слоя катода. Другие электронные лампы были разработаны и изготовлены без учета искажений.

Проблема выходной ступени генератора кадровой развертки в старых ламповых телевизорах очень похожа на проблему аудиоусилителя, имеющего в качестве нагрузки громкоговоритель. Оба устройства используют выходные трансформаторы для согласования электронной лампы с нагрузкой и работают в звуковом частотном диапазоне. Тем не менее, телевизионные отклоняющие катушки развертки приводятся в действие управляющим током, а не напряжением как в стандартных громкоговорителях. К сожалению, ограниченная индуктивность первичной обмотки Lп выходного трансформатора формирует ток самоиндукции в дополнение к току отклоняющей катушки развертки, и это означает, что общий ток необходимый от лампы генератора кадровой развертки искажен по сравнению с идеальным током, требуемым отклоняющими катушками. На практике использовались многие способы достижения требуемой кривизны формы отклоняющего тока развертки — например, использование кривизны выходных характеристик триода. Так как индуктивность первичной обмотки Ln выходного трансформатора кадров не регулируется, требуемая кривизна развертывающего тока должна быть управляемой, поэтому в цепь катода электронной лампы выходного каскада кадровой развертки часто включался переменный резистор, чтобы корректировать линейность изображения по вертикали.

Основная проблема использования в аудио усилителях ламп, предназначенных для работы в генераторах кадровой развертки телевизоров, — отсутствие каких-либо серьезных требований разработчиках к их искажениям. Связано это с тем, что, как упоминалось выше, для обеспечения требуемой линейности развертки, достаточно установить катодный потенциометр — регулятор. Ранние разработки ламп для кадровой развертки, например, сдвоенный триод 6ВХ7, дают широкие отклонения по искажениям, поэтому такие лампы должны отбираться индивидуально при использования в аудиотехнике. Вероятность обнаружения пары ламп с малыми искажениями в одной колбе низка, поэтому отбор пары с малыми искажениями среди одиночных триодов 6АН4 аналогичного назначения было бы намного более дешевой альтернативой. Более позднее поколение ламп, например, ЕСС82 (также предназначенных для использования в генераторах кадровой развертки телевизоров) извлекло пользу из улучшенной технологии производства и искажения крайне унифицированы от экземпляра к экземпляру: они единообразно плохие.

Проблема карбонирования баллонов ламп

Еще Декет (Deketh) подчеркивал, что не все электроны, двигающиеся к аноду лампы притягиваются — некоторые «промахиваются» и сталкиваются с баллоном лампы (колбой), порождая вторичную эмиссию. Вторичная эмиссия является важной, потому что она означает, что колба, потерявшая эти самые вторичные электроны, приобретает отрицательный заряд, который искривляет путь электронов от катода к аноду, что приводит и ухудшению линейности лампы. Декет рассматривал искажения при высоких амплитудах в мощных лампах и показал, что карбонизирование внутренней поверхности колбы является весьма полезным, потому что уменьшает вторичную эмиссию. В то время никого не волновали аудио искажения < 1 %, и Декет не мог иметь доступа к звуковому спектральному анализатору, поэтому он не публиковал результаты искажений более низкого уровня. Тем не менее, измерения автора при уровне сигнала +28 дБ (≈ 19,5 В действующего значения напряжения) показывают существенно уменьшенные (≈ —6 дБ) искажения для ламп типа 6SN7, имеющих карбонизированную колбу, по сравнению с непокрытыми колбами.

Проблема размагничивания ламп

Направление электронного потока в лампах определяется прежде всего электрическим полем анода, но всегда нужно помнить, что электроны также могут быть отклонены магнитными полями. Магнитное поле земли довольно слабое, так что маловероятно, что ориентировка лампы в любом конкретном направлении повлияет на искажения, но многие электроды ламп часто делаются из никеля, который может легко намагнититься. Если конструкция лампы выполнена из концентрических цилиндрических электродов, магнитные отклонения не имеют значения, разве только они заставят часть электронов пролетать мимо анода, но коробчатая конструкция не имеет радиальной симметрии, поэтому горизонтальное магнитное отклонение может влиять на ток анода.

Лучевые тетроды с совмещенными сетками наиболее чувствительны к магнитным полям, потому что вертикальное магнитное отклонение вызывает перехват экранирующей сеткой плоских электронных пучков вместо того, чтобы пропускать их между вертикально выровненными витками. Таким образом, магнитное поле может изменить соотношение анодного и экранного токов Ia/Ic2 и было бы заблуждением предположить, что это не влияет на искажения. Несколько лет назад, используя катушку, предназначенную для размагничивания телевизионных кинескопов, автор в шутку размагнитил лампу типа КТ88 (лучевой тетрод с совмещенными сетками) усилителя мощности, и все услышали небольшое отличие в качестве звучания усилителя!

Нужно принять во внимание, что размагничивание требует, чтобы магнитный материал был доведен до насыщения в обоих направлениях, а затем плавно снижать размагничивающее поле, уменьшая петли гистерезиса до тех пор, пока остаточный магнетизм не будет равен нулю. Таким образом, намагничивание, и размагничивание достигнуто решением в лоб — катушка размагничивания была 10 дюймов (250 мм) в диаметре, потребляя 750 ВА, и рассчитана только для периодического использования.

Необходимость тестирования для отбора электронных ламп с малыми искажениями

При проектировании каскадов усиления мощности зачастую во главу угла ставится проблема получения максимальной мощности, а о необходимости минимизации искажений вспоминают лишь во вторую очередь, что неправильно. Хотя, при больших уровнях сигнала, что и имеет место быть в каскадах усиления мощности, требования к искажениям более мягкие, нежели, чем в каскадах предварительного усиления, работающих при малых сигналах. В самых первых каскадах предварительного усиления над проблемой искажений превалирует проблема низкого уровня собственных шумов и высокого коэффициента усиления, что успешно решается применением специальных малошумящих ламп с высокой крутизной. Тем не менее, применение в каскадах усиления ламп, обладающих низкими искажениями, всегда способствует улучшению качества звучания усилителя.

Поскольку, наиболее жесткие требования по искажениям предъявляются к промежуточным каскадам усилителя, от которых не требуется ни повышенной мощности, ни особо низкого уровня шумов, то от линейных ламп не требуется и особо высокой крутизны. Высокий внутренний статический коэффициент усиления μлампы может быть также нежелателен, поскольку в усилителях часто предполагается использование неглубокой отрицательной обратной связи, чтобы уменьшить искажения. К сожалению, большинство ламп с низким μ были разработаны для телевизионной кадровой развертки, поэтому их искажения не внушают доверия, пока не проведен индивидуальный отбор. Большинство же электронных ламп, пригодных для усиления звуковой частоты, имеют средний μи полезную мощность P0(макс) < 5 Вт.

Лампы серии SN7 широко распространены, как лампы с малыми искажениями, но насколько хорошо они оправдывают свою репутацию? Имея ввиду, что электронные лампы этой серии собирались вручную и имеют большой производственный допуск, имеется ли «лучшая» лампа или изготовитель со средними μ? В последующих разделах ищутся ответы на эти вопросы, приводя отчеты о проверке выбранных ламп со средними μв идентичных режимах.

Схема проверки

Если требуется усилительный каскад с малыми искажениями, то в качестве такового целесообразно применить несимметричный каскад с активной нагрузкой или дифференциальную пара с резистивной нагрузкой и приемником неизменяющегося тока в цепи катода. Как уже говорилось выше, схемотехническими приемами можно уменьшить искажения, но многое зависит и от самой лампы. Подбор ламп с малыми искажениями всегда трудная задача, требующая измерения искажений в каскаде преднамеренно разработанного с малыми искажениями, причем для объективной оценки наиболее полезны разные условия проверки.

Если позже, использовать топологию схемы, которая не минимизирует искажения, и выяснится, что лампа «А» при этом звучит лучше, чем лампа «В», то это потому, что электронная лампа «А» подходит для этой топологии схемы лучше, чем лампа «В», а не потому, что лампа «А» «лучше », чем лампа «В».

Как упоминалось ранее, искажения усилителя на триоде в основном обуславливаются изменением внутреннего сопротивления лампы rа с изменением анодного тока IаПри условии, что сопротивление нагрузки каскада RH >> raизменение из rа незначительно, таким образом искажения могут быть уменьшены максимизацией RHКроме того, электронная лампа должна пропускать достаточный ток анода для установки ее рабочей точки вне точки обычного схождения анодных статических характеристик при малых токах. В соответствии с вышесказанным, электронные лампы были опробованы в μ-повторителе (рис. 4.22), пропускающем ток анода ≈ 8 мА. На нити накала подавался стабилизированный постоянный ток. В этой схеме, активная нагрузка тестируемой лампы эквивалентна RH ≈ 800 кОм. Это далеко не самая большая величина, однако заведомо больше, чем обеспечивается в обычном резисторном каскаде усиления, где при тех же 800 кОм резистивной нагрузки потребовалось бы высокое напряжение питания 6,4 кВ.

Схема проверки лампы со средним μ

Рис. 4.22 Схема проверки лампы со средним μ

Уровни и частоты проверочной схемы

Поскольку ожидается низкий уровень искажений, то лампы должны быть опробованы при достаточно высоком уровне выходного сигнала, чтобы искажения были легко измеряемы, но ниже уровня ограничения. Уровень +28 дБ (≈ 19,5 В действующего значения напряжения) оказался хорошим компромиссом, поэтому все электронные лампы испытывались при фиксированном уровне входного сигнала, чтобы выдавать точно +28 дБ на выходе. Искажения во всех проверенных лампах прямо пропорционально уровню, поэтому искажения при более низких уровнях могут быть экстраполированы из результатов уже проведенных испытаний.

Хотя первоначально лампы проверялись при частотах входного сигнала 120 Гц, 1 кГц и 10 кГц, искажения проверяемой схемы совершенно не зависели от частоты, поэтому впоследствии электронные лампы тестировались только при 1 кГц. Для большинства ламп, гармоники выше 6-й были слишком слабы для надежного измерения, поэтому измерения выполнялись только до 6-й гармоники включительно.

Результаты испытаний

Все опробованные электронные лампы были из старых запасов, таким образом, самые новые лампы хранились по крайней мере 20 полных лет, а самые старые 50. Поскольку многие лампы сняты с производства десятилетия назад, некоторые типы имелись в наличии только в нескольких экземплярах.

Необработанные данные измерений были проанализированы в электронных таблицах, и разбиты на различные группы, значительно отличающиеся друг от друга по результатам.

В следующей таблице (табл. 4.6) приведены результаты тестирования ламп серий 6SN7GT/12SN7GT и их прямых эквивалентов. Количество экземпляров означает число индивидуальных проверенных триодов, а не баллонов (у ламп этой серии в одном баллоне смонтировано по два триода). В таблице приведены усредненные результаты измерения искажений по 2-й, 3-ей и 4-й гармоникам для каждого типа ламп, а также приведены среднеквадратические отклонения этих величин для группы ламп одного типа.

Таблица 4.6
Тип Количество 2-я σ 3-я σ 4-я σ
6SN7GT/12SN7GT 44 -50 3,6 -85 8,4 -96 5,9
7N7 82 -52 3,3 -85 8,6 -97 6,7
14N7 62 -52 3,3 -85 8,6 -97 6,7
Черненные 6SN7GT 6 -54 1.8 -94 5,6
Черненные CV1988 12 -57 2,6 -85 7,2 -93 4,2
12SX7GT 12 -50 1.9 -83 3.2 -94 6,0
GEC/Marconi B36 6 -51 2,0 -90 8,1 -88 2,0
6J5GT (различные) 6 -50 4,1 -82 12.7 -97 3,1
Pinnacle 6J5GT 138 -52 2,6 -90 6,7 -96 3,9
RCA6J5 15 -47 4,8 -84 8,3 -89 7,7
GEC L63 5 -50 1,6 -86 4,4 -89 4,4
7А4 3 -48 0,2 -73 1,6 -93 1,2

В следующей таблице (табл. 4.7) нормализованы результаты испытаний искажений ламп серий 6SN7GT/12SN7GT, представленные в виде, удобном для сравнения.

Интерпретация измерений

Изготовители утверждают, что все однотипные электронные лампы являются электрически эквивалентными и имеют незначительный разброс параметров. Тем не ме-

нее, имеются существенные различия между лампами, и полезные заключения могут быть выведены из следующей второй таблицы (табл. 4.7):

Таблица 4.7
Тип Количество 2-я 3-я 4-я
ДБ отношение ДБ отношение ДБ отношение
6SN7GT/12SN7GT 44 0 0 1 0 1
7N7 82 -2 0,79 0 1 -1 0,89
14N7 62 -2 0,79 0 1 -1 0,89
Карбонизированные 6SN7GT 6 -4 0,63 -9 0,35 -14 0,2
Карбонизированные CVI988 12 -7 0,45 0 1 +3 1,4
12SX7GT 12 0 1 +2 1,26 +2 1,26
GEC/Marconi B36 6 0 1 -5 0,56 +8 2,5
6J5GT (различные) 6 0 1 +3 1,4 -1 0,89
Pinnacle 6J5GT 138 -2 0,79 -5 0,56 0 1
RCA6J5 15 +3 1,41 + 1 1.12 +7 2,2
GEC L63 5 0 1 -1 0,89 -3 0,71
7А4 3 +2 1,26 + 12 4 +3 1,4

• электронные лампы с карбонизированными стеклянными колбами генерируют меньше искажений. Декет писал, что карбонизированные колбы уменьшают искажения при максимальной мощности, но эта серия испытаний показывает, что улучшение пропорционально уровню, и что карбонизированные колбы существенно уменьшают искажения на малых амплитудах;

• лампы типа RCA 6J5 имеют значительно более высокие искажения, чем тип 6J5GT, возможно из-за увеличенного количества ионов, порождаемых выделением газа металлическими колбами, что вызывает увеличение сеточного тока;

• несмотря на наличие прозрачной колбы, лампа 6J5GT (сделана в СССР в 1930-е годы) генерирует очень низкие искажения — существенно лучше, чем любые другие представители ламп серии 6J5GT;

• цоколь ламп группы Loktal™ был специально разработан, чтобы уменьшить паразитную емкость и индуктивность, удалением стеклянной гребешковой ножки, требуемой для цоколей Octal, следовательно, лампы серии 6SN7GT/12SN7GT имеют паразитную емкость Сас = 4 пФ, тогда как лампа типа 7N7 имеет паразитную емкость Сас = 3 пФ;

• некоторые электронные лампы были отобраны для тестирования из стандартной производственной линии их изготовителями. Этот тест не показал значительного отличия в искажениях для ламп типа 12SX7 (разновидность ламп серии 12SN7GT, отобранных по крутизне характеристики прямой передачи при Va = 28 В) по сравнению с обычными лампами серии 6SN7GT/12SN7GT;

• нелинейные гармонические искажения по 3-й гармонике одиночного триода типа 7А4 с цоколем Loktal™ являются очень неутешительными, но так как только три образца были доступны для испытания, то результаты статистически не безусловны.

Семейство ламп *SN7GT изготавливались с четырьмя различными конструкциями нити накала и на разные накальные напряжения, поэтому в следующей таблице (табл. 4.8) сравниваются различные типы.

Таблица 4.8
Напряжение Ток Мощность нити накала
6SN7GT 6.3 В 600 мА 3.78 Вт
8SN7GT 8,4 В 450 м А 3,78 Вт
12SN7GT 12,6 В 300 мА 3,78 Вт
25SN7GT 25 В 150 м А 3,75 Вт

Как можно заметить из таблицы, мощность нити накала является почти идентичной для каждого типа. Физически, лампа типа 6SN7GT имеет нити накала, вмонтированные внутри параллельно, тогда как лампа типа 12SN7GT имеет те же нити, вмонтированные последовательно, причем конструкция подогревателя идентичная, поэтому искажения должны быть подобные. В следующей таблице (табл. 4.9) более подробно сравниваются искажения ламп типов 6SN7GT и 12SN7GT.

Таблица 4.9
Количество 2-я σ 3-я σ 4-я σ
6SN7GT 28 -50 3.5 -83 8,9 -96 5,7
12SN7GT 16 -51 3,8 -87 7,3 -97 6,5

Две лампы подобны - разность находится в пределах погрешности. Подобным образом, можно сравнить и лампы типов 7N7 с 14N7 (табл. 4.10).

Таблица 4.10
Напряжение Ток Мощность нити накала
7N7 6.3 В 600 мА 3,78 Вт
14N7 12,6 В 300 мА 3,78 Вт

Снова можно ожидать, что искажения у этих двух типов ламп будут подобны (результаты измерений приведены в табл. 4.11).

Таблица 4.11
Количество 2-я σ 3-я σ 4-я σ
7N7 82 -52 3,3 -85 8.6 -97 6.7
14N7 62 -52 2,4 -88 7,8 -95 6,4

Подведение итогов: — различия между лампами, имеющими различные напряжения нити накала при одинаковой их конструкции, лежат в пределах погрешности. Это хорошая новость, потому что это означает, что мы не обязательно должны использовать более дорогостоящие электронные лампы с нитью накала 6,3 В, а можем использовать дешевые и более распространенные электронные лампы с нитью накала 12,6 В, и наслаждаться уменьшением индуцированных помех от источника промышленной частоты, вызванное уменьшением тока нити накала.

В дальнейшем изложении автор принял определенную условность, которая будет использоваться. Установив, что лампы типов 6J5GT, 6SN7GT, 12SN7GT, 7N7, 14N7 являются электрически почти идентичными, и что лампы типов 8SN7GT и 25SN7GT также подобны, в целях избежания длительных перечислений, это семейство будет называться *SN7/*N7. Однако, не следует путать эту группу с лампами типа 6N7, параметры которых иные.

Альтернативные электронные лампы со средним μ

В следующей таблице (табл. 4.12) показаны возможные альтернативы для замены ламп семейства *SN7/*N7. Также как и в предыдущих случаях, в таблице приведены усредненные уровни 2-й, 3-й, 4-й гармоник и среднеквадратические отклонения их значений для выборки ламп.

Таблица 4.12
Тип Количество 2-я σ 3-я σ 4-я σ 5-я σ 6-я σ
7AF7 16 4 -38 0,3 -62 1,5 -74 0.6 -89 4,2 -91 5,7
ECC82/12AU7/ В329 18 28 -37 -56 1.4 -73 3.9 -86 6,6 -96 3.1
Е182СС/7199 18 30 -45 1.7 -70 1.5 -92 3,7
Е288СС 20 14 -49 1,3 -69 0,9 -89 5.4 -95 7,2 -96 4,9
37 9 9 -45 0,6 -69 4.9 -87 5,7 -88 10,1 -86 14,2
5687 (различные) 16 22 -49 1,1 -72 1.7 -91 3,9
Philips 5687WB 16 14 -42 2,5 -68 2.8 -92 2.4
6350 20 26 -44 1.4 -65 2.4 -84 2.4 -98 6.2

Для каждой лампы, статический внутренний коэффициент усиления μбыл определен по анодным статическим характеристикам для рабочей точки с анодным током 8 мА.

Следующая таблица (табл. 4.13) позволяет быстро сравнить эти альтернативные варианты, нормируя их искажения, по сравнению с лампами серии 6SN7GT/12SN7GT.

Результаты говорят сами за себя. Все альтернативные варианты являются хуже семейства *SN7/*N7, и производят существенно больше искажений на самой неприятной для человеческого восприятия 3-й гармонике.

Сдвоенный триод с цоколем Loctal типа 7AF7 и сдвоенный триод типа В9А ЕСС82 являются практически неприемлемыми для применения в высококачественных усилителях. Весьма возможно, что эти электронные лампы имеют конструкцию электродов, которая существенно уменьшает паразитную емкость Сас по сравнению с семейством ламп *SN7/*N7 (2,3 пФ и 1,6 пФ по сравнению с 4,0 пФ). Эти испытания показывают, что необходимые меры по уменьшению емкости Сас в структуре электродов могут неблагоприятно влиять на искажения.

Таблица 4.13
Тип Количество 2-я 3-я 4-я
ДБ отношение ДБ отношение ДБ отношение
6SN7GT/12SN7GT 44 0 1 0 1 0 1
7AF7 4 +12 4 +23 14 +23 14
ECC82/12AU7/B329 28 +13 4.5 +29 28 +23 14
Е182СС/7199 30 +5 1.78 +15 5,6 +4 1.58
Е288СС 14 +1 1.12 +16 6.3 +7 2.2
37 9 +5 1.78 +16 6.3 +9 2,82
5687 (различные) 22 +1 1.12 +13 4.5 +5 1.78
Philips 5687WB 14 +8 2.5 +17 7.1 +4 1,58
6350 26 +6 2 +20 10 +12 4

Были существенные различия между лампой Philips 5687WB и образцами других изготовителей, по этой причине этот тип был выделен отдельно. Хотя у Philips уровни 2-й и 3-й гармоник существенно больше, чем у конкурирующих изготовителей, 2-я по большей части сводится к нулю, если лампа используется в дифференциальной паре.

Взвешенные результаты искажений

В начале были предложены весовые коэффициенты искажений, как полезная методика, поэтому данные в следующей таблице (табл. 4.14) являются взвешенными в соответствии с документацией Международного консультативного комитета по радиовещанию МККР/ARM. Так как эти конкретные испытания были ограничены до 6-й гармоники (6,3 кГц является основной частотой для МККР/ARM), а искажения преобладали по 2-й гармонике, разность между МККР/ ARM и рекомендациями Шорта составила только ≈ 0,1 дБ.

Таблица 4.14
Тип Количество образцов Взвешенные искажения (дБ)
Карбонизированные CV1988 12 -58
Карбонизированные 6SN7GT 6 -55
Pinnacle 6J5GT 7N7/14N7 138
144
-52
GEC/Marconi B36 6 -51
6SN7GT/12SN7GT 12SX7GT 6J5GT (не Pinnacle) 44
12
6
-50
L63 Е288СС 5687 (не Philips) 5
14
22
-49
7А4 RCA6J5 3
15
-48
Е182СС/7199 30 -45
6350 26 -44
Philips 5687WB 14 -42
7AF7 4 -38
ЕСС82, 12AU7, В329 28 -36

Итак, в соответствии с описанной выше методикой, всего было проверено 529 электронных ламп, и результаты показывают, что хорошая репутация ламп семейства *SN7/*N7 подтверждена. Искажения сдвоенных триодов различны в разных экземплярах, с некоторыми значительными тенденциями, заметными между разными изготовителями. Если индивидуальные измерения и отбор ламп с малыми искажениями невозможен, то следует помнить, что электронные лампы с карбонизированной колбой семейства *SN7/*N7 производят самые низкие искажения. Если они не доступны, то лампы типов 7N7, 14N7 или Pinnacle 6J5GT будут хорошим выбором. Электронные лампы с основанием В9А значительно хуже.

Continue reading
642 Hits

Проблемы смещения по постоянному току

Проверяемые схемы для сравнения искажений

Рис. 4.14 Проверяемые схемы для сравнения искажений

Обратимся теперь к различным способам создания напряжения смещения и сравним их с точки зрения нелинейных искажений, возникающих в усилительных каскадах в следствие неидеальности цепей смещения. Итак, выбрав с большой тщательностью наилучшую топологию каскада, выбираем рабочую точку, которая искусно максимизирует размах выходного напряжения, минимизирует искажения, использует стандартные значения компонентов, и, разумеется режим каскада при этом таков, что легко обеспечивается реальным источником питания. Теперь необходимо выбрать способ создания напряжения смещения каскада, что может быть осуществлено несколькими способами:

• с помощью катодного резистора автосмещения;

• внешнее сеточное смещение;

• катодное смещение с перезаряжаемым аккумулятором;

• катодное смещение с диодом;

• катодное смещение с приемником неизменяющегося тока.

Автосмещение катодным резистором

Очень часто в усилительных каскадах небольшой мощности напряжение смещения получают установкой резистора в цепь катода. Схема такого каскада усиления приведена на рис. 4.15.

Катодное смещение с использованием резистора

Рис. 4.15 Катодное смещение с использованием резистора

При отсутствии тока управляющей сетки, ее потенциал по постоянному току равен нулю. Если анодный ток лампы увеличивается, то катодный ток, протекающий через резистор автосмещения RKтакже повышается, делая потенциал катода более положительным по отношению к сетке, поскольку на катодном резисторе при протекании тока всегда будет падать определенное напряжение согласно закону Ома. Таким образом, при возрастании анодного тока будет увеличиваться потенциал катода, а поскольку потенциал сетки постоянный и нулевой, то нулевое сеточное напряжение относительно положительного катодного оказывается существенно ниже. Это эквивалентно отрицательному запирающему напряжению смещения на сетке, благодаря чему лампа будет закрываться, и анодный ток снижаться. Таким образом, с ростом тока, падение напряжения на катодном резисторе будет возрастать, потенциал сетки относительно потенциала катода будет уменьшаться, лампа будет запираться, что приведет к падению анодного тока. Это значит, что включение катодного резистора приводит к возникновению отрицательной обратной связи по току. Этот метод автоматического смещения имеет наименьшую чувствительность к разбросу между лампами, что делает его наиболее популярным. Зная величину анодного тока Ia и требуемое напряжение смещения Vск, применяя закон Ома, легко определить требуемый катодный резистор, поскольку сеточный ток, как правило, отсутствует.

Тем не менее, введение сопротивления в цепь катода усилителя с общим катодом создает отрицательную обратную связь и по переменному току, которая уменьшает коэффициент усиления, что может быть неприемлемо. Традиционное решение — шунтировать катодный резистор конденсатором большой емкости, который является коротким замыканием на звуковых частотах. Тогда катод окажется соединен с общим проводом по переменному току и отрицательная обратная связь по переменному току предотвращается. Обычно приводятся доводы, что звуковой диапазон частот лежит в пределах от 20 Гц до 20 кГц, и что аудио электроника должна быть близка к совершенству в пределах этой полосы. Электролитический развязывающий конденсатор большой емкости, шунтирующий катодный резистор автосмещения не должен оказывать фильтрующее действие в звуковом диапазоне, по этой причине его значение обычно выбирается, чтобы обеспечить частоту среза RC цепи f-3дБ = 1 Гц.

При расчете автосмещения каскада, мы делаем предположение, что напряжение сигнала достаточно небольшое, чтобы оно не влияло на режим каскада постоянного тока. Тем не менее, при приближении к отсечке, пик-пиковое напряжение сигнала на аноде триода может быть сотни вольт, и искажения (делающие форму анодного напряжения несимметричной) приводят к снижению среднего значения анодного напряжения VaИзменение среднего значения анодного напряжения, неизбежно приведет и к изменению постоянной составляющей анодного тока.

В качестве примера, был испытан усилитель на триоде с общим катодом. Когда сигнал на входе отсутствовал, среднее значение анодного напряжения, измеряемого вольтметром постоянного напряжения, подключенным к аноду лампы, составляло Va117,1 В, но когда на каскад подавался чрезмерно большой уровень входного сигнала, вызывавший нелинейные искажения 5% СКГ + Ш, среднее значение анодного напряжения падало до 114,2 В, и изменялось среднее значение тока анода. Изменение среднего значения тока анода также частично вызывается и шунтирующим катодным конденсатором. Поскольку частота среза катодной КС-цепи f-3дБ ≈ 1 Гц, это означает постоянную времени τ ≈ 160 мс. Когда происходит перегрузка усилителя, конденсатору требуется время 5 τ ≈ 1 с для восстановления предыдущего значения (то есть до перегрузки) точки смещения с точностью 99%. За это время внутренне сопротивление лампы rа (которое зависит от Iа) изменится, немного изменяя и эквивалентное выходное сопротивление каскада rвых. Если каскад нагружен на пассивную компенсационную схему, то изменение выходного эквивалентного сопротивления rвыхвызывает также и ошибку в частотной характеристике (то есть линейные искажения). Хотя незначительное искажение частотной характеристики может считаться несущественным, когда усилитель создает 5% СКГ + Ш, длительная ошибка частотной характеристики, которая восстанавливается только спустя 1 с после перегрузки, может быть неприемлемой.

Можно наблюдать эффект сдвига смещения при перегрузке усилителя, измеряя постоянное напряжение на цепи катодного автосмещения при большом и малом уровнях усиливаемого сигнала. Этот метод измерения удобен, поскольку может использоваться обычный вольтметр, тогда как для измерения анодных напряжений требуется хороший цифровой вольтметр, который может точно измерять постоянное напряжение в присутствии переменного напряжения и тока значительной величины.

В идеальном случае, никогда не должно быть сдвига рабочей точки (напряжения смещения) лампы, какой бы ни был уровень сигнала. Любые изменения напряжения смещения каскада, возникающие в процессе его работы крайне нежелательны, поскольку приводят к изменению положения рабочей точки, что при больших уровнях сигнала всегда опасно появлением дополнительных нелинейных искажений из-за перехода в режим с отсечкой выходного тока и т. п. При условии, что лампа работает в высококачественном усилителе, нелинейные искажения которого никогда не превышают 1 % СКГ, создание напряжение смещения в цепи катода является вполне достаточным, но если сильная перегрузка усилителя с отсечкой анодного напряжения возможна, то должны быть рассмотрены альтернативные варианты схем смещения.

Сеточное смещение

Если смещение каскада осуществляется не за счет катодного резистора, то изменения постоянной составляющей анодного тока, вследствие нелинейных искажений, порождаемых перегрузками усилителя, не могут вызывать сдвиг напряжения смещения, негативные последствия которого рассмотрены выше.

Внешнее сеточное смещение с использованием вспомогательного источника   питания или литиевого аккумулятора

Рис. 4.16 Внешнее сеточное смещение с использованием вспомогательного источника питания или литиевого аккумулятора

Внешнее сеточное смещение, организуемое с помощью вспомогательного источника слаботочного питания отрицательной полярности является характерным в выходных каскадах усилителей мощности, тогда как внешнее сеточное смещение, получаемое при помощи литиевых аккумуляторов лишь ограниченно применяются в предусилителях (рис. 4.16).

Поскольку при внешнем сеточном смещении напряжение между сеткой является фиксированным и ток лампы определяется исключительно видом статических характеристик самой лампы, то такая система смещения никак не реагирует на перегрузки или изменения характеристик лампы при ее старении.

Защита от повышенного тока при перегрузках очень важна в выходных каскадах, потому что сопротивление обмоток выходных трансформаторов незначительно и выходные электронные лампы почти всегда работают с максимальной мощностью рассеяния на аноде. Ток источника питания почти не ограничен, и неполадка быстро приведет к повреждению дорогостоящей электронной лампы. При катодном автосмещении с ростом анодного тока увеличивается и запирающее смещение, что частично решает проблему. При внешнем сеточном смещении всегда необходимо отдельно побеспокоиться о способах ограничения тока при перегрузках.

И наоборот, в каскадах предусилителя или предоконечных каскадах усилителя мощности, электронная лампа редко работает с более, чем половиной максимальной мощности рассеяния на аноде, и роль анодная нагрузки обычно выполняет резистор, который значительно ограничивает анодный ток при его попытках резко возрасти вследствие перегрузок или неполадки.

Катодное смещение с помощью перезаряжаемого аккумулятора

Катодное смещение с помощью перезаряжаемого аккумулятора,   работающего на малом токе

Рис. 4.17 Катодное смещение с помощью перезаряжаемого аккумулятора, работающего на малом токе

Как альтернатива катодному автосмещению, создаваемому катодным резистором за счет катодного тока, может быть использован аккумулятор, включаемый в катодную цепь. Вследствие отсутствия катодного резистора, при этом способе смещения также снимается проблема сдвига напряжения смещения при перегрузках каскада. В то же время, катодный ток, протекающий через аккумулятор смещения встречно, будет его заряжать. Перезаряжаемые элементы имеют крайне низкое внутренне сопротивление, таким образом, если они включены в цепь катода (рис. 4.17), то они не вызывают падения переменного напряжения и возникновения обратной связи.

Хотя на схеме показан только один аккумуляторный элемент, несколько (идентичных) элементов могут быть соединены последовательно, чтобы установить требуемое напряжение, хотя это было бы довольно громоздко. При условии, что катодный, текущий через аккумулятор Iк ≤ С/10 (где С — емкость аккумуляторного элемента в ампер-часах), самонагрев, вызванный непрерывной зарядкой не разрушит элемент. Тем не менее, поскольку элемент установлен в ламповых усилителях, возможен его нагрев до более высокой температуры, чем предполагалось изготовителем аккумулятора, по этой причине может быть разумно ограничение тока до С/20. Никелевый металлогидридный элемент (NiMh) типоразмера АА дает напряжение = 1,38 В когда непрерывно заряжается зарядным током 15 мА.

Диодно-катодное смещение

Альтернативой применению резистора катодного автосмещения является использование полупроводникового диода (рис. 4.18а).

Преимущество такого решения заключается в том, что внутренне сопротивление диода намного ниже, чем традиционных катодных резисторов, поэтому больше не нужно шунтировать его конденсатором, что снимает проблему переходных процессов в нем при восстановлении каскада после перегрузок. Хотя внутренне сопротивление диода на переменном токе невелико, необходимо учесть его вклад во внутреннее сопротивление анодной цепи rаВ табл. 4.5. показано прямое падение напряжения и внутренне сопротивление (rдиода) для различных типов полупроводниковых диодов.

Таблица 4.5
Тип диода Прямое падение напряжения при 10 мА Типовое rдиода при 10м А
Кремниевый диод слабых сигналов (1N4148) 0,75 В 6,0 Ом
Германиевый диод слабых сигналов (ОА91) 1,0 В 59 Ом
Инфракрасный светодиод (950 нм) 1,2 В 5,4 Ом
Дешевый красный светодиод 1,7 В 4,3 Ом
Дешевый желтый, желто/зеленый светодиод 2,0 В 10 Ом
EZ81 2,3 В 195 Ом
Истинно зеленый светодиод (525 нм) 3,6 В 30 Ом
Голубой светодиод (426 нм) 3,7 В 26 Ом
EZ80 5,5 В 485 Ом

В отличие от обычных выпрямительных и детекторных полупроводниковых диодов, светоизлучающие диоды (СИД) обеспечивают большее прямое падение напряжения за счет более высокого внутреннего сопротивления, поэтому лучше использовать пару дешевых красных СИД, соединенных последовательно, чем дорогостоящий монохромный зеленый или голубой светодиод. Маловероятно, что будет использоваться германиевый диод, потому что при почти равном падении напряжения, инфракрасный светодиод имеет одну десятую внутреннего сопротивления по сравнению с обычным диодом. Термоионные диоды вряд ли улучшат показатель внутреннего сопротивления, по этой причине их также вряд ли целесообразно использовать.

Обратное смещение порождает больше шумов в диоде, чем прямое смещение, но дает возможность иметь более высокий потенциал источника опорного напряжения, что делает целесообразным использование стабилитронов (рис. 4.186).

Катодное смещение с диодом

Рис. 4.18 Катодное смещение с диодом

В стабилитронах низкого напряжения используется истинный эффект Зенера, но диоды высокого напряжения в действительности используют лавинный эффект. При напряжении порядка 6,2 В, присутствуют оба эффекта, их противоположный температурный коэффициент подавляется, внутреннее сопротивление rдиодапри этом минимальное, шум тоже минимальный, поэтому удобнее всего стабилитроны на напряжение 6,2 В. Если требуется идеальный источник высокого опорного напряжения, то лучше включить последовательно несколько стабилитронов на 6,2 В и светодиодов, чем одни стабилитрон высокого напряжения.

Диодное смещение является идеальным для смещении нижней лампы μ-повторителя или параллельно управляемого SRPP усилителя, потому что анодный ток этих ламп Ia стабилизирован работой цепей смещения верхней электронной лампы.

Так как внутренне сопротивление rдиода ≠ 0, изменение тока сигнала вызывает изменение напряжения на диоде. Ток сигнала также порождает падение напряжения на нагрузке каскада RH, поэтому:

получаем:

Смысл этого уравнения в том, что внутренне сопротивление диода rдиода меняется при изменении тока: вольтамперная характеристика диода приведена на рис. 4.19.

Изменение тока в зависимости от приложенного напряжения для дешевого   красного светодиода (вольтамперная характеристика диода)

Рис. 4.19 Изменение тока в зависимости от приложенного напряжения для дешевого красного светодиода (вольтамперная характеристика диода)

Так как внутреннее сопротивление диода rдиодане постоянно, напряжение сигнала на нем искажается. Так как наличие сопротивления в катодной цепи, как было показано выше, приводит к возникновению отрицательной обратной связи по току, то искаженное нелинейной вольтамперной характеристикой диод, падающее на нем напряжение оказывается приложено последовательно с сигналом во входную цепь. Это иллюстрируется простейшей эквивалентной схемой (рис. 4.20).

Тем не менее, приведенные выше уравнения и вольтамперная характеристика диода дают основания считать, что искажения, вносимые за счет диода катодного смещения могут быть уменьшены следующими способами:

• исключая диодное смещение как таковое для каскадов с малыми анодными токами 1а < 10 мА, поскольку внутреннее сопротивление rдиодаособенно нелинейно при малых токах;

• максимизируя нагрузочное сопротивление каскада RH

• уменьшая напряжение выходного сигнала VRH.

Эти условия подразумевают, что диодное смещение подходит наилучшим образом для:

• входных каскадов предусилителей и корректоров АЧХ граммофонных пластинок по стандарту RIAA: у этих каскадов как правило анодный ток Ia большой и уровень сигнала низкий. Кроме того, каскад может немедленно восстанавливаться в случае перегрузки из-за интенсивных помех, на высоких частотах, вызванных пылью и т. п. на пластинке;

• каскадов μ-повторителей: активная нагрузка максимизирует RH и анодный ток Iа при этом достаточно большой.

Внутренне сопротивление нелинейного диода добавляет искажения   последовательно с источником

Рис. 4.20 Внутренне сопротивление нелинейного диода добавляет искажения последовательно с источником

Смещение с помощью приемника неизменяющегося тока

Катодное смещение, используя приемник неизменяющегося тока

Рис. 4.21 Катодное смещение, используя приемник неизменяющегося тока

Для поддержания величины катодного тока лампы неизменным при воздействии перегрузок, неисправностей и т. п., неплохим решением является использование каскада — приемника неизменного (стабильного) тока в качестве устройства катодного смещения (рис. 4.21).

Так как приемник неизменяющегося тока является разомкнутой цепью по переменному току, он вызывает 100% отрицательную обратную связь в несимметричном каскаде, но он является непревзойденным для смещении дифференциальной пары.

Continue reading
511 Hits

Уменьшение искажений подавлением (компенсацией)

Как известно, каскад усиления, построенный по схеме с общим катодом, инвертирует усиливаемый сигнал. В предыдущем параграфе уже обращалось внимание, что в усилителях на лампах-триодах, определяющим фактором в искажениях является асимметричное усиление положительных и отрицательных полуволн аудиосигнала, в следствие нелинейности характеристик ламп. Теоретически, если два усилителя с общим катодом на одинаковых триодах работают в каскаде, и каждый каскад инвертирует сигнал, искажения второго триода являются инвертированными по отношению к искажениям, первого триода, и должно происходить их подавление за счет компенсации. Тем не менее, маловероятно, что это происходит в значительном диапазоне. Искажения пропорциональны уровню сигнала, и, потому что обе лампы обладают усилением, второй каскад работает с существенно более высоким уровнем сигнала, и, следовательно, генерирует большие искажения, чем первый каскад. Таким образом, хоть и происходит небольшое подавление искажений в следствие компенсации, но выигрыш всего лишь пропорционален ~ 1/А2, где А2 — коэффициент усиления по напряжению второго каскада. Например, если второй каскад построен на триоде типа 76 (μ= 13), и коэффициент его усиления Аv = 10, то можно уменьшить искажения от 1 % до 0,9%, что вероятнее всего меньше, чем разброс уровня искажений в разных экземплярах любых электронных ламп.

Исходя из вышеизложенного, возникает вопрос возможно ли, выбрав лампу второго каскада намного более линейную, чем лампа первого каскада, добиться того чтобы их искажения полностью компенсировали друг друга, будучи равными и противофазными? Лампы с низким значением внутреннего статического коэффициента усиления μявляются наиболее линейными. В этом смысле, в качестве лампы второго каскада неплохо подошел бы тип 845 (μ = 5,3), который может обеспечить коэффициент усиления Av = 4. Для компенсации искажений, первый каскад должен генерировать нелинейный продукт в четыре раза интенсивнее, чем второй. Этого удобнее всего достичь регулировкой напряжения смещения первой лампы, то есть подбором ее рабочей точки. Тем не менее, компенсация искажений таким способом критически зависима от коэффициентов усиления ламп, и во многом определяется значением сопротивления нагрузки RHТакже важный вклад вносит и громкоговоритель, являющийся нагрузкой усилителя, поскольку его полное сопротивление меняется с частотой. На практике рассмотренным способом можно достичь снижения уровня нелинейных искажений по 2-й гармонике на 6 дБ.

Подавление искажений методом компенсации надежно достигается только в том случае, если электронные лампы двух каскадов являются идентичными и имеют одинаковые режимы и нагрузки.

Подавление искажений в двухтактном каскаде

Двухтактные каскады очень широко применяется в качестве оконечных ступеней усилителей мощности и будут подробно рассмотрены. Особенностью работы двухтактного каскада является то, что при условии симметрии схемы, на вторичной обмотке выходного трансформатора наводится напряжение только на нечетных гармониках, а все четные гармоники подавляются. Если лампы, образующие двухтактный каскад, будут генерировать нелинейный продукт преимущественно на второй гармонике, что свойственно триодам, уровень нелинейных искажений двухтактного каскада теоретически окажется очень низким.

Таким образом, двухтактный выходной каскад усилителя, построенный на триодах, работающих в режиме класса А с трансформаторным выходом удовлетворяет практически всем условиям для подавления нелинейных искажений. При работе в режимах класса АВ или В неизбежно будут возникать специфические искажения, вследствие нелинейности статических характеристик ламп в области отсечки анодного тока, а потому, если требуется низкий уровень нелинейных искажений, всегда нужно отдавать предпочтение режиму класса А.

Говоря о хорошем подавлении нелинейного продукта на четных гармониках в двухтактном усилителе, нельзя не забывать о том, что пока две электронные лампы двухтактного каскада не будут точно согласованы друге другом по коэффициенту усиления и не будет обеспечен баланс по постоянному току, то подавление четных гармоник не будет полным в следствие асимметрии схемы. На практике в двухтактном каскаде обычно, удается достичь подавления четных гармоник примерно на 14 дБ, потому что сильная связь между двумя первичными полуобмотками выходного трансформатора облегчает задачу установить баланс по переменному току.

Подавление искажений в дифференциальной паре

Дифференциальная пара с приемником неизменяющегося (стабильного) тока теоретически обеспечивает оптимальные условия для подавления нелинейных искажений, потому что ток полезного сигнала вынужден проходить между двумя электронными лампами без потерь. При условии, что эквивалентные сопротивления нагрузок обеих ламп согласованы, размах напряжения на каждом аноде должен быть одинаковым, а сами анодные напряжения противофазными, теоретически обеспечивая идеальное подавление нелинейного продукта на 2-й гармонике. Резисторы анодной нагрузки могут быть легко согласованы с точностью до 0,2% путем измерения падающих на них напряжений по цифровому вольтметру. Если к каждому аноду дифференциальной пары подключен в качестве нагрузки катодный повторитель, то паразитная емкость становится небольшой, так что на звуковых частотах любой разбаланс является незначительным. Даже при частоте полезного сигнала 20 кГц, реактивное сопротивление Хс = 1,6 МОм для входной емкости величиной 5 пФ обычного катодного повторителя, существенно больше, чем сопротивление резисторов анодной нагрузки, которое часто выбирается равным 47 кОм.

В качестве примера, лампа двойной триод типа 6SN7GT компании Маллард с хорошо согласованными половинами сравнивалась в различных схемах (классический усилитель с общим катодом, дифференциальная пара и μ-повторитель) при величине анодного тока Ia = 7,5 мА, анодном напряжении 230 В, и размахом сигнала +14 дБ на аноде. Были выполнены измерения между анодами дифференциальной пары на уровне +20 дБ, соответствующим +14 дБ на каждом аноде (рис. 4.14).

В табл. 4.4. можно видеть, что дифференциальная пара подавляет четные нелинейные гармонические искажения на 26 дБ, но суммирует нечетные гармоники. Хотя уровень 0,0035% 3-й гармоники не представляет проблемы, это показывает, что идеальная дифференциальная должна строиться на лампах, которые создают небольшое количество искажений на нечетных гармониках. И наоборот, μ-повторитель не так эффективно уменьшает 2-ую гармонику, но уровень всех других гармоник был ниже пределов надежного измерения измерителя искажений.

Таблица 4.4
Гармоника С общим катодом Дифференциальная пара μ-повторитель
2-я -51 дБ -77 дБ -68 дБ
3-я -93 дБ -89 дБ -
4-я (-106 дБ) - -
Continue reading
453 Hits

COPYRIGHT 20013  NEXT SOUND