Триодный усилитель класса В

Е. ЗЕЛЬДИН, Радио №4/1967, ст.25

Преимущественное применение лучевых тетродов и пентодов в оконечных каскадах усили­телей НЧ промышленной и любитель­ской аппаратуры принято объяснять тем, что эти лампы, в сравнении с триодами при той же выходной мощ­ности, требуют меньшего раскачи­вающего напряжения на управляю­щих сетках и обладают большим к.п.д. Между тем в последние годы появились триоды с большой кру­тизной, применение которых позво­ляет выполнять усилители, по боль­шинству показателей (включая эко­номичность и к.п.д.) превосходящие аналогичные устройства на лучевых тетродах и пентодах.

Оконечные каскады на триодах обладают низким уровнем нелиней­ных искажений даже без введения отрицательной обратной связи, ма­лым выходным сопротивлением, бла­годаря чему уменьшаются переход­ные искажения и могут быть суще­ственно сокращены габариты выход­ного трансформатора.

Большим достоинством триодов является и то, что при значительных отклонениях величины приведен­ного сопротивления анодной нагруз­ки от оптимальных значений ха­рактеристики усилителей меняются мало. В случае применения двойных триодов в двухтактных каскадах одна сдвоенная лампа, помимо выиг­рыша места, хороша и тем, что разброс параметров обеих ее поло­вин, как правило, меньше, чем двух независимых случайных ламп. Ниже описывается простой двух­ламповый усилитель (рис. 1), который может быть установлен в радио­приемниках, магнитофонах, перего­ворных устройствах, электропроиг­рывателях и другой аппаратуре.

В оконечном каскаде усилителя используется двойной триод типа 6К6П, работающий в режиме класса В₁. В этом режиме лампа развивает мощность 2,5 вт при напряжении анодного питания 250 в и анодном токе менее 35 ма, с эффективным на­пряжением на сетках около 9 в. При анодном напряжении 300 в выходная мощность каскада 3,5 вт. Коэффициент нелинейных искажений без отрицательной обратной связи не превышает 3—4% и менее 1% с неглубокой обратной связью. Пол­ная выходная мощность обеспечи­вается при входном сигнале 25— ЗОмв. Уровень собственных шумов— 48 дб. Частотная характеристика линейна в пределах 40—15 000 гц с завалом — 2 дб по краям диапазона.

Чтобы не снижать чувствитель­ность, усилитель выполнен без отри­цательной обратной связи. Досто­инства триодного каскада в полной мере раскрываются при работе на хорошие динамические громкого­ворители с низкой резонансной ча­стотой подвижной системы.

Пентод лампы Л₁ типа 6Ф1П работает в каскаде предварительного усиления напряжения. Коэффициент усиления каскада составляет 280-350, что обеспечивается выбором начального смещения в области мак­симальной крутизны пентода. Так как входной сигнал мал, искажения, вносимые этим каскадом, практи­чески, ничтожны. С целью уменьше­ния уровня фона накальная обмотка трансформатора не заземлена, а имеет относительно шасси потенциал 40 в (один из ее концов подключен к экранной сетке).

Следует отметить, что на уровень фока существенно влияет и величина емкости конденсатора С₁, которая должна быть по возможности боль­шей. Триод лампы Л₁ работает в каскаде фазоинвертора с раздель­ной нагрузкой.

Потенциометр R₆ служит регуля­тором тембра в области высших звуковых частот. При введенном резисторе R₆ ослабление усиления на частоте 5 кгц превышает 8 дб. В случае надобности молено приме­нить также и регулировку по низшим частотам.

На сетки обоих триодов оконеч­ного каскада (лампа Л₂ типа 6Н6П) подано фиксированное смещение, создающееся диодом Д₅ и фильтрую­щей цепочкой R₁₄С₉, подключенными к специальной обмотке смещения силового трансформатора. Для хо­рошей работы оконечного каскада величину напряжения смещения сле­дует выдерживать возможно точнее. Если напряжение смещения будет больше требуемой величины — по­явятся искажения, при малом смеще­нии резко возрастет анодный ток и снизится выходная мощность. В не­больших пределах напряжение сме­щения молено изменять подбором резистора R₁₄.

В тех случаях, когда предполагает­ся использовать уже готовый сило­вой трансформатор, обмотку смеще­ния можно намотать любым изоли­рованным проводом поверх имею­щихся обметок. Если домотка свя­зана с трудностями, можно приме­нить комбинированное смещение (см. вариант схемы на рис. 3) за счет выпрямления накального напряже­ния и падения напряжения на катод­ном резисторе R₈. Накальная обмот­ка уже не подключается к экраниру­ющей сетке пентода, а конец ее за­земляется. Уровень фона при этом возрастает.

Для усилителей, работающих в ре­жиме класса В, характерна зави­симость анодного тока оконечного каскада от мощности, рассеиваемой на нагрузке, что ведет, в свою оче­редь, к колебаниям анодного напря­жения. Преимущество описываемой схемы состоит в том, что изменения анодного тока происходят в неболь­ших пределах — от 22 ма в режиме молчания до 30—33 ма при максимальной мощности — и на величину анодного напряжения влияют мало. Кроме того, в таких усилителях вли­яние индуктивности рассеяния об­моток выходного трансформатора сказывается гораздо сильнее, чем в усилителях, работающих в режиме класса А. Вредное действие ее про­является в росте нелинейных иска­жений в области высших частот, на­чиная примерно с 7—8 кгц. Особых мер по уменьшению индуктивности рассеяния можно не принимать, важно только соблюсти определенный порядок размещения обмоток, так как искажения рассматриваемого вида обусловлены третьей и более высокими гармониками сигнала (ча­стотой 20 кгц и выше), которые нахо­дятся вне полосы воспроизведения динамических громкоговорителей.

Выходной трансформатор собран на сердечнике из пластин Ш-12 (окно 12X30 мм), толщина набора 20 мм. Первичная обмотка состоит из двух секций, каждая из которых содержит по 2 300 витков провода ПЭВ 0,12; вторичная обмотка имеет 74 витка провода ПЭЛ 0,74. При изготовлении трансформатора вто­ричная обмотка наматывается между обеими секциями первичной обмотки и тщательно изолируется от них. В ходе монтажа к плюсовому про­воду анодного питания подключа­ются конец первой секции и начало второй секции первичной обмотки. Обе секции первичной обмотки мож­но намотать без прокладок. Сердеч­ник трансформатора собирается без зазора (пластины набираются впере- крышку).

Оптимальной нагрузкой для тран­сформатора с точки зрения макси­мальной отдачи являются громкого­ворители с сопротивлением звуковой катушки 3—5 ом (например, типа 1ГД-19, ЗГД-28, 4ГД-7), что соот­ветствует приведенному сопротив­лению нагрузки на одну лампу 3— 5 ком, Однако усилитель будет хо­рошо работать и с громкоговорите­лями, сопротивления которых на­ходятся в пределах 2—10 ом. Как при этом меняется выходная мощ­ность и коэффициент нелинейных искажений, показано на рис. 2. Если сопротивление нагрузки суще­ственно отличается от указанных пределов, следует изменить число витков вторичной обмотки, пере­считав его по следующей формуле: W_II=37√R_r где R_r сопротивление звуковой катушки, ом.

Выпрямитель собран по обычной мостовой схеме, что не исключает возможности использования двух- полупериодного выпрямителя по схеме со средней точкой. Применять в выпрямителе селеновые столбики и кенотроны, имеющие по сравнению с германиевыми и кремниевыми дио­дами значительно большее сопро­тивление, — нежелательно. При составлении монтажной схемы следует иметь в виду, что у лампы 6Ф1П ножки управляющей сетки пентода и анода триода расположены рядом, поэтому при неудачном мон­таже усилитель может возбудиться. По этой причине налаживать усили­тель следует при отключенной це­почке регулировки тембра С₃R₆.

Если от усилителя не требуется высокая чувствительность, в схему может быть введена отрицательная об­ратная связь, например со вторичной обмотки выходного трансформатора в катод входной лампы (конден­сатор, шунтирующий катодное сопро­тивление, исключается). Нелинейные искажения при этом уменьшаются.

Вместо лампы 6Ф1П в первых ка­скадах может быть использована лампа 6Н2П (рис. 3). Номинальная выходная мощность такого усили­теля — 2,5 вт при коэффициенте нелинейных искажений 0,7—1% (на частоте 1 кгц) и входном сигнале 150—200 мв. Выходной трансформа­тор в этом варианте за счет введения отрицательной обратной связи может быть сделан более компактным, чем описанный выше,— пластины Ш-12 (окно 12X26 мм), толщина набора 18 мм, первичная обмотка состоит из двух секций по 1 800 витков каж­дая провода ПЭВ 0,13; вторичная со­держит 95 витков провода ПЭЛ 0,59 (для оптимальной нагрузки 13 ом — два громкоговорителя 1ГД-18 или 1ГД-19). Вторичная обмотка нама­тывается между секциями первичной, как было описано выше.

Второй вариант усилителя может быть с успехом использован с элект­ропроигрывателями и магнитофон­ными приставками («Нота», «МП-64»).

Силовой трансформатор собран на сердечнике из пластин Ш-16 (окно 16X40 мм), толщина набора 32 мм. Сетевая обмотка содержит 1 200 вит­ков провода ПЭВ 0,28 (127 б)+880 витков провода ПЭВ 0,23, анодная — 2040 витков провода ПЭВ 0,16; накальная — 68 витков провода ПЭЛ 0,84; обмотка смещения — 97 витков провода ПЭЛ 0,12.

В тех случаях, когда анодное на­пряжение отличается от 250 в, режим оконечного каскада можно опреде­лить по графикам, приведенным на рис. 4. Чтобы сохранить неизменным режим первой лампы, потребуется также подобрать величину резистора R12