Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы

Как вы уже заметили, при выборе элементов усилительного каскада учитывается много различных факторов, причем зачастую противоречивых. Задавшись определенными начальными условиями: коэффициентом усиления (К_у) каскада, полосой воспроизводимых частот и допустимыми частотными искажениями, можно рассчитать все данные деталей — сопротивлений и конденсаторов, определяющих схему усилителя. Однако даже заметное отклонение какой-либо величины от расчетной, как правило, не приводит к неприятным последствиям. Так, например, увеличивать емкость конденсаторов С_э и С_к (рис. 30, 30) можно во сколько угодно раз; сопротивления R_a, R_э и R_c можно менять на 10–20 %, не опасаясь значительных искажений и изменений коэффициента усиления; емкость конденсатора С_с2также можно значительно увеличить. Одно из ограничений связано с тем, что конденсаторы большей емкости имеют меньшее сопротивление утечки; сопротивление R_кI нежелательно сильно изменять по сравнению с расчетными данными, так как оно в большой степени определяет режим лампы. Для иллюстрации влияния различных элементов схемы на работу усилительного каскада в табл. 15 приводятся данные деталей к схеме простейшего реостатного усилителя (рис. 30, 30).

Для расчета была выбрана полоса частот 100—6000 гц при неравномерности частотной характеристики ±6 дб. Все данные приведены для двух напряжений на аноде +180 в и +300 в.

На рис. 37, б приведена весьма упрощенная эквивалентная схема усилительного каскада с трансформаторным выходом. Здесь R_п — сопротивление проводов, L_I — индуктивность первичной обмотки трансформатора, R_a сопротивление нагрузки, пересчитанное в первичную цепь (рис. 30, 12).

рис. 30, 12

Катушка L_pac — это условный элемент, который отображает рассеяние магнитного поля. Чем большая часть магнитного поля первичной обмотки охватывает витки вторичной обмотки, то есть чем сильнее связаны эти катушки общим магнитным полем, тем меньше L_pac.

Рис. 37.Эквивалентные схемы реостатного (а) и трансформаторного (б) усилительных каскадов. Это сравнительно простые электрические цепи, на которых удобно анализировать поведение того или иного каскада на разных частотах.

В трансформаторном каскаде так же, как и в реостатном, к лампе подключен сложный делитель напряжения, одним из элементов которого является полезная нагрузка R_a. Во всех случаях желательно, чтобы сопротивление R_п было как можно меньше по сравнению с R_a. Чем меньше R_п, тем меньшая часть переменного напряжения U_а~, а значит, и мощности на нем теряются.

Индуктивность первичной обмотки L_I шунтирует нагрузку. На высших частотах индуктивное сопротивление обмотки велико (рис. 30, 11), и оно мало влияет на общее сопротивление участка аб. С уменьшением частоты индуктивное сопротивление катушки падает, и она все сильнее шунтирует нагрузку, уменьшает общее сопротивление участка аб, заваливая частотную характеристику на низших частотах. Чтобы предотвратить этот завал, нужно, чтобы индуктивность L_I была достаточно большой, чтобы даже на самых низших частотах ее сопротивление было больше R_a. Обычно L_I  составляет десятки генри. Для получения такой большой индуктивности обмотки выходного трансформатора размещают на стальном сердечнике, и первичная обмотка содержит несколько тысяч витков.

рис. 30, 11

Индуктивность рассеяния L_pаc, наоборот, должна быть как можно меньше. С увеличением частоты на ней теряется все большая часть переменного напряжения U_а~, и из-за этого появляется завал частотной характеристики в области высших частот. При конструировании выходных трансформаторов принимают меры для уменьшения L_pac.

На обеих эквивалентных схемах остался неразобранным лишь один элемент — внутреннее сопротивление лампы R_i. А вместе с тем выбор многих других элементов схемы, и в первую очередь сопротивления анодной нагрузки, в большой степени определяется величиной R_i. В практике приняты следующие ориентировочные нормы: для триодов R_a должно быть в два-три раза больше R_i, для пентодов — в три — пять раз меньше. В выходных каскадах желательно применять лампы с небольшим R_i, так как это улучшает демпфирование громкоговорителя. Именно поэтому в выходных каскадах иногда применяют мощные триоды, внутреннее сопротивление которых значительно меньше, чем у тетродов и пентодов. Правда, и у этих ламп можно заметно понизить величину R_i, применяя интересную схемную «хитрость» — отрицательную обратную связь.

Фокусы с фазами