Music angel - ламповые усилители - элементарная теория триода

История

Изобретён и запатентован в 1906 году американцем Ли де Форестом. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов.

Наименование триод

в 1950—1970 годах, во времена становления полупроводниковой электроники, также употреблялось и для транзисторов — по числу выводов, часто с уточнением:полупроводниковый триод, или с указанием материала: (германиевый триод,кремниевый триод).

Триоды были первыми устройствами, которые использовались для усиления электрических сигналов в начале XX века.

Нелинейность вольт-амперной характеристики триода пропорциональна квадратному корню из третьей степени величины тока анода, то есть она имеет более высокую линейность, чем полупроводниковые транзисторы XX века. Благодаря этому вакуумные триоды вносят минимальные нелинейные искажения в усиливаемый сигнал.

В ходе дальнейшего совершенствования триода были разработаны многосеточные лампы: тетрод, лучевой тетрод, пентод и другие.

Триоды с воздушным охлаждением

Первые конструкции мощных генераторных ламп с
воздушным охлаждением были предложены в 1932—1933 гг. П. А. Остряковым.
Устройство и внешний вид лампы с воздушным охлаждением показаны на рис.
9.30, а, б. Катод и сетка находятся внутри анода и укреплены на ножке
лампы. Анод лампы выполняется из меди, обладающей хорошей
теплопроводностью, и одновременно образует часть баллона. Остальную
часть баллона делают из стекла или керамики. Ответственным местом в
таких лампах является спай стекла (или керамики) с металлом. Этот спай
имеет невысокую прочность и при эксплуатации лампы его следует оберегать
от ударов и механических перегрузок.

Для увеличения поверхности охлаждения анода на него
насаживают радиатор, имеющий большое число ребер. Между радиатором и
анодом для улучшения теплового контакта заливают припой (кадмий или
слово). Так как температура плавления припоя невысока, то нагрев анода
во время работы не должен превышать 150—200°С. В противном случае
припой может расплавиться, что приводит к резкому ухудшению теплоотвода
и выходу лампы из строя.

Для охлаждения лампу помещают в трубу, через которую
прогоняют под давлением очищенный от масла и пыли воздух. Расход
охлаждающего воздуха зависит от конструкции радиатора и величины
отводимой мощности. Обычно он составляет 0,8—2,7 м3/мин при
давлении порядка 104 Па. Мощность вентилятора, требуемая для создания
такого потока воздуха, составляет примерно 250 Вт на 1 кВт рассеиваемой
мощности. Помимо охлаждения анода предусматривается обязательное
охлаждение путем обдува баллона и ножки лампы. Мощность подобных ламп
доходит до 100 кВт и более.

Почему разные триоды звучат по-разному?

Разные лампы имеют разную конструкцию. В результате моды колебаний у разных ламп оказываются разными. Далеко не всегда эти моды будут вызывать приятные амплитудные модуляции сигнала и музыкальные послезвучия. Выбирая из разных моделей триодов можно подобрать тот, чьи вибрационные параметры наиболее приятны для слуха. Триоды одной марки, но разных производителей так же могут звучать по разному. Каждый производитель накладывает на конструкцию лампы свои производственные возможности и использует разные материалы, применяет разное натяжение проволоки, составляющей сетку. Соответственно механические параметры конструкции оказываются несколько иными, что конечно выражается разным звучанием. Я уже не говорю о том, что разные материалы могут по разному звучать, а различные геометрические параметры приводят к различиям и электрических параметров ламп разных производителей. Однако, даже у ламп из одной партии, при изготовлении есть допуски и даже тут будут некоторые вариации в механических параметрах ламп.

↑ Схема

Рассмотрим некоторые особенности схемного решения. Схема не претендует на особую оригинальность, все решения неоднократно описывались в литературе. Но в процессе сборки приходилось неоднократно менять даже принцип. Не все получалось, как задумывалось. Блок питания согласно концепции выполнен на кенотронах. Выбор смещения был выбран автоматический, причем раздельный для каждой лампы (R19-C7, R20-C8). Это позволяет не так тщательно подбирать лампы и следить за током в процессе старения. Режим ламп выходного каскада Ua=270В Ia=70 мА (режим класса А). Обычно предвыходной каскад является фазоинвертором, но в связи с тем, что выходной каскад имеет малый коэффициент усиления, требуется повышенное напряжение на управляющих сетках. В связи с этим в данном случае предвыходной каскад (V2A, V2B) также выполнен по схеме симметричного двухтактного усилителя с общим катодным резистором R14. Достоинство такого каскада заключается еще и в том, что благодаря противофазности переменных составляющих катодных токов V2A и V2B переменное (звуковое) напряжение на резисторе R14 отсутствует и поэтому нет необходимости шунтировать его электролитическим конденсатором.

Входной каскад на V1A, V1B выполнен по схеме дифференциального усилителя. У полной симметрии всех каскадов по анодным цепям есть и еще одно положительное качество — хорошая компенсация пульсаций и помех анодных напряжений питания. Выключатель S1 позволяет замыкать или размыкать цепь общей ООС глубиной 10 дБ, что дает возможность на слух выбрать наиболее приемлемое для акустики и ушей звучание.

Источник питания УНЧ

Для питания схемы использовался трансформатор типа ТС 20/60, который перемотан так, чтобы получить на выходе соответственно: 6,3 В 3 A и 180 В 250 мА.

Лампы разогреваются используя переменное напряжение 6,3 В. Резисторы R8 и R9 симметрируют напряжение, уменьшая гул сети. Светодиод D указывает на работу усилителя. Постоянное анодное напряжение (+ Uz) получается после выпрямления напряжения переменного тока 180 В (выпрямительный мост M) и фильтрации его через RC-фильтр, состоящий из высоковольтных конденсаторов C1, C2 и C3 и резистора R1. Резистор R2 разряжает конденсаторы после выключения питания.

Принцип действия трехэлектродной лампы

Поле, создаваемое управляющей сеткой, оказывает влияние на анодный ток. Под управлением находятся электроны, эмитированные катодом в виде пространственного заряда. Степень воздействия зависит от расстояния того или иного электрода до катода. Поскольку расположение управляющей сетки получается ближе к катоду по сравнению с анодом, соответственно и влияние ее электрического поля на заряд катода будет выше, чем у анода. Этим свойством обладает каждый вакуумный триод.

Дополнительно сетка выполняет функцию своеобразного электростатического экрана между анодом и катодом. Поэтому электрические силовые линии, создаваемые полем анода, не в полном объеме достигают катода, поскольку они частично замыкаются на сетке. Таким образом, действие поля анода на заряд катода соответственно уменьшается.

Во время прохождения электрического тока по триоду движение электронов осуществляется в направлении от катода к аноду. При этом, они обязательно проходят сквозь отверстия управляющей сетки, которую имеет каждый вакуумный триод. Если на нее подать в небольшом количестве отрицательный потенциал через ножку в основании лампы, то в данном случае появляется возможность регулировки числа электронов, движущихся от одного электрода к другому. В этом и заключается принцип работы этих устройств.

Действие отрицательного потенциала, подведенного к сетке, вызывает отталкивание некоторой части электронов. Другие электроны, попавшие в триод, все равно преодолевают открытое пространство между электродами и движутся в направлении анода. Таким образом происходит управление течением тока через лампу и внешнюю цепь с помощью отрицательного потенциала, поданного на сетку.

В качестве источника питания вакуумный триод использует постоянный ток. Его источник подключается к электродам по такой схеме, что анод обладает положительным потенциалом относительно катода.

При достижении переменным напряжением на входе сетки положительного полупериода, напряжение на самой сетке принимает менее отрицательное значение по сравнению с катодом. Это связано с вычетом положительного входного напряжения из отрицательного потенциала сетки. В результате уменьшения отрицательного потенциала сетки, происходит освобождение большего количества работающих электронов из пространственного заряда. Соответственно увеличивается их движение в сторону анода через сетку. То есть, наступает усиление тока, протекающего через электровакуумный триод.

Когда же входное напряжение достигнет отрицательного полупериода, то и напряжение на сетке приобретет более отрицательное значение по отношению к катоду. В этом случае, наоборот, к отрицательному входному напряжению приплюсовывается отрицательный потенциал сетки. В связи с этим, из пространственного заряда электроны выходят лишь в небольшом количестве и движутся к аноду. Таким образом, наступает уменьшение тока, протекающего через ламповый триод.

Устройство и принцип работы светодиодной лампы

Полевой транзистор принцип работы

Устройство диода

Устройство батарейки

Что представляет собой электрический ток в вакууме

Как работает лампа ДРЛ

Операция

Триод состоит из катода , излучающего горячие электроны , приемного анода и сетки, помещенной между ними, все в трубке, в которой создан вакуум.

Катод — это нить накаливания или пластина, нагреваемая такой нитью. Нагрев катода дает его электронам достаточно энергии, чтобы позволить им освободиться от подложки и сформировать электронное облако вокруг катода (мы говорим о катодной эмиссии ).

Приложение разности потенциалов между катодом и анодом ускоряет эти электроны (отрицательные) по направлению к аноду (положительные) и формирует в цепи ток в несколько миллиампер .

Размещение сетки между двумя электродами позволяет, модулируя ее потенциал, способствовать или ограничивать прохождение электронов. Огромное преимущество такой схемы состоит в том, что небольшое изменение потенциала на сетке вызывает большое изменение тока, собираемого анодом: это принцип усиления. Играя на геометрических характеристиках лампы, мы можем регулировать этот коэффициент усиления (усиление).

Современное состояние[ | ]

В настоящее время вакуумные триоды практически полностью вытеснены полупроводниковыми транзисторами. Исключение составляют области, где требуется преобразование сигналов с частотой порядка сотен М — ГГц большой мощности при небольшом числе активных компонентов, а габариты и масса не столь критичны, — например, в выходных каскадах радиопередатчиков. Мощные радиолампы имеют сравнимый с мощными транзисторами КПД; надёжность их также сравнима, но срок службы значительно меньше. Маломощные триоды имеют невысокий КПД, так как на накал тратится значительная часть потребляемой каскадом мощности, порой более половины от общего потребления лампы.

Также на базе ламп всё ещё делается некоторая часть высококачественной акустической усилительной аппаратуры классов Hi-Fi и Hi-End, несмотря на то, что фиксируемый приборами коэффициент нелинейных искажений у почти любых современных транзисторных приборов во много раз меньше, чем у ламповых.[источник не указан 2672 дня

] Несмотря на высокую стоимость, такая аппаратура весьма популярна у музыкантов и аудиофилов благодаря её так называемому более «тёплому», «ламповому» звучанию, которое якобы воспринимается человеком как более естественное и близкое к тому, что было при записи исходного звука. Триод — простая по конструкции лампа, имеющая при этом высокий коэффициент усиления, поэтому она хорошо вписывается в один из принципов построения альтернативной звукотехники — принцип минимализма, то есть предельной простоты аппаратуры.

Изобретатель триода

Волею судеб инженер Ли де Форест оказался причастен к становлению «важнейшего из искусств»

Если бы Ли де Форест (1873-1961) изобрел только триод, лампу с анодом, сеткой и катодом, то и этого вполне хватило бы для того, чтобы войти в историю компьютеров. Ничего более эффективного, чем триод, для аппаратной реализации на элементарном уровне функций булевой алгебры так и не было придумано. Кроме этого изобретения в деятельности де Фореста была еще одна немаловажная страница. Он много лет проработал в Пало-Альто, в том самом месте, откуда пошла Кремниевая Долина. Работая в Федеральной телеграфной компании, де Форест сотрудничал со Стэнфордским университетом и способствовал проведению в нем исследований, связанных с электроникой; в своей домашней лаборатории он впервые применил триод для усиления звука. Благодаря де Форесту и его сподвижникам и последователям отрезок побережья от Сан-Хосе до Пало-Альто стал тем, чем он является сегодня. Вначале лампа-триод имела плоскую сетку и была вовсе не вакуумной, а газонаполненной. Де Форест назвал свое детище Audion, он получил на нее патент в 1907 году, а несколько раньше, 20 октября 1906 года, им был продемонстрирован предшественник триода — двухэлектродный элемент. Может быть, поэтому де Фореста нередко называют изобретателем электронной лампы, но это не точно. В действительности лампа с двумя электродами была изобретена в 1904 году британским ученым Джоном Флемингом, который использовал диод для конвертирования переменного тока в постоянный. И здесь мы можем наблюдать обычную для технической истории цепочку преемственности. Флеминг впервые с практической целью применил диод в качестве силового элемента. Де Форест пошел дальше, он использовал диод, а в последующем триод, как устройства для обработки сигналов. Вскоре и у самого де Фореста появились преемники, заметные улучшения в триод внесли немецкие инженеры, они предложили цилиндрическую сетку из перфорированного листа алюминия, а затем в 1912 году был создан вакуумный триод. Не обошлось и без эксцессов. Построенный де Форестом в 1912 году первый ламповый автогенератор не был вовремя запатентован, и когда в 1915 году он подал заявку, то неожиданно обнаружилось, что в 1913 году это устройство уже запатентовал некто Говард Армстронг. Тяжба с ним продолжалась до 1934 года, победил де Форест, но все же в радиотехнике принято считать изобретателем этого устройства Армстронга.

Что же касается приложений триода, то, применяя его в передатчиках, приемниках и усилителях, де Форест стал подлинным пионером радиосвязи, однако, увы, не ее изобретателем, хотя более 50 лет он без какого либо успеха оспаривал право на изобретение радио. В какой-то мере его претензии можно понять: разработанные им электронные устройства были намного эффективнее искровых передатчиков Маркони и приемников, в которых использовались устройства наподобие когерера Попова. Автору более чем 300 патентов, весьма удачливому предпринимателю было обидно, что слава изобретателя радио досталась итальянскому и русскому инженерам, а не ему, ведь к беспроволочной телеграфии де Форест шел долго и упорно, а его приборы были совершеннее. Багаж знаний был обеспечен тем, что в 1893-м де Форест закончил Йельский университет, в 1899 году защитил диссертацию, в которой исследовал особенности распространения электромагнитных волн. Поучив опыт практической работы, в 1902 году он образовал компанию Forest Wireless Telegraphy Company и добился больших практических результатов. В частности, в 1904 году он налаживал работу радиосвязи на Военно-морском флоте США, в 1908-м начал вещание с Эйфелевой башни (дальность передачи — около тысячи километров), в 1910-м — передал по радио концерт Энрико Карузо в Нью-Йорке….

Много сделал де Форест и для кино. Он первым в 1920 году предложил оптический способ записи звуковой дорожки на кинопленку, и всю оставшуюся долгую жизнь он прожил и проработал в Голливуде.

Почему ООС противопоказана вакуумному триоду?

Если мы замыкаем цепь ООС вокруг триода, то происходит его линеаризация, что, в том числе, выражается в подавлении паразитных модуляций и послезвучий (как помех) пропорционально глубине ООС. Если триод изначально не очень линеен, то ООС позволяет повысить его линейность, что выразится в более высоком разрешении в звучании. Однако, на столько же подавятся музыкальные добавления, вносимые триодом. Это полностью соответствует расхожему мнению, что ООС убивает музыкальность триода. Для таких триодов приходится искать баланс между разрешением и музыкальностью. Если триод изначально линеен, то введение ООС практически не повышает разрешения в звучании, но снижает музыкальность, что легко замечают многие, кто проделывал подобные эксперименты.

Общее устройство триода

Конструкция и принцип работы триода отличается от диода наличием дополнительного управляющего электрода, называемого сеткой. Она располагается между анодом и катодом, обеспечивая управление электронным потоком путем изменения размеров и полярности напряжения между ней и катодом. Поэтому третий электрод данной лампы известен всем, как управляющая сетка.

Трехэлектродные лампы – триоды были созданы с целью расширения возможностей управления электронным потоком, эмитированным катодом. По своей сути каждый из них это вакуумный триод, в котором поток электронов управляется электрическим полем, созданным с помощью третьего электрода. Все конструкция, состоящая из нескольких элементов, помещается в стеклянный баллон. Управляющая сетка С расположена между двумя электродами – анодом А и катодом К. Конструктивно она выполнена в виде спирали или сетки из проводников, переплетенных между собой. Соответственно вся система обозначается так, как это представлено на схеме. Такие обозначения приняты во всех радиоэлектронных схемах.

Сами провода изготавливаются из вольфрама, никеля или молибдена. Разогрев катода осуществляется с помощью цепи накала, а цепь анода позволяет создать поле, ускоряющее электроны. В основном вакуумный триод отличается от диода дополнительной возможностью управления анодным током за счет изменяющегося напряжения между катодом и сеткой. Теперь нужно рассмотреть, как работает это устройство.

Список радиоэлементов

Резисторы:

P — потенциометр 47k / B
R1 — 1k / 5W
R2 — 200k / 0,25W
R3 — 0,89k / 0,25W
R4 — 470-820k / 0,25W
R5 — 3k / 5W
R6 — 100k / 0,25W
R7 — 4,7 кОм / 1 Вт
R8, R9 — 50 Ом / 0,5 Вт
R10 — 0,5 кОм / 0,25 Вт

Конденсаторы:

C1 — 220 мкФ / 400 В
C2 — 220 мкФ / 400 В
C3 — 100 нФ / 400 В
C4 — 220 мкФ / 35 В
C5 — 220 мкФ / 100 В
C6 — 47 мкФ / 400 В
C7 — 100 нФ / 400 В
C8 — 220 нФ / 250 В

На схеме показан один канал усилителя. Поскольку в корпусе каждой лампы имеется два триода, двух ламп достаточно для создания усилителя к стереонаушникам. Как видите схема очень проста. Входной сигнал через потенциометр P подается непосредственно на сетку лампы L1 (половина ECC83), после усиления, через разделительный конденсатор на сетку лампы L2 (половина 6Н13С).

Катодный резистор R3 определяет ток анода лампы L1, в то время как резистор R5 устанавливает ток анода второй лампы. Катодные резисторы шунтируются с помощью конденсаторов C4, C5 высокой емкости (220 мкФ / 35 В), чтобы избежать обратной связи по катодным резисторам (для переменного тока) и усиления. Резистор R7, в дополнению к снижению напряжения на аноде, приложенного к лампе L1, образует развязывающий фильтр с конденсаторами C6 и C7, который предотвращает самовозбуждение лампы. Усилитель работает в классе А.

Нелинейные искажения

Ухо человека терпимо к чётным гармоникам, но весьма чувствительно к призвукам нечётных гармоник, которые преобладают в спектре искажений пентода. Усилители мощности НЧ на пентодах могут достигнуть приемлемого уровня слышимых искажений только при весьма низком измеряемом КНИ, который достижим только при охвате усилителя глубокой отрицательной обратной связью (ООС)]. Усилители на триодах, напротив, обеспечивают приемлемое качество звучания без использования общей обратной связи. Лучевые тетроды занимают промежуточное положение: им также необходима ООС, но их спектр искажений ближе к триодному.

В современных ламповых УНЧ начального уровня широко используются пентоды послевоенной разработки EL34 (англ.)русск. и EL84 (англ.)русск. (аналог — 6П14П). Однако в качественных музыкальных УНЧ предпочтительны довоенные триоды прямого накала, в гитарных УНЧ — довоенные же лучевые тетроды. Последнее, вероятно, — следствие исторического разделения рынка на «европейские пентоды» и «американские лучевые тетроды». Мнение о лучшей линейности ламп довоенной разработки объясняется тем, что они были оптимизированы под низкие искажения — настолько низкие, насколько позволяла технология. «Усиление было дорого» (Morgan Jones), поэтому лампы и усилители тех лет проектировались так, чтобы дать приемлемый уровень искажений минимальным числом ламп без использования обратной связи. Да и сама теория обратной связи только-только создавалась.

Электронные лампы в заводской упаковке

Удешевление ламп в 1940-е годы изменило конструкторский подход: с использованием глубокой ООС линейность лампы отошла на второй план]. Поэтому, например, классический послевоенный пальчиковый пентод EL84 (6П14П) проигрывает по искажениям довоенному лучевому тетроду 6V6 (англ.)русск. (аналог — 6П6С), хотя и превосходит его по другим параметрам, в частности, крутизне характеристики, выходной мощности. Лампы локтальной серии (англ.)русск. 1940-х годов, за исключением триода 7AF7, весьма линейны — они имеют и «довоенную» конструкцию электродов, и все преимущества цельностеклянных ламп.

Материал по теме: Как подключить конденсатор

Пентоды и лучевые тетроды, предназначенные для работы в ключевом режиме, в число которых входят лампы для ЭВМ первого поколения (например, 6Ж22П), лампы для узлов строчной развёртки телевизоров (6П36С), выходные лампы для радиопередатчиков (ГУ-50) имеют высокий уровень нелинейных искажений. При разработке этих ламп ставились иные приоритеты. В цифровой технике линейность не играла никакой роли, в производстве телевизоров линейность развёртки настраивалась на конвейере индивидуально для каждого аппарата, а в радиопередатчиках применяется выходной колебательный контур, подавляющий излучение на гармониках. Несовершенство производства «строчных» ламп ранних серий порождало большой разброс коэффициента нелинейных искажений, поэтому отдельные лампы этих серий могут быть весьма линейными. С ростом культуры производства разброс параметров уменьшился — лампы позднейших «строчных» серий имеют стабильно высокие искажения.

Источник питания УНЧ

Приложения

Хотя телефонное реле типа G С.Г. Брауна (использующее магнитный механизм «наушник», приводящий в действие элемент угольного микрофона) могло обеспечивать усиление мощности и использовалось еще в 1914 году, это было чисто механическое устройство с ограниченным частотным диапазоном и точностью воспроизведения. Он подходил только для ограниченного диапазона звуковых частот — в основном голосовых частот.

Триод был первым немеханическим устройством, обеспечивающим усиление мощности на звуковых и радиочастотах. радио практичный. Триоды используются для усилителей и генераторов. Многие типы используются только при низких и средних частотах и уровнях мощности. Большие триоды с водяным охлаждением могут использоваться в качестве оконечных усилителей в радиопередатчиках с мощностью в тысячи ватт. Специализированные типы триодов («маяковые» лампы с малой емкостью между элементами) обеспечивают полезное усиление на микроволновых частотах.

В массовом производстве вакуумные лампы устарели. бытовая электроника, уступив место более дешевым транзисторным твердое состояние устройств. Однако в последнее время электронные лампы в некоторой степени вернулись. Триоды продолжают использоваться в некоторых мощных РФ усилители и передатчики. Хотя сторонники электронных ламп заявляют о своем превосходстве в таких областях, как элитный и профессиональное аудио В приложениях твердотельный MOSFET имеет аналогичные рабочие характеристики.

Характеристики триода

Коэффициент усиления μ триода выражает соотношение между напряжением, усиленным на аноде, и входным напряжением, приложенным к затвору:μзнак равноUвUграмм{\ displaystyle \ mu = {U_ {a} \ over U_ {g}}}.

Оно также равно отношению паразитной емкости сетка-катод к паразитной емкости анод-катод :ПРОТИВграммпротив{\ displaystyle C_ {gc}}ПРОТИВвпротив{\ displaystyle C_ {ac}}μзнак равноПРОТИВграммпротивПРОТИВвпротив{\ displaystyle \ mu = {C_ {gc} \ over C_ {ac}}}.

Это второе уравнение показывает, что уменьшение расстояния между сеткой и катодом позволяет увеличить коэффициент усиления лампы, так как это приведет к увеличению емкости между сеткой и катодом.

Закон для детей , чтобы описать ток триода анода:явзнак равноВ(μUграмм+Uв)32{\ displaystyle I_ {a} = A \ left (\ mu U_ {g} + U_ {a} \ right) ^ {\ frac {3} {2}}}, где A — постоянная, зависящая от геометрии трубки.

Из разложения этого уравнения по Тейлору в окрестности рабочей точки трубки находим
Δявзнак равно∂яв∂UграммΔUграмм+∂яв∂UвΔUвзнак равнограмммΔUграмм+1рвΔUв{\ displaystyle \ Delta I_ {a} = {\ tfrac {\ partial I_ {a}} {\ partial U_ {g}}} \ Delta U_ {g} + {\ tfrac {\ partial I_ {a}} {\ частичный U_ {a}}} \ Delta U_ {a} = g_ {m} \ Delta U_ {g} + {\ tfrac {1} {r_ {a}}} \ Delta U_ {a}}.

Первая частная производная этого уравнения — это наклон передаточной характеристики в рабочей точке, и она называется взаимной проводимостью или крутизной , которая выражается в сименсах (единица измерения до 1971 года называлась mho ) или, как правило, в мА / В ( 1 ммHO = 1 мА / В). Вторая частная производная — это наклон S анодной характеристики. Однако в данной области техники название «крутизна S» (в мА / В) было сохранено для обозначения в Европе эквивалента крутизны в Соединенных Штатах. Обратная величина этого наклона называется внутренним анодным сопротивлением и выражается в омах .
граммм{\ displaystyle g_ {m}}рв{\ displaystyle r_ {a}}

Для и введя эти определения, это уравнение можно записать
Δявзнак равно{\ displaystyle \ Delta I_ {a} = 0}знак равнограмммΔUграмм+1рвΔUв{\ displaystyle 0 = g_ {m} \ Delta U_ {g} + {\ tfrac {1} {r_ {a}}} \ Delta U_ {a}}
или же
грамммрвзнак равно-ΔUвΔUграмм{\ displaystyle g_ {m} r_ {a} = — {\ frac {\ Delta U_ {a}} {\ Delta U_ {g}}}}.

Термин справа эквивалентен определению коэффициента усиления, т. Е. Произведению наклона x на внутреннее сопротивление, называемое µ. Знак означает, что анодное напряжение уменьшается с увеличением напряжения затвора. Это последнее уравнение может быть записано , очень полезная формула для определения одного из параметров трубки, когда известны два других.
-{\ displaystyle -}μзнак равнорвграммм{\ displaystyle \ mu = r_ {a} g_ {m}}

Ламповый усилитель схема — идеальный звук

Ламповый усилитель схема — представленная здесь конструкция однотактного усилителя выполненного на электровакуумных лампах 6П3С, 6Н8С, никаких особых сложностей не имеет. Тем не менее этот ламповик обладает высококлассным звучанием, хотя нужно подчеркнуть, что звуковая картина несколько необычна. Это относительно многих других известных ламповых аппаратов такого класса.

Принципиальная схема лампового усилителя

В случае самостоятельного построения данного устройства по приложенной схеме, нельзя допускать отклонений от указанный параметров и значений используемых компонентов. Конструкция неоднократно тестировалась на предмет улучшения звука, вследствие чего был определен оптимальный вариант установленных деталей. Если вносить в схему какие-то изменения от себя, то вы должны знать, что это существенно влияет на звуковую сцену на выходе.

Невзирая на эти тонкости при сборке, аппарате может быть с успехом изготовлен и начинающими радиолюбителями. Это возможно по причине несложной базы применяемых электронных компонентов и эффективной схемотехники. Ламповый усилитель схема, которого здесь приведена, работает по такому принципу. Одна часть двойного триода 6Н8С соединяется по параллельной схеме, для того чтобы снизить внутреннее сопротивление.

Примененные в приборе радиодетали, в частности постоянные резисторы имею значение МЛТ, а также проволочные. Конденсаторы блокировки и для цепей разделения нужно ставить типа БМТ-2 на номинальное напряжение 400v и МБМ рассчитанных на 160v

Само по себе значение установленных емкостей не очень большие, поэтому с осторожностью можно поэкспериментировать по увеличению их номинального значения. Но опять же это необходимо делать только, когда вы неоднократно прослушаете звучание усилителя на авторской схеме

Тогда будет легче выявить какие-либо улучшения или наоборот ухудшение звука.

Источник питания выполнен с возможностью обеспечения стабилизированного напряжения для нитей накала. На этапе тестирования лампового усилителя проверялись традиционные схемы снижения фонового искажения. Но в итоге удалось получить положительный эффект только после включения в схему линейного регулируемого стабилизатора напряжения LM317T, гарантирующий идеальное звучание. Без излишних наворотов блок выпрямителя смонтирован с применением емкостей фильтра с номинальным значением 66000 F.

Принципиальная схема блока питания

Для получения высоковольтного напряжения была применена схема удвоения напряжения, ввиду того, что в конструкции был использован обыкновенный телевизионный трансформатор ТС 160. Задержку включения питания в цепь анода выполняет простой выключатель. До него стояла схема на демпферном диоде 6Д20П в паре с реле. Однако в процессе испытания обнаружилось, что без этого узла на лампе, звук на выходе усилителя значительно прозрачнее.

Трансформаторы на выходе в обязательном порядке нужно использовать звуковые тр-оры ТВЗ-1-9 предназначенные для работы в выходном тракте лампового усилителя. Поскольку низкая индуктивность первичной обмотки формирует серьезный провал в диапазоне нижних частот, что собственно и нужно от представленной здесь схемы. Ламповый усилитель имеет следующие характеристики, при условии, что на выходе установлены трансформаторы ТВЗ-1-9.

Частотный диапазон -3дБ; 35-22000 Гц, коэффициент нелинейных искажений 6%, шумовой фон — 90 дБ с мощностью на выходе 6 Вт. Предложенный здесь усилитель прекрасно работает в течении уже двух лет без всяких нареканий. А то, что в схеме присутствует стабилизатора напряжения LM317T, так это продуктивная замена лампы, дающая наибольший эффект.

Предыдущая запись Портативная беспроводная колонка
Следующая запись Аудио видео техника история сокрушительных неудач

Триоды с лучистым охлаждением

Маломощные триоды, являвшиеся в свое время основным
типом усилительного элемента в радиоэлектронной аппаратуре, в настоящее
время практически полностью вытеснены биполярными и полевыми
транзисторами. В новых разработках они применяются лишь в тех
исключительных случаях, когда предъявляются экстремальные требования к
допустимой температуре окружающей среды, радиационной стойкости и т.д.
Основное значение триоды сохранили как мощные усилительные элементы для
радиопередающих устройств, промышленных генераторов высокой частоты и
др.

Триоды с рассеиваемой мощностью до 1—1,5 кВт можно
изготовлять с естественным (лучистым) охлаждением. Для увеличения
лучеиспускательной способности анод покрывают цирконием или титаном, что
одновременно улучшает вакуум, так как цирконий и титан активно поглощают
остаточные газы.

При мощности более 1—1,5 кВт, рассеиваемой анодом,
требуемые габариты триода с лучистым охлаждением оказываются настолько
большими, что его конструкция становится трудно осуществимой и
непрактичной. Поэтому такие мощные лампы изготовляют с принудительным
охлаждением — воздушным, водяным или испарительным. В. последние годы
применяются также охлаждение с помощью тепловых трубок и кондуктивное
охлаждение.

Чем этот эффект отличается от акустической обратной связи?

Если усилитель стоит в том же помещении, что и акустические системы, то звуковые колебания попадают на стеки через механическое возбуждение. Однако, вследствие низкой скорости распространения звуковых колебаний в воздухе, возбуждение происходит с задержкой, а фаза возбуждающего воздействия не синхронна полезному сигналу. В итоге такое возбуждение вносит кашу в звучание усилителя и потому с ним приходится бороться. При электростатическом возбуждении колебаний сетки, фаза возбуждающих сил синхронна с полезным сигналом во всем диапазоне частот, а временное отставание отсутствует. В итоге, послезвучия привязаны к звучанию инструмента и сливаются с ним, а не воспринимаются как посторонние призвуки в случае наличия временной задержки.

Корпус усилителя

Тут сделан корпус из дерева и текстолитовых пластин. Он идеально подходит для небольших конструкций — жесткий, хорошо обрабатывается и может быть соединен пайкой. Построить «коробку» с помощью этого метода очень просто и относительно быстро. Кроме того, фольгированный медью корпус обладает экранирующими свойствами.

На передней панели разместился выключатель питания, разъем для наушников типа «Джек», два сигнальных светодиода и потенциометр громкости. На боковой стороне корпуса входные гнезда для аудио. В коробке за лампами расположены трансформаторы громкоговорителей, так что взаимное влияние магнитного поля мало, насколько это возможно. Конечно один из трансформаторов повернут к другому на 90 градусов.

Другие элементы расположены в нижней части корпуса. На рисунке показано расположение элементов. Внизу, справа — тороидальный силовой трансформатор, над ним — плата питания.

Вас может заинтересовать:

Полностью прямонакальный усилитель на 4п1л
Небольшой двухканальный домашний усилитель звука
Усилитель Октава–EL
Двухкаскадный одноламповый усилитель НЧ. ЦРК ДОСААФ
Ультралинейный усилитель на 6Н2П, 6П14П

Радиолампы, использованные в статье:

6Н13С
ECC83

Комментарии к статьям на сайте временно отключены по причине огромного количества спама.

Реклама: Особенности и принцип работы вальцов mta33.ru.

↑ Финальные аккорды

Логическим завершением конструкции является субъективная оценка качества звучания. Аппарат незамедлительно был доставлен к спецам. „Корифеи“, как и следовало ожидать вначале, раздолбали как дизайн так и конструктив (ну на то они и „корифеи“). То железа пожалел то вентилятор надо ставить не меньше как за 10$, ну понятно я к этому уже отношусь спокойно. Ну наконец усилитель заиграл. По отвлеченным дифирамбам о триодном звуке я понял, усилитель удался. Особенно впечатляет звучание без ООС, поражает динамика звука. С ООС звук более ровный, но создается впечатление некоторой зажатости (по ламповым меркам). Повторяясь скажу, большое значение имеет качество фонограммы. Особое наслаждение доставляет прослушивание оригинальных CD с глубоким динамическим диапазоном – джаз, рок. Как не банально звучание «Abbey Road» Beatles навеяло столько ностальгически чувств описать трудно. К сожалению не удалось послушать на раритетной акустике (ушли к новому хозяину) открытого типа (аналог акустики „Симфония 2») без всяких фазоинверторов и мешков с ватой на динамики 6ГД2. По мнению спецов такой дуэт дал бы незабываемый звук.

В заключении вердикт: «SPRING» — усилитель достойный повторения.