Лампов нискочестотен усилвател
EF86-EL84


Фиг.1

    На фиг.1 е показан нискочестотен усилвател с мощност 3W. Първото стъпало е предусилвателно и е построено с пентод, защото дава по-голямо усилване от триодното стъпало. Коефициентът на усилване на предусилвателя се изчислява по следната формула:

    K = S.R4.R6/R4+R6, където:
    S - стръмността на лампата

    При изчисляване на коефициента на усилване стръмността трябва да се представи в A/V, а съпротивленията в омове.

    Трябва да се отбележи, че стръмността на лампата в конкретната схема на свързване винаги е по-малка от тази, давана в справочниците.

    Избраната лампа EF86 е малошумяща, което осигурява по-малки собствени шумове на усилвателя. Когато първото стъпало има големи собствени шумове, то те се усилват както от самото стъпало така и от следващите стъпала и по този начин се влошава качеството на целия усилвател.

    Следващото стъпало е усилвател на мощност, работещ в режим клас А и е изпълнено с изходния пентод EL84. В справочниците данните за лампите се дават за работа в режим клас А. При това стъпало важна роля за качественото възпроизвеждане на звука играе изходният трансформатор. Ето защо той трябва да бъде оразмерен правилно съгласно параметрите на изходната лампа и на високоговорителя.

    В случая изходният трансформатор е със следните данни – първична намотка 3400 навивки от проводник 0,16 mm, вторична намотка 90 навивки от проводник 0,7 mm, сечението на желязната сърцевина е 5 cm2. Съпротивлението на високоговорителя е 4Ω.
 
    Изходната лампа трябва да се избере с максимална мощност по-голяма от мощността на усилвателя. Тази лампа не бива да се оставя без товар в анода, защото целият електронен поток ще премине през втората решетка и лампата ще се повреди.


Фиг.2

    Захранването на усилвателя е показано на фиг.2.

    Едната вторична намотка е повишаваща (250V). Напрежението от тази намотка се изправя с двупътен токоизправител, изглажда се с филтър и се подава на анодите и екранните решетки на лампите. Другата вторична намотка е понижаваща и осигурява отоплителното напрежение. Единият край на тази намотка се свързва с минуса на токоизправителя, за да се предотврати проникване на мрежовата честота в отоплителните вериги, която се усилва от лампите и се чува от високоговорителя. Усливането на мрежовата честота намалява чувствителността на усилвателя и е неприятно за слушателите (от високоговорителя заедно с полезния сигнал се чува и бръмчене).

    Бръмчене от високоговорителя се чува и при нефилтрирано анодно напрежение. При двуполупериодното изправяне изправеното напрежение е с честота 100Hz. Предусилвателното стъпало работи нормално при коефициент на пулсациите до 0,05%, а крайното еднотактно стъпало допуска коефициент на пулсации до 0,5%. Ето защо изправеното напрежение трябва да се изглади колкото се може по-добре. Ако усилвателят консумира ток 70 mА, то след С1 коефициентът на пулсациите е 300*70/250*32 =21000/8000 = 2,625%. Коефициентът на изглаждане на групата RC2 се намира по следния начин:

    Кизгл. = RC2/1500 = 2000*32/1500 = 64000/1500 = 42,67.

    Коефициентът на пулсациите на изхода на филтъра се получава като коефициентът на пулсациите на входа на филтъра се раздели на коефициента на изглаждане:

    2,625/42,67 = 0,06%.

    Стойността на коефициента на пулсациите се доближава до допустимата, но има още какво да се желае. Групата R3C2 спомага за по-доброто изглаждане на захранващото напрежение, подавано на първата лампа. За по-добро изглаждане на напрежението след токоизправителя може да се изберат кондензатори с по-голям капацитет (напр. 100 µF). Не трябва да се прекалява с увеличаването на капацитета, защото първоначалния заряден ток на кондензаторите се увеличава и токоизправителя ще се повреди. Изборът на резистор с по-голямо съпротивление води до по-голям пад на напрежение върху него и понижаване на захранващото напрежение. Осигуряването на по-малък коефициент на пулсации на захранващото напрежение на предусилвателната лампа се налага по същите причини, които са обяснени по-горе във връзка със собствените шумове. За намаляване на смущенията от мрежата е желателно между всеки от двата края на вторичната намотка на мрежовия трансформатор и отрицателния полюс на токоизправителя да се свърже по един кондензатор 100 nF. Максимално допустимото напрежение на тези кондензатори, пък и на всички останали, трябва да е поне с 40% по-високо от напрежението, при което работят в схемата. Същото се отнася и за максимално допустимата мощност на резисторите.

    Стойностите на кондензаторите С1 и С2 не бива да се превишават, защото това води до изрязване на високите честоти и до нарушаване на работния режим на лампите. Ако кондензаторите са с по-голям капацитет утечките им се увеличават и се образуват делители на напрежение с резисторите R1 и R6.

    Монтажът трябва да се извърши с възможно най-къси проводници. Проводниците, по които протича полезният сигнал, трябва да са екранирани. Елементите на първата лампа, които са съединени с общия проводник, се свързват в една точка. Елементите на втората лампа се свързват в друга обща точка. Точките на свързване се съединяват с проводник. В противен случай може да възникнат паразитни връзки между електродите на всяка лампа и да се влошат качествата на усилвателя. Ламелите на захранващия и изходния трансформатор се свързват с общия проводник.
   
    На основата на горепосочената схема построих нискочестотен усилвател. Поради липса на тези лампи използвах други – за първа лампа: 6Ж4, а за втора: EBL21. Утечното съпротивление на първата лампа е постоянно: 100kΩ, а регулаторът на усилването е отделен.

    Между регулатора и утечното съпротивление също поставих разделителен кондензатор. Токоизправителят е полупроводников по схема Грец (на фиг.2 е селенов по схема Грец). Захранващият трансформатор е от лампов радиоприемник и е закупен от магазин за електронни компоненти. Изходният трансформатор е от някаква лампова радиоапаратура – не е разчетен според параметрите на използваната от мен лампа. Кутията е дървена. Тя трябва да е оразмерена по подходящ начин, за да се осигури добро охлаждане на лампите и лесен достъп до всеки елемент на схемата. Цветът на кутията всеки може да си го подбере според собствения си вкус и според цвета на мебелировката в дома (нека усилвателят да бъде освен всичко друго и мебел, а не просто черна пластмасова кутия. Усилвателят го използвам за усилване на сигнал от компютър, уокмен и др. Прилагам и снимков материал в отделен файл.

    Всеки читател може да редактира статията, ако открие неточности и да я допълва като изхожда от конструкторския си опит. Надявам се с настоящата статия да накарам повече хора да конструират разни електронни апаратури (не само усилватели) и да не разчитат на евтината електроника със съмнително качество. При евентуален неуспех не бива да се отчайваме, а да търсим начин да успеем.

Оригинална статия [zip,doc,djvu][1,8mb]

Иван Кирилов, София
30 април 2011г.