Bel-cable.ru

Блог инженера Электрика
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ламповый усилитель новичку. Двухтактный или однотактный

Ламповый усилитель новичку. Двухтактный или однотактный?!

Этот несложный Push-Pull (двухтактный) усилитель мощности звука использует лампы выходного каскада, работающие в классе «А», ультралинейное включение, и собран в виде моноблока — лампового усилителя. В схеме может быть использовано несколько различных ламп, в том числе KT77 / 6L6GC / KT88 с драйвером на 12SL7. Вне зависимо от того, что за типы ламп используются для выхода — звук получается «бархатный» и изысканный.

Схема двухтактного лампового УНЧ

В драйвере (предварительном усилителе звука) лампа работает в режиме динамической нагрузки — SRPP. Альтернативный драйвер можно сделать с применением 5751. Не исключаются и другие варианты, такие как 12AU7, 12AT7 и 12AX7. Выходная мощность этой схемы может достигать 50 ватт.

Схема двухтактного лампового УНЧ

Схема совсем простая, как для лампового УМЗЧ, но если вы не знакомы с ламповым оборудованием или не имеете опыта монтажа высоких напряжений, то это не совсем подходящий проект для дебюта. Для полного исключения взаимного влияния отдельных каналов (левого и правого), конструктивно всё выполнено как моноблоки — каждый с собственным блоком питания. С одной стороны такой вариант является более сложным и дорогостоящим, но и имеет свои преимущества.

Схема высоковольтного источника питания УМЗЧ

Схема высоковольтного источника питания УМЗЧ

На нижнем рисунке показан простейший сетевой фильтр от помех. В блоке питания может быть использован обычный трансформатор, выпрямитель, фильтр. Обмотка накаливания 6 вольт и 4 ампера. Используя только 6,3 — вольтовые лампы, на накал соответственно снижается напряжение до вышеуказанного уровня.

Измерить ток покоя выходного транзистора

Током покоя называют коллекторный ток, который проходит по транзисторам выходных каскадов при условии, что сигнал отсутствует. В условно-идеальных (невозможных на самом деле) условиях значение такого тока должно находиться на нулевой отметке. На деле это не совсем так, собственная температура и характерные различия разнотипных транзисторов влияют на данный показатель. В наихудшем случае возможен перегрев, который станет причиной теплового пробоя транзистора.

chto-takoe-vyxodnoj-tranzistor

Кроме того, существует ещё один показатель — напряжение покоя. Он демонстрирует значение напряжения соединительной точки транзисторов. Если питание у каскада двухполярное, то напряжение будет равно нулю, а если однополярное, тогда напряжение составляет 1/2 питающего напряжения.

Оба эти показателя должны быть стабилизированы и для этого в качестве первоочередной меры следует озаботиться о контроле температурного режима.

На роль стабилизатора обычно берётся дополнительный транзистор, которые в качестве балласта подсоединяется к базовым цепям (наиболее часто он при этом оказывается прямо на радиаторе, максимально близко к выходным транзисторам).

Чтобы выявить, каков ток покоя выходных транзисторов или каскадов, необходимо при помощи мультиметра измерить данные по падению напряжения для его эммитерных резисторов (значения обычно выражаются в милливольтах), а потом, опираясь на закон Ома и данные по реальному сопротивлению, можно будет вычислить нужный показатель: значение падения напряжения разделить на значение реального сопротивления — значения тока покоя для данного выходного транзистора.

[idea] Все замеры необходимо производить весьма осторожно, иначе придётся производить замену транзистора . [/idea]

Есть ещё один способ, гораздо менее травмоопасный. Взамен предохранителей потребуется установить сопротивление в 100 Ом и минимальную мощность в 0,5 Ватт для каждого канала. При отсутствии предохранителей сопротивление подсоединяется к разрыву питания. После осуществляется подача питания усилителю, производятся замеры показаний по падению напряжения на приведённом выше уровне сопротивления. Дальнейшая математика до крайности проста: падению напряжения в 1 В соответствует ток покоя величиной в 10мА. Аналогичным образом при 3,5 В получится 35 мА и так далее.

Подскажите! Мелкие вопросы складываем тут.

#2041 Пользователь офлайнAleksander8

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 574
  • Регистрация: 02 October 10

#2042 Пользователь онлайнGrechka

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 4199
  • Регистрация: 09 April 09
Читайте так же:
Выключатели сенсорные для лампочек

Aleksander8, у меня просто несколько трансформаторов тан32 2шт. и тсш170(вот и думал, можно ли его как то приспособить). с ТАНов можно снять 250 переменки после выпрямления и фильтрации как раз будет 300 с копейками.

Конкретно, так. снизу прилагаю две схемы, одна SE на 6п14п другая PP на EL84.
1. Если питаю от 300 вольт однотакт, то имеющееся схема удовлетворяет всем нормам и приведёнка будет 5к.
2. Если в РР по приведённой схеме поставлю 6п14п вместо EL84 и понижу анодное питание до 300 вольт, то сохранятся ли номиналы обвязки и приведёнка 8к? автор вроде пишет EL84=6п14п.
3. можно ли заменить фазоинвертор на другой, с ООС и презенс.

Прикрепленные изображения

#2043 Пользователь офлайнAleksander8

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 574
  • Регистрация: 02 October 10

#2044 Пользователь онлайнGrechka

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 4199
  • Регистрация: 09 April 09

Aleksander8,
2)а ток покоя мерить в разрыве катода? А вход фазоинвертора при этом кинуть на землю?

"Напряжение смещения будет колебаться от 9 до 15 В в зависимости от экземпляров ламп и ваших предпочтений в звуке."-можно про это пару слов, это на звуке как то отразится и жизнедеятельности ламп и вообще вроде 6п14п заточены на автосмещение или мне не стоит ждать хорошего гитарного звука при таком включении?

И хватит ли 146мА для питания анодов РР(6п14п 2шт и 6н2п 5шт.)

Сообщение отредактировал Юрий St: 17 September 2011 — 20:30

#2045 Пользователь офлайнAleksander8

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 574
  • Регистрация: 02 October 10

Для измерения тока катода, достаточно измерить падение напряжения на катодном резисторе (смещение).
Для двухтакта: Rk = Uсмещения / (2 * (Ia0 + Iэ))
Напряжение вы измерите, сопротивление резистора известно. Остальное просто. Считаете ток экранной сетки, равным 3 — 4,5 мА и определяете ток покоя анода. Затем вычитаете напряжение смещения и напряжение падения на вых. тр. из напряжения анодного источника и умножаете на полученный ранее ток анода.
Звук будет нормальным. При приближении к 15 В, станет более жёстким.
Для долговечности ламп выгоднее увеличение смещения. При этом снижается мощность, рассеиваемая анодом. Ваша задача — найти компромисс.
Raa= 8кОм для пары 6П14П, работающих в классе "АВ". В справочнике Терещука для вашего режима рекомендуется фиксированное смещение от -19 до -20В, что странно, т.к. это "глухой" режим "В".
Расчёт показывает, что оптимальным смещением будет 14В и для его обеспечения потребуется резистор 330 Ом.
Видимо, следует установить резистор 120 Ом, измерить смещение и рассеиваемую мощность и, в случае превышения предельно-допустимого значения 14 Вт, увеличивать резистор.
Каждый раз отслушивая звук.

Юрий St (17 September 2011 — 20:25) писал:

Сообщение отредактировал Aleksander8: 17 September 2011 — 20:58

#2046 Пользователь онлайнGrechka

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 4199
  • Регистрация: 09 April 09

Aleksander8, я толком ничего не понял. А можно тестером в разрыв катода измерить ток покоя? и ещё момент не понятен что важнее ток покоя или смещение т.к. при токе 42мА и смещении 14в резистор 330Ом получается, как вы написали. Манипуляции с изменением тока покоя и смещения не изменяют приведёнку?
А рассеиваемую мощность можно так померить, напруга на аноде минус напряжение смещения и помножить на ток покоя, а ток с двух ламп идёт, тогда его надо поделить на 2(а ток где лучше мерить в разрыве катода или анода?)

А касаемо той схемы SE, там не надо ничего налаживать? ток покоя, смещение? и какие они там должны быть?

и почему 22 мА по экранным сеткам если "Считаете ток экранной сетки, равным 3 — 4,5 мА"

Сообщение отредактировал Юрий St: 17 September 2011 — 23:31

#2047 Пользователь офлайнAleksander8

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 574
  • Регистрация: 02 October 10
Читайте так же:
Выключатель лампы стоп сигнала

#2048 Пользователь онлайнGrechka

  • Группа: Паяльные маньяки
  • Сообщений: 4199
  • Регистрация: 09 April 09

Aleksander8, извините за навязчивость, не могли бы на примере расчитать ток покоя. ну допустим Rk=120. напряжсмещ.=10в. ток экранной сетки 4мА.

А ток покоя и смещение для SE такие же? 40мА и до 15вольт.

Щас посмотрел график с характеристиками зависимости тока анода и тока второй сетки от напряжения смещения, более мене стало понятно. только одно не пойму в РР ток покоя складывается из 2-х ламп,т.е. если ток покоя 40мА значит ток анода одной лампы 40мА/2 минус ток экранной сетки.

Ток покоя против тока выключения

Время от времени возникают вопросы о различии между током покоя и током выключения. Ток выключения протекает, когда микросхема находится в спящем режиме и не готова к работе, в то время как ток покоя это номинальный ток, протекающий, когда ИС «отдыхает» и готова к работе. Система находится в режиме ожидания события. Разработчики обычно используют ток покоя для вычисления рассеиваемой мощности источника питания на небольших нагрузках, а ток выключения для вычисления времени работы батарейки, если она подключена к выключенному стабилизатору.

В качестве примера можно привести следующие стандартные ситуации: зарядное устройство не заряжает телефон, но включено в розетку; беспроводная мышь не используется, но не выключена; автомобиль припаркован, но двигатель все еще работает. Во многих питаемых от батарей приложениях аналогом описанного выше является ток, потребляемый от батареи в ждущем режиме с минимальной нагрузкой.

И ток покоя, и ток выключения важны, потому что потребители не хотят, чтобы зарядное устройство нагревалось из-за рассеяния избыточной мощности, и не желают заряжать батарейки каждую неделю.

Классификация выходных каскадов

Есть несколько методов сборки выходного каскада:

  • Из транзисторов, имеющих различную проводимость. Для этих целей чаще всего используют «комплементарные» (близкие по параметрам) транзисторы.
  • Из транзисторов, имеющих одинаковую проводимость.
  • Из транзисторов составного типа.
  • Из полевых транзисторов.

Работа усилителя, сконструированного, при помощи комплементарных транзисторов, отличается простотой: положительная сигнальная полуволна запускает работу одного транзистора, а отрицательная — другого. Необходимо, чтобы плечи (транзисторы) работали в одинаковых режимах и для реализации этого используется базовое смещение.

Если усилитель использует в работе одинаковые транзисторы, то никаких принципиальных отличий от первого варианта это не имеет. За исключением того факта, что для подобных транзисторов сигнал отличаться не должен.

При работе с остальными разновидностями усилителей необходимо помнить, что отрицательное напряжение для p-n-p транзисторов, и положительное — для n-p-n транзисторов.

Обычно звание усилителя мощности принадлежит именно оконечному каскаду, поскольку он работает с самыми большими величинами, хотя с технической точки зрения так можно называть и предварительные каскады. К числу основных показателей усилителя можно отнести: полезную, отдаваемую в нагрузку мощность, КПД, полосу усиливаемых частот, коэффициент нелинейных искажений. На эти показатели весьма сильно влияет выходная характеристика транзистора. При создании усилителя напряжения может быть использована однотактная и двутактная схемы. В первом случае режим работы усилителя линейный (класс А). Данная ситуация характеризуется тем, что протекание тока по транзистору длится до тех пор пока не окончится период входного сигнала.

Однотактный усилитель отличается высокими показателями по линейности. Однако эти качества могут искажаться при намагничивании сердечника. Для предотвращения подобной ситуации необходимо озаботиться наличием цепи трансформатора с высоким уровнем индуктивности для первичной цепи. Это отразится на размерах трансформатора. К тому же, ввиду принципа его работы, он обладает достаточно низким КПД.

В сравнении с ним данные по двутактному усилителю (класс B) куда выше. Данный режим позволяет искажать форму транзисторного тока на выходе. Это увеличивает результат отношения переменного и постоянного токов, снижая вместе с тем уровень потребляемой мощности, это и считается самым главным плюсом применения двутактных усилителей. Их работа обеспечивается подачей двух равных по значению, но фазно противоположных напряжений. Если отсутствует трансформатор со средней точкой, то можно воспользоваться фазоинверсным каскадом, который снимет противоположные по фазе напряжения с соответственных резисторов цепей коллектора и эмиттера.

Читайте так же:
Выключатель ламп заднего хода киа спортейдж

Существует двухтактная схема, не включающая в себя выходной трансформатор. Для этого потребуются разнотипные транзисторы, работающие как эмиттерные повторители. Если оказывать воздействие двуполярным входным сигналом, то будет происходить поочерёдное открытие транзисторов, и расхождение токов по противоположным направлениям.

Настройка BIAS в ламповом усилителе.

Настройка BIAS в ламповом усилителе.

Превью топика

Многие владельцы ламповых усилителей рано или поздно приходят к моменту замены ламп. Все бы ничего — очень многие производители строят свои ампы на лампах EL-34, позволяющих производить замену легко и без ковыряния внутри. Однако есть любители усилителей типично американского происхождения (Blues/Hot Rod Deville/Deluxe, Bassman, Princeton и иже с ними), в которых в качестве выходных ламп мощника стоятрадиолампы 6L6. В их числе и ваш покорный слуга. Как быть нам? Попробуем разобраться…

Компания Mesa Engineering, к примеру, избавляет своих пользователей от необходимости настройки усилителя после замены ламп — они просто продают подобранные и промаркированные фирмой именно к их усилителям лампы, но за это удобство вы платите дороговизной. Тоже вариант решения проблемы для конечного пользователя-музыканта, и неплохой.

Определение

Теперь разберёмся в том, как работают лампы в усилителе. У каждой лампы есть катод, сделанный из материала, который отдаёт электроны при нагревании. Эти электроны с отрицательным зарядом «минус», не сидят на месте и начинают толкаться, при этом распихивая друг друга. И вот на нашем нагретом катоде уже закипают электроны. Для них у лампы есть анод — это пластина с зарядом "+", она притягивает к себе электроны. Электроны летят в эту пластину и становятся частью движущегося напряжения в проводах и проводниках.

Если мы хотим, чтобы наша лампа усиливала напряжение переменного тока, а не выпрямляла его, превращая в постоянный, нам нужно контролировать число электронов, которые проходят через пластину. Для этого в лампе есть специальная решетка-электрод. Она из себя представляет небольшое сплетение проводов, обвитых вокруг катода, но при этом не прикасающихся к нему. Меняя напряжение на этой решетка, мы можем изменять её заряд. Таким образом, она либо притягивает их, либо не даёт электронам проскочить (зависит от напряжения на решетке). Итак, меняя напряжение на этой маленькой решетке, мы меняем напряжение на выходе. Маленькое изменение на входе даёт очень большое изменение на выходе. Вот так работает ваш усилитель.

Итак, с электронами и лампами мы разобрались. Теперь непосредственно к bias'у. По словарю:
Bias — напряжение смещения, (электрическое) смещение || подавать напряжение смещения, подавать смещение

Двигаясь через решётку, электроны её нагревают. Если число электронов, которые проходят через решетку, достигает определенного уровня, она перегревается и разрушается. Нашей лампе приходит конец. Если мы не хотим этого допусить, (а мы, конечно же, не хотим), существует такая вещь как настройка bias'а. Вот это-то и есть подстройка напряжения на той самой решетке. Напряжение смещения (bias voltage) — это источник равномерного напряжения, подаваемого на решетку с целью того, чтобы она отталкивала электроды, то есть она должна быть более отрицательная, чем катод. Таким образом регулируется число электронов, которые проникают сквозь решетку. Напряжение смещения настраивается для того, чтобы лампы работали в оптимальном режиме. Величина этого напряжения зависит от ваших новых ламп и от схемы усилителя. Таким образом, настройка биаса означает, что ваш усилитель работает в оптимальном режиме, что касается как и ламп, так и самой схемы усилителя.

Читайте так же:
Лампочка горит ярче когда сила тока

Типы настройки BIAS

Еще один способ настройки — это катодный биас. Его принцип заключается не в постоянном напряжении, подаваемом на решетку. Вместо этого между катодом и землёй помещается резистор с большим сопротивлением. Это позволяет стабилизировать напряжение в лампе. Сама схема довольно сложная, поэтому описывать мы ее не будем. Но если вам интересно, можете поискать в сети статьи про «Cathode bias».

Фиксированный биас, как правило, используется в мощных усилителях, а катодный — в маломощных.

Автоматическое смещение обычно получается в результате протекания тока через резистор, включенный между катодом лампы и общим проводником схемы (т. н. «землей»). Примерами такого решения можно назвать VOX AC30, Laney LC30, Peavey Classic 20, Kustom Coupe’72, Matchless Chieftain (также Clubman, DC30) и т. д. Мой второй усилитель, Fender Blues Deluxe'90 также построен по такой схеме биаса.

Настройка тока смещения необходима для правильной работы усилителя с теми параметрами, которые задал для него производитель. Именно его правильная работа и даст вам тот самый звук, ради которого вы амп и покупали. Вдобавок ко всему, правильный режим работы ламп продлевает им жизнь.

Лампы

Многие известные гитаристы прошлого сознательно разгоняли свои ампы до пределов, лампы в загнанном режиме работали по 6-7 часов и умирали — но благодаря этому мы слышим звуки их гитар, которые стали легендой. Увы, не всем такая роскошь в экспериментах не по карману. Вслед за умершими лампами вполне может слететь и еще N-ное количество элементов схемы. Обилие всевозможных примочек также избавляет вас от необходимости насиловать усилитель для получения нужного звука. Если вы не являетесь квалифицированным электронщиком, такие эксперименты стоит забыть — напряжение анода на лампах как правило выше 300 вольт, и вы рискуете как минимум (если вы достаточно везучи) испортить свое здоровье, а как максимум — усилитель вас просто убьет, и поставят вам его вместо памятника. У «классических» усилителей Marshall 2203 и SuperLead регулятор смещения расположен внутри шасси, причем так, что при его вращении отверткой легко по неосторожности угодить рукой в анодный выпрямитель — а там ни много ни мало, 460 вольт.

Поэтому если ваш усилитель звучит недостаточно объёмно или слишком трудно перегружается, смена ламп и настройка биаса в принципе могут помочь. Однако, если этого не произошло, вместо того, чтобы разгонять усилитель при помощи экстремальных режимов стоит подумать о том, чтобы купить другой усилитель, который изначально вам будет нравиться без всяких настроек. Если же вы техник-маньяк, помните. что производители не просто так проектируют свои усилители. Есть причины, почему они должны работать с определенными параметрами.

Конкретный пример

Далее работу производим в следующем порядке:
1. Выключаем усилитель, вынимаем кабель питания из розетки. Если вы пользовались усилителем, то оставьте его на 10 минут, чтобы лампы остыли, а также уничтожилось остаточное напряжение. Во избежание повреждения ламп, нельзя проводить дальнейшие действия, пока они не остыли.

2. Откручиваем заднюю панель усилителя. Откручиваем винты на верхней и нижней панелях усилителя, соединяющие кабинет и шасси. Отсоединяем кабель, соединяющий усилитель и динамик; это нужно для предотвращения повреждения кабеля пока вы двигаете шасси. Затем вытаскиваем шасси усилителя, двигая его к себе. Некоторые усилители имеют вынесенный наружу подстроечный потенциометр, который облегчает настройку смещения. В Fender Super Champ потенциометр настройки смещения (BIAS) находится на шасси.

3. Подключаем спикерный кабель сразу после того, как получите доступ к шасси. Для замера смещения необходимо, чтобы все было подключено к усилителю (да и ко всему, амп без нагрузки включать нельзя во избежание перегрева выходного трансформатора и выхода его из строя).
4. Включите питание усилителя. Для настройки тока смещения необходимо, чтобы питание шло по усилителю. На этой стадии необходимо проявлять крайнюю осторожность.
5. Подсоединяем черный щуп вашего мультиметра к шасси усилителя. Шасси – это самое безопасное место для заземления. В случае с Super-Champ так называемый bias test-point находится на ножке резистора R20 (к примеру, в ампах Hot Rod Deville/Deluxe или Blues Delux Reissue тест-пойнт так и подписан: BIAS Test point, так что не ошибетесь).

Читайте так же:
Можно установить светодиодные лампы если выключатель с подсветкой

6. Проверяем показания мультиметра. Правильно отстроенный Fender Super Champ должен показывать 40 милливольт.

Вручную отрегулируем синий потенциометр смещения, расположенный справа на шасси для настройки смещения ламп, и заново проверим показания мультиметра. Это непростой процесс, и обычно на это необходимо несколько попыток. Подстроечный потенциометр сбалансирует ток на каждой лампе, чтобы они получали равную нагрузку. Если вы не можете настроить смещение в 40 милливольт, значит вам попалась бракованная лампа. В этом случае отключите питание, замените все лампы, и попробуйте снова. Важным уточнением является следующее: в рамках гарантийной договорённости разрешается использовать только типы ламп, разрешенные производителем устройства. Если количество выходных ламп больше 1, разрешается использовать только подобранные (matched) комплекты!

Для тех, кто планирует частую смену ламп и хочет экспериментировать с лампами разных производителей, будет удобен вот такой зонд-переходник:

7. Отсоединяем контакты мультиметра от шасси, отключим питание и отсоединим спикерный кабель. Задвигаем шасси на место и заново подключаем спикерный кабель. Закручиваем 4 винта на верхней панели кабинета. Работа окончена! Let the guitar ring!

Возможные проблемы, связанные с неисправностью ламп в усилителе, описаны в этой статье. Также приведены методы диагностики конкретных вакуумных элементов, рекомендуемые Mesa Engineering.

  • pshonka
  • Вне сайта
  • Давно я тут
  • Постов: 96
  • Ixtas30
  • Вне сайта
  • Новый участник
  • Постов: 12

Границу высоких частот я снимал с помощью осциллографа, получилось один в один, что на входе то и на выходе. Самая правильная та что описана в заводской схеме 0,07 вольт на R-37. Именно при этом значении звук выровнялся, стал насыщенным, радиатор перестал греться.

—skip—>
Для настройки тока покоя выходных транзисторов УНЧ необходимо на вход усилителя подать синусоидальное напряжение (не обязательно синусоидальное можно треугольник) . Амлитуда напряжения зависит от характеристик усилителя. Советую подавать несколько милливольт. Дальше потребуется осциллограф. Подключаем к выходу усилителя, нагруженного на номинальную резистивную нагрузку (например 4 Ом) .
Регулятором громкости (если такой есть) можно менять амплитуду сигнала на выходе.
Сначала регулятор тока покоя транзисторов следует повернуть так,
чтобы на выходе была форма сигнала показанная на первом рисунке:

Эта форма сигнала на выходе на первом рисунке соответствует малому току покоя. Медленно вращая регулятор тока покоя, добиваемся на выходе "выпрямление" сигнала в точке прохождения через ноль в правильную синусоиду. Смотри второй рисунок.
Как только форма выпрямится следует прекратить поворачивать регулярор тока покоя. Если ток покоя продолжать увеличивать, то это приведёт только к черезмерному нагреву транзисторов.

Характеристики транзисторов в звуковом усилителе можно считать одинаковыми во всём диапазоне воспроизводимых усилителем частот.
Поэтому нет особой разницы в частоте колебаний подаваемых на вход усилителя. Обычно 1 кГц.
Здесь я бы больше обратил на наличие нагрузки усилителя.
Рекомендую в качестве нагрузки использовать (за отсутствием колонок) просто проволочное сопротивление соответствующей мощности.
Сопротивление, разумеется, должно быть как минимум в диапазоне, на который рассчитан усилитель, например 4 Ом и 100 Вт.
Я изготавливаю такой из нихромовой спирали от электроплитки.
—skip—>

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector