Lampada a semiconduttore UMZCH. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a valvole

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In numerosi articoli sulle pagine di riviste dedicate alla tecnologia audio, viene spesso discussa la domanda: cosa è meglio per gli amplificatori: valvole o transistor? Allo stesso tempo, vengono descritti sia i modelli di tubi (in cui i raddrizzatori sono talvolta realizzati su kenotron) sia il transistor UMZCH. I redattori hanno deciso di far conoscere ai lettori una breve descrizione delle caratteristiche dell'UMZCH combinato, realizzato su dispositivi di amplificazione di diverse generazioni: lampade, transistor, circuiti integrati.

I parametri dell'amplificatore combinato sono molto insoliti per UMZCH a valvole. Basti notare che per un trasformatore push-pull UMZCH su due pentodi di uscita EL84, si è ottenuta una potenza di uscita di 32 W con una banda di piena potenza di 5 ... 55 Hz (a -000 dB). Il coefficiente armonico ad una frequenza di 3 Hz con una potenza di uscita di 1000 W non supera lo 20%. L'impedenza di uscita dell'amplificatore è di 0,07 ohm. Come vengono raggiunti tali parametri se il dispositivo (Fig. 0,6) contiene, oltre alle lampade di uscita, solo due transistor ad alta tensione e una coppia di amplificatori operazionali?

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A differenza degli amplificatori di potenza a transistor, gli UMZCH a valvole richiedono un trasformatore di adattamento dell'uscita che ottimizzi il carico caratteristico delle valvole per ottenere la massima potenza di uscita. In questo caso, la resistenza dell'altoparlante si trasforma nella resistenza di carico delle lampade.

L'utilizzo di un trasformatore limita inevitabilmente la banda delle frequenze effettivamente amplificate, e la risposta in frequenza alle basse frequenze è dovuta al filtro ad alta frequenza formato dall'impedenza di uscita delle lampade in cascata e dall'induttanza dell'avvolgimento primario che devia il carico. Il fronte di alta frequenza è definito da un filtro passa basso costituito dalla stessa impedenza di uscita e induttanza di dispersione parassita degli avvolgimenti primario e secondario, che porta anche ad una riduzione dei segnali nel carico. Pertanto, minore è l'impedenza di uscita delle lampade della cascata, maggiore è la gamma delle frequenze del segnale trasmesso.

Il feedback negativo (NFB), utilizzato per ridurre la distorsione armonica e di frequenza sia delle lampade che dei trasformatori, è di uso limitato in tali cascate a causa della complessa risposta di fase del trasformatore. Gli sfasamenti generati dalle sue induttanze di dispersione parassite e dalle capacità degli avvolgimenti, e in parte dalla capacità passante delle lampade stesse, portano al fatto che alle alte frequenze la connessione diventa positiva e si verifica un deterioramento dei parametri o addirittura l'autoeccitazione. Per ottenere un'ampia banda di frequenza, oltre ad utilizzare un trasformatore di alta qualità, è necessario ridurre l'impedenza di uscita delle lampade. Ciò può essere ottenuto collegando le lampade in parallelo, utilizzando triodi di lampade (o lampade multi-griglia collegate da un triodo). L'uso di lampade in modalità inseguitore di catodo non è molto economico a causa del basso coefficiente di trasferimento di tensione (inferiore a uno).

Il modo migliore per ridurre la resistenza di uscita delle lampade è utilizzare un feedback di tensione negativo parallelo nella cascata, che forma una sorgente di tensione controllata dalla corrente (nella letteratura domestica viene utilizzata l'abbreviazione INUT - ndr), ed è si consiglia di utilizzare una cascata di transistor efficace in questa modalità come sorgente di segnale sotto forma di sorgente di corrente controllata in tensione (ITUN). Un tale dispositivo è uno stadio a transistor (Tri, Tr2) controllato da un amplificatore operazionale (A1, A2) con la loro retroazione di corrente in serie comune che li copre. Di conseguenza, senza un feedback generale, si è ottenuta un'elevata linearità e si è notevolmente ridotta la resistenza di uscita delle lampade: ridotta al secondario, è di 0,6 Ohm! Il controllo antifase di uno stadio valvolare push-pull si ottiene utilizzando un segnale di feedback per eccitare l'altro braccio dell'amplificatore, realizzato con l'inversione di fase del segnale.

A causa della completa simmetria dei bracci, l'amplificatore è insensibile alle increspature della tensione di alimentazione, quindi gli amplificatori operazionali sono alimentati da raddrizzatori a semionda: il circuito di alimentazione dell'amplificatore è mostrato in fig. 2. Qui, la tensione per questi raddrizzatori (D1C7, D2C8) è ottenuta da due avvolgimenti da sei volt del trasformatore di potenza per l'apparecchiatura della lampada. L'avvolgimento anodico di questo trasformatore dovrebbe fornire una tensione di circa 280 V.

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Nella progettazione dell'UMZCH viene utilizzato un trasformatore di uscita corrispondente con un rapporto di trasformazione di 20: 1, l'induttanza del suo avvolgimento primario è di almeno 8 H con un'induttanza di dispersione non superiore a 10 mH. Deviazioni consentite dei valori dei resistori - non più di ± 1%, la potenza dei resistori, se non è indicata nel diagramma, è 0,5 W.

Nota editoriale. In questo UMZCH combinato, come in molti amplificatori a transistor, lo stadio di uscita è coperto da un feedback di tensione sufficientemente profondo, quindi, quando lo stadio di uscita è sovraccarico, il taglio del segnale è relativamente netto, fornisce armoniche di ordine superiore rispetto agli amplificatori a valvole senza feedback. Inoltre, se durante il sovraccarico compare la corrente di rete della lampada dello stadio di uscita, ciò porta al sovraccarico del condensatore di accoppiamento (C1, C2) nel circuito di rete e, di conseguenza, alla non linearità dinamica. Le migliori soluzioni a questo problema potrebbero essere eliminare il condensatore di disaccoppiamento e garantire che la lampada sia in modalità CC compensando opportunamente le tensioni operative della parte a transistor dell'amplificatore.

Lo svantaggio della versione proposta del circuito è l'uso di un condensatore di ossido, che richiede una tensione polarizzante. In questo caso, la polarizzazione si ottiene dividendo la resistenza del resistore R11 in due metà e back-to-back (con un meno comune) due identici condensatori a doppia capacità (C4) con questo rivestimento comune collegato al bus di alimentazione -Ve attraverso un resistore con una resistenza di diverse centinaia di kiloohm.

Gli elementi domestici possono essere utilizzati nel design UMZCH: lampade 6P14P, diodi KD226G, KD226D (per il ponte BR1), condensatori C1, C2 - K73-17, K78-2, C3, C4 - K50-16, K50-35 o ossido -semiconduttore ( per C4 - per esempio K53-18). I transistor 2SC2547E sono intercambiabili con KT605A, KT605B. KT604, KT969. È consentito sostituire i microcircuiti op-amp TL072 con K140UD25, K140UD26, K140UD18, K544UD1 domestici con qualsiasi indice di lettere.

Resistori - MLT della potenza appropriata. A causa della notevole tensione ai capi dei resistori R7, R8, si ottiene una resistenza di 220 kΩ collegando in serie due resistori con una resistenza di 110 kΩ ciascuno (MLT-0,5).

Letteratura

"Elettronica Word + Wireless Word", 1995, n. 10, p. 856

Pubblicazione: cxem.net

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