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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Amplificatore per bassi push-pull-parallelo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a valvole Quando una cascata push-pull funziona in modalità con interruzione della corrente anodica nell'intervallo di frequenza superiore a 2...3 kHz, si verificano distorsioni non lineari specifiche che aumentano con l'aumentare della frequenza. La ragione di ciò è un accoppiamento magnetico imperfetto (collegamento di flusso) tra le metà dell'avvolgimento primario e tra ciascuna metà dell'avvolgimento primario e l'intero avvolgimento secondario del trasformatore di uscita. I processi transitori distorcono la forma della corrente anodica delle lampade e sull'oscillogramma della corrente anodica appare un calo caratteristico. Nelle stesse condizioni, le distorsioni non lineari nella regione delle frequenze audio più basse sono causate dall'induttanza dell'avvolgimento primario del trasformatore e vengono compensate con successo da un feedback profondo. Le distorsioni alle frequenze più alte non sono compensate dal feedback. Pertanto, quando si progettano amplificatori che funzionano in modalità AB o B, spesso compromettono la distorsione alle frequenze più basse e più alte o utilizzano la modalità A. L'amplificatore descritto, quando funziona in modalità classe AB, fornisce, senza compromessi, una distorsione minima alle frequenze più basse grazie alle ottime caratteristiche di frequenza e fase con feedback profondo, nonché a frequenze più alte grazie alla minimizzazione dell'induttanza di dispersione. Lo schema schematico di una cascata parallela push-pull è mostrato in Fig. 1. Una caratteristica distintiva di questo amplificatore è la connessione parallela delle lampade rispetto al carico totale. Il trasformatore di uscita ha due avvolgimenti primari, ciascuno dei quali è costituito da due sezioni: catodo e anodo, e gli avvolgimenti del catodo e dell'anodo delle lampade dei bracci opposti sono avvolti insieme in due fili, il che praticamente elimina l'induttanza di dispersione. Le direzioni della corrente alternata nelle sezioni anodica e catodica di diverse lampade coincidono e la tensione alternata tra loro è zero.
Questa circostanza permette di sostituire lo schema elettrico con il circuito equivalente mostrato in Fig. 2. Si vede che un amplificatore con collegamento parallelo push-pull delle lampade è coperto da una retroazione di tensione profonda con un coefficiente di retroazione La resistenza ridotta totale di entrambe le lampade funzionanti con un carico comune è pari a Ri/(2+ e la condizione che la resistenza di carico equivalente sia molto maggiore della resistenza ridotta delle lampade, ovvero Za>>Ri/(2+ La profondità del feedback in una tale cascata può essere valutata confrontando il guadagno di una cascata push-pull parallela e di una normale cascata push-pull. Prendendo il fattore di carico per il pentodo K0=SRa=Sa Da qui la profondità del feedback dello stadio push-pull-parallelo Aos=1+ Una cascata parallela push-pull utilizzata in un amplificatore a tre o quattro stadi può anche essere coperta da una profondità OOS totale di 10...12 dB. Pertanto, l'OOS nello stadio finale aumenta fino a 35...37 dB su un'ampia banda di frequenza, migliorando significativamente tutte le caratteristiche elettroacustiche dell'amplificatore. Quando gli ultimi tre stadi dell'amplificatore sono coperti da un circuito OOS comune, la resistenza ridotta delle lampade dello stadio finale diventa uguale a quella di due lampade nello stadio finale: Ri oe=Ri/[(2+ dove K0 è il guadagno iniziale complessivo delle cascate coperte dalla retroazione comune. Le lampade più adatte per una cascata parallela push-pull sono le lampade 6CCD (analoghe a 6L6G), poiché consentono di ottenere la resistenza di uscita più bassa e non richiedono una tensione anodica molto elevata. Un amplificatore con tale stadio finale, montato su due lampade 6PCS, eroga fino a 25 W al carico in modalità AB e fino a 35 W su quattro lampade. Per le lampade 6CCD, possiamo consigliare la tensione anodo - catodo e griglia schermo - catodo - 350... 380 V, griglia di controllo - catodo - -38... -40 V. Qui la tensione sulla griglia schermo supera quella indicata in i libri di consultazione UC2 max = 300 V , tuttavia, in pratica, le lampade 6CCD in questa modalità possono funzionare molto più a lungo del periodo di garanzia, poiché la potenza dissipata sulla griglia dello schermo non supera il limite consentito. È meglio fissare lo spostamento nella catena della griglia. Le griglie dello schermo sono collegate agli anodi delle lampade del braccio opposto. Pertanto, ricevono una tensione costante rispetto al loro catodo, uguale all'anodo. In termini di corrente alternata, collegare, ad esempio, la griglia schermo VL1 all'anodo VL2 equivale a collegarla al catodo. I resistori R1, R2, R4, R5, installati sui portalampade, impediscono l'eccitazione della cascata HF. Per lo stadio push-pull-parallelo di uscita, la tensione di ingresso tra le griglie di controllo dovrebbe essere di circa 270 V. La transizione dallo stadio preliminare allo stadio finale (quando entrambi gli stadi sono alimentati da una fonte comune) deve essere un trasformatore, perché con un accoppiamento reostatico-capacitivo, una variazione della tensione anodica si manifesterà come una variazione della polarizzazione e interromperà notevolmente la modalità delle lampade terminali. L'induttanza richiesta dell'avvolgimento primario del trasformatore di uscita L1, a seconda della distorsione specificata alla frequenza più bassa, può essere determinata approssimativamente dalla formula (per un pentodo)
dove RH' è la resistenza di carico in ohm convertita nell'avvolgimento primario, FH è la frequenza più bassa specificata in hertz, MH è l'attenuazione del segnale alla frequenza FH, come rapporto tra i guadagni alle frequenze medie e basse (KCP/ KH), selezionato tra 1,05...1,25 (0,5...2 dB). <È inoltre necessario verificare il valore dell'induzione magnetica ammissibile Bmax. La bassa resistenza ohmica degli avvolgimenti è molto importante, poiché se risulta essere maggiore della resistenza data delle lampade (per due lampade 6CCD - 90 Ohm, per quattro lampade 6CCD - 45 Ohm), allora ci sarà un grande perdita di resistenza di uscita./p> Il rapporto di trasformazione è scelto in modo tale che la resistenza di carico convertita nell'avvolgimento primario sia 15...20 volte maggiore della resistenza di uscita delle lampade. In questo caso la cascata eroga la massima potenza con una bassa distorsione. Pertanto, per una cascata che utilizza due lampade 6PCS (senza coprire l'intero amplificatore con un circuito di feedback comune), il rapporto di trasformazione ottimale è
dove RH è la resistenza del carico, w1 è il numero di spire dell'intero avvolgimento primario, w2 è il numero di spire dell'avvolgimento secondario. Per un amplificatore coperto anche da un circuito di feedback comune,
Il trasformatore interlampada ha un rapporto spire degli avvolgimenti primario e secondario di 1:1 (gli avvolgimenti per ciascun braccio sono avvolti in due fili). A causa dell'elevata profondità di feedback, un amplificatore push-pull con uno stadio finale secondo questo circuito, quando si alimenta il filamento di tutte le lampade con corrente alternata e con un guadagno di circa 40 dB, fornisce un livello di interferenza di -75 dB all'uscita dell'amplificatore, anche senza selezionare le lampade. Una caratteristica della cascata parallela push-pull è la presenza di una tensione alternata a bassa frequenza tra il catodo delle lampade. Se il filamento delle lampade di entrambi i bracci è alimentato da un avvolgimento comune, questa tensione viene applicata tra il catodo e il riscaldatore di ciascuna lampada. In pratica, la tensione di picco del segnale non supera mai la tensione massima consentita per 6P3S tra catodo e riscaldatore, pari a 180 V. Tuttavia per molte lampade questa tensione non dovrebbe superare i 100 V, e questo problema si risolve separando i avvolgimenti del filamento del trasformatore di potenza. Il design del trasformatore di uscita è relativamente semplice. Come di solito nelle cascate push-pull, il telaio è composto da due sezioni con un divisorio al centro. Entrambe le sezioni vengono avvolte nella stessa direzione, ma con il telaio capovolto dopo aver riempito una delle sezioni. Gli avvolgimenti primari dell'anodo e del catodo sono avvolti con due fili piegati insieme (sono avvolti contemporaneamente da due bobine), giro per giro. La marca di filo più adatta è PELSHD e per ridurre l'induttanza di dispersione, l'avvolgimento secondario è posizionato tra le due metà della sezione dell'avvolgimento primario e viene utilizzato un circuito incrociato (Fig. 3a). Nella fig. 3b mostra lo schema di collegamento degli avvolgimenti del trasformatore. Se non è disponibile un filo di grado adatto con un'elevata tensione di rottura dell'isolamento, è possibile utilizzare un filo di grado PEL-1 e realizzare l'avvolgimento nel solito modo (con avvolgimenti anodici e catodici separati).
L'avvolgimento dello schermo è una bobina aperta di sottile lamina di rame collegata a un filo comune. Nell'avvolgimento convenzionale degli avvolgimenti del trasformatore è consigliabile integrare l'accoppiamento induttivo tra gli avvolgimenti con un accoppiamento capacitivo. Per fare ciò, le estremità degli avvolgimenti omonimi sono collegate tra loro tramite condensatori con una capacità di 2000...3000 pF (per una tensione di almeno 400 V), in serie ai quali sono presenti resistori a bassa resistenza ( 100...300 Ohm) sono collegati. Gli indicatori di qualità dell'UMZCH con trasformatori convenzionali non sono molto inferiori agli indicatori di qualità dell'amplificatore descritto, ma nella regione delle frequenze più alte il primo fornisce una potenza meno indistorta. Gli avvolgimenti del trasformatore di uscita possono essere realizzati anche con fili PEL-2, PEV-2 e altri simili. Con un diametro del filo superiore a 0,15 mm, la tensione di rottura minima del loro isolamento è di almeno 800 V, il che è abbastanza sufficiente per garantire il funzionamento affidabile di un trasformatore con avvolgimenti accoppiati (avvolgimento in due fili). Per quanto riguarda il problema dell'utilizzo di un accoppiamento reostatico-capacitivo più semplice tra l'inversione di fase e gli stadi di uscita, va notato che l'eliminazione dell'instabilità di polarizzazione è abbastanza ottenibile utilizzando uno stabilizzatore di tensione efficace. Le raccomandazioni per coprire tre o più stadi con feedback generale in amplificatori simili di quegli anni spesso ne screditano l'efficacia anche oggi. Si consiglia di formare tale feedback solo per due stadi dell'amplificatore. Tuttavia, queste raccomandazioni erano note negli anni Cinquanta. Ma per quanto riguarda le lampade, ricordiamo che in seguito apparvero tutta una serie di pentodi di uscita e tetrodi a fascio: 6P14P, 6P36S, 6P42S, 6P45S... Le imprese russe hanno anche padroneggiato la produzione di nuovi analoghi di tubi radio stranieri consigliati per l'uso in UMZCH. Autore: B.Mints
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= 0,5, poiché metà della tensione di uscita U2 al carico Za è fornita in controfase rispetto alla tensione di eccitazione della lampada di un braccio U1/2.
dove 
=0,25, per una cascata che utilizza due lampade 6CCD con una resistenza di uscita Ri=22 kOhm e una pendenza media S=6 mA/V, determiniamo il guadagno.
Ri=6.10-3.0,25.22 .103=33
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