Morgan Jones Valve Amplifiers Third Edition Морган Джонс ã‡ÏÔÓ‚˚ ÛÒËÎËÚÂÎË Перевод с английского под общей научной редакцией к.т.н. доц. Иванюшкина Р. Ю. Москва, 2007 УДК 621.375.132 ББК 32.846.6 М79 Содержание Джонс Морган М79 Ламповые усилители / пер. с англ.; под общ. научной ред. к.т.н. доц. Иванюш# кина Р. Ю. – М.: Издательский дом «ДМК#пресс», 2007. – 760 с., ил. ISBN 5(cid:16)9706(cid:16)0020(cid:16)2 Предисловие научного редактора............................22 В книге известного английского автора поставлена задача научить читателя теории и практи# ке построения высококачественных ламповых усилителей звуковой частоты класса качества Предисловие автора.....................................................24 High#End. Поскольку на сегодняшний день «ламповый звук» становится все более популярным, причем не только среди меломанов и аудиофилов, но и среди рядовых слушателей музыки, интерес к подобной технике в последние годы сильно возрос. В книге популярным языком изложены, как Посвящение.....................................................................26 теория работы ламповых схем (начиная с простейших электрических цепей и заканчивая сложны# ми схемами различных узлов реальной звукоусилительной аппаратуры), так и практические реко# мендации по разработке высококачественных аудиоусилителей в любительских условиях, что Благодарности................................................................27 позволяет существенно снизить затраты на высококачественную бытовую технику. Книга пред# назначена в первую очередь для радиолюбителей, но она, безусловно будет полезна также инже# нерам – разработчикам звукоусилительной техники, а также студентам, изучающим аналоговую 1. Основы электрических цепей и сигналов ........28 схемотехнику и усилительные устройства. 1.1. Общие замечания ..........................................................28 УДК621.375.132 1.2. Применяемые математические обозначения..................29 ББК32.846.6 1.3. Электроны и заряженные частицы. Морган Джонс Электрический заряд .....................................................30 Ламповые усилители 1.4. Электрический ток. Электродвижущая сила. Работа электрического тока ...........................................31 Главный редактор Мовчан Д. А. 1.5. Электрическая цепь. Электрическое сопротивление. [email protected] Корректор Синяева Г. И. Закон Ома. Напряжение .................................................33 Верстка Страмоусова О. И. 1.6. Электрическая мощность. Закон Джоуля%Ленца.............36 Дизайн обложки Мовчан А. Г. 1.7. Законы Кирхгофа ...........................................................37 Подписано в печать 15.04.2007. Формат 70×100 1/ . 16 1.8. Единицы и множители физических величин. Децибелы....39 Гарнитура «Петербург». Печать офсетная. Усл. печ. л. 71,25. Тираж 1000 экз. Кратные и дольные приставки............................................39 Децибелы........................................................................41 Издательский дом «ДМК’пресс». 123007, Москва, 1’й Силикатный пр’д, д. 14 Web’сайт Издательского Дома: www.dmk’press.ru 1.9. Последовательное и параллельное соединение Internet’магазин: www.abook.ru электрических сопротивлений........................................42 Электронный адрес Издательского Дома: books@dmk’press.ru 1.10.Делители напряжения...................................................47 Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то 1.11.Эквивалентные схемы. Источники напряжения и тока. ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Метод эквивалентного источника .................................47 Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную Эквивалентная схема с источником напряжения.................48 точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответст’ Эквивалентная схема с источником тока............................53 венности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. 1.12.Переменный ток ...........................................................54 ISBN 0’7506’5694’8 (англ.) Copyright © 1995, 1999, 2003 Синусоидальное колебание..............................................54 Morgan Jones. All rights reserved. 1.13. Действующее значение и мощность переменного тока....57 ISBN 5’9706’0020’2(рус.) © Оформление Издательский дом ДМК’пресс, 2007 1.14.Прямоугольное колебание (меандр) .............................58 3 ëÓ‰ÂʇÌË ëÓ‰ÂʇÌË 1.15.Случайные колебания. Шумы........................................59 2.10.2.4. Изоляция катод%подогреватель ...................130 1.16.Трансформаторы..........................................................61 2.10.2.5. Тепловой режим катода.............................131 1.17.Конденсаторы и катушки индуктивности.......................63 2.10.2.6. Подогреватели катодов и их источники питания..132 1.18.Реактивные сопротивления ..........................................64 2.10.2.7. Напряжение и ток подогревателя катода .......134 1.19.Полное комплексное сопротивление (импеданс) цепи ...66 2.10.3. Управляющая сетка ...........................................137 1.20.RC и RL фильтры. Амплитудно%частотная характеристика..68 2.10.3.1. Общие замечания ....................................137 1.21.Постоянные времени RC и RL цепей..............................71 2.10.3.2. Сеточный ток ..........................................138 1.22.Резонанс. Колебательные контуры ...............................72 2.10.3.3. Температурный дрейф, вызываемый 1.23.Переходные процессы..................................................74 сеточным током...................................................138 1.24.Полупроводниковые диоды...........................................80 2.10.3.4. Сеточная эмиссия и борьба с ней ................139 1.25.Стабилитроны. Диоды с запрещенной зоной. 2.10.3.5. Лампы с рамочными сетками......................140 Светодиоды..................................................................83 2.10.3.6. Сетки, определяющие переменное Список используемой литературы........................................84 значение усиления μ, и связь с искажениями..............140 Литература для углубленного изучения.................................84 2.10.4. Другие виды сеток в лампах................................142 2.10.5. Анод.................................................................142 2. Основы действия усилительных приборов .....85 2.10.6. Вакуум и ионизационные шумы...........................146 2.1. Общие замечания ..........................................................85 2.10.7. Геттеры............................................................148 2.2. Краткая историческая справка об электронных лампах ..85 2.10.8. Держатели из слюды и температура баллона ........149 2.3. Термоэлектронная эмиссия ...........................................87 2.10.9. Измерение температуры баллона 2.4. Принцип действия и статические характеристики и охлаждение ламп ............................................151 вакуумного диода...........................................................88 2.10.10. Ламповые цоколи серий OCTAL и LOCTAL – 2.5. Скорость движения электронов......................................93 влияние на потери и шумы ................................152 2.6. Принцип действия и статические характеристики 2.10.11. Стеклянный баллон и выводы лампы ..................154 вакуумного триода .........................................................95 2.11.Полупроводниковые активные приборы 2.7. Принцип действия и статические характеристики (транзисторы).............................................................155 многосеточных ламп ....................................................103 2.11.1. Общие замечания..............................................155 2.8. Эквивалентные параметры электронных ламп 2.11.2. Биполярные плоскостные транзисторы (БПТ) и их определение .........................................................113 и принцип их работы ..........................................156 2.9. Особенности применения тетродов и пентодов 2.11.3. Простейший усилитель с общим эмиттером в усилителях звуковой частоты.....................................119 на биполярном тарнзисторе................................157 2.10.Некоторые вопросы конструкции и эксплуатации 2.11.4. Входное и выходное сопротивления и статические приемо%усилительных ламп........................................122 характеристики биполярного транзистора............160 2.10.1. Катод ...............................................................122 2.11.5. Эмиттерный повторитель ...................................162 2.10.2. Проблемы, связанные с накалом ламп .................117 2.11.6. Составной транзистор........................................163 2.10.2.1. Общие замечания ....................................117 2.11.7. Общие замечания о свойствах биполярных 2.10.2.2. Проблемы электростатики .........................117 транзиторов......................................................164 2.11.8. Краткие сведения о полевых транзисторах...........164 2.10.2.3. Электромагнитные проблемы и катоды косвенного накала ...............................................128 2.12. Обратная связь в активных устройствах. 4 5 ëÓ‰ÂʇÌË ëÓ‰ÂʇÌË Уравнение обратной связи .........................................165 3.13.Каскад с общим катодом как приемник 2.12.1. Общие замечания. Определение обратной связи.....165 неизменяющегося тока...............................................218 2.12.2. Уравнение обратной связи..................................166 3.14.Пентоды в качестве приемников неизменяющегося 2.12.3. Практические ограничения уравнения обратной тока ............................................................................220 связи ...............................................................167 3.15.Катодный повторитель с активной нагрузкой ..............223 2.12.4. Терминология обратной связи, полные входное 3.16. Катодный повторитель Уайта ......................................224 и выходное сопротивления .................................167 3.17. Катодный повторитель Уайта в качестве выходного 2.13. Операционные усилители...........................................169 каскада.......................................................................227 2.13.1. Общие сведения................................................169 3.18.μ%повторитель ............................................................229 2.13.2. Инвертор и «виртуальная» земля .........................170 3.19. Учет эквивалентных сопротивлений 2.13.3. Неинвертирующий усилитель предшествующего и последующего каскадов.............232 и повторитель напряжения..................................171 3.20.Выбор верхней лампы для μ%повторителя...................233 2.13.4. Интегратор .......................................................173 3.21.Ограничения μ%повторителя .......................................234 2.13.5. Смещение постоянного тока в операционном 3.22.Параллельно управляемый двухламповый усилителе.........................................................174 усилитель (SRPP)........................................................236 Список используемой литературы......................................175 3.23.β%повторитель ............................................................240 Литература для углубленного изучения...............................175 3.24. Дифференциальная пара (дифференциальный каскад)...243 3.25. Коэффициент усиления дифференциальной пары......244 3. Основы схемотехники ламповых 3.26.Выходное сопротивление дифференциальной пары...244 усилителей.....................................................................176 3.27.Коэффициент ослабления синфазного сигнала (CMRR) в дифференциальной паре.............................246 3.1. Общие замечания ........................................................176 3.28.Коэффициент реакции питающего напряжения 3.2. Усилитель на триоде с общим катодом.........................176 (PSRR) дифференциальной пары................................247 3.3. Ограничения по выбору рабочей точки. 3.29.Полупроводниковые приемники неизменяющегося Принципиальная схема простейшего резисторного тока для дифференциальной пары..............................249 каскада ........................................................................179 3.30.Использование транзисторов в качестве активной 3.4. Режим в рабочей точке.................................................182 нагрузки для электронных ламп ..................................251 3.5. Катодное смещение .....................................................185 3.31.Приемник неизменяющегося тока 3.6. Выбор величины сопротивления резистора на интегральной схеме ...............................................257 в цепи сетки .................................................................191 3.7. Выбор выходного разделительного конденсатора........194 Список используемой литературы......................................257 3.8. Вредное влияние проходной емкости лампы Литература для углубленного изучения...............................257 и пути его уменьшения. Эффект Миллера.....................195 4. Искажения в усилителях, их измерение, 3.9. Применение экранированных ламп ..............................197 меры по снижению искажений ................................259 3.10.Каскод (каскодная схема) ...........................................205 3.11.Катодный повторитель................................................212 4.1. Общие замечания ........................................................259 3.12. Источники и потребители (приемники) энергии: 4.2. Классификация искажений. определения...............................................................217 Принципы оценки линейных искажений........................259 6 7 ëÓ‰ÂʇÌË ëÓ‰ÂʇÌË 4.3. Принципы измерения нелинейных искажений..............261 4.11.1. Общие замечания..............................................291 4.4. Измерение и интерпретация искажений.......................263 4.11.2. Автосмещение катодным резистором ..................293 4.5. Выбор измерений ........................................................264 4.11.3. Сеточное смещение...........................................295 4.6. Совершенствование измерений нелинейных 4.11.4. Катодное смещение с помощью перезаряжаемого гармонических искажений............................................265 аккумулятора ....................................................296 4.6.1. Общие замечания ................................................265 4.11.5. Диодно%катодное смещение ...............................297 4.6.2. Весовая оценка гармоник .....................................265 4.11.6. Смещение с помощью приемника 4.6.3. Особенности детектирования гармоник..................266 неизменяющегося тока ......................................300 4.6.4. Учет шумовой составляющей при измерении 4.12. Выбор электронной лампы по критерию нелинейных искажений.........................................268 низких искажений.......................................................301 4.7. Спектральные анализаторы..........................................269 4.12.1. Общие замечания..............................................301 4.8. Цифровая обработка сигналов.....................................270 4.12.2. Специальные разработки ламп с малыми 4.8.1. Общие сведения о цифровом представлении искажениями ....................................................301 сигналов и аналого%цифровом преобразовании ......270 4.12.3. Проблема карбонирования баллонов ламп ...........303 4.8.2. Дискретизация. Теорема Котельникова – Найквиста...270 4.12.4. Проблема размагничивания ламп........................304 4.8.3. Масштабирование, квантование, кодирование........271 4.12.5. Необходимость тестирования для отбора 4.8.4. Системы счисления и кодовые слова......................272 электронных ламп с малыми искажениями ...........304 4.8.5. Быстрое преобразование Фурье (БПФ) ..................274 4.12.6. Схема проверки.................................................305 4.9. Как автор проводит измерения искажений ...................276 4.12.7. Уровни и частоты проверочной схемы..................306 4.10. Особенности проектирования усилителей 4.12.8. Результаты испытаний .......................................307 с малыми искажениями ..............................................276 4.12.9. Интерпретация измерений .................................307 4.10.1. Классификация способов снижения нелинейных 4.12.10. Альтернативные электронные лампы искажений ........................................................276 со средним μ....................................................310 4.10.2. Влияние рабочей точки по переменному току........277 4.12.11. Взвешенные результаты искажений ...................311 4.10.3. Влияние рабочей точки по постоянному току.........280 4.12.12. Общие выводы.................................................312 4.10.4. Искажения из%за сеточного тока..........................280 4.13. Проблема сопряжения одного каскада со следующим ...312 4.10.5. Искажения из%за сеточного тока и регулировки 4.13.1. Общие замечания..............................................312 громкости.........................................................282 4.13.2. Проблема блокировки разделительным 4.10.6. Работа с сеточным током и нелинейные конденсатором..................................................312 искажения ........................................................283 4.13.3. Трансформаторная связь между каскадами..........314 4.10.7. Уменьшение искажений ограничением 4.13.3. Смещение уровня и связи по постоянному току.....315 эквивалентной нагрузки .....................................286 4.13.4. Усилитель класса А для электромагнитных 4.10.8. Уменьшение искажений подавлением головных телефонов с непосредственной (компенсацией).................................................289 междукаскадной связью.....................................317 4.10.9. Подавление искажений в двухтактном каскаде......290 4.13.5. Использование схемы сдвига уровня 4.10.10. Подавление искажений в дифференциальной с источником тока..............................................321 паре ...............................................................291 Список используемой литературы......................................324 4.11. Проблемы смещения по постоянному току..................291 Литература для углубленного изучения................................. 325 8 9 ëÓ‰ÂʇÌË ëÓ‰ÂʇÌË 5. Основные сведения о радиокомпонентах .....326 Микрофонный эффект .........................................357 Шунтирование.....................................................358 5.1. Общие сведения...........................................................326 5.4. Катушки индуктивности и Трансформаторы..................359 5.2. Резисторы....................................................................327 5.4.1. Общие сведения о катушках индуктивности..............360 5.2.1. Ряды стандартизованных значений сопротивлений ...327 5.4.2. Катушка индуктивности без магнитного сердечника....361 5.2.2. Тепловые параметры резисторов............................328 5.4.3. Броневые сердечники с зазором.............................364 5.2.3. Металлизированные пленочные резисторы..............330 5.4.4. Собственная емкость катушек индуктивности ...........365 5.2.4. Проволочные резисторы ........................................333 5.4.5. Трансформаторы ..................................................366 5.2.5. Процесс старения проволочных резисторов.............334 5.4.5.1. Общие сведения...........................................366 5.2.6. Шумы и индуктивность проволочных резисторов ......335 5.4.5.2. Потери, вызванные сердечником 5.2.7. Основные критерии подбора резисторов для схемы ...337 трансформатора. Индуктивность рассеяния........366 Точность изготовления...........................................337 5.4.5.3. Намагничивание постоянным током ..................372 Температурный режим...........................................338 5.4.5.4. Потери, вызванные сопротивлением обмоток Рабочее напряжение..............................................338 трансформатора...........................................372 Мощность рассеяния резистора..............................338 5.4.5.5. Электростатические экраны ............................373 5.3. Конденсаторы ..............................................................338 5.4.5.6. Магнитострикция..........................................373 5.3.1. Общие сведения ...................................................338 5.4.5.7. Выходные трансформаторы, обратная связь 5.3.2. Плоский конденсатор.............................................339 и громкоговорители ......................................374 5.3.3. Уменьшение зазора между пластинами 5.4.5.8. Модели трансформаторов ..............................376 и увеличение количества пластин............................340 5.4.5.9. Влияние нагрузки входного трансформатора 5.3.4. Свойства диэлектрика. Эквивалентная схема звукоснимателя............................................379 конденсатора........................................................341 5.4.5.10. Почему необходимо использовать 5.3.5. Типы конденсаторов ..............................................342 трансформаторы? .......................................381 5.3.6. Металлические конденсаторы с воздушным 5.4.5.11. Основные критерии выбора трансформаторов...382 диэлектриком .......................................................343 5.4.5.12. Определение параметров неизвестного 5.3.7. Пленочные пластиковые фольговые конденсаторы....344 трансформатора .........................................384 5.3.8. Пленочные конденсаторы, изготовленные 5.4.5.13. Основные причины выхода из строя металлизацией диэлектрика...................................348 трансформаторов, в тракте звуковых частот ......389 5.3.9. Металлизированные бумажные конденсаторы..........348 5.5. Материалы, используемые для печатных плат ..............391 5.3.10. Слюдяные посеребренные конденсаторы ...............349 Список используемой литературы......................................392 5.3.11. Керамические конденсаторы.................................349 Литература для углубленного изучения...............................393 5.3.12. Алюминиевые электролитические конденсаторы.....350 5.3.13. Танталовые электролитические конденсаторы ........355 6. Источники питания ...............................................394 5.3.14. Основные вопросы, возникающие при выборе 6.1. Общие сведения...........................................................394 конденсатора ......................................................355 6.2. Основные виды источников питания .............................394 Рабочее напряжение ............................................355 Требуемая точность изготовления .........................356 6.3. Выпрямление переменного тока ..................................396 Температурный режим .........................................356 6.3.1. Общие сведения о выпрямителях............................396 Значение номинальной емкости конденсатора........356 6.3.2. Выбор ламповых или полупроводниковых Токи утечки и величина tgδ ....................................356 выпрямительных диодов ........................................396 10 11 ëÓ‰ÂʇÌË ëÓ‰ÂʇÌË 6.3.3. Ртутные выпрямители............................................401 6.6.7. Стабилизатор напряжения на интегральной 6.3.4. ВЧ шумы выпрямителей .........................................402 микросхеме 317 серии...........................................447 6.4. Сглаживающие цепи (фильтры) выпрямителей ............403 6.6.8. Источники питания низкого напряжения 6.4.1. Назначение сглаживающих элементов.....................403 и синфазный шум ..................................................450 6.4.2. Одиночный накопительный конденсатор в роли 6.6.9. Источники синфазного шума в низковольтном сглаживающего элемента.......................................404 источнике питания.................................................453 6.4.3. Влияние напряжения пульсаций на выходное 6.6.10. Использование интегральной микросхемы напряжение ..........................................................406 317 серии в качестве стабилизатора 6.4.4. Пульсирующая составляющая постоянного тока высоковольтного источника питания ......................454 и угол проводимости .............................................407 6.6.11. Ламповый стабилизатор напряжения .....................455 6.4.5. Насыщение сердечника трансформатора.................410 6.6.12. Пути совершенствования схемы лампового 6.4.6. Критерии выбора силового трансформатора стабилизатора напряжения...................................457 и накопительного (сглаживающего) конденсатора.....413 6.6.13. Применение схемы с входной экранирующей сеткой 6.4.7. Источник питания со сглаживающим дросселем .......416 для нейтрализации фонового шума переменного 6.4.8. Минимальный ток нагрузки для источника питания тока....................................................................458 со сглаживающим дросселем .................................418 6.6.14. Способы увеличения выходного тока 6.4.9. Номинальное значение тока дросселя .....................419 стабилизатора.....................................................459 6.4.10. Номинальный ток трансформатора, используемого 6.6.15. Коэффициент режекции источника питания в источнике питания со сглаживающим дросселем.....422 применительно к отдельным каскадам 6.4.11. Выбросы тока и демпфирующие элементы .............422 и устойчивость схемы...........................................462 6.4.12. Использование накопительного конденсатора 6.6.16. «Пение» стабилизатора напряжения.......................466 для снижения высоковольтного напряжения ...........426 6.7. Применяемые на практике схемы источников питания...467 6.4.13. Частотные характеристики используемых 6.7.1. Общие сведения ...................................................467 на практике LC%фильтров......................................428 6.7.2. Выбор высоковольтного напряжения .......................467 6.4.14. Широкополосная фильтрация ...............................432 6.7.3. Включение сглаживающих конденсаторов 6.4.15. Секционированный резистивно%емкостный (RC) при повышенном высоком напряжении....................468 фильтр ...............................................................433 6.7.4. Необходимость разряда высоковольтных 6.5. Выпрямители с умножением (умножители) напряжения ...435 конденсаторов ......................................................469 6.6. Стабилизаторы ............................................................437 6.7.5. Перенапряжения, возникающие при включении 6.6.1. Общие сведения о последовательных схемы ..................................................................471 и параллельных стабилизаторах напряжения............437 6.7.6. Низковольтные источники питания ..........................472 6.6.2. Классическая схема последовательного 6.7.7. Радиопомехи от внешних источников.......................472 стабилизатора ......................................................438 6.7.8. Составление предварительной схемы блока питания ...473 6.6.3. Двухтранзисторная схема последовательного 6.7.9. Расчет низковольтных источников питания...............474 стабилизатора ......................................................441 6.7.10. Высоковольтный выпрямитель и стабилизатор........478 6.6.4. Ускоряющий конденсатор ......................................442 6.7.11. Особенности источников смещения подогревателей 6.6.5. Компенсация выходного индуктивного ламп, находящихся под повышенным потенциалом сопротивления стабилизатора................................445 относительно корпуса ..........................................482 6.6.6. Стабилизатор цепи сеточного смещения 6.7.12. Составление окончательной схемы блока питания ...485 с регулируемым выходным напряжением.................445 6.8. Схема улучшенного источника питания ........................487 12 13 ëÓ‰ÂʇÌË ëÓ‰ÂʇÌË 6.8.1. Общие замечания..................................................487 7.6. Трансформаторный катодный повторитель 6.8.2. Низковольтная часть улучшенного блока питания......488 в качестве выходного каскада ......................................518 6.8.3. Схема стабилизатора тока......................................489 7.7. Усилители без выходного трансформатора..................521 6.8.4. Режим пониженного энергопотребления..................491 7.8. Составляющие блока усилителя мощности ..................523 6.8.5. Рабочий режим .....................................................492 7.9. Предоконечный каскад блока усилителя мощности......524 6.8.6. Погрешности и неисправности................................492 7.10. Фазоинверсный каскад...............................................525 6.8.7. Выбор силового трансформатора и дросселя 7.10.1. Общие замечания...............................................525 низковольтного источника питания для схем 7.10.2. Дифференциальный усилитель или пара с последовательным накалом ламп .........................493 с катодной связью в качестве фазоинвертора........528 6.8.8. Требования к трансформатору и дросселю Схемотехническое решение R >> R ........................ 528 k L высоковольтного источника питания........................495 Схемотехническое компенсированное решение R ≈ R ... 529 k L 6.8.9. Высоковольтный стабилизатор ...............................495 Схемотехническое решение R << R , глубокая k L 6.8.10. Увеличение максимально допустимого обратного обратная связь.....................................................532 напряжения V при последовательном включении 7.10.3. «Согласованный» фазоинвертор ..........................534 RRM выпрямительных диодов.......................................496 7.10.4. Усиление «согласованного» фазоинвертора ..........535 6.8.11. Компенсация разбаланса сопротивлений 7.10.5. Выходное сопротивление «согласованного» полуобмоток трансформатора, имеющих отвод фазоинвертора при равных (сбалансированных ) от средней точки..................................................498 нагрузках...........................................................535 6.8.12. Схема задержки включения высоковольтного 7.10.6. Выходное сопротивление «согласованного» напряжения.........................................................499 фазоинвертора при несимметричной нагрузке ......537 Список используемой литературы......................................500 7.11.Входной каскад...........................................................539 Литература для углубленного изучения...............................501 7.12.Устойчивость работы многокаскадного усилителя ......539 7.12.1. Общие проблемы устойчивости усилителей ..........539 7. Каскады усиления мощности.............................502 7.12.2. Подавление первой доминанты высокочастотной 7.1. Требования к усилителю мощности..............................502 составляющей ...................................................541 7.2. Выходной каскад..........................................................502 7.12.3. Низкочастотное самовозбуждение усилителя........542 7.2.1. Общие замечания..................................................502 7.12.4. Паразитные колебания в выходном каскаде и схема 7.2.2. Выходной каскад класса А с несимметричным подавления паразитных колебаний в цепи сетки ....543 выходом ...............................................................503 7.12.5. Самовозбуждение выходного каскада 7.2.3. Особенности акустических систем ..........................507 с ультралинейным выходом и подавление 7.2.4. Неидеальности трансформаторов ...........................508 автоколебаний в цепи экранирующей сетки...........544 7.3. Режимы работы усилительных приборов. 7.13.Классические усилители мощности ............................545 Классы усилителей.......................................................510 7.13.1. Общие замечания..............................................545 7.3.1. Режим класса А......................................................511 7.13.2. Усилитель Williamson..........................................545 7.3.2. Режим класса В .....................................................511 7.13.3. Усилитель Mullard 5%20 .......................................548 7.3.3. Режим класса С .....................................................511 7.13.4. Усилитель Quad II...............................................553 7.3.4. Угол отсечки. Режим класса АВ................................512 7.14.Пример разработки однотактного усилителя 7.3.5. Режимы классов АВ1 и АВ2 .....................................512 мощности...................................................................558 7.4. Двухтактный выходной каскад......................................514 7.14.1. Общие замечания..............................................558 7.5. Выходной каскад по ультралинейной схеме..................517 7.14.2. Выбор выходной лампы......................................559 14 15 ëÓ‰ÂʇÌË ëÓ‰ÂʇÌË 7.14.3. Выбор класса выходного каскада ........................560 7.15.4. Расчет сопротивлений резистора катодного 7.14.4. Выбор статической рабочей точки с учетом смещения входной лампы и резистора обратной требований выходной мощности и искажений.......561 связи................................................................590 7.14.5. Точное определение параметров выходного 7.15.5. Выбор элементов оконечного каскада..................593 трансформатора................................................563 7.15.6. Авторские разработки усилителей 7.14.6. Задание смещения лампы ..................................563 на лампах EL84..................................................597 7.14.7. Катодный шунтирующий конденсатор ..................564 7.16.Разработка усилителей мощностью более 10 Вт .........598 7.14.8. Определение необходимого напряжения 7.16.1. Традиционный подход к усилителям высоковольтного источника питания....................565 с мощностью более 10 Вт ....................................598 7.14.9. Сглаживание высоковольтного напряжения..........566 7.16.2. Пиковая музыкальная мощность: 7.14.10. Особенность выпрямление высоковольтного распущенность и ложь производителей ................599 напряжения.....................................................566 7.16.3. Эффект «сжатия» мощности громкоговорителя......599 7.14.11. Высоковольтный силовой трансформатор ..........567 7.16.4. Активные кроссоверы и схема Зобеля...................600 7.14.12. Применимость высоковольтного дросселя 7.16.5. Параллельная работа выходных ламп в схеме и проблемы сглаживания пульсаций...................568 и расчет трансформатора....................................601 7.14.13. Варианты применения стабилизатора 7.16.6. Особенности возбуждения выходного каскада высоковольтного напряжения............................569 повышенной мощности .......................................602 7.14.14. Определение выходного сопротивления 7.16.7. Выбор лампы для оконечного каскада...................604 усилителя........................................................573 7.16.8. Выбор режима лампы 13E1..................................605 7.14.15. Требования к каскаду предоконечного усиления..573 7.16.9. Требования к предоконечному каскаду усиления....608 7.14.16. Топология каскада предоконечного усиления......574 7.16.10. Определение топологии схемы, 7.14.17. Выбор лампы для каскада предоконечного удовлетворяющей требованиям усиления .........................................................575 к предоконечному какаду усиления .....................609 7.14.18. Определение рабочей точки предоконечного 7.16.11. Топология схемы: источники питания и их влияние каскада...........................................................576 на элементы, задающие постоянную токовую 7.14.19. Создание напряжения смещения нагрузку...........................................................612 предоконечному каскаду...................................577 7.16.12. Максимальное значение анодного напряжения 7.14.20. Оценка значений выходного сопротивления и источник положительного высоковольтного и коэффициента усиления каскада питания............................................................614 предоконечного усиления .................................577 7.16.13. Симметричность и источник положительного 7.14.21. Какова же роль обратной связи? ........................578 высоковольтного напряжения.............................615 7.14.22. Подведение итогов разработки конструкции .......578 7.16.14. Второй дифференциальный усилитель 7.14.23. Проверка работоспособности усилителя ............579 и ток выходного каскада ....................................616 7.14.24. Проверка звучания усилителя............................582 7.16.15. Почему нет необходимости стабилизации всех 7.14.25. Наблюдения разработчика ................................582 источников питания?.........................................619 7.14.26. Выводы...........................................................584 7.16.16. Первый дифференциальный усилитель: 7.15. Пример разработки двухтактного усилителя мощности ...585 его источник высоковольтного напряжения 7.15.1. Общие замечания..............................................585 и линейность характеристики.............................620 7.15.2. Исходные требования к разработке.....................585 7.16.17. Согласование ламп первого дифференциального 7.15.3. Оптимизация входного и фазоинверсного каскадов по постоянному току .............................588 каскада............................................................621 16 17 ëÓ‰ÂʇÌË ëÓ‰ÂʇÌË 7.16.18.Завершающие этапы разработки........................621 8.3.4. Расчет переключаемого аттенюатора ......................659 7.16.19. Каскодная схема постоянной токовой нагрузки 8.3.5. Табличные вычисления для расчета регулятора второго дифференциального усилителя громкости.............................................................662 и ее стабилизация.............................................622 8.3.6. Конструкция регулятора громкости .........................664 7.16.20. Постоянная токовая нагрузка первого 8.3.7. Светочувствительные резисторы и регулятор дифференциального каскада. громкости.............................................................665 Температурная стабилизация.............................625 8.3.8. Регулятор громкости звука для симметричной 7.16.21. Элементы, повышающие высокочастотную схемы ..................................................................666 устойчивость. Итоговая схема усилителя.............627 8.4. Входной переключатель ...............................................667 7.16.22. Высоковольтные стабилизаторы.........................630 8.5. Частотный корректор сигнала от проигрывателя 7.16.23. Стереозвук и масса конструкции ........................630 грампластинок Американской ассоциации 7.16.24. Схема источника питания...................................630 звукозаписывающей индустрии (RIAA)..........................671 7.16.25. Межкаскадная отрицательная обратная связь 8.5.1. Общие сведения ...................................................671 и напряжения смещения....................................631 8.5.2. Проблемы механики ..............................................673 7.17. «Потомок от усилителя Beast» для прослушивания 8.5.3. Влияние провода звукоснимателя и сопротивления компакт%диска на электростатические телефоны .......633 по постоянной составляющей подвижной катушки 7.17.1. Особенности усилителя и его схемы ....................633 его головки...........................................................675 7.17.2. Расчет уровня фонового шума, производимого 8.5.4. Проблемы разработки блока частотной коррекции высоковольтным источником питания ..................635 (пассивного эквалайзера) RIAA................................676 7.17.3. Особенности цифрового сигнала 8.5.5. Требования к блоку частотной коррекции.................677 от компакт%диска...............................................638 8.5.6. Метод частотной коррекции стандарта RIAA .............680 7.17.4. Тепловой баланс ...............................................638 8.5.7. Выравнивание частотных характеристик путем Список используемой литературы......................................639 введения пассивных цепей.....................................682 Литература для углубленного изучения...............................640 8.5.8. Раздельное выравнивание частотной характеристики блока коррекции RIAA......................683 8. Каскады предварительного усиления ............641 8.5.9. Раздельное выравнивание частотной характеристики 8.1. Требования к предусилителю и его структурная схема...641 блока коррекции RIAA для ламповых схем.................685 8.2. Линейный каскад..........................................................642 8.5.10. Шумы и влияние входной емкости входного 8.2.1. Технические требования к линейному каскаду каскада...............................................................686 и способы их реализации .......................................642 8.5.11. Учет собственных шумов лампы.............................692 8.2.2. Традиционный линейный каскад .............................646 8.5.12. Проблема Фликкер%шумов....................................693 8.2.3. Пути достижения заданных требований. 8.5.13. Трудности альтернативного подбора Выбор лампы и топологии каскада ..........................648 звукоснимателей и входных ламп...........................693 8.2.4. Выполнение требования необходимого значения 8.5.14. Улучшение шумовых характеристик коэффициента усиления ........................................650 при использовании блока частотной коррекции 8.3. Регулятор громкости....................................................653 стандарта RIAA.....................................................695 8.3.1. Основные проблемы регулирования громкости ........653 8.5.15. Обобщающие выводы по проблеме собственных 8.3.2. Подгонка закона изменения сопротивления шумов ламп.........................................................696 потенциометра .....................................................655 8.5.16. Пример практического воплощения блока частотной 8.3.3. Переключаемые аттенюаторы.................................656 коррекции RIAA....................................................697 18 19
Description: