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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 램프 또는 트랜지스터? 램프!. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
"하이엔드"란 무엇입니까? 누구도 이 질문에 명확하게 대답할 수 없을 것 같습니다. 사실 이 개념은 순전히 감정적인 것입니다. 모든 사람을 완전히 만족시킬 수 있는 전기음향 경로를 만드는 것은 불가능합니다. 고품질 사운드 재생 개발의 새로운 방향의 특징 중 하나는 AF 증폭기에 전자관을 사용하는 것에 대한 관심이 되살아난 것입니다. 이는 진공관 및 트랜지스터 장비의 사운드를 비교 청취할 때 전문가들이 점점 더 첫 번째 장비를 선호하기 시작했기 때문입니다. "음질에 대한 심리음향 기준 및 UMZA 매개변수 선택"이라는 기사에서 이 라인의 저자는 먼저 전자관의 객관적인 특성과 진공관 AF 증폭기가 제공하는 사운드의 주관적인 인식 사이의 연결을 확립하려고 시도했습니다. 이에 대해 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.
우선 독자들에게 AF 증폭기에서 램프 사용의 주요 특징을 상기시켜 봅시다. 전원을 켜는 세 가지 방법이 있습니다: 공통 음극(그림 1a), 공통 양극(그림 1b) 및 공통 그리드(그림 1c). 1극자 U2과 U1는 조건부로 그림에 표시된 각각의 입력 및 출력 회로를 지정합니다. XNUMX 캐스케이드. 또한 램프의 양극 회로를 통해 직류가 흐를 수 있고 필요한 일정한 바이어스 전압이 음극에 상대적인 그리드에 인가될 수 있는 방식으로 XNUMX극자가 구성되어야 합니다. 가장 널리 사용되는 증폭 캐스케이드이며 공통 음극을 사용하는 방식에 따라 구축됩니다. 가장 간단한 형태로 그림에 나와 있습니다. 2.
전기 회로의 요소인 램프의 특성은 전극 회로의 전류와 전압 간의 관계에 의해 결정되는 것으로 알려져 있습니다. 진공관 증폭기를 계산할 때 정적 양극 그리드 특성을 사용하는 것이 일반적입니다. ╡a = f(Uc), Ua = const AND ╡a=f(Ua), Uc=const. 이러한 특성의 계열은 서로 연관되어 있으므로 그 중 하나가 있으면 다른 특성을 만들 수 있습니다. 3극관과 4극관의 이러한 특성의 예가 각각 그림 XNUMX에 나와 있습니다. XNUMX과 XNUMX.
램프의 주요 매개변수는 정적 특성으로 쉽게 설정할 수 있습니다. 게인은 일정한 애노드 전류에서 그리드의 전압 증분에 대한 애노드의 전압 증분 비율로 정의됩니다. m = ΔUa /ΔUC at la=const. 내부 저항은 일정한 그리드 전압에서 양극 전류 증가에 대한 양극 전압 증가의 비율로 정의됩니다. Ri= ∆Ua/∆la at Uc=const. 램프의 기울기는 양극의 일정한 전압에서 그리드 전압 증분에 대한 양극 전류 증분의 비율입니다. S = ΔIa/ΔUc at Ua= const. 이제 실제 증폭기 단계에서 램프 작동에 대해 설명합니다. 세 가지 모드는 조건부로 구별됩니다: A. B 및 C. 모드 A에서 동작점의 초기 위치는 실제 신호 진폭으로 램프의 그리드 특성의 선형 섹션 내에서 이동하도록 선택됩니다. 모드 B에서 동작점은 이 특성의 낮은 굴곡에 위치하고 모드 C에서는 굴곡의 왼쪽에 있습니다. 결과적으로 마지막 두 모드에서 램프는 비선형 요소로 작동합니다. 램프의 초기 작동 모드는 전극 회로의 전원 전압에서 이러한 회로 요소의 일정한 전압 강하를 뺀 값으로 설정됩니다. 전극 회로의 전압 강하 및 전류는 램프의 특성을 사용하여 쉽게 찾을 수 있습니다. 우리는 선형 증폭기의 캐스케이드에서 램프 작동의 주요 기능에 대해 설명하지 않고 전원을 켜기 위한 하나 또는 다른 회로에 대한 주요 계산 공식을 제공하지 않을 것이며 독자에게 문헌을 참조할 것입니다 [1, 2]. 튜브 증폭 캐스케이드의 속성은 실제로 트랜지스터의 유사한 캐스케이드 속성과 동일합니다. 그러나 차이점도 있습니다. 첫째, 램프의 기울기는 양극의 온도(합리적인 한도 내)에 의존하지 않지만 트랜지스터 h21e의 전류 전달 계수는 결정 온도의 변동에 따라 변경됩니다. 결과적으로 진공관 앰프에서는 신호의 저주파 변조를 방지하고 오디오 주파수 스펙트럼의 저주파 부분을 효과적으로 재현할 수 있습니다. 진공관 앰프의 "약한 저음"에 대한 기존의 오해는 출력 트랜스포머와 전력 트랜스포머의 전력 부족과 관련이 있다고 생각됩니다. 둘째, 램프. 트랜지스터와 달리 전류가 아닌 전압에 의해 제어됩니다. 이를 통해 진공관 앰프의 이전 단계를 언로드할 수 있으며 그에 따라 발생하는 비선형성을 줄일 수 있습니다. 물론, 상당히 높을 수 있는 후속 단계의 입력 커패시턴스를 잊어서는 안 됩니다. 따라서 6N2P 램프를 사용하는 캐스케이드에서 최대 이득 값은 약 73pF입니다. 그러나 그러한 커패시턴스를 충전하려면 트랜지스터 스테이지의 제어 전류보다 훨씬 낮은 전류가 필요합니다. 셋째, 램프는 신호에 도입된 비선형 왜곡 측면에서 트랜지스터보다 더 개별적입니다. 예를 들어, 두 개의 교체 가능한 램프 12AX7 및 6N2P에 대한 출력 신호의 고조파 왜곡 수준을 등가 단계로 제시합니다(표 1).
트랜지스터 단계에 대한 유사한 정보는 12년 "Radio" No. 이제 진공관 앰프의 출력단이 제공하는 음질에 영향을 미치는 요소에 대해 이야기해 보겠습니다. 실습에서 알 수 있듯이 증폭 장치의 작동은 전원에 크게 좌우되기 때문에 전원부터 시작하겠습니다. 진공관 증폭기에 전압 안정기를 설치하는 것은 비경제적이기 때문에 전원의 모든 요소에 대한 요구 사항이 증가합니다. 네트워크 와이어의 손실을 없애기 위해 현재 부하는 단면의 2,5A / mm2를 초과해서는 안됩니다. 네트워크 변압기의 XNUMX차 권선 전에 증폭기에 침투하는 고주파 및 임펄스 노이즈를 억제하는 차단 필터를 설치해야 합니다. 사실, 반응 부하가있는 가전 제품 (냉장고, 진공 청소기 등)을 켜고 끌 때 증폭기에 침투하는 "클릭"을 막지는 못하지만 강력한 무선 방출원으로 인해 생성되는 간섭으로부터 보호합니다. 전력 변압기에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 차단 필터를 통과한 간섭을 억제하도록 설계해야 합니다. 변압기에는 세 가지 주요 설계(장갑형, 로드형 및 토로이달형)가 있습니다. 가장 널리 사용되는 것은 W자형 자기 코어의 외장형 변압기입니다. 값이 싸고 기술적으로 진보했지만 큰 스트레이 필드가 있습니다. 또한 이러한 변압기에서는 픽업 및 간섭을 제거하기가 매우 어려우므로 가전 제품 작동 중 "클릭"을 억제합니다. 도넛형 자기 회로의 변압기에는 이러한 단점이 없지만 너무 비쌉니다. 네트워크 변압기의 자기 회로 단면 선택과 권선 위치는 매우 중요합니다. 음질을 향상시키기 위해서는 트랜스포머의 누설 인덕턴스와 자기 용량을 줄이기 위한 노력이 필요합니다. 자기 회로에서 네트워크 권선의 절연, 차폐 및 위치에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 모든 기생 연결은 네트워크에서 증폭기로의 간섭 침투에 기여하기 때문입니다. 자기 회로의 단면과 변압기 권선의 전선 직경을 선택할 때 브리지 정류기에 로드된 XNUMX차 권선을 통과하는 전류가 정류된 전류의 XNUMX배에 도달할 수 있다는 점을 고려해야 합니다. AF 증폭기를 개발하는 관행은 실제 네트워크 변압기가 일반적으로 허용되는 계산 방법에 비해 자기 회로의 강철 단면과 권선의 구리선에 대해 XNUMX-XNUMX배의 마진을 가져야 함을 보여줍니다. 트랜지스터 증폭기의 유사한 장치에 대한 요구 사항과 다른 진공관 전력 증폭기의 전원 공급 장치 정류기에 대한 특별한 요구 사항은 없습니다. 램프의 양극 전압이 트랜지스터에 전원을 공급하는 데 필요한 전압을 크게 초과하므로 램프에 고전압 정류기 장치를 사용해야 하는 것이 가능합니까? 그러나 최근에는 정류기에 실리콘 다이오드 대신 케노트론을 사용하는 것이 유행이 되었습니다. 실제로 kenotron은 더 부드럽게 열리고 이에 의해 정류되는 전류에는 고주파 구성 요소가 적지 만 우수한 스무딩 필터와 올바르게 선택된 마운팅 토폴로지로 인해 실리콘 다이오드를 기반으로 한 우수한 정류기를 설계할 수 있습니다. 즉, 적절하게 만들어진 실리콘 다이오드 정류기를 사용하면 kenotron 정류기가 그것에 비해 이점이 없습니다. 증폭기 전원 공급 장치의 세 번째 주요 요소는 평활화 필터입니다. 고품질 AF 증폭기의 전원 공급 장치에서는 불소 플라스틱 또는 폴리 프로필렌 커패시터에 필터를 사용하는 것이 바람직합니다. 그러나 이러한 커패시터는 비정전 용량이 낮고 정류 전압의 리플을 충분히 평활화하지 못합니다. 이와 관련하여 필터에 산화물 커패시터를 설치할 필요가 있습니다. K50-27이 가장 적합합니다. 하나의 큰 커패시터 대신 병렬로 연결된 여러 개의 작은 커패시터를 사용하고 작은 폴리프로필렌 커패시터로 산화물 커패시터를 션트하는 것이 좋습니다. 그러나 최근 폴리 프로필렌 커패시터 K78-12가 등장했습니다. K78-17 및 K78-20은 500V의 작동 전압을 위해 설계된 약 수십 마이크로 패럿의 용량을 가지고 있습니다. 이제-앰프 자체에 대한 사운드의 의존성을 결정하는 요소에 대해. 단일 종단 또는 푸시 풀 전력 증폭기 회로를 선택할 때 일반적으로 다음과 같은 장단점이 고려됩니다. 단일 종단 증폭기의 출력 신호에 포함된 고조파는 주관적으로 덜 눈에 띕니다. 이러한 캐스케이드는 고주파수 레지스터의 부드러운 소리를 제공하며 회로 및 설계가 더 간단합니다. 단일 사이클 캐스케이드의 단점 중 하나는 낮은(15 ... 20%) 효율과. 결과적으로 낮은 출력 전력, 리플 수준에 대한 높은 요구 사항 및 전원 공급 장치 전압의 안정성, 낮은 오디오 주파수 재생의 어려움. 이러한 단점 중 마지막은 단일 사이클 전력 증폭기의 출력 변압기 자기 회로의 영구 자화의 존재와 관련이 있습니다. 이것은 자기 회로의 자기 투자율을 감소시켜 출력 변압기의 XNUMX차 권선의 인덕턴스를 감소시키고 주파수 응답의 차단 주파수를 증가시킵니다. 바이어스가 증가하고 인덕턴스의 실제 증가가 미미하기 때문에 XNUMX차 권선의 권선 수를 늘려 인덕턴스를 높이려는 시도는 거의 없습니다. 또한 권선 저항이 증가하면 권선에서 손실되는 전압이 증가하고 효율이 감소합니다. 많은 단일 사이클 튜브 증폭기 설계자가 원하는 자기 회로의 단면적을 증가시켜 더 낮은 사운드 주파수를 재생하여 상황을 개선할 수 있습니다. 푸시 풀 전력 증폭기는 출력 변압기에 자기 회로의 영구 자화가 없기 때문에 낮은 오디오 주파수를 더 잘 재생합니다. 이러한 증폭기는 효율과 출력이 더 높으며 전원 공급 장치의 매개 변수에 대한 요구가 적고 더 간단한 출력 변압기가 필요합니다. 그러나 푸시풀 증폭기는 더 낮은 정확도로 더 높은 오디오 주파수를 재생하고 더 복잡한 회로를 가지고 있습니다. 왜곡되지 않은 사운드를 얻으려면 푸시풀 출력단 램프의 동일한 특성이 매우 중요합니다. 일반적으로 경사도와 폐쇄 장력에 따라 선택되지만, 경험에서 알 수 있듯이 이러한 매개변수만을 기반으로 한 선택만으로는 충분하지 않습니다. 따라서 출력 램프의 전류가 불균형하면 100Hz 주파수의 출력 신호 고조파의 진폭 변조가 발생합니다. 즉, 예를 들어 1000Hz 주파수의 신호를 증폭할 때 900Hz 및 1100Hz 주파수의 구성 요소가 증폭기 출력에 나타납니다. 그리고 이로 인해 추가로 들리는 왜곡이 발생하게 됩니다. 물론 불균형이 있으면 전체 비선형 왜곡 계수도 증가합니다. 최근 연구에 따르면 펌프 쌍은 전체 작동 전류 범위에 걸쳐 5% 이상의 정확도로 전류-전압 특성에 따라 선택되어야 하는 것으로 나타났습니다. 전력 증폭기에서 OOS를 사용하는 문제는 잘 알려진 장단점을 고려하여 해결할 수 있습니다. OOS의 장점이 독자들에게 잘 알려져 있다고 가정하면, 예를 들어 OOS가 없는 증폭기는 더 높고 더 낮은 오디오 주파수를 더 잘 재생한다고 말할 것입니다. 그 특성은 램프 및 기타 회로 요소의 매개 변수 안정성과 전원 속성에 크게 의존합니다. 보다 신중한 설치 고려가 필요합니다. 앰프 출력단의 매개 변수는 주로 램프에서 작동하는 램프에 의해 결정됩니다. 가장 먼저. 램프의 특성을 고려하여 XNUMX극관 또는 XNUMX극관(XNUMX극관) 중에서 증폭기에 사용하기에 가장 적합한 램프를 결정해야 합니다. 예를 들어, XNUMX극관에 비해 XNUMX극관은 이득 선형성이 더 좋고 내부 저항이 더 낮지만 이득이 더 낮고 양극 전압을 제대로 사용하지 못하기 때문에 더 많은 출력을 얻을 수 없습니다. 이미 언급했듯이 진공관은 제공하는 음질 측면에서 더욱 개별적입니다. 2W의 전력에 해당하는 출력 신호 진폭으로 모드 A에서 작동하는 EL-34 램프를 사용하여 OOS가 없는 단일 종단 전력 증폭기의 출력 신호의 고조파 스펙트럼을 제시합니다(표 1). 첫 번째 고조파의 레벨은 XNUMXdB로 간주됩니다.
표에서 볼 수 있듯이 동일한 제조업체의 동일한 유형의 램프에서 캐스케이드를 증폭하면 출력 신호의 고조파 스펙트럼이 다르기 때문에 제공하는 사운드가 동일하지 않습니다. 전력 증폭기의 작동 모드를 선택하는 것은 일반적으로 어렵지 않습니다. 왜곡이 적고 사운드가 더 좋으므로 모드 A를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 증폭기 출력단의 회로 설계 문제를 해결하는 것이 훨씬 더 어렵지만 다음 기사에서 논의할 것입니다. 모드 A에서 작동하는 단일 종단 출력단을 갖춘 전력 증폭기의 회로에 대해 알아보겠습니다. 일반적인 회로는 그림 5에 나와 있습니다. XNUMX. 여기에 표시된 캐스케이드는 XNUMX극관을 기반으로 제작되었지만 XNUMX극관이나 XNUMX극관을 사용하는 것도 허용됩니다.
단일 종단형 6극관 캐스케이드의 기본 특성을 분석하기 위해 그림 1에 표시된 특성을 사용합니다. 2가지 이상적인 램프 양극 특성 제품군. 양극 전압이 완전히 사용되면 동작점 B는 부하선 AB의 중간에 있어야 하며 대기 전류는 Iao와 같고 대기 전압은 Uao입니다. 제어 그리드의 정현파 전압의 진폭은 Umc, 양극 - Ima입니다. 캐스케이드에서 부하로 공급되는 전력은 P = 2/0(lma Uma)이고 전원에서 소비되는 전력은 다음과 같습니다. 포 = 라오와오. 여기에서 모드 A, No = P/Po = /XNUMX(lma Uma)/Ino Uno에서 작동하는 캐스케이드의 효율과 램프의 양극에서 소비되는 전력, P = PXNUMX - P_를 쉽게 찾을 수 있습니다. 대기 모드에서는 램프가 부하에 공급하는 전력이 XNUMX이므로 캐스케이드의 대기 전류는 전원에서 소비하는 전력이 램프 양극에서 소비되는 최대 허용 전력을 초과하지 않도록 선택됩니다.
우리가 고려하고 있는 캐스케이드에서 양극 부하의 기능은 출력 변압기에 의해 수행되며 그 효율을 고려하여 라우드스피커 헤드에 직접 공급되는 전력 Pn = ntrP_ 초기 전력이 Рn이면 동일한 공식을 사용하여 , 이 경우 삼극관에 부하를 주어야 하는 전력을 결정할 수 있습니다: Р_=Рн/mтР. 그림에서. 그림 7은 증폭 장치 이론을 통해 알려진 부하에 전달되는 전력 P_의 의존성을 보여줍니다. 효율 - Rв/Ri 비율에서 XNUMX극관 캐스케이드의 수 및 고조파 계수 -Kg. 이러한 종속성을 분석하면 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. - 2극관 증폭기 스테이지는 양극 부하 저항 Ra=XNUMXRi로 부하에 최대 전력을 전달합니다. - Rn/Rё 값이 0,5에 가까워지면 캐스케이드 효율이 증가합니다. - XNUMX극관의 양극 부하 저항 증가는 캐스케이드에 의해 도입된 비선형 왜곡을 줄이는 데 도움이 됩니다.
따라서, 큰 P_, 충분히 높은 효율 및 낮은 Kg를 동시에 얻기 위해서는 Ra/Ri 비율이 2...4 범위에 있는 것이 바람직합니다. XNUMX극관이나 XNUMX극관이 출력 단계에서 사용되는 경우 이러한 종속성의 특성이 다소 변경됩니다. 양극과 그리드의 전압에 대한 3극관 양극 전류의 의존성은 la=(Uc--Ua/m)2/XNUMX 관계식으로 설명되는 것으로 알려져 있습니다. 램프의 양극 특성을 가진 설계자가 작동 모드를 명확하게 선택할 수 있습니다. 6극관과 45극관의 경우 이러한 방정식은 아직 존재하지 않습니다. 이 기사의 저자는 당사에서 사용하는 빔 사극 1,8P1S에 대해 유사한 공식을 도출하려고 시도했습니다. 분석 결과 비율 Iа=1[0.0012-2/(1Ua45+ +1)](Uc/2+3)175가 얻어졌는데, 이는 이 램프의 동작을 설명하지만 전압이 켜진 경우에만 스크린 그리드 U0,5은 3V입니다. 다른 전압에서는 Uc 대신 (Ue + 175) - (UXNUMX-XNUMX) 식을 공식으로 대체해야 합니다. 다른 XNUMX극관 또는 XNUMX극관의 경우 위 비율의 계수는 다른 의미를 갖습니다. 이 방정식을 사용하면 선택한 램프 작동 모드에 대한 고조파 계수를 결정할 수 있을 뿐만 아니라 스펙트럼 분석 방법을 사용하여 증폭된 신호의 고조파 스펙트럼을 결정하고 주관적인 소리 인식 기준에 따라 최적화할 수 있습니다. 8극과 6극의 작동을 분석하는 전통적인 방법(3.4좌표 방법)도 유사한 결과를 제공합니다. 그림에서. 그림 XNUMX은 XNUMXCCD XNUMX극관의 저항 Ra에 대한 P_ 및 Kg 매개변수의 의존성을 보여줍니다. 그림에서 볼 수 있듯이 처음에는 Ra 값이 증가하면 전력 P_가 증가하고 Kg는 감소하지만 Ra가 XNUMXkOhm이 되자마자(다른 램프의 경우 이 값은 다를 수 있음) 전력이 감소하기 시작하고 Kg가 증가합니다. 즉, Ra 선택에 있어 XNUMX극관은 덜 중요합니다. XNUMX극관과 XNUMX극관보다. 이것이 음질에 어떤 영향을 미치는지 말하기는 어렵지만 잠재적으로 XNUMX극관의 출력단은 XNUMX극관이나 XNUMX극관보다 더 편안하게 들릴 것입니다.
한편, 최대 전력 모드 P_에서 0.35극관 및 0.4극관 기반 캐스케이드의 효율은 더 높습니다(0,15 ... 0.25). triodes의 캐스케이드보다 (XNUMX ... XNUMX). 이제 모드 A에서 작동하는 단일 사이클 UMZCH에 설치된 출력 변압기의 기능을 고려해 보겠습니다. 알려진 바와 같이 이러한 캐스케이드에서는 변압기 자기 회로의 지속적인 자화가 발생하여 투자율이 저하되고 저주파 스펙트럼에서 재생 가능한 주파수 대역이 좁아짐에 따라 XNUMX차 권선의 인덕턴스가 감소합니다. 닫힌 강철 자기 코어(L=1,26nSmW2/Lc -10-8)가 있는 코일의 인덕턴스를 결정하는 공식에서 다음과 같습니다. 여기서 m은 자기 코어의 투자율이고 SM은 단면적입니다. 자기 코어, cm2, W는 코일의 권선 수, Lc는 자기장 선의 평균 길이, cm) 권선 수를 늘려 변압기의 XNUMX차 권선 인덕턴스를 늘릴 수 있습니다. 자기 코어의 단면. 그러나 권수 증가는 자화 증가를 동반하며, 자기 코어 단면적 증가는 변압기의 크기와 무게의 급격한 증가로 이어진다. 게다가 인덕턴스는 실제로 매우 느리게 증가합니다. 다음 예를 통해 변압기의 2차 권선 권수와 자기 코어를 선택하는 과정을 설명하겠습니다. 출력 램프 Ra = 1kOhm, 양극 전류 0,2a = 24A 및 유효 전력 P_ = 0,3W의 양극 저항을 갖는 증폭기 스테이지에 대해 이 절차를 수행해야 한다고 가정해 보겠습니다. 출력 변압기의 20차 권선에 필요한 인덕턴스는 L = 0,3 Ra/fn, H 공식에 의해 결정되는 것으로 알려져 있습니다. 이는 작동 주파수 범위를 fn = 2Hz로 제한하려면 다음을 의미합니다. 인덕턴스 L = 10 3 20 30 /25=50 Gn을 제공해야 합니다. 특정 회전 수만 수용할 수 있는 자기 코어 PL5x6xb0,3를 사용하는 경우 이는 25차 권선 저항과 양극 저항의 비율 Ro50/Ra = 120으로 가능합니다. 단면적이 큰 PL0,25x32x64의 자기 코어를 사용하면 이 비율을 16로, PL0,2xXNUMXxXNUMX을 XNUMX로 줄일 수 있습니다. 자기회로의 단면적을 6배로 늘리면 Ro0,3/Ra 비율이 0,2에서 0,1로 감소한다는 것을 쉽게 알 수 있으며, 잘 발달된 저주파 레지스터를 얻으려면 이 비율이 같아야 합니다. 그렇지 않으면 너무 높은 강하 전압으로 인해 XNUMX차 권선의 저항이 출력단의 효율을 감소시키기 때문입니다. 재생 주파수 범위가 30Hz로 제한되면 20차 권선의 인덕턴스는 25H로 감소하며, 이 경우 자기 코어 PL50x65x25, PL50x120x32 및 PL64x160x6을 사용할 때 Ro0,23/Ra 비율은 0,14과 같습니다. , 0,13 및 0,1입니다. 이는 또한 필요한 40보다 많습니다. 원하는 비율을 계속 얻으려면 출력 램프의 양극 전압을 높이는 것이 좋습니다. 그런 다음 부하에 일정한 전력을 전달하면 양극 전류를 줄여서 다음의 바이어스를 줄일 수 있습니다. 출력 트랜스포머. 또한 내부 저항 Ri가 낮은 램프를 사용하면 재생 주파수 범위 중 최저 주파수를 XNUMXHz까지 높이고 양극 부하 저항 Rn을 줄일 수 있습니다. 이제 푸시 풀 출력 단계의 기능을 고려하는 것으로 넘어 갑시다 (그림 9). 이 캐스케이드는 입력에 도달하는 역위상 신호의 대칭에 대한 엄격한 요구 사항을 부과합니다. 위상 반전 캐스케이드로 이러한 요구 사항을 충족해야 합니다.
출력 신호의 대칭을 보장하는 관점에서 가장 좋은 것은 평형 회로에 따라 연결된 두 개의 삼극관에 만들어진 위상 인버터입니다(그림 10). 대칭은 위상 인버터 램프의 음극 회로에 있는 전류 생성기의 매개변수에 따라 달라집니다.
이 설명을 설명하기 위해 등가 저항이 11 및 30kOhm인 발전기로 작동하는 위상 인버터의 출력 신호의 고조파 스펙트럼과 비선형 왜곡 계수를 제시합니다(표 참조).
측정은 20상 인버터 출력 신호 레벨(최대(+10dB), 공칭(+0dB) 및 최소(11dB))에 대해 수행되었습니다. 발전기의 등가 저항이 30kΩ에서 XNUMXkΩ으로 증가하면 위상 인버터의 대칭에 의해 결정되는 출력 신호의 고조파 계수가 거의 XNUMX배 감소한다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 전류 생성기로 램프, 트랜지스터 또는 기존 저항을 사용할 수 있습니다. 푸시-풀 출력 단계를 위한 램프 쌍 선택에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 불균형은 증폭기 출력에서 전체 왜곡을 크게 증가시키고 전원 리플 억제 정도의 감소로 인해 주파수 100Hz의 고조파 진폭 변조로 이어지기 때문에 이것은 매우 중요합니다. 모든 균형 잡힌 단계에 내재되어 있습니다. 이 기사의 저자가 수행한 최근 연구에서는 전체 작동 전류 범위에서 5 ~ 2% 이상의 정확도로 전류-전압 특성의 일치에 따라 램프 쌍을 선택해야 할 필요성을 확인했습니다. 모드 A에서 작동하는 푸시 풀 출력 단계를 계산하려면 단일 종단 단계 계산 공식을 사용하여 전력 P_를 두 배로 늘릴 수 있습니다. 모드 B에서 작동하는 경우 계산 절차가 다소 변경됩니다 [3]. 그림에 표시됩니다. 그림 11에서 볼 수 있듯이, 부하 P_에 공급되는 전력의 의존성과 Ron/Ri 비율에 대한 효율은 또한 주어진 양극 전압과 그리드 전류가 없는 모드 B의 작동에 대해 0,785극관이 양극 부하로 가장 큰 전력을 전달한다는 사실을 확인시켜 줍니다. 저항은 내부 저항 Ri와 같습니다. 모드 B의 푸시풀 XNUMX극관 출력단 효율은 Ron이 증가함에 따라 증가하며 값은 XNUMX입니다.
푸시-풀 출력 단계에서 0극관 또는 0.04극관을 사용하는 경우, 모드 B에서 작동할 때 가장 유리한 부하는 부하 특성이 제어 그리드의 전압에서 취해진 정적 양극 특성의 굴곡을 통과하는 부하는 것입니다. UC = 0.1. 이 경우 램프에서 부하로 공급되는 전력과 캐스케이드 효율은 최대에 가깝습니다. 모드 B의 푸시-풀 캐스케이드 한쪽 암의 양극 부하 저항은 모드 A보다 낮고 일반적으로 Ri 범위(XNUMX...XNUMX) 내에 있습니다. 그렇지 않으면 XNUMX극관의 푸시풀 캐스케이드는 XNUMX극관과 동일한 방식으로 계산됩니다. 실제 고품질 3H 앰프의 출력 단계에서는 순수한 모드 B가 이 모드 고유의 "스텝" 유형 왜곡 발생으로 인해 절대 사용되지 않는다는 점에 유의해야 합니다. AB 모드가 선호됩니다. 램프가 특정 초기 오프셋으로 작동하여 이러한 왜곡의 모양을 제거합니다. 자기 회로의 영구 자화와 관련된 문제가 없기 때문에 모드 B 단계의 출력 변압기를 선택하는 것이 모드 A 단계보다 쉽습니다. 누설 인덕턴스를 최소화하기 위해서는 변압기의 양쪽 권선을 분할하여 달성합니다. 결론적으로 출력 임피던스와 같은 증폭기 매개변수에 주목하고 싶습니다. Rout=[(Uxx/Uh)-1] Rh 공식으로 결정할 수 있습니다. 여기서 Uxx는 증폭기 출력 V의 개방 회로 전압입니다. 어 - 증폭기 부하의 전압 V; Rh - 부하 저항. 옴. 이 매개변수는 증폭기의 출력 전압에 대한 출력 전류의 의존성을 가장 완벽하게 특성화합니다. 무화과에. 12는 이러한 종속성을 제거하는 데 적합한 측정 장비를 포함하는 다이어그램을 보여줍니다. 다른 주파수에서 측정해야 합니다. 이 관계는 가능한 선형이어야 합니다. 비선형성은 충분한 깊이의 FOS를 도입하여 수정됩니다.
프리앰프는 XNUMX채널 회로에 따라 제작되었으며 기존 전자 제어 장치, CD 플레이어 및 기타 저주파 신호 소스의 자기 픽업에서 작동합니다. 미세하게 보상된 볼륨 제어, 더 낮거나 높은 사운드 주파수에 대한 톤 제어, 스테레오 밸런스 조정 기능을 제공합니다. 앰프에는 스테레오 폰과 함께 사용할 수 있는 XNUMX개의 출력과 소켓이 있습니다. 테이프 레코더를 출력 중 하나에 연결하고 외부 UMZCH를 다른 출력에 연결할 수 있습니다. 증폭기의 주요 기술적 특성. 정격 입력 임피던스: 자기 픽업 - 47, CD 플레이어 - 10, 범용 - 100kOhm; 재현 가능한 사운드 주파수 범위 - 7...90000 Hz; 저음 및 고음 주파수에 대한 톤 제어 범위 - 6dB; 잡음 레벨(가중 값) - 자기 픽업 증폭기 보정기의 출력에서 - 73, 선형 증폭기 - 97dB; 출력 저항 - 1kOhm 이상; 10kHz 주파수에서 스테레오 채널 분리 - 40dB 이상, 47kOhm 부하에서 최대 출력 신호 - 25V(rms) 이상 프리앰프 블록의 연결 다이어그램은 그림 13에 나와 있습니다. 1. 이는 고역 통과 필터(A2), 볼륨 제어용 음량 보상 요소(A3), 4채널 증폭기(A1) 및 전원 공급 장치(A5) 등 기능적으로 완전한 6개의 블록으로 구성됩니다. 블록 외부에는 8개의 입력(XS1-XS2) 및 3개의 출력(XS9-XS10) 소켓, 11개의 스위치(입력 - SA12, 고역 통과 필터 - SA13, 음량 요소 - SA15), 스테레오 밸런스 컨트롤(R14, R16)이 있습니다. , 볼륨 컨트롤(R1, R15), 낮은 음색(RXNUMX, RXNUMX) 및 높은 음색(RXNUMX, RXNUMX) 오디오 주파수, 표시 요소(HLXNUMX-HLXNUMX), 서지 보호기 및 전원 스위치.
앰프 본체의 전면 패널에는 볼륨, 톤 및 스테레오 밸런스 컨트롤, 네트워크 스위치, 고역 통과 필터 표시기, 음량 스위치, 입력 스위치 및 전화 잭이 있으며 후면에는 입력 및 출력 잭과 접지 잭. 자기 픽업 XS2의 입력 신호는 증폭기 교정기의 입력으로 이동하고 출력에서 입력 스위치 SA1로 이동합니다. 다른 모든 입력의 신호도 여기에 공급되어 하이 패스 필터 R1R2C1(보드 A1 L, A1.2)로 이동합니다. 필터는 더 낮은 사운드 주파수(<18Hz)에서 사운드 스펙트럼을 제한하도록 설계되었으며 원하는 경우 SA2.0 스위치로 끌 수 있습니다. 필터가 켜지면 HL1 LED 신호가 나타납니다. 이러한 스위치와 별도의 R9 스테레오 밸런스 컨트롤을 통해 가능합니다. R10 입력 신호는 볼륨 컨트롤 11, R12로 이동한 다음 3CH 프리앰프(보드 A3.1 및 A3.2)의 입력으로 이동합니다. 스위치 SA3을 사용하면 음량 보상 요소 R11, R12, C1을 저항 R2, R1의 탭에 연결할 수 있습니다. C2와 R3. R4. C3, C4(보드 A2.1 및 A2.2). 프리앰프(핀 19, 16 보드 A3.1 및 A3.2)의 출력에서 증폭된 신호는 출력 잭 XS7과 전화 잭 XS8에 연결된 전화 중계기의 입력으로 공급됩니다. XS6 출력 잭은 스테레오 밸런스 컨트롤에 연결되며 위에서 언급한 것처럼 테이프 레코더에 신호를 녹음할 때 사용됩니다. 전치 증폭기 채널 중 하나(보드 A3.1)의 개략도가 그림 14에 나와 있습니다. 14. 두 번째 채널은 완전히 동일합니다. 보드의 결론은 첫 번째 채널의 결론 옆에 있는 괄호 안에 표시됩니다(그림 3.1). AXNUMX 보드에는 자기 픽업 보정 증폭기와 선형 및 전화 증폭기가 장착되어 있습니다.
자기 픽업에서 작동할 때 수동 고주파 보정 회로 R2C13을 통해 XS2 소켓(그림 1)의 입력 신호가 1단계 보정 증폭기의 입력에 공급됩니다. 처음 두 단계는 양극 회로에 부하가 있는 일반적인 저항 회로에 따라 VL2.1 이중 삼극관에서 만들어집니다. 세 번째 단계는 음극 팔로워 회로에 따라 VL8 램프에 조립되어 선형 증폭기와의 우수한 매칭에 기여합니다. 이 캐스케이드의 작동 모드를 안정화하기 위해 R9R12R2 회로가 사용됩니다. 보정 증폭기의 표준 주파수 응답은 수동 R1C10 회로와 OOS 회로의 두 가지 주파수 종속 회로 덕분에 얻었습니다. 이 회로의 전압은 증폭기 출력에서 가져와 R11R4C1.1 요소를 통해 VL10의 음극으로 공급됩니다. 3.1 입력 램프. 교정 증폭기의 출력(A1 보드의 핀 12)에서 나오는 전압은 SA3.1 입력 스위치에 공급된 다음 일반적인 방식으로 선형 입력(AXNUMX 보드의 핀 XNUMX)에 공급됩니다. 증폭기. 1000Hz - 38dB의 주파수에서 자기 픽업 보정기의 이득; 가중 신호 대 잡음비 - 72...74dB; 허용 오차가 2 % 인 R5, R10, R11, R1, C4, C1 요소를 사용할 때 표준과의 주파수 응답 편차 - 1dB 이하. 보정 증폭기와 마찬가지로 선형 증폭기는 3.1단계입니다. 삼극관 VL3.2 및 VL3 VL15 램프의 캐스케이드는 저항 증폭기 방식에 따라 조립됩니다. 첫 번째는 저항 R16R7을 통해 출력 임피던스를 줄이는 로컬 OOS 회로로 덮여 있습니다. 세 번째 단계는 음극 팔로워입니다. 출력의 전압은 XS13 출력 잭과 전화 증폭기로 공급됩니다. 톤 컨트롤 R14(LF) 및 R19(HF)는 요소 R23-R9 및 C11-C20과 함께 공통 OOS 회로에서 작동합니다. 선형 증폭기 이득 - 97dB; 신호 대 잡음비의 가중치는 99...1dB입니다. 전화 증폭기는 트랜지스터 VT4-VT8의 복합 이미 터 팔로워 방식에 따라 만들어집니다. 부하의 전압은 전화 잭 XS13에 공급됩니다(그림 XNUMX 참조). 프리앰프 전원 공급 장치의 개략도가 그림 15에 나와 있습니다. 1. 특수 고주파 노이즈 억제 필터 L2L1C2C4 및 전원 스위치 SA1를 통해 AC 주전원 전압이 공급됩니다. 네트워크 변압기 T5은 8개의 정류기에서 작동합니다. 양극 전압 정류기는 브리지 회로에 연결된 VD18-VD11 다이오드를 사용하여 조립됩니다. 정류된 전압은 리플 평활화 필터 R14C16-C1R1에 공급된 다음 트랜지스터 VT2 및 제너 다이오드 VD12, VD1의 전자 필터에 공급됩니다. 후자는 전원을 켤 때 트랜지스터가 파손되지 않도록 보호합니다. 이 필터의 작동 모드는 저항 R1를 트리밍하여 설정됩니다. 전자 필터의 출력에는 수동 RC 필터 R2С2, R3C3, R4C4 및 RXNUMXCXNUMX가 포함됩니다.
램프 필라멘트 전압 정류기는 VD9-VD12 다이오드에 조립됩니다. 저항 R15를 통해 출력(커패시터 C16, C5을 평활화한 후)에서 직접 백열등 표시등 HL2-HL15에 전원이 공급됩니다. 증폭기 램프의 필라멘트 전압은 트랜지스터 VT2, VT3의 스태빌라이저에 미리 공급됩니다. 안정화된 전압(+6,3V)의 정확한 값은 튜닝 저항 R6에 의해 설정됩니다. 전화 증폭기 (-6,3V)에 전원을 공급하는 전압은 VD13-VD16 다이오드에 의해 정류되고 리플 평활 커패시터 C17, 트랜지스터 VT4, VT5의 안정기를 통과하고 A1의 트랜지스터 VT4-VT3의 전극에 들어갑니다. 프리앰프 보드. 앰프의 메인 블록은 475X112x400mm 크기의 금속 섀시에 장착됩니다. 모든 블록에서 일정한 저항 C2-23 및 C2-33과 튜닝 저항 SP4-1이 사용됩니다. 증폭기 보드(A3.1) 커패시터 K71-7(C1, C4, C13, C16), K73-17(C2, C5, C14), K78-2(C3, C6, C7, C15), K77-7 설치(C9-C11, C13), K50-24(C8, C17, C18), KD-2(C12); 전원 공급 장치 보드(A4) - K73-17(C1-C4, C6, C7, C10, C18-C20), K50-24(C5, C8. C9, C15-C17); 라우드니스 보드(A2) - PM-2(C1 ... C3) 및 K71-7(C2. C4); 하이패스 필터 보드(A1) - K71-7(C1); 블록 외부 - KM-5(C1-C7) 및 K73-17(C8-C9); 네트워크 필터 -K73-17(C1, C2)에서. SPZ-30 저항기는 스테레오 밸런스 컨트롤로, SPZ-30은 볼륨 컨트롤로, SPZ-30은 톤 컨트롤로 사용되었습니다. 프리 앰프의 네트워크 변압기는 자기 회로 Ш26Х52에서 만들어집니다. 권선 1-3-5-7에는 2x404회 와이어 PEV-2 0,315가 포함되어 있습니다. 권선 2-4 - 와이어 PEV-1078 2의 0,08 회전; 권선 10-12 - 와이어 PEV-36 2의 1,41 회전; 권선 6-8 - 와이어 PEV-31 2의 0,315 회전. 차폐 권선은 한 행에 감긴 PEV-20 2 와이어의 0,1턴으로 구성됩니다. 초크 DM-3(LI, L2)은 라인 필터에 설치됩니다. 전원 스위치 SA4 - PKN-41, 하이패스 필터 스위치 SA2 - PKN61. 다른 스위치 SA1, SA3 - PGK. Valancon의 파워 앰프 "UM-01"은 자체적으로("Radio", 1998, No. 3, pp. 19-21 참조) 또는 외부 프리앰프에서 작동할 수 있습니다. 감도는 0,775V입니다. 정격 출력 - 2x100W, 최대 단기 전력 - 2x200W, 재생 주파수의 공칭 범위 - 7...90Hz; 000~20Hz 범위의 주파수 응답 불균일 - 20dB 이하; 신호 대 잡음비 - 000dB 이상; 치수 - 3x97x475mm; 체중 - 160kg. 이 앰프는 전기 저항이 400옴 및 34옴인 스피커 시스템을 연결하도록 설계되었습니다. UMZCH 장치의 연결 다이어그램은 그림 17에 나와 있습니다. 1. 레벨 컨트롤 R1 및 R2를 통한 잭 XS1.1의 입력 스테레오 신호는 선형(A1.2, A2.1) 보드와 최종(A2.2, A3) 1H 앰프 보드에 공급됩니다. 후자는 출력 변압기 T2, T2에 로드되어 소켓 XS3 - XSXNUMX을 통해 스피커 시스템을 연결할 수 있는 XNUMX차 권선에 로드됩니다.
A1.1 보드에 장착된 선형 증폭기 채널의 개략도가 Fig. 18. 증폭기의 첫 번째 단계는 VL1.1 3극관에서 만들어지며 양극 회로의 부하 방식에 따라 연결됩니다. R1.1C6 회로를 통한 이 램프의 음극 회로(A4 보드의 핀 1)는 출력 변압기 T6의 45차 권선에서 공통 OOS의 전압을 수신합니다. 그 깊이는 출력 변압기의 매개변수 및 필드 연결의 토폴로지와 엄격하게 연결됩니다. 이 증폭기에 사용된 5P15S 출력 램프를 사용하면 5 ~ 1.1dB의 OOS 깊이에서 증폭기의 충분한 선형성이 보장됩니다. 2극관 VL1.2의 부하 저항 R15에서 증폭된 전압은 위상 인버터 캐스케이드에서 작동하는 VL2 램프의 13극관 그리드에 공급됩니다. 이 램프의 음극 회로에는 VL9 삼극관에서 만들어진 전류 생성기가 포함됩니다. 그의 임명은 이 시리즈의 이전에 게시된 기사 중 하나에 자세히 설명되어 있습니다. 위상 인버터 스테이지 모드는 VL5 램프의 애노드에서 최대 신호 진폭에 따라 튜닝된 저항 R4에 의해 설정됩니다. 요소 R17C1C2는 전력 증폭기의 주파수 및 위상 특성을 수정합니다. 등급은 특정 출력 변압기에 따라 다르며 명명된 특성의 충분한 균일성을 얻을 수 있는 방식으로 선택됩니다. 저항 R7, R8 및 커패시터 CXNUMX, CXNUMX, CXNUMX, CXNUMX은 선형 증폭기 램프의 공급 전압을 추가로 필터링합니다. 위상 인버터 스테이지(A7 보드의 핀 8, 1.1)의 출력에서 3H 신호가 7극관의 푸시풀 최종 전력 증폭기(A8 보드의 핀 2.1, 5)의 입력으로 공급됩니다. VL6, VL19(그림 120). 바이어스 전압은 -1V 전압의 외부 정류기에서 제어 그리드에 공급됩니다. 램프 전류는 트리밍 저항 R2과 밸런스 조정기 R23에 의해 설정됩니다. 램프의 양극(vyv. 24, 1)은 출력 변압기 TXNUMX의 XNUMX차 권선에 연결됩니다. A1.2 및 A2.2 보드에 장착된 증폭기의 채널 다이어그램은 설명된 것과 유사합니다. 이 보드의 결론은 그림에 나와 있습니다. 괄호 안에 18, 19.
전력 증폭기의 전원 공급 장치 (보드 A3)의 개략도가 그림 20에 나와 있습니다. 1. 주전원 전압은 고주파 노이즈 억제 필터 L1L2C3C4 및 SB1 스위치를 통해 전원 변압기 T420에 공급됩니다. 2개의 정류기가 변압기의 5차 권선에 연결됩니다. +400V(VD6 - VD9)의 전압에 대한 정류기에서 위상 인버터 단계에 전원이 공급되고, +10V(VD13-VD175 및 VD14-VD17) - 출력 단계 램프의 양극 회로, +120V (VD18-VD21) - 선형 증폭기의 첫 번째 단계 및 출력 단계 램프의 그리드를 스크리닝하는 회로, -14V(VD3 - VD2) - 출력 단계 램프의 그리드 바이어스 회로 및 선형 증폭기의 전류 생성기 램프 . 모든 정류기는 브리지 회로에 따라 만들어집니다. 고주파 간섭을 억제하기 위해 다이오드는 커패시터 C7 - C11으로 션트됩니다. 잔물결을 부드럽게하는 요소로 산화물 커패시터 C12-C0,1, C120, C1가 사용되며 용량이 XNUMXμF 인 커패시터로 션트됩니다. 제너 다이오드 VDXNUMX은 -XNUMXV 전압의 정류기 출력에 설치됩니다.
모든 전력 증폭기 램프의 필라멘트는 T13 네트워크 변압기의 별도 권선 14 - 1에서 교류로 전원이 공급됩니다. 파워앰프는 1.1개의 보드(A1.2, A2.1, A2.2, A3, A1)에 탑재됩니다. 보드 외부에는 입력 및 출력 소켓, 신호 레벨 제어, 출력 및 네트워크 변압기, OOS 회로 C2, C3, R4, R17 요소(그림 1 참조), 고주파 간섭 억제 필터, 전원 스위치 및 추가 소켓 XS20(그림 XNUMX ). 모든 고정 저항은 C20-23 및 C2-33입니다. 선형 증폭기는 커패시터 K50-24(C3), K73-17(C2, C7)을 사용합니다. K71-7(S9), K78-2(S10, S11). 전력 증폭기의 다른 모든 산화물 커패시터는 K50-27이고 커패시터, 정류기 션트 다이오드 및 평활 필터는 K73-17입니다. 신호 레벨 조정기 R1, R2(그림 17 참조) - SPZ-4M, 튜닝 저항 R15(그림 18 참조) 및 R1, R2(그림 19 참조) -SP4-1. 출력 변압기는 자기 회로 Ш32Х64에서 만들어집니다. 5차 권선 1 - 1 및 6 - 444은 각각 PEV-2 0,45 와이어의 26회 권선을 포함합니다. 2차 권선은 분할되어 있으며 각 섹션에는 PEV-1,32 XNUMX 와이어의 XNUMX회 권선이 포함되어 있습니다. 네트워크 변압기는 자기 코어 Ш40Х80을 사용합니다. 1차 권선 2-344는 PEV-2 1,0 와이어의 3회전으로 구성됩니다. 4차 권선에는 다음이 포함됩니다. 464-2 - 0,16회 와이어 PEV-5 6; 7-8 및 450-2 - 와이어 PEV-0,45 9의 10 회전; 195-2 - 와이어 PEV-0,16 11의 12 회전; 동일한 와이어의 156-13 - 14 턴, PEV-11 2 와이어의 2,5-XNUMX - XNUMX 턴. 문학
저자: V. Kostin, 모스크바
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