Röhrenhalbleiter UMZCH. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Röhren-Leistungsverstärker

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In einer Reihe von Artikeln auf den Seiten von Zeitschriften, die sich mit Audiotechnologie befassen, wird häufig die Frage diskutiert: Was ist besser für Verstärker - Röhren oder Transistoren? Gleichzeitig werden beide Röhrenkonstruktionen (bei denen Gleichrichter manchmal auf Kenotronen hergestellt werden) und der Transistor UMZCH beschrieben. Die Redakteure beschlossen, die Leser mit einer kurzen Beschreibung der Merkmale des kombinierten UMZCH bekannt zu machen, die auf Verstärkergeräten verschiedener Generationen hergestellt wurden: Lampen, Transistoren, integrierte Schaltkreise.

Die Parameter des kombinierten Verstärkers sind für Röhren-UMZCH sehr ungewöhnlich. Es genügt der Hinweis, dass für einen Gegentakttrafo UMZCH an zwei Ausgangspentoden EL84 eine Ausgangsleistung von 32 W bei einem vollen Leistungsband von 5 ... 55 Hz (bei -000 dB) erreicht wurde. Der harmonische Koeffizient bei einer Frequenz von 3 Hz bei einer Ausgangsleistung von 1000 W überschreitet 20 % nicht. Die Ausgangsimpedanz des Verstärkers beträgt 0,07 Ohm. Wie werden solche Parameter erreicht, wenn das Gerät (Abb. 0,6) neben Leistungslampen nur zwei Hochspannungstransistoren und ein Paar Operationsverstärker enthält?

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Im Gegensatz zu Transistor-Leistungsverstärkern benötigen Röhren-UMZCHs einen Ausgangsanpassungstransformator, der die Lastcharakteristik der Röhren optimiert, um eine maximale Ausgangsleistung zu erzielen. Dabei wird der Widerstand des Lautsprechers in den Lastwiderstand der Lampen umgewandelt.

Die Verwendung eines Transformators begrenzt zwangsläufig das Band effektiv verstärkter Frequenzen, und die Frequenzganggrenze bei niedrigen Frequenzen ist auf das Hochfrequenzfilter zurückzuführen, das durch die Ausgangsimpedanz der Kaskadenlampen und die Induktivität der Primärwicklung gebildet wird, die die Last überbrückt. Die Hochfrequenzgrenze wird durch einen Tiefpassfilter definiert, der aus der gleichen Ausgangsimpedanz und parasitären Streuinduktivität der Primär- und Sekundärwicklung besteht, was auch zu einer Reduzierung der Lastsignale führt. Je niedriger die Ausgangsimpedanz der Lampen der Kaskade ist, desto breiter ist daher der Bereich der übertragenen Signalfrequenzen.

Negative Rückkopplung (NFB), die verwendet wird, um harmonische und Frequenzverzerrungen sowohl von Lampen als auch von Transformatoren zu reduzieren, ist in solchen Kaskaden aufgrund des komplexen Phasengangs des Transformators von begrenztem Nutzen. Phasenverschiebungen, die durch seine parasitären Streuinduktivitäten und Wicklungskapazitäten und teilweise durch die Durchgangskapazität der Lampen selbst erzeugt werden, führen dazu, dass bei hohen Frequenzen die Verbindung positiv wird und es zu einer Verschlechterung von Parametern oder sogar zur Selbsterregung kommt. Um ein breites Frequenzband zu erhalten, muss neben der Verwendung eines hochwertigen Transformators die Ausgangsimpedanz der Lampen reduziert werden. Dies kann erreicht werden, indem Lampen parallel geschaltet werden, indem Lampentrioden (oder Mehrgitterlampen, die durch eine Triode verbunden sind) verwendet werden. Die Verwendung von Lampen im Kathodenfolgemodus ist aufgrund des niedrigen Spannungsübertragungskoeffizienten (kleiner als eins) nicht sehr wirtschaftlich.

Der beste Weg, den Ausgangswiderstand der Lampen zu reduzieren, besteht darin, eine parallele negative Spannungsrückkopplung in der Kaskade zu verwenden, die eine stromgesteuerte Spannungsquelle bildet (in der heimischen Literatur wird die Abkürzung INUT verwendet - Anm.). als Signalquelle dafür eine in diesem Modus wirksame Transistorkaskade in Form einer spannungsgesteuerten Stromquelle (ITUN) zu verwenden. Eine solche Vorrichtung ist eine Transistorstufe (Tri, Tr2), die von einem Operationsverstärker (A1, A2) gesteuert wird, wobei ihre gemeinsame Serienstromrückkopplung sie abdeckt. Dadurch wurde ohne allgemeine Rückkopplung eine hohe Linearität erreicht und der Ausgangswiderstand der Lampen deutlich reduziert: Reduziert auf die Sekundärwicklung beträgt er 0,6 Ohm! Die gegenphasige Steuerung einer Gegentakt-Röhrenstufe wird erreicht, indem ein Rückkopplungssignal verwendet wird, um den anderen Arm des Verstärkers zu erregen, was durch die Phasenumkehr des Signals erfolgt.

Aufgrund der vollständigen Symmetrie der Arme ist der Verstärker unempfindlich gegenüber Welligkeiten der Versorgungsspannung, daher werden die Operationsverstärker von Einweggleichrichtern gespeist: Die Stromversorgungsschaltung des Verstärkers ist in Abb. 2. Hier wird die Spannung für diese Gleichrichter (D1C7, D2C8) von zwei Sechs-Volt-Wicklungen des Leistungstransformators für Lampenausrüstung erhalten. Die Anodenwicklung dieses Transformators sollte eine Spannung von etwa 280 V liefern.

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Bei der Konstruktion des UMZCH wird ein passender Ausgangstransformator mit einem Übersetzungsverhältnis von 20: 1 verwendet, die Induktivität seiner Primärwicklung beträgt mindestens 8 H bei einer Streuinduktivität von nicht mehr als 10 mH. Zulässige Abweichungen der Widerstandswerte - nicht mehr als ± 1%, die Leistung der Widerstände beträgt, wenn sie nicht im Diagramm angegeben ist, 0,5 W.

Redaktionelle Anmerkung. Bei diesem kombinierten UMZCH wird die Ausgangsstufe wie bei vielen Transistorverstärkern von einer ausreichend tiefen Spannungsrückkopplung abgedeckt, daher ist die Signalabschaltung bei Überlastung der Ausgangsstufe relativ scharf und es entstehen Oberwellen höherer Ordnung als bei Röhrenverstärkern ohne Rückmeldung. Tritt außerdem der Gitterstrom der Endstufenlampe bei Überlast auf, führt dies zu einer Überladung des Koppelkondensators (C1, C2) im Gitterkreis und damit zu einer dynamischen Nichtlinearität. Die besten Lösungen für dieses Problem können darin bestehen, den Entkopplungskondensator zu eliminieren und sicherzustellen, dass sich die Lampe im Konstantstrommodus befindet, indem die Betriebsspannungen des Transistorteils des Verstärkers geeignet ausgeglichen werden.

Der Nachteil der vorgeschlagenen Version der Schaltung ist die Verwendung eines Oxidkondensators, der eine polarisierende Spannung erfordert. In diesem Fall wird die Polarisierung erreicht, indem der Widerstandswert des Widerstands R11 in zwei Hälften geteilt und Rücken an Rücken (mit einem gemeinsamen Minus) zwei identische Kondensatoren mit doppelter Kapazität (C4) mit dieser gemeinsamen Auskleidung an den -Ve-Leistungsbus angeschlossen werden über einen Widerstand mit einem Widerstandswert von mehreren hundert Kiloohm.

Im UMZCH-Design können Haushaltselemente verwendet werden: 6P14P-Lampen, KD226G-, KD226D-Dioden (für die BR1-Brücke), Kondensatoren C1, C2 - K73-17, K78-2, C3, C4 - K50-16, K50-35 oder Oxid -Halbleiter ( für C4 - zum Beispiel K53-18). Transistoren 2SC2547E sind austauschbar mit KT605A, KT605B. KT604, KT969. Es ist zulässig, die Mikroschaltungen des Operationsverstärkers TL072 durch inländische K140UD25, K140UD26, K140UD18, K544UD1 mit einem beliebigen Buchstabenindex zu ersetzen.

Widerstände - MLT der entsprechenden Leistung. Aufgrund der erheblichen Spannung an den Widerständen R7, R8 ergibt sich ein Widerstandswert von 220 kΩ durch Reihenschaltung zweier Widerstände mit je 110 kΩ (MLT-0,5).

Literatur

"Electronics Word + Wireless Word", 1995, Nr. 10, p. 856

Veröffentlichung: cxem.net

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