Ekron ist ein durch Abschirmgitter gesteuerter Röhrenverstärker. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Die Autoren führen den Leser in die Originalschaltung eines Gegentakt-Röhrenverstärkers ein, bei dem die Phasenumkehr in einem der Arme unter Verwendung eines Abschirmgitters als Steuerelement erfolgt. Relativ leistungsstarke Endstufenlampen (6P3S oder G-807) werden ebenfalls über Abschirmgitter angesteuert. Bei einem solchen Verstärker erreicht die maximale Ausgangsleistung 20...30 W.

Ein Push-Pull-Audio-Leistungsverstärker (UMPA) ist relativ einfach, erfordert praktisch keine Einrichtung und kann eine maximale Ausgangsleistung von bis zu 20...30 W pro Kanal entwickeln. Ein interessantes Merkmal des Verstärkers ist der Phasenumkehrer, der die Phase des Signals dreht und über ein Siebgitter gesteuert wird. Dank seiner linearen Eigenschaften kann UMZCH zum Anhören und Beurteilen der Qualität von Musikwerken zu Hause und unter Studiobedingungen verwendet werden.

Das Funktionsdiagramm eines Phasenumrichters auf Basis von Tetroden (oder Pentoden) ist in Abb. dargestellt. 1. Auf dem Schirmgitter der Lampe VL1 befindet sich eine variable Komponente des verstärkten Signals, die dazu verwendet werden kann, eine weitere Röhre VL2 entlang des Schirmgitters anzutreiben, um das Signal zu verstärken und umzukehren.

Reis. 1. Funktionsschaltbild eines auf Tetroden basierenden Phaseninverters

Auf Abb. 2 zeigt ein schematisches Diagramm eines Kanals eines Gegentakt-UMZCH.

Reis. 2. Schematische Darstellung eines Kanals eines Push-Pull-UMZCH (zum Vergrößern anklicken)

Die Schaltung der Verstärkertreiberstufe unterscheidet sich kaum von herkömmlichen Schaltungen dieser Art (der sogenannten SRPP-Struktur, die oft auf identischen Trioden ausgeführt wird), mit dem Unterschied, dass anstelle der unteren Trioden Pentoden (VL1.1, VL2.1) verwendet werden , und ihre zweiten Gitter sind für den Betrieb im Bassreflexmodus angepasst. Die Trioden VL1.2 und VL2.2 dienen als dynamisch gesteuerte Pentodenlasten. Die Ausgangsstufe wird wie der Umkehrarm des Treibers über zweite Gitter gesteuert, und die Kathoden der Eingangs- und Ausgangslampen sind direkt mit der gemeinsamen Leitung verbunden.

Lassen Sie uns die Funktionsweise der Verstärkerstufen genauer beschreiben. Das Eingangssignal wird dem Steuergitter der Pentode VL1.1 zugeführt und von diesem verstärkt. Die zweiten Gitter der Pentoden VL1.1 und VL2.1 sind über die Widerstände R4 und R5 mit den Schultern des Phasenwechselrichters und untereinander über den Kondensator C3 verbunden, der für diese gleichzeitig als Last und dynamische Spannungserhöhung fungiert Abschirmgitter. Das Signal vom Abschirmgitter des Pentodenteils VL1 wird wiederum über den Kondensator C3 dem Abschirmgitter der Pentode VL2.1 zugeführt, von diesem verstärkt und invertiert. Somit ist der Kondensator C3 sowohl für die Entkopplung der Gleichstromzweige als auch für den Normalbetrieb der Pentoden vorgesehen. Pentodenkathoden VL1. 1 und VL2.1 sind an ein gemeinsames Kabel angeschlossen (die Lampen arbeiten mit einem niedrigen Netzstrom), wodurch das Brummen und Rauschen des Verstärkers reduziert wird. Die Widerstandswerte der Widerstände R4 und R5 sind so gewählt, dass eine maximale Spannungsverstärkung erreicht wird, und der Widerstandswert der Widerstände R3 und R6 ist so gewählt, dass sie den erforderlichen Ruhestrom für die Ausgangstetroden VL3 und VL4 liefern.

Vom Ausgang des Phasenwechselrichters gelangt das Signal zu den Abschirmgittern der Endstufenlampen, wo der Konstantspannungsanteil einen solchen Wert hat, dass keine zusätzliche Vorspannung erforderlich ist. Dadurch können Sie auf Kathodenwiderstände verzichten und die Effizienz des Verstärkers steigern. Von den Anoden der Lampen VL3 und VL4 wird das leistungsverstärkte Signal über den Ausgangstransformator der Last (Lautsprecher) zugeführt.

Nachfolgend sind die Parameter des UMZCH mit 6P3S-Lampen aufgeführt.

Wichtigste technische Merkmale

• Bandbreite der verstärkten Frequenzen im Pegel -3 dB, Hz.......10...25000
• THD (R_н = 8 Ohm, f = 1 kHz), %, mit Leistung P = 1 W ...... 0,4
• Р_nom \u12,5d 1,2 W, % ....... XNUMX
• Maximale Leistung, W ......20
• Ungleichmäßiger Frequenzgang (Pegel -3 dB) im Frequenzband 20...20000 Hz, dB .......2
• Empfindlichkeit, V ....... 0,77
• Geräuschpegel, dB......-82
• In Abb. Abbildung 3 zeigt den Frequenzgang des vorgeschlagenen Verstärkers bei einer Nennleistung Pnom = 12,5 W.

Reis. 3. Frequenzgang des Verstärkers

Die Tabelle zeigt die möglichen Typen und Betriebsarten von Endstufenlampen und die damit erzielten Verstärkerparameter.

Tabelle

Der Verstärker muss eigentlich nicht angepasst werden, außer in Fällen, in denen die Ausgangstetroden eine erhebliche Streuung der Parameter aufweisen. Um dann den Nennwert der nichtlinearen Verzerrung aufrechtzuerhalten, wird der Widerstandswert des Widerstands R5 innerhalb kleiner Grenzen gewählt, um eine gleichmäßige Begrenzung zu erreichen, wenn das sinusförmige Eingangssignal zunimmt.

Die Funkelemente des Verstärkers sind mit Ausnahme des Netzteils und des variablen Widerstands R1 auf einer Leiterplatte untergebracht. Die UMZCH-Leiterplatte kann aus foliertem Glasfaserlaminat mit einer Dicke von 1,5 mm hergestellt werden. Der Verstärker verwendet oberflächenmontierte Lampenplatten, die im Gegensatz zu Lampenplatten mit gedruckten Schaltungen in der Regel die gleichen Einbaumaße haben. Für die G-807-Lampe gibt es keine Leiterplattenoption.

In Abb. 4 und Abb. Abbildung 5 zeigt Zeichnungen von Leiterplatten von der Seite der Leiter und Funkelemente. Kleine Leiterplatte (Abb. 4) – Abmessungen 120 x 120 mm, ausgelegt für 6P3S-Lampen; groß – Abmessungen 200 x 160 mm (Abb. 5 – im Maßstab M1:2), vorgesehen für G807-Lampen.

Reis. 4. PCB-Zeichnung

Reis. 5. PCB-Zeichnung

Auf der Leiterplatte erhielten die Pads zur Verdrahtung der Anschlüsse der Lampenpanels entsprechende Bezeichnungen: VL1/7 ist beispielsweise der siebte Anschluss der VL1-Lampe. Lampenfelder werden von der Seite der Leiterbahnen her auf der Platine montiert. Für die Anoden der Ausgangslampen geeignete Drähte werden durch Löcher in der Leiterplatte geführt und direkt an die Lampenplatten (oder an die Anodenanschlusskappe) gelötet. Die Drähte des Glühstromkreises werden auf die gleiche Weise verlötet, nur paarweise verdrillt. Durch die Anordnung von Leiterbahnen und Funkelementen sowie das Verlegen und Entlöten von Drähten können parasitäre Kapazitäten und Störungen minimiert werden. Beachten Sie, dass bei Beachtung der Pinbelegung der Lampen G-807-Lampen auf einer kleinen Platine und 6P3S-Lampen auf einer großen Platine installiert werden können.

In den Glättungsfiltern jedes Kanals des UMZCH-Netzteils können entweder Drosseln oder Widerstände mit einem Widerstand von ca. 200 Ohm (10 W Leistung) verwendet werden. Der niederfrequente Hintergrundpegel hängt von der Kapazität der Kondensatoren in den Filtern ab; wir empfehlen den Einbau von Oxidkondensatoren mit einer Kapazität von 220 µF für eine Spannung von 450 V (zwei für jeden Kanal), zum Beispiel K50-27, ECAP ( Epcos).

Das Design verwendet Festwiderstände MLT-0,5 mit einer Toleranz von ±10 %, mit Ausnahme der Widerstände R4 und R5 (mit einer Toleranz von ±5 %). Es empfiehlt sich, unabhängig vom Typ Kondensatoren in den Positionen C1 und C4 für eine Nennspannung von 400 V zu verwenden; Kondensatoren C2, C5 - Folie oder Keramik. Kondensator C3 - K73-16 für eine Spannung von 160 V.

Der Ausgangstransformator T1 besteht aus einem Magnetkern des Netzwerktransformators TSA-70-1 (PL22x32); es hat zwei Spulen. Die Primärwicklung I mit einem Draht mit einem Durchmesser von 0,23 mm in jeder Spule besteht aus fünf in Reihe geschalteten Abschnitten – insgesamt 1800 Windungen (es gibt 360 Windungen in zwei Schichten jedes Abschnitts). Die Sekundärwicklung II in jeder Spule besteht aus 141 Drahtwindungen mit einem Durchmesser (mit Isolierung) von 0,35 mm, auf jeder Spule befinden sich vier einlagige Abschnitte parallel. Abwechselnde Wicklungsabschnitte in der folgenden Reihenfolge: I-II-I-II-I-II-I-II-I. Die Verbindung der Sekundärwicklungen erfolgt parallel, eine Phasenlage ist erforderlich. Zwischen den Lagen der Wicklung befindet sich 0,05 mm dickes Transparentpapier und zwischen den Abschnitten befinden sich zwei Lagen Transparentpapier.

Um nichtlineare Verzerrungen zu minimieren, können Sie Lampen mit gleichem Ruhestrom vorwählen. Allerdings arbeitet der Verstärker recht linear und ohne Selektion.

Eine experimentelle Bewertung des Ausgangswiderstands des vorgeschlagenen UMZCH wurde bei einem Signalpegel nahe der Nennleistung mit einem Lastwiderstand von 16 und 8 Ohm durchgeführt. Auf der Grafik in Abb. Abbildung 6 zeigt die Frequenzabhängigkeit der Ausgangsimpedanz des Verstärkers.

Reis. 6. Frequenzabhängigkeit der Ausgangsimpedanz des Verstärkers

Die Klangqualität mit einem Verstärker wurde unter Verwendung von Lautsprechern in geschlossenen Gehäusen (von einem bis drei Bändern) mit dynamischen Treibern 10GD-36K, Peerless usw. bewertet. Der beste Effekt wurde auch mit in England hergestellten KEF Calinda-Lautsprechern mit Passivstrahlern beobachtet Lautsprecher mit den legendären französischen Breitbandtreibern Audax. Anzumerken ist, dass wir keine Lautsprecher mit Bassreflex oder offenem Typ verwendet haben.

Die Begriffe „Gleichmäßigkeit“ und „Natürlichkeit“ werden eher nicht mit den Lautsprechern in Verbindung gebracht, sondern mit der Linearität des UMZCH, die wir jedoch nicht in den Rang eines Absoluten erheben, sondern nach einer eigenen Schaltung und einem eigenen Klang suchen Kompromisse. Wir nutzten die Steuerung durch Abschirmgitter, um den Betrieb der Steuergitter nicht an den aktuellen Modus der weniger „konformen“ zweiten Gitter anzupassen.

Der Klang eines UMZCH, der auf durch das erste Gitter gesteuerten Ausgangsstufen basiert, wird von manchen subjektiv als lebendiger und dynamischer empfunden im Vergleich zu einem durch Abschirmgitter gesteuerten UMZCH. Der Vorteil des vorgeschlagenen Verstärkers liegt jedoch in der „monitorischen“ und neutralen Natur des Klangs, dank derer diese Schaltung hoffentlich ihre Anwendung und ihre Kenner finden kann.

Abschließend stellen wir fest, dass die mit diesem UMZCH erzielte Gleichmäßigkeit und Natürlichkeit des Musikbildes unserer Meinung nach eine Folge des verwendeten Anodenstromsteuerungsprinzips ist.

Autoren: S. Akhmatov, V. Krayushkin, D. Sannikov

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