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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Vorverstärker für leistungsstarke Trioden-Endstufen der Röhre UMZCH. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Röhren-Leistungsverstärker Der hier beschriebene Vorverstärker ist für den Betrieb in Hochleistungsröhren-UMZCH mit Trioden-Endstufen ausgelegt, die nach einer Gegentaktschaltung aufgebaut sind und in den Klassen AB arbeiten1 und B1. Beim Entwurf von Hochleistungs-Röhren-Audiofrequenzverstärkern auf Basis von Trioden, die in den Verstärkungsklassen AB arbeiten1 und B1 Man steht vor der schwierigen Aufgabe, den erforderlichen Signalspannungsbereich (U) bereitzustellenSpitze-Spitze) auf den Steuergittern der Ausgangslampen. Dies liegt daran, dass für Hochleistungstrioden beim Betrieb in den oben genannten Modi eine hohe Vorspannung erforderlich ist. Beispielsweise beträgt in einer Push-Pull-Endstufe an 6C33C-Trioden bei einer Anodenspannung von 250 ... 270 V und einem Ruhestrom von 110 ... 150 mA eine Vorspannung von 110 ... In diesem Fall muss der Endverstärker einen Spannungshub an den Gittern der Ausgangslampen bzw. 140 ... 6 V bereitstellen. In einer Gegentakt-Ausgangsstufe an GM-33-Trioden bei einer Anodenspannung von 220 ... V! Dabei werden der Widerstand und die Kapazität der Gitterkreise der Ausgangslampen berücksichtigt, auf die der Endverstärker geladen wird. Eine der häufigsten Lösungen für dieses Problem ist die Verwendung eines Zwischenstufen-Aufwärtstransformators, der gleichzeitig ein Phasenwechselrichter ist. Die Herstellung eines hochwertigen Zwischentransformators ist jedoch eine sehr mühsame und schwierige Aufgabe. Da dieser Transformator in relativ hochohmigen Schaltkreisen arbeitet, haben seine parasitären Parameter großen Einfluss auf den Frequenzgang. Der Kauf eines fertigen hochwertigen Transformators ist sehr teuer. Darüber hinaus ist das Angebot an solchen Transformatoren einiger Unternehmen aufgrund der geringen Nachfrage sehr begrenzt. Als Alternative schlage ich eine Vorverstärkerschaltung (Abb. 1) vor, die bei entsprechenden Anodenspannungen für den nötigen „Aufbau“ leistungsstarker Gegentakt-Endstufen auf Trioden sorgt. Der Endverstärker ist auf 6N8S-Doppeltrioden aufgebaut und stellt bei einer Anodenversorgungsspannung von 500 V am Ausgang zwei gegenphasige Signalspannungen U zur VerfügungSpitze-Spitze = 300 V und liefert bei Bedarf bei der maximalen Anodenversorgungsspannung von 600 V für solche Lampen einen Signalspannungshub von bis zu 400 V am Ausgang.
„Wieso? Bist du verrückt?! 6H8C und 600 V Anodenspannung!“ - wird der neugierige Leser ausrufen. Hab keine Angst. Ich erkläre: In den meisten Veröffentlichungen wie „Handbuch der Funkamateure“, „Handbuch der Radioröhren“, „Elektronische Geräte“ sowie auf zahlreichen Internetquellen für die 6H8C-Lampe wird tatsächlich die maximale Anodenspannung von 330 V angegeben. Und nur in sehr seltenen Fällen wird das Wort „konstant“ hinzugefügt. In den offiziellen Nachschlagewerken des State Standard wird angegeben, dass 330 V eine konstante Langzeitspannung an der Anode dieser Lampe ist. Unter dem Signal kann es sich ändern und an den Spitzen des Signals 660 V erreichen. Somit wird im statischen Modus einer korrekt berechneten Widerstandskaskade die Spannung an den Anoden der Lampen bei einer Anodenversorgungsspannung von +330 V 600 V nicht überschreiten. Zu beachten ist lediglich, dass eine solche Kaskade zwangsläufig eine Verzögerung beim Einschalten der Anodenspannung nach dem Einschalten der Glühfadenspannung aufweisen muss. Die Eingangsstufe des Verstärkers ist auf einer Doppeltriode VL1 aufgebaut, deren Hälften durch eine Kaskode verbunden sind. Mit dieser Einbeziehung hat die erste Stufe eine Verstärkung von 60. Die Widerstände R6 und R7 bilden eine Schaltung zur automatischen Erzeugung der Vorspannung der unteren Kaskode entsprechend der Triodenschaltung. Die Widerstände R8 und R10 stellen die Spannung am Gitter der oberen Triode der Kaskode ein und die Kondensatoren C4 und C5 sperren für das Signal. Widerstand R7 ist Trimmer, sie stellen den Eingangsstufenmodus ein, dessen Last Widerstand R5 ist. Der Widerstand R1 dient zur Ableitung des Rückstroms des Steuergitters und der Widerstand R4 ist notwendig, um eine mögliche parasitäre Selbsterregung zu verhindern. Die Versorgungsspannung der Eingangsstufe wird durch den Widerstand R400 aufgrund der Stromaufnahme der Lampe VL9 auf 1 V reduziert. Dieser Widerstand bildet zusammen mit den Kondensatoren C1–C3 einen Glättungsfilter zur Stromversorgung der Eingangsstufe. Widerstände R2, R3 gleichen die Spannung an den Kondensatoren C2, C3 aus. Die zweite Stufe des Vorverstärkers, der auch die Funktion eines Phasenwechselrichters übernimmt, ist auf zwei Doppeltrioden VL2 und VL3 aufgebaut und ein Differenzverstärker mit einer Stromquelle im Kathodenkreis. Die Verstärkung der Treiberstufe beträgt 8. Um den Innenwiderstand der VL2- und VL3-Lampen zu verringern, werden Triodenpaare parallel geschaltet. Das Signal über den Zwischenkondensator C6 wird dem Triodengitter VL2 zugeführt. Vom Abstimmwiderstand R3 wird ein Rückkopplungssignal an die Gitter der Trioden VL21 angelegt. Als stabile Stromquelle dient ein Feldeffekttransistor VT1, der Widerstand R15 dient neben der Widerstandserhöhung der Stromquelle auch zur leistungsmäßigen Entlastung des Transistors. Da als Versorgungsspannung der Stromquelle üblicherweise die Vorspannungsquelle für Hochleistungslampen verwendet wird, die 100 V oder mehr erreicht, geht im Transistor eine erhebliche Verlustleistung verloren. Um den Einbau eines großflächigen Kühlkörpers zu vermeiden, kann ein erheblicher Teil der Leistung über einen Widerstand im Drain-Kreis des Transistors abgeführt werden. Der Widerstand R14 stellt den Strom der Zenerdiode VD1 ein, die eine feste Spannung am Gate des Stromquellentransistors bereitstellt, und der Trimmerwiderstand R20 regelt diesen Strom, der die Betriebsart des Differenzverstärkers bestimmt. Der aktuelle Einstellbereich stellt den Widerstand R19 ein. Die Triodenlasten des Differenzverstärkers sind die Widerstände R11, R12 und R16, R17, und R13 und R18 sind Leckwiderstände für die Triodengitter des Differenzverstärkers. Kondensator C8 - Sperrung. Um den Wechselstromhintergrund der Kathodenheizungen im Heizfadenkreis zu eliminieren, bildeten die Widerstände R24 und R25 einen künstlichen Mittelpunkt, der über den Wechselstromkondensator C11 mit einem gemeinsamen Draht verbunden war. Durch einen Teiler an den Widerständen R22 und R23 wird der Filamentkreis gegenüber „Null“ um +60 V verschoben. Der gemeinsame Draht des Stromkreises vom künstlichen Mittelpunkt und dessen Vorspannungskreis muss mit dem gemeinsamen Draht des Verstärkers am „Null“-Punkt der Stromversorgung verbunden werden. Bei einer Brückengleichrichterschaltung ist dies der Minuspol der Brücke, bei einer Vollwelle mit Mittelpunkt der Mittelpunkt der Anodenwicklung des Netztransformators. Die Nennwerte der Elemente und die Spannungswerte im obigen Diagramm sind für die Anodenleistung +500 V angegeben. In diesem Fall beträgt die maximale Signalspannung an den gegenphasigen Ausgängen des Vorklemmenverstärkers (USpitze-Spitze) beträgt 300 V. Die Anpassung besteht darin, die statischen Modi der Verstärkerkaskaden festzulegen. Die Lampen VL2 und VL3 müssen mit der gleichen Verstärkung gepaart werden (wobei beide Hälften parallel geschaltet sind). Der Widerstand R7 muss auf eine Spannung von 1,2 V an Pin 6 VL1 eingestellt werden. Der Widerstand R20 stellt an den Anoden VL270 und VL2 eine Spannung von 3 V ein. Die Höhe der Rückkopplung wird abhängig von der Beschaltung der Endstufe, den darin verwendeten Lampen und dem erforderlichen Dämpfungsfaktor der Lautsprecher eingestellt. In den meisten Fällen wird bei Trioden-Endstufen die Rückkopplungstiefe auf etwa 6 dB eingestellt. Die Kaskade liefert die volle Ausgangsspannung bei einem Signalpegel am Eingang ieff von 500 mV. Wird am Ausgang der Vorklemmenstufe mehr Spannung benötigt, kann die Anodenversorgung auf +600 V erhöht werden, so dass die maximale Signalspannung an den gegenphasigen Ausgängen (USpitze-Spitze) erreichte 400 V. Die Werte einiger Verstärkerwiderstände bei dieser Versorgungsspannung sind wie folgt: R9 – 22 kOhm, R15 – 10 kOhm (4 W), R20 – 150, R22 – 270 kOhm, R23 – 2 kOhm. Kondensatoren C9, C10 – für eine Nennspannung von 800 V. Die durch den Widerstand R20 an den Anoden VL2 und VL3 eingestellte Spannung beträgt 330 V. Die übrigen Nennwerte und Spannungen bleiben unverändert. Die Widerstandswerte der Widerstände R15 und R20 werden unter der Bedingung ermittelt, dass die negative Versorgungsspannung der Stromquelle -230 V beträgt. Wenn ein solcher „Aufbau“ der Ausgangsstufe erforderlich ist, wird dieser natürlich nicht geringer sein. Der Widerstand R15 kann aus zwei parallel geschalteten 20-kΩ-Widerständen (2 W) bestehen. In der ersten Stufe kann anstelle einer Doppeltriode auch eine Pentode verwendet werden, wie in Abb. 2. Die am besten geeignete Pentode mit Oktalbasis zur Vorverstärkung der Audiofrequenz ist die 6Zh8-Pentode. Allerdings mag in der „offenen“ Variante des Verstärkers nicht jeder Lampen mit Metallzylinder. In diesem Fall können Sie die importierte Pentode 6SJ7-GT verwenden. Es ist praktisch ein Analogon der heimischen Pentode 6Zh8, verfügt jedoch über einen Glasbehälter.
Die meisten Elemente in den Kathoden-, Gitter- und Anodenkreisen der Kaskade sowie im Leistungskreis erfüllen die gleichen Zwecke wie in der Doppeltrioden-Kaskodenschaltung. Zur Stabilisierung der Spannung am Schirmgitter der Pentode wurde eine Zenerdiode VD1 verwendet. Der Widerstand R7 stellt den Zenerdiodenstrom ein und der Kondensator C5 ist ein Sperrkondensator. Der Widerstandswert des Widerstands R8 ist für eine Versorgungsspannung von +500 V angegeben. Bei einer Stromversorgung des Vorklemmenverstärkers mit einer Spannung von +600 V muss der Wert des Widerstands R8 18 kOhm betragen. Autor: O. Razin
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