Gc-helper.ru

ГК Хелпер
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ламповый источник тока в катоде

Источник питания для экспериментов с ламповыми схемами.

Сергей Комаров (UA3ALW)

Ламповая аналоговая схемотехника, как казалось еще вчера, отошедшая в небытие, и уступившая место транзисторам, интегральным микросхемам и микроконтроллерам, по факту, продолжает жить и здравствовать. Мало того, во всем мире трепетно сохраняют, наращивают производство и даже ведут новые разработки радиоламп, и ламповые приборы (например, студийной обработки звука) занимают наивысшие ценовые категории. В области радиопередающих устройств лампы чувствуют себя настолько уверенно, что вообще «не обращают внимания» на тщетные потуги полупроводников. И не только там, где нужны мегаваттные мощности. В областях радиотехники, где для аппаратуры важна длительная сохраняемость, устойчивость к радиации, высоким и низким температурам, атмосферным электрическим разрядам; где аппаратура должна работать изредка, на протяжении многих десятилетий без какого-либо обслуживания, — радиолампы незаменимы. Во многих областях техники, инженеры-разработчики и радиолюбители, пришедшие в себя после длительного опьянения полупроводниками, вновь обращают свой взор к радиолампам. Но чем их запитать на лабораторном столе? Увы, сейчас сложно приобрести лабораторные источники питания УИП-1 и УИП-2, с полным набором «ламповых» напряжений.

Альтернатива реальному макетированию, многочисленные программы компьютерного моделирования, прекрасно справляющиеся с пассивными RLC цепями, не всегда адекватны даже при использовании фирменных моделей от производителей интегральных схем и транзисторов, не говоря уже о радиолампах. А с трансформаторами или многоотводными катушками с взаимоиндукцией, и вовсе беспомощны. При компьютерном моделировании усилителей звуковых частот Вы не услышите оттенки звучания той или иной радиолампы, а при моделировании ламповых передатчиков, не учтете паразитные взаимосвязи и наводки. В моем представлении, виртуальные моделировщики чем-то похожи на резиновых женщин: Функциональны? – Да! Реальны? – Нет! Поэтому, если мы хотим что-то попробовать или проверить с реальным, а не с «резиновым», «натянутым» результатом, – макетируем!

Итак, Вы решили отмакетировать устройство на радиолампах и, возможно, в Вашей схеме будут также присутствовать транзисторы с микросхемами. Не будем замахиваться на всеобъемлющую универсальность, ограничимся приемно-усилительными октальными и пальчиковыми радиолампами 6-и вольтовой серии. Перечислим наиболее распространенный набор требуемых питающих напряжений и токов:

Накал. Переменное напряжение 6, 3 вольта. Лучше, если будут две обмотки по 6,3 вольта, которые можно соединить последовательно для получения напряжения 12,6 вольта, при токе каждой обмотки до полутора ампер (ну, мы же не будем ради эксперимента собирать огромные схемы на десятках радиоламп, макетируем лишь небольшие схемы по нескольку каскадов).

Анод. Плюс 250 … 300 вольт. Редко до 400 … 450 вольт. Ток нагрузки 50 … 80 мА. Вполне достаточно для домашнего макетирования схемы на 4 … 6 приемно-усилительных радиолампах.

Смещение. Минус 50 … 80 вольт. Излишки всегда можно погасить резистивным делителем напряжения. Ток нагрузки здесь большой не требуется. 3 … 5 миллиампер будет, и хорошо.

Обращаю внимание молодого поколения инженеров и радиолюбителей, чье изучение радиотехники началось сразу с транзисторов: для ламповых схем не нужны стабилизаторы напряжения. На протяжении более, чем 100-летнего опыта развития ламповой схемотехники, разработаны схемы включения радиоламп, практически нечувствительные к изменению питающих напряжений в пределах допустимых колебаний напряжения электросети ±10%. При номинале 220 вольт такой разброс составит 198 … 242 вольта.

Сопутствующее напряжение для питания полупроводниковых схем. Обычно в ходу два напряжения: + 5 и + 12 вольт. Хотя возможны и другие варианты. Поэтому, помня, что трехвыводные интегральные стабилизаторы серии К142 (аналоги 7805, 7812 и пр.) сейчас распространены и доступны, и их часто ставят непосредственно на плату транзисторного устройства, обеспечим исходное выпрямленное и сглаженное напряжение + 15 … 18 вольт, а дальнейшее формирование предоставим пользователю. Полагаю, что 150 … 200 мА будет вполне достаточно для питания небольшого числа сопутствующих полупроводниковых каскадов.

Таким образом, общая мощность источника питания не превышает 50 Вт. По своим параметрам для данной задачи подходят шесть типономиналов стандартных трансформаторов ТАН, с выходной мощностью 60 Вт. Их параметры в номинальном режиме приведены в таблице:

Тип / ПараметрНапряжения под нагрузкой, В.Номинальные токи обмоток, А.
Номера выводов обмоток1-2-3, 4-5-67-8, 9-1011-12, 13-1415-16, 17-1819-20-21, 22-23-241-2-3, 4-5-67-8, 9-1011-12, 13-1415-16, 17-1819-20-21, 22-23-24
ТАН29-127/220-50110+17565612,65+1,30,350,1750,1450,1751,6
ТАН30-127/220-50110+178056245+1,30,350,10,150,151,6
ТАН31-127/220-50110+178080205+1,30,350,10,10,121,6
ТАН32-127/220-50110+17125112135+1,30,350,0870,0730,0871,6
ТАН33-127/220-50110+17180112205+1,30,350,0630,0650,0651,6
ТАН34-127/220-50110+17160140205+1,30,350,0650,0600,0651,6

Немного теории. Поскольку трансформаторы рассчитаны для работы с напряжением 220 В ±10%, то при номинальном напряжении они допускают длительную 10%-ную перегрузку по току. К тому же, обратите внимание, что их первичная обмотка при питании от сети 220 вольт может обеспечить мощность (110 + 110) х 0,35 = 77 Вт. При КПД трансформатора 0,9 (реально, гораздо лучше) на вторичную обмотку останется мощность 77 х 0,9 = 69 Вт. Так, что наш трансформатор не выйдет из строя даже при длительной 15%-ной перегрузке. Греться, правда, будет сильно.

Значение выпрямленного напряжения под нагрузкой, для двухполупериодной и мостовой схем, когда известно эффективное значение переменного напряжения на обмотке, можно определить с хорошей точностью по эмпирической формуле: Uвыпр = 1,24 Uперем . Далее, из этого значения необходимо вычесть падение напряжения на активном сопротивлении сглаживающего фильтра. У дросселя Д40 активное сопротивление обмоток Rдр = 211Ω. По закону Ома для участка цепи, падение напряжения на нем при токе 80 мА составит 16,9 В. Исходя из закона сохранения энергии, максимальный ток нагрузки выпрямителя будет в 1,24 раза меньше, чем эффективное значение номинального тока нагрузки соответствующих обмоток трансформатора.

Схема одного их таких устройств приведена на рисунке 1:

При замене трансформатора ТАН31 на ТАН30 анодное напряжение снизится до 250 вольт. В случае использования трансформатора ТАН29 анодное напряжение станет 195 вольт, а вот для сохранения напряжения питания транзисторных схем, двухполупериодный выпрямитель на обмотках 15-16, 17-18 надо будет заменить на мостовой. Для удобства работы с устройством выводы выходных напряжений следует выполнить разноцветными. Рекомендованные цвета указаны на схеме и в таблице в конце статьи. Сечение проводов для накальных цепей желательно брать не менее 0,5 кв. мм, для остальных, 0,2 … 0,35 кв. мм.

Во втором варианте устройства нет отрицательного напряжения смещения. Он предназначен для питания ламповых схем с автоматическим смещением на пентодах и лучевых тетродах. Зато в него добавлен источник для питания экранных сеток, с напряжением, равным приблизительно половине анодного и с максимальным током 25…30% от анодного источника.

Анодное напряжение выпрямляется мостовой схемой. Выпрямитель экранного напряжения + 150 вольт использует два «нижних» диода мостовой сборки, образующие с двумя половинами анодной обмотки двухполупериодную схему выпрямления, минус которой заземлен, а со средней точки обмотки снимается положительное напряжение, равное в точности половине напряжения мостового выпрямителя. Из-за разных падений напряжений на сглаживающих фильтрах, напряжения на выходе источника под нагрузкой получаются не совсем кратные: 330 и 150 вольт.

Третий вариант схемы разработан для использования, как штатный, в схеме 10-и ваттного средневолнового АМ передатчика, но может быть использован и как лабораторный источник. Высоковольтная часть выпрямителя построена по той же схеме, что и на рис. 2, однако его минус не заземляется, а подключается к положительному выходу низковольтного выпрямителя. Таким образом, для получения высокого анодного напряжения в этой схеме складываются напряжения со всех выпрямителей.

Мостовой выпрямитель напряжения низковольтных обмоток, благодаря наличию средней точки обмотки обеспечивает на своем выходе два напряжения: «зеленое» + 18 вольт для дальнейшего подключения интегральных стабилизаторов и питания транзисторных схем и «желтое» + 50 вольт для питания выходных транзисторов синтезатора радиочастот С9-1449-1800, которое обеспечивает запирание ламп выходного каскада передатчика при «подъеме» потенциала катода относительно нулевого потенциала управляющей сетки. Подробнее об этом я напишу в статье про передатчик. Полагаю, для проведения экспериментов с радиолампами и ламповыми схемами напряжение +50 вольт пригодится.

Замена трансформатора ТАН30 на ТАН31 поднимет анодное напряжение до 430 вольт.

Использование в источнике питания трансформатора ТАН32 позволит построить схему, с большим набором напряжений (Рис. 4).

Если два резистора в низковольтном фильтре заменить одним МЛТ-2-36 Ω ±5% , то вместо 18 вольт можно получить 27 вольт. Как раз, напряжение для питания распространенных рэле.

Трансформаторы ТАН33 и ТАН34 позволяют построить блок питания с еще большим набором напряжений. Анодные, экранные напряжения и отрицательное напряжение смещения с обмоток 7-8, 9-10, 11-12, 13-14 получаются также, как в схеме 4, а подключение к обмоткам 15-16, 17-18 мостового выпрямителя со средней точкой обмотки, как на схеме 3 позволит получить помимо «зеленого» напряжения +18 вольт, еще и «желтое» +40 вольт. Поскольку все варианты включения обмоток и построения схем выпрямителей уже приведены на рисунках 1 … 4, нарисовать схему блока питания для трансформаторов ТАН33 и ТАН34 я предоставляю самим читателям. Обсудить различные ламповые схемы и пообщаться с единомышленниками можно на форуме автора этой статьи «Любимые лампы»: http://www.radiostation.ru/home/forum.html

Читать еще:  Как правильно подключить лампочку через два выключателя

Детали. Трансформаторы ТАНхх-127/220-50 можно заменить на ТАНхх-220-50 при этом предохранитель ВП-1б на ток 1 ампер придется не непосредственно запаять на жесткие выводы 2 и 4 трансформатора, а установить отдельно. Дроссель Д40-5-0,18 можно заменить на Д31-5-0,14 (Rдр = 223,5 Ω) или на Д49-5-0,28 (Rдр = 143 Ω). Резисторы МЛТ, конденсаторы фирмы Jamicon или отечественные К50-35. Отечественные мостовые сборки КЦ405 можно заменить на КЦ402, на двойные КЦ403, или на импортные KBP310, с обратным напряжением для анодных цепей не менее 600 вольт и ток не менее 3А (случается, что по неаккуратности мы закорачиваем выводы источника и необходимо, чтобы, после искры на выводах выпрямителя, диоды не выходили из строя; отечественные радиодетали делаются с хорошим запасом, а вот при использовании импортных, необходимо этот запас учитывать самому). Выключатель — ТВ1-2 или ТВ1-4, впрочем, в рекомендованную конструкцию подойдет любой другой тумблер, например, ТП1-2.

Конструкция. Один из вариантов конструкции показан на рисунке 5 и 6. В качестве шасси использованы два алюминиевых уголка (со строительного рынка) из сплава АД31, размером 30х30х2 и длиной 140 мм. Печатная плата, из одностороннего фольгированного стеклотекстолита соответствующая первой схеме, показана на рисунке 7. Размер платы 114 х 25 х 1,5 мм.

Мощные гасящие резисторы МЛТ-2,0, для обеспечения свободной конвекции, размещены на двухконтактных (четырехлепестковых) монтажных стойках (Рис. 6).

Важное добавление. Каждое напряжение выходит из блока питания двумя перевитыми между собой проводами (кроме накальных, они перевиты втрое): «горячий» цветной провод и к нему в пару черный провод нулевого потенциала. Это необходимо для того, чтобы при случайном отсоединении провода «земли» не произошло бы перераспределения напряжений питания в настраиваемой конструкции, что может привести к выходу из строя ее радиоэлементов. В случае же, когда каждому выходному напряжению сопутствует своя «земля», такого не произойдет.

В заключение, приведу таблицу цветов монтажных проводов, которой я стараюсь придерживаться при монтаже ламповых и лампово-полупроводниковых конструкций. Соблюдать ее, конечно, не обязательно, но она помогает значительно облегчить процесс монтажа, уменьшить вероятность ошибок, да и разбираться с конструкциями прежних времен значительно проще.

ТИПЫ КАТОДОВ ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ

Сначала все лампы делали с катодами из тугоплавкого металла вольфрама, имеющего температуру плавления около 3400°. Но эти катоды очень неэкономичны, так как их нужно накаливать до высокой температуры, на что затрачивается большая энергия. Гораздо экономичнее активированные катоды из вольфрама или другого металла, на поверхность которого наносится слой активных металлов или окисей, обладающих способностью хорошо выделять электроны при сравнительно низких температурах. Большинство современных радиоламп имеет активированные катоды. Только некоторые мощные электронные лампы изготовляются с чисто вольфрамовым катодом.

При повышении температуры накала эмиссия катода возрастает, но уменьшается срок его службы. Поэтому катод изготовляют так, чтобы эмиссия происходила при наименьшей возможной температуре и наименьшей затрате’энергии на накал.

У вольфрамового катода эмиссия получается при температуре порядка 2300°, что соответствует белому или светло-желтому накалу. Она значительно меньше, чем у активированных катодов. Ценным качеством вольфрамового катода является постоянство эмиссии и нечувствительность к перекалу. После временного перекала эмиссия катода не уменьшается. У активированных катодов эмиссия не так постоянна, от перекала она легко теряется, и восстановить ее не удается. Для вольфрамового катода значительный перекал также опасен, так как нить может расплавиться.
Потеря эмиссии от перекала или от долгой работы у активированных катодов объясняется тем, что при повышенной температуре активный слой испаряется.

Срок службы активированных катодов определяется понижением эмиссии на 10 или 20%. вследствие истощения активного слоя (у вольфрамовых катодов за счет того, что катод постепенно испаряется под действием высокой температуры и уменьшает свою поверхность).

Активированные катоды не вполне устойчиво работают при высоких анодных напряжениях. Возникающие в небольшом количестве даже при хорошем вакууме положительные ионы под действием высокого напряжения с силой ударяют в катод и разрушают его активный слой. Подобная ионная бомбардировка не опасна для вольфрамовых катодов.

Следует отметить, что для л а мл с вольфрамовым катодом не требуется геттер и поэтому баллон у них прозрачный. Это объясняется тем, что испаряющиеся частички вольфрама образуют на внутренней поверхности баллона слой, поглощающий газы.

Применяются следующие типы активированных катодов.

Карбидupованный катод изготовляется из вольфрама или молибдена с примесями металла тория и углерода. Применяются также торированные катоды, не содержащие углерода. Карбидированные катоды имеют рабочую температуру около 1700° (желтый накал) и применяются в некоторых лампах средней мощности, работающих при анодных напряжениях не свыше 1500 в.

Оксидный катод изготовляется из никеля или платины и покрывается окисями металлов бария, стронция, кальция. Рабочая температура его 800° (красный накал), эмиссия значительно больше, чем у вольфрамового и карбидированного катодов. Этот катод широко применяется в различных лампах, но не пригоден для непрерывной работы при высоких анодных напряжениях.

Он выдерживает небольшой перекал, но зато понижение накала не следует допускать, так как оно может создать частичное разрушение оксидного слоя или даже перегорание катода вследствие возникновения в оксидном слое местных очагов перегрева . Оксидный катод с успехом используется для импульсной работы. При кратковременном действии высоких анодного и сеточного напряжений от него можно получить эмиссию, во много раз большую, чем при непрерывной работе. Но после каждого импульса необходимо давать катоду «отдых», чтобы в оксидном слое накопилось достаточное количество электронов, необходимое для создания следующего импульса.

Бариевый катод из вольфрамовой проволоки, покрытой медью и слоем окиси бария и металлического бария сейчас уже не применяется.

Лампы с активированным катодом легко отличить потому, что они имеют на баллонах зеркальный или темный налет геттера.

Нити накала, испускающие электроны, называются катодами прямого или непосредственного накала. Лампы с такими катодами применяются в батарейных приемниках и радиостанциях, для которых важен экономный расход энергии источника накала. В большинстве случаев катоды прямого накала нельзя накаливать переменным током, так как температура и эмиссия будут пульсировать с частотой, равной удвоенной частоте питающего тока.

Только сравнительно толстую нить, которая не будет успевать остывать при колебаниях тока, можно питать переменным током.

В лампах для приемников и усилителей с питанием от сети переменного тока применяют подогревные катоды, называемые иначе катодами косвенного накала или эквипотенциальными. Их впервые предложил А. А. Чернышев.
Подогревный катод изображен на рис.1 а. Катодом является никелевая трубочка с оксидным слоем, а нить накала (подогреватель) покрыта теплостойкой изоляцией из алунда (окисел алюминия) и вставлена внутрь катода в виде прямой петли или петли, свернутой в спиральку. Таким образом, нить служит только для подогрева, а катод только для эмиссии. Ток накала по катоду не проходит. Тепловая инерция такого катода настолько велика, что для нагрева или охлаждения его нужны десятки секунд. Поэтому при колебаниях переменного тока температура катода будет оставаться неизменной. Зато лампа начинает работать не сразу после включения накала, а через 20— 40 секунд, когда катод прогреется.

Встречаются также катоды в виде цилиндрика с оксидным слоем на донышке и подогревателем внутри (рис.1 б).
Схема включения лампы с подогревным катодом показана на рис.1 в. Цепь накала может быть совершенно отдельной, не соединенной с цепью анода (общего минуса нет). Вывод от катода присоединяют к минусу источника анодного напряжения. Иногда катод соединяют с одним концом нити.

При применении ламп с подогревным катодом следует иметь в виду, что изоляция между катодом и нитью, находясь в накаленном состоянии, у. большинства ламп выдерживает без опасности пробоя напряжение не свыше 100 в (редко большее). Маломощные лампы с катодом прямого накала имеют тонкую нить и потребляют на накал меньший ток, чем ламлы с подогревным катодом. Для переносных радиостанций лампы с катодом прямого накала удобнее потому, что после включения накала они сразу же начинают работать.

Если же, например, в приемнике используются ламлы с подогревным катодом, то при двусторонней связи накал их должен оставаться включенным и тогда, когда станция работает на передачу. Непрерывный накал ламп приводит к дополнительному расходу энергии, что недопустимо при питании от сухих батарей и аккумуляторов. Поэтому лампы с подогревным катодом применяются главным образом в радиоаппаратуре с питанием от электросети.

В последнее время стали применяться новые катоды, обладающие высокой эмиссией и стойкостью к ионной бомбардировке. Они дают очень большую эмиссию в импульсном режиме и имеют простое устройство. К ним относятся бариево-вольфра-мовые катоды (L-катоды), оксидно-ториевые катоды и другие.

Катоды могут работать при небольшом недокале. Такой режим желателен для увеличения срока службы ламп. Только для оксидного катода при наличии значительного анодного тока недокал опасен. Наоборот, перекал катода, не давая заметного улучшения работы лампы, резко сокращает срок ее службы.

Химики впервые перезарядили тионилхлоридный аккумулятор

Xiao et al./ Nature, 2021

Химики впервые изготовили перезаряжаемый тионилхлоридный источник тока. Это стало возможно благодаря пористому углеродному катоду, в порах которого аккумулируется хлор во время перезаряда. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Читать еще:  Моргают ли светодиодные лампы если выключатель с подсветкой

Литий-тионилхлоридные (Li-SOCl2) источники тока называют предшественниками современных литий-ионных аккумуляторов. Анод такого элемента состоит из металлического лития, который во время разряда окисляется до ионов Li + , а в прикатодной области тионилхлорид SOCl2 восстанавливается до молекулярной серы S.
4Li + 2SOCl2 → SO2 + S + 4LiCl
Тионилхлоридные источники тока показывают отличную емкость, низкий ток саморазряда, и могут работать при температурах от −80 до +130 градусов Цельсия. Однако, у ученых так и не получилось сделать их перезаряжаемыми, а при коротком замыкании они иногда взрываются, разбрызгивая вокруг токсичный электролит. Из-за этого тионилхлоридные источники тока не обрели такого коммерческого успеха, какой впоследствии выпал на долю литий-ионных. Тем не менее они до сих пор используются в военной и профессиональной технике — например, в резервных источниках питания и GPS-навигаторах.

Сделать перезаряжаемый тионилхлоридный элемент неожиданно сумели американские, китайские и тайванские ученые под руководством Хун Цзе Дая (Hongjie Dai) из Университета Стэнфорда. В тексте статьи сами авторы признались, что изначально не ставили себе таких амбициозных целей. Они планировали изучить и оптимизировать вариант Li-SOCl2 системы с более доступным натрием вместо лития.

Авторы изготовили плоскую ячейку с жидким электролитом и разделителем из кварцевых волокон. Анод сделали из металлического натрия, а катод — из пористых аморфных углеродных наносфер. В качестве стартового электролита использовали раствор AlCl3 в SOCl2.

Полученная ячейка показала довольно высокую разрядную емкость — 2800 миллиампер-час на грамм катода. После этого авторы неожиданно обнаружили, что батарею можно перезарядить и затем разрядить снова. Емкость такого цикла оказалась ниже, чем емкость первого разряда — 1200 миллиампер-час на грамм катода при токе 100 миллиампер — однако в дальнейшем емкость больше не снижалась. Батарея пережила 200 циклов заряда и разряда, сохраняя кулоновскую эффективность (отношение заряда, который батарея отдает при разряде, к тому, который необходим для заряда) около 99 процентов.

Чтобы выяснить причины такой неожиданной стабильности, авторы аккуратно вскрыли батарею и изучили ее содержимое с помощью сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и масс-спектрометрии. Они обнаружили, что во время первого разряда образующийся NaCl в основном осел на пористом углеродном катоде, а при последующем заряде хлорид ионы из NaCl окислились до молекулярного хлора Cl2. При последующем разряде хлор снова восстанавливается до хлорид-иона Cl — . В результате после первого цикла разрядки батарея фактически работает как Na/Cl2 источник тока
2Na + Cl2 ↔ 2NaCl.

Обратимые заряд и разряд стали возможны благодаря наличию множества пор в катоде, которые могут аккумулировать образующийся хлор. Хлор — активный газ, который может вступить в реакцию и с анодом и с компонентами электролита, но пока он находится в порах катода, вся система остается стабильной. Причем, судя по всему, для удерживания хлора лучше всего подходят микропоры (размером менее 2 нанометров). Чтобы проверить эту гипотезу, авторы изготовили несколько ячеек с катодом из другого пористого материала — ketjenblack carbon black. Этот материал имеет удельный объем пор даже больше, чем у аморфных углеродных наносфер, но большая часть его приходится на мезопоры (размером от 2 до 50 нанометров). Ячейка с крупнопористым катодом из ketjenblack carbon black тоже показала обратимый разряд и заряд, но проработала всего сорок циклов, а затем ее кулоновская эффективность резко стала уменьшаться. Поэтому авторы статьи полагают, что путь к стабильным тионилхлоридным аккумуляторам лежит через поиск катодного материала с еще большим объемом микропор.

Кулоновская эффективность батарей с разным катодным материалом: черным цветом показаны батареи с катодом из полых углеродных наносфер, красным — с катодом из ketjenblack carbon black, синим — с катодом из ацетиленовой черни (acetylene black).

ВТОРАЯ ЖИЗНЬ СТАРОГО РАДИО

Добро пожаловать на наш новый форум

  • Темы без ответов
  • Активные темы
  • Поиск

ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ делаем сами

Модератор: Gnat

  • Перейти на страницу:

ЛАМПОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ делаем сами

Сообщение Gnat » Вт май 08, 2012 8:46 pm

Открываю тему как самому сделать полностью хороший УНЧ ламповый для себя.Как измерить его характеристики отстроить.Начнём с однотакта в процессе изучим измерения на компе. Потому что без спектро анализатора невозможно увидеть характеристики.Очень мало у кого есть аналоговые приборы Генератор НЧ,Измеритель КНИ,Измеритель выхода,но есть у всех компьютеры. Вот его и задействуем. Пока идёт подготовка,скачайте вот этот комплекс измерительный.
http://shmelyoff.narod.ru/
Описание работы со СПЕКТРОАНАЛИЗАТОРОМ
http://rghost.ru/54003473
Без регистрации и проплаты ДЕМО режим.работает 15 секунд потом опять нужно жать кнопку ПУСК.
Либо вот так и будет нормально работать часами
Для запуска
Качаем образ виртуального диска (10 mb) Discrete_Acoustics_Lab.vhd https://yadi.sk/d/DfokKmB2yJVsm
и монтируем его в систему через винду или Winmount/Deamon Tools
запускаем зарегистрированную программу с него.
Для создания виртуального диска может программа понадобится.http://investxp.ru/blogs/spiker20/winmo . -portable/
Попытайтесь запустить на своём компе,попытайтесь понять,как двигаются шкалы,как читается меню. как работает осциллограф,как Селективный вольтметр и спектро анализатор работают. Для этого вам нужно будет изготовить или если есть заводские ,два шнура с джеками.На вход ЛИНЕ. и выход.
И НИ КАКОГО АУДИОФИЛЬСКОГО ТРЁПА И АУДИОДЕБИЛОВ СЛУХАЧЕЙ В ДАННОЙ ТЕМЕ БЫТЬ НЕ ДОЛЖНО, НЕТ НИ КАКОЙ ЭЗОТЕРИКИ И ЧЕГО ТО НЕИЗВЕДАННОГО ЧЕГО НЕЛЬЗЯ БЫ БЫЛО ИЗМЕРИТЬ . Всё поддаётся объяснению с точки зрения физических законов.

Тема разбухла до 600 страниц из них более 100 страниц удалил как флуд не относящийся к усилителю. Уже невозможно что либо найти нужное в теме,тем более слетал сервер и многие картинки исчезли. Поэтому здесь в первом сообщении выложу основное что необходимо при построении усилителя.Уже разбухла тема до 1500 страниц на 1 января 2018 года .

1) Шасси желательно железное. Детали ,лампы ,трасы желательно располагать так как схема нарисована. Вход впереди возле регулятора громкости,регулятор возле первой лампы,дальше выходные лампы,потом БП и ТВЗ и выходные клеммы. Это избавит вас от головной боли после запуска усилителя. Усилитель не возбудится и не будет фона.
Если есть возможность,БП с силовым трансформатором размещайте вверху а ТВЗ внизу в подвале. Шасси железное будет экраном между ними и не будет наводок магнитного поля с ТС на ТВЗ и в динамиках будет тишина в паузе а не фон 50 Гц. С которым замучаетесь бороться.

2) Основные схемы. Их не так много и они придуманы в начале прошлого века ,в расцвет ламповой техники и ничего нового изобрести нельзя и не нужно._По этим основным схемам выпускались десятилетия все усилители фирмами всего мира.

3) Одно тактный усилитель на выходе одна лампа. Усилитель без ОООС поэтому имеет повышенный КНИ и ИМД и имеет повышенное выходное сопротивление,что не есть хорошо.

_____________

Вводим ОООС с выходной обмотки ТВЗ в катод первой лампы. При этом все каскады усилителя охвачены ООС и ТВЗ в том числе,что способствует уменьшению КНИ и ИМД до 10 раз и улучшает АЧХ

Миф о хорошем звучании усилителя лампового однотактного на ТРИОДЕ на выходе и без ОООС кочует по сайтам уж 15 лет. Это заблуждение!! Триод охвачен внутренней ООС и поэтому прощает ошибки в выборе рабочих точек. Позволяет собрать усилитель и сапожнику и пирожнику без настройки. Но полностью проигрывает усилителю на пентоде или на лучевом тетроде,если эти усилители настроены по приборам. А откуда у сапожника и пирожника приборы и откуда он может знать как настраивать усилитель,вот и клепают они эти усилители на триодах,ДОХЛИКИ как я их называю,потому что триодный усилитель имеет в два — три раза меньшую мощность при применении одной и той же лампы на выходе (например КТ88 или 6П3С включенной триодом или лучевым тетродом) Смотрим таблицу какова МАКСИМАЛЬНАЯ выходная мощность однотакта на 6П3С в ТЕТРОДНОМ включении лампы = 6,5 ватта , а в ТРИОДНОМ включении лампы всего = 1,4 ватта.

шшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшш
Теперь двух тактная схема. Это основная схема высоко качественных усилителей. Уделом одно тактных усилителей было применение их в приёмниках и телевизорах до 2го класса из за низкого качества воспроизведения звука одно тактными усилителями. Все усилители выпускаемые в мире фирмами,делались только двух тактными и только на пентодах и лучевых тетродах на выходе. Ставить можно любые лампы,схема неизменна .Хоть для 6П14П маленькой,хоть для ГУ50 или КТ88.



И любой усилитель требует настройки после того как вы его изготовите. Настраиваем по Спектроанализатору подбирая рабочие токи ламп по наименьшему КНИ и ИМД , именно этих ламп,стоящих в этом усилителе,нумеруем их,что б вынув не попутать,когда опять ставить будете. ЧЕМ БОЛЬШЕ ТОК ВЫХОДНЫХ ЛАМП — ТЕМ МЕНЬШЕ ИСКАЖЕНИЯ,ВЫСТАВЛЯЕМ ВСЕГДА МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК ВЫХОДНЫХ ЛАМП, ДО НАЧАЛА ПОКРАСНЕНИЯ АНОДОВ В ТЕМНОТЕ И НАЗАД ОТКАТЫВАЕМСЯ ПО ТОКУ НА 10-15%.При замене лампы опять настройка. Ведь для себя делаете. Ни один фирменный конвейерный усилитель не настроен,особенно если он на печатной плате смонтирован. Ни кто не будет ковырять печатную плату и подбирать номинал резистора,настраивая на наилучшее звучание и параметры. Примерно посчитали какие надо ставить резисторы и гонят усилители! Для себя любимого настраивайте усилители,порою день два можете затратить на настройку,но за то зазвучит на полную катушку усилитель ваш. Для этого есть у нас тема ИЗМЕРЕНИЯ.Измеряя параметры можем сравнивать и добиваться наименьших искажений. Вот смотрите поменяли всего лишь напряжение на экранных сетках выходных ламп с 300 вольт до 165 вольт и видим как изменились КНИ и ИМД.Изменением напряжения на экранных сетках мы изменили внутреннее сопротивление лампы выходной и вывели её работу в точку наименьших КНИ и наибольшей мощности для данного применённого ТВЗ с этим коэф. трансформации и этой нагрузкой 4 ом.

Читать еще:  Регулирующий выключатель для светодиодных лампочек

Это видно на графике ТЕТРОДА лампы любой,где кривая КНИ есть и кривая максимальной мощности.Изменяя отношение напряжения зкранной сетки к анодному напряжению,мы можем в 3-5 раз изменять внутреннее сопротивление ламп Тетродов и пентодов,тем самым точно согласуя лампы с нагрузкой и тем самым уменьшим КНИ и ИМД усилителя.

УСИЛИТЕЛИ ДВУХТАКТНЫЕ



шшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшш
Это скачайте, Основное из темы собрано.
http://rghost.ru/54505126
шшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшш
КВОД-2 ИКОНА Аудиофилов описание http://www.keith-snook.info/quad-ii-val . ifier.html

Это полные рабочие схемы двухтактного усилителя. Ставим на выходе любые лампы. Строчные мощные 6П36С,6П45С,6П41С,6П44С , Г807 получаем усилитель 35-55 ватт , всё зависит от величины анодного напряжения. Или ставим 6П1П,6П14П,6П6С,6П3С, получаем усилитель 10-14 ватт. Усилители в классе А работают. ТВЗ данные в теме ТРАНСФОРМАТОРЫ 1я страница.Для двухтакта моноблока на 6П41С применяется ТС90 ТОР зд. ТОРЭЛ .

ОТРАБОТАННАЯ СХЕМА МОНОБЛОКА , ВВЕДЕНИЕМ ПОС МЫ МОЖЕМ ДО нуля Ом ПОНИЗИТЬ ВЫХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ УНЧ.


шшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшш
МОНОБЛОК НА ГУ50 Первая лампа 6Н9С или 6Н8С,резистор анодный разного номинала,усиление разное. ДАННЫЕ на схеме все.

Для двухтакта МОНОБЛОКА на ГУ50 по одной лампе в плече, для каждого моноблока ТС нужен 150-180 ватт железо мощностью , моточные данные 220вольт вторичка анодная на ток 0,4а / Смещение 40 вольт 0,03А/ 6,5 вольт 1А / 12,7в 2,5А /.
ТС для моноблока 4ХГУ50 железо 250ватт анодная обмотка / 220 в. 0,8а / 40 в. 0,03а / 12,8в 3а / 6,5в. 1а/ .
ТВЗ 200ватт если по две ГУ50 в каждом плече и анодное напряжение 800 вольт то мотаем /88 вит 0,8 / 1300 + 1300 вит 0,31-0,35мм / 44 и 44 вит. 0,8мм/ выходная мощность будет 80-100 ватт.
Если 600 вольт анодное ,то ТВЗ 200 120 вит 0,8 / 1300+1300 вит 0,31-0,35мм / 65 и 65 вит 0,8мм /
Если по одной ГУ50 в плече то мощность 50 ватт и данные в схеме даны ТВЗ. Это для работы в классе АВ-В для музыкантов.
При удвоении ламп в выходном каскаде,для согласования с нагрузкой в том же ТВЗ что и для двух ламп,мы должны в 1,41 раз увеличить количество витков во вторичке этого ТВЗ. Но это теоретически. Практически немного не так.Приходиться снова подбирать согласование изменяя витки вторички ТВЗ. При изменении анодного и экранного напряжения,тоже приходиться вновь подбирать количество витков вторички ТВЗ,но это для качественного УНЧ работающего в классе А. Для музыкантов и эстрадных УНЧ это не столь важно.
Для качественного воспроизведения усилитель в классе А должен работать и анодное не выше 400 вольт при токе лампы одной 80-90ма,выходная мощность 40 ватт. В классе А в ламповом усилителе выходная мощность всегда меньше чем мощность в классе АВ и всегда гораздо меньше мощности потребляемой выходным каскадом по анодному питанию от блока питания, но и качество звука выше.
ЭТО СХЕМА 100-120 ватт моноблока на ГУ50х4шт на выходе для музыкантов.

Это схема Эстрадного УНЧ для музыкантов Работает в классе АВ ,применён не симметричный ФИ ,первый триод работает с общим катодом,а второй триод с общей сеткой,поэтому ФИ имеет разное выходное напряжение по анодам лампы 6Н6П.

———————————————————————————————————————————————————————

шшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшш
Усилитель настраиваем при мощности 25% от максимальной на наименьшие КНИ и ИМД. Максимальная мощность усилителя измеряется при 10% КНИ или начале ограничения вершинок синусоиды на экране осциллографа , измеряем среднеквадратичное напряжение на эквиваленте нагрузки, возводим в квадрат и делим на R эквивалента вашего. P=U²/R например Umax=10v. R=4om. Pmax= 10²/4= 25 ватт.
ВЫХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ УНЧ ИЗМЕРЯЕМ ВЫСТАВИВ НА ЭКВИВАЛЕНТЕ 2 вольта,ПОТОМ ОТКЛЮЧАЕМ ЭКВИВАЛЕНТ И СМОТРИМ НАСКОЛЬКО УВЕЛИЧИЛОСЬ НАПРЯЖЕНИЕ НА ВЫХОДЕ УНЧ , ПО ФОРМУЛЕ ВЫЧИСЛЯЕМ ВЫХОДНОЕ Rвых=[(Uхх/Uнагр)-1]×Rнагр
или по этой формуле Rвых=[(Uхх-Uнагр)/Uнагр]×Rнагр пример: [(3-2)/2]×8= 4ом.
шшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшш
Драйверы УНЧ лампового лабораторные работы произвёл,сравнение какой лучше,какой меньше вносит искажений в сигнал усиливаемый,какой имеет большее усиление. Катодным резистором всегда выводим каскад в точку работы с наименьшими КНИ всего УНЧ. Не от фонаря берёт номинал резистора,тупо ставя тот что написано в схеме в интернете,книжке,а подбираем и при смене лампы опять подбираем по наименьшим КНИ. Каждая лампа одного и того же названия , требует свой номинал резистора при данном напряжении анодном.

ПРИМЕРНЫЙ МОНТАЖ УСИЛИТЕЛЯ ОДНОТАКТ 6П3С + 6Н9С

Если хотите поднять АЧХ на низких частотах,то включите последовательно с резистором ОООС конденсатор 0,5-1мкф . Если хотите поднять АЧХ на ВЧ частотах,зашунтируйте резистор 110 ом в катоде первого каскада,куда подходит резистор ОООС , конденсатором 0,3-0,8мкф.



В ВЫШЕ ПРИВЕДЁННОЙ СХЕМЕ ВСЕ ПОДСТРОЕЧНИКИ ПЕРВОГО КАСКАДА,ЗАМЕНИТЬ НА ПОСТОЯННЫЕ РЕЗИСТОРЫ ПОСЛЕ НАСТРОЙКИ. НИЖЕ ОДИН ИЗ ВАРИАНТОВ МОНТАЖА УСИЛИТЕЛЯ ДВУХТАКТА на ЛАМПАХ 6П3С,6П6С,6V6,КТ88,EL34.



Мой зимний проект — ламповый пред из того, что было

Приветствую всех !
Эта статья про мой первый ламповый предусилитель. Сразу скажу — познания мои в радиоэлектронике весьма ограничены, и занимаюсь я этим достаточно редко, хотя и люблю. На данный проект меня двинуло несколько обстоятельств :
Во первых — я давно хотел слепить что нибудь ламповое 😉
Во вторых — подвернулся корпус с трансформатором
В третьих — досталась кучка УПСов и блоков питания под разбор, так что высоковольтными электролитами я оказался обеспечен за глаза.

Да — совсем забыл — лампы приобрел по случаю, все выпуска 50х-60х годов, новые, Ташкентского завода, который, к сожалению был полностью разрушен землятресением.

Итак :
Пункт первый — выбор схемы. Тут я, руководствуясь непонятными мотивами, выбрал вариант на двух лампах 6Н3П — известный китайский вариант.
Вот она собственно :

Блок питания был завязан на три уже имеющиеся в наличии вещи :
Трансформатор — он, к сожалению, был однообмоточный по анодному, а я хотел сделать кенотронный выпрямитель, посему пришлось лепить извращенный вариант.
Дроссель — тоже был на 4 генри.
Также для создания хорошего накала хотелось стабилизированного постоянного напряжения, для этого был взят типовой степ даун конвертор с регулятором — наверное единственная современная вещь в конструктиве 😉

Разрядное сопротивление R3 — на любителя, если вы не хотите получать регулярный разряд в 200 вольт — можно его не ставить.
Сопротивление R4 необходимо, если вы захотите изменить анодное напряжение ( по каким то причинам ). Также можно грубо сказать — чем выше будет номинал R4, тем большую емкость электролитов можно ставить после.
Вообще блок питания расчитывался в программе ‘PSU designer II’.
Термистор на выходе накала призван защитить накальные цепи ламп и предотвращать срабатывание защиты микросхемы стабилизатора от чересчур большого тока на холодную.
Отвод до стабилизатора — абсолютно необязательная вещь, нобходимая для реализации понтов типа подсветки ламп светодиодами снизу и т.п.

Ладно — отвлеклись, погнали дальше. Вот так выглядел корпус в начале пути :

Следующим пунктом программы была организация питания. На типовой компьютерный разъем делаем фильтр :

Затем начинаем пробовать компоновку. Вводные там были такие :
Кратчайшие сигнальные пути
Имеющиеся панельки под навесной монтаж
Хотелось, чтобы лампы торчали из корпуса, поэтому были сооружены самодельные панельки

Все вроде помещается ;-), делаем монтажные карты и берем паяльник в руки :

Берем детали, паяльник и вперед :

На другой стороне вы видите желтый конденсатор. Это конденсатор из цепи обратной связи, забегая вперед, скажу, что его пришлось сначала перенести на другую сторону, а потом и вовсе заменить на керамику оказалось все таки что это металлопленка Панасоник, т.к. он очень способствовал межканальному возбуждению.

Пришла пора тестового включения :

Все готово, собираем окончательно и проверяем. Тут начинаются засады 😉
Засада 1 — Ток накала, когда все лампы на месте неслабо греет диодный мост и стабилизатор.
Решение — страшный радиатор :

Засада 2 — Спонтанное возбуждение одного из каналов.
Решение — замена пленочных конденсаторов на керамику, перенос их в другое место, а также установка экрана между канальными панельками ( экран — это кусок железа, вырезанный из старого корпуса от серверного блока питания )

После этого все заработало как надо 😉

Теперь поговорим про понты, или дизайн, или моддинг — кому как угодно.
Я сделал минимальные понты — подсветку ламп снизу, и кольцевой световод из оргстекла вокруг регулятора громкости :

Ну и вот как все выглядит сейчас :

И, под конец, несколько снимков тестовых измерений. Кстати да — постигла меня в процессе борьбы с возбудом беда — спалил один канал в звуковухе, так что результаты моно, но они поканально одинаковы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector