Рудольф Сворень - Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина
Еще резче отличается приведенное сопротивление нагрузки R'н от сопротивления звуковой катушки громкоговорителя. И это вполне понятно: ведь напряжение на первичной обмотке больше, чем на вторичной, а ток по ней протекает меньший. Это возможно лишь в том случае, если приведенное сопротивление нагрузки R'н будет во много раз больше, чем Rзв.Зная коэффициент трансформации n выходного трансформатора, легко подсчитать величину R'н с помощью простой формулы:
R'н = n2·Rзв
Здесь коэффициент трансформации n — это отношение числа витков первичной обмотки w1 к числу витков вторичной обмотки w2. Трансформатор понижающий, и поэтому n всегда больше единицы. Соответствующим подбором коэффициента трансформации можно добиться того, что сопротивление нагрузки R'н будет составлять несколько килоом при сопротивлении звуковой катушки Rзв несколько ом (лист 140).
При постройке приемника часто возникает необходимость переделать какой-нибудь фабричный трансформатор, приспособив его для данной лампы или данного громкоговорителя. При этом желательно знать, на какую лампу и на какой громкоговоритель был рассчитан трансформатор. Если окажется, что трансформатор подходит по мощности (а это, кстати, можно проверить по сечению сердечника и по диаметру провода первичной обмотки), то переделку можно свести к изменению числа витков вторичной обмотки. Этим самым мы получим коэффициент трансформации, необходимый для включения нового громкоговорителя (лист 141).
Если окажется, что данные переделываемого трансформатора неизвестны, то необходимое число витков вторичной обмотки можно найти, измерив коэффициент трансформации n и подсчитав число витков вторичной обмотки w2 (до переделки!). Для измерения коэффициента трансформации к первичной обмотке подводят переменное напряжение 5—20 в и измеряют напряжение на вторичной обмотке.
Сборка сердечника выходного трансформатора осуществляется «встык» (лист 115). Для создания зазора между двумя частями сердечника — стержневой и Ш-образной прокладывают полоску тонкой бумаги.
В заключение отметим, что сопротивление анодной нагрузки Rн у мощных выходных ламп, как правило, в несколько раз меньше, чем у маломощных пентодов и триодов. Однако на этом сравнительно небольшом сопротивлении выходная лампа развивает значительно большие, чем другие лампы, переменное напряжение Uа~ мощность Рвых. Происходит это за счет большого анодного тока, в частности, большой переменной составляющей Iа~. Значительный анодный ток как раз и является особенностью выходных ламп (лист 142).
Указывая величину переменного напряжения или тока, обычно имеют в виду их эффективное значение. Как известно, амплитуда — это наибольшее значение переменного напряжения или тока, которое появляется лишь на мгновение. Эффективное же значение говорит о способности переменного тока совершать работу в среднем за весь период (листы 143, 144). Совершенно очевидно, что эффективное значение тока Iэф или напряжения Uэф меньше амплитудного: ведь амплитуда бывает лишь дважды за весь период, а все остальное время ток значительно меньше и моментами даже становится равным нулю. Для переменного тока, протекающего в сети, эффективное напряжение в 1,4 раза меньше амплитуды. Это значит, что при эффективном напряжении 220 в амплитуда достигает 308 в. Напряжение сети, напряжение на обмотках трансформаторов, токи и напряжения на шкале измерительных приборов всегда указываются в эффективных значениях.
Для нормальной работы усилителя мощности (лист 146) к сетке выходной лампы необходимо подвести управляющее напряжение Uвx в несколько вольт (обычно 3—15 в). В то же время напряжение, которое развивает источник усиливаемого сигнала, оказывается намного меньше: напряжение на выходе большинства звукоснимателей не превышает нескольких десятых долей вольта. Широко распространенные микрофоны дают напряжение несколько милливольт, напряжение низкой частоты на выходе детектора в простых ламповых приемниках часто также не превышает одного вольта.
Учитывая это, в усилитель НЧ вводят еще один каскад (лист 145), а иногда два-три каскада. Их задача — усилить напряжение сигнала в десять — пятьдесят раз и таким образом довести это напряжение до величины, которая обеспечит нормальную работу выходного каскада.
Анодной нагрузкой в усилителе напряжения, как правило, служит обычное сопротивление. В этом случае подавать переменное напряжение с анода лампы усилителя напряжения прямо на сетку лампы выходного каскада нельзя, так как на аноде, кроме переменного, действует еще и постоянное напряжение. Усиленный сигнал подводится к выходному каскаду через конденсатор (Сс), который, как известно, постоянного тока не пропускает. Этот конденсатор получил название разделительного или переходного (рис. 98).
Рис. 98. Переменное напряжение («возбуждение») на сетку лампы выходного каскада подается с анода лампы усилителя напряжения через разделительный переходный конденсатор.
Давайте посмотрим, из каких соображений выбираются основные элементы усилителя (см. листы 133, 145, а также практическую схему, чертеж 12).
Предположим, что в таком каскаде используется пентод с внутренним сопротивлением 500 ком. В этом случае можно включить в качестве анодной нагрузки Rн (R13) сопротивление порядка 200 ком, то есть в два с половиной раза меньше, чем Ri. Разделительный конденсатор С"с (C28) вместе с сопротивлением утечки сетки выходного каскада R"c (R17) образуют делитель напряжения, подключенный к сопротивлению анодной нагрузки Rн. Нижний по схеме конец нагрузки Rн соединен непосредственно с цепочкой R"cС"с верхний по схеме конец сопротивления Rн заземлен через конденсатор фильтра выпрямителя (чертеж 11) и, таким образом, также подключен к цепочке R"cС"с (R17C28). Та часть поступающего с анодной нагрузки усиленного напряжения, которая выделяется на сопротивлении R17 и подводится к сетке усилителя мощности, фактически является выходным напряжением первого каскада Uвых, лист 133).
Общее сопротивление делителя R"cС"с должно быть достаточно большим, иначе он будет сильно шунтировать сопротивление анодной нагрузки. Обычно R"c делают в несколько раз больше, чем Rн. В нашем случае мы можем сделать R17 равным 0,5 Мом, то есть в пять раз больше R13.
Емкость конденсатора С"с должна быть достаточно большой, иначе он будет иметь значительное сопротивление на низших частотах и завалит частотную характеристику. Действительно, чем больше емкостное сопротивление конденсатора С"с, тем большая часть усиленного напряжения теряется на нем, тем меньше будет напряжение Uвых действующее на сопротивлении R"c.
Наиболее часто встречающиеся данные деталей усилительного каскада приведены на его типовой схеме (лист 145).
К конденсатору С"с приложено не только переменное, но и постоянное напряжение, действующее на аноде первой лампы Поэтому конденсатор С"с должен быть рассчитан на большое напряжение (200–300 в), иначе может произойти пробой — короткое замыкание обкладок — этого конденсатора. В результате пробоя С"с на сетке выходной лампы появится большое положительное напряжение, возникнет сеточный и резко возрастет анодный ток, из-за чего выходная лампа может выйти из строя (рис. 99).
Рис. 99. Если переходный конденсатор окажется пробитым, то на сетку выходной лампы попадает «плюс», анодный ток резко возрастет, каскад прекратит работу, а сама выходная лампа выйдет из строя.
В сеточную сеть усилителя напряжения, как правило включают регулятор громкости (рис. 100, 101, лист 147), которые представляет собой обычный делитель напряжения (потенциометр). Кроме того, в усилителях имеются регуляторы тембра которые дают возможность изменять частотную характеристику в зависимости от вкусов слушателя и характера передачи.
