Ламповый усилитель В. Смирнова и В. Фурина

В статье приводится описание лампового усилителя НЧ, который в сочетании с высококачественным акустическим агрегатом может быть использован в приемнике, телевизоре, магнитофоне или в комбинированной любительской акустической системе, включающей эти элементы. Усилитель развивает мощность 12 Вт при относительно малых нелинейных искажениях (0,8—1,2%) и входном напряжении 70 мВ.

Частотная характеристика усилителя достаточно равномерна в диапазоне от 20—30 Гц до 15—20 кГц. Наличие глубокой раздельной регулировки тембра позволяет в широких пределах корректировать частотную характеристику всего тракта в соответствии с характером передачи, акустическими свойствами помещения и т. п.

На входе усилителя (рис. 1) включен компенсированный регулятор громкости, благодаря чему форма частотной характеристики изменяется в зависимости от уровня сигнала (рис. 2): при малых уровнях громкости увеличивается подъем усиления на низших и высших звуковых частотах, что соответствует кривым равной громкости звучания. Первый каскад усилителя, выполненный на левой (по схеме) половине лампы 6Н2П (Л1a), охвачен обратной связью по напряжению (через цепь R6С3), что устраняет возможность самовозбуждения на ультразвуковых частотах. Второй каскад работает на правом (по схеме) триоде Л1б и является посуществу широкодиапазонным регулятором тембра. Обычно регулировка тембра осуществляется с помощью пассивных частотно-зависимых RC-делителей напряжения. Недостатком таких регуляторов является то, что они увеличивают нелинейные искажения и затрудняют получение низкого уровня фона и шумов. Более совершенными являются регуляторы, использующие свойства цепей с отрицательной обратной связью. Один из таких регуляторов и применен в описываемом усилителе.

Напряжение обратной связи подается с анода лампы Л1б на ее сетку через цепи регуляторов высших и низших частот. При среднем положении движка потенциометров R10 и R13 усиление каскада равно единице, а частотная характеристика линейна в широком диапазоне частот (рис. 3). Перемещение движков потенциометров изменяет глубину обратной связи на высших или низших частотах, причем во всех случаях каскад охвачен достаточно глубокой обратной связью. Преимуществом такого регулятора является большая крутизна срезов частотной характеристики и практическая независимость регулировки в области высших и низших частот.

Как видно из графиков, диапазон регулировок составляет на частоте 20 Гц ± 18 дб и на частоте 10 кГц ± 15 дб. Регулировка частотной характеристики усилителя в области низших частот осуществляется потенциометром R10, а в области высших частот — потенциометром R13. Оба эти потенциометра должны иметь характеристику типа А (линейную). Переменное сопротивление с отводом от средней точки (R13) можно изготовить из обычного потенциометра (см. журнал «Радио» № 2 за 1950 год, стр. 36).

В крайнем случае, вместо того, чтобы делать отвод, можно параллельно потенциометру R13 подключить два последовательно соединенных постоянных сопротивления по одному мегому каждое. Точку соединения сопротивлений следует заземлить аналогично отводу потенциометра R13.

Третий каскад усиления, выполненный на пентоде 6ЖЗП (Л2), дает большое усиление по напряжению, что позволяет ввести несколько цепей достаточно глубокой отрицательной обратной связи. Связь между третьим каскадом и фазойнвертором осуществляется без переходного конденсатора, благодаря чему уменьшаются дополнительные фазовые сдвиги, нарушающие симметрию выходного каскада. Для того чтобы получить необходимое отрицательное смещение на сетки лампы фазоинвертора, сопротивление R25 выбирается таким, чтобы потенциал катода Л3 был выше потенциала анода Л2.

На экранирующие сетки ламп выходного каскада (Л4, Л5) подается не только постоянное, но и переменное напряжение, снимаемое с части витков первичной обмотки выходного трансформатора. Анодный ток ламп поэтому изменяется под действием как переменного напряжения на первой сетке, так и переменного напряжения на экранирующей сетке. Поскольку оба эти напряжения находятся в противофазе, то выходной каскад оказывается охваченным отрицательной обратной связью, глубина которой определяется точкой подключения экранирующей сетки лампы к первичной обмотке трансформатора. При таком включении параметры лучевого тетрода занимают промежуточное положение между параметрами триода и пентода: лампа обладает малым внутренним сопротивлением и развивает большую мощность при сравнительно небольшом напряжении возбуждения.

Выбором точки подключения экранирующей сетки к первичной обмотке выходного трансформатора можно в сильной степени изменять параметры ламп, а также добиваться снижения нелинейных и интермодуляционных искажений. Для лампы 6П14П наименьшие искажения получаются тогда, когда между каждой экранирующей сеткой и соответствующим анодом включено 25% витков одного плеча первичной обмотки выходного трансформатора. Следует отметить, что по сравнению с обычным усилителем с обратной связью при триодно-пентодном включении ламп повышается устойчивость каскада, в результате чего отпадает необходимость в дополнительных элементах для подавления самовозбуждения на крайних частотах диапазона.

Кроме указанных выше цепей обратной связи, имеется еще одна: со вторичной обмотки выходного трансформатора напряжение подается на катод лампы Л3. Глубина этой связи регулируется подбором сопротивления R22 и составляет примерно 25 дб.

Применение глубокой отрицательной обратной связи в усилителе позволило снизить до — 60 дб уровень шумов и фона переменного тока. С целью уменьшения фона заземление обмотки накала ламп осуществляется с помощью потенциометра R35.

Усилитель собран на шасси размерами 210 X 150 X X 50 мм, которое может быть выполнено из листового дюралюминия или стали толщиной 2 мм. Выпрямитель монтируется на отдельном небольшом шасси. Внешний вид собранного усилителя показан на рис. 4. Большинство постоянных сопротивлений и конденсаторов смонтировано на гетинаксовых платах, расположенных в подвале шасси (рис. 5).

Возможна также другая компоновка усилителя: лампа Л1 вместе с относящимися к ней деталями монтируется в небольшом выносном усилителе, в котором и осуществляются регулировки тембра и громкости, а выпрямитель и остальные каскады усилителя выполняются на общем шасси. Соединение между выносным усилителем и оконечным блоком осуществляется с помощью гибкого экранированного четырехжильного провода, длина которого может достигать 5 м. Одним из наиболее ответственных узлов лампового усилителя является выходной трансформатор и поэтому его следует выполнить особенно тщательно. Трансформатор собран на сердечнике из пластин Ш-25 при толщине пакета 40 мм. Обмотка I содержит 4000 витков провода ПЭЛ 0,18 с отводом от средины. Каждый из отводов на экранирующие сетки делается от 400-го витка, считая от средней точки. Обмотка II содержит 100 витков провода ПЭЛ 1,0.

Для уменьшения индуктивности рассеивания обмотку II разделяют на три части, а обмотку I на две части. Расположение отдельных частей обмоток на каркасе трансформатора показано на рис. 6. Вторичная обмотка рассчитана на присоединение громкоговорителей сопротивлений 3,5 ом. Следует отметить, что глубокая отрицательная обратная связь делает усилитель мало критичным к сопротивлению нагрузки.

Дроссель фильтра Др1 собран на сердечнике из пластин Ш-18 при толщине набора 20 мм с зазором 0,12 мм и обмоткой из провода ПЭЛ 0,18, намотанного до заполнения каркаса. Силовой трансформатор выполнен на сердечнике из пластин Ш-25, толщина пакета 70 мм. Сетевая обмотка имеет 700 витков провода ПЭЛ 0,55 с отводом от 350-го и 400-го витков. Повышающая обмотка содержит 2 X 950 витков провода ПЭЛ 0,22, обмотка накала ламп — 20 витков провода ПЭЛ 1,0, обмотка накала кенотрона — 16 витков провода ПЭЛ 0,8.

Усилитель можно питать и от другого выпрямителя, на выходе которого можно получить напряжение 300 в при токе 90 ма и необходимое напряжение для накала ламп (6,3В, 2,7А) и кенотрона. Налаживание лампового усилителя сводится в основном к подбору режима ламп и сопротивления R22.

РАДИО 4,1958