Рудольф Сворень - Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы

Выходная мощность усилителя (она же является входной мощностью громкоговорителя) непосредственно зависит от уровня входного сигнала. Таким образом, ключ к управлению режимом выходного каскада в буквальном смысле слова находится в ваших руках. Поворотом регулятора громкости вы можете чрезмерно увеличить сигнал на сетке выходного каскада, ввести этот каскад в область перегрузки и резко повысить нелинейные искажения. Обычно усилитель рассчитывают так, чтобы он не мог зайти слишком далеко в область перегрузки. И если окажется, что переменное напряжение на сетке выходной лампы после усиления получится слишком большим, то от избыточного усиления легко избавляются (например, введением отрицательной обратной связи).

Запас усиления, который дал нам двухкаскадный усилитель напряжения, позволяет применить эффективные схемы регулятора тембра. Один из них (схема рис. 61, аналогичная схеме рис. 35, 5 ) на частотах 100 гц и 10 кгц обеспечивает глубину регулировки частотной характеристики на ±20(25) дб. Этот регулятор благодаря своей эффективности и сравнительной простоте получил очень широкое распространение.

Рис. 61. Двухламповый трехкаскадный усилитель.

Второй регулятор (схема рис. 51, аналогичная схеме рис. 35, 6 ) на частоте 60 гц регулирует частотную характеристику в пределах от +30 до —20 дб (то есть на 50 дб), а на частоте 8 кгц — в пределах от +15 до —20 дб. Возможность создавать значительный подъем частотной характеристики особенно важна для переносных радиограммофонов, где из-за небольших размеров акустического агрегата заметно ослабляется воспроизведение низших частот.

В обеих схемах усилителей имеется несколько цепей обратной связи. В первых каскадах для этой цели служат незашунтированные конденсаторами сопротивления в катодных цепях (рис. 39, 2 ). Для того чтобы охватить обратной связью главный источник искажений — выходной каскад, используется переменное напряжение, действующее на вторичной обмотке выходного трансформатора. Оно подается на катодную, то есть в сеточную цепь предоконечного каскада.

В усилителе по схеме рис. 51 в цепь обратной связи включены элементы регуляторов тембра. Особенностью этой схемы является использование нескольких громкоговорителей — двух высокочастотных 1ГД-9 и низкочастотного 5ГД-14 (табл. 8). Таким образом получается уже довольно сложный акустический агрегат, для которого можно применить четвертую конструкцию радиограммофона (рис. 44). Усилитель, конечно, не может полностью «накормить» все громкоговорители, и они работают с недогрузкой. Это нисколько не уменьшает излучаемой звуковой мощности, но зато заметно снижает искажения.

Рис. 51. Двухламповый трехкаскадный усилитель с Т-образными фильтрами коррекции.

Громкоговорители разделены на две группы: высокочастотную и низкочастотную, причем каждая группа подключается к аноду выходной лампы через собственный выходной трансформатор. Низкочастотный трансформатор Тр 1 включен в анодную цепь лампы, как обычно, а высокочастотный Тр 2 подключается через конденсатор C 13 сравнительно небольшой емкости. Конденсатор С 13 не пропускает к Тр 2 низшие частоты — они все равно плохо воспроизводятся громкоговорителями 1ГД-9. Поскольку Тр 2 избавлен от низших частот, его первичная обмотка имеет небольшую индуктивность (рис. 49). В то же время благодаря небольшим габаритам Тр 2 имеет малую индуктивность рассеяния L p , а это очень важно для хорошего воспроизведения высших частот. Трансформатор Тр 2 подключен к аноду через конденсатор, и по его первичной обмотке не проходит постоянный ток. Поэтому в трансформаторе Тр 2 применен небольшой сердечник, собранный без зазора (сборка в стык). Оба трансформатора взяты от приемника «Октава» (табл. 16), причем число витков вторичной обмотки Tp 1 уменьшено до 65 (провод ПЭЛ-0,64).

В блоке питания третьего и четвертого усилителей используются силовые трансформаторы от приемника «Байкал» и дроссели, намотанные проводом ПЭ-0,15 на сердечнике III 18 X 20.

Все усилители, с которыми мы познакомились, относятся к группе однотактных. Смысл этого слова станет понятным, когда мы узнаем, как работают представители другой группы — двухтактные усилители.

До сих пор при выборе схемы и конструкции усилителя низкой частоты мы обращали главное внимание на то, чтобы он усиливал электрический сигнал с минимальными искажениями. Это требование будет оставаться главным и в дальнейшем, когда мы займемся конструированием сравнительно мощных усилителей, например для радиоузлов. Однако по мере увеличения выходной мощности все большее значение приобретает еще один показатель работы усилителя — его к. п. д.

Этот коэффициент говорит о том, насколько продуктивно усилитель использует электроэнергию для создания мощной копии сигнала. Так, например, если к. п. д. равен 50 %, то это значит, что только половина потребляемой энергии превращается в мощную копию сигнала, а вторая половина безвозвратно теряется в различных цепях усилителя, в итоге превращаясь в тепло.

Чем меньше к. п. д., тем большую мощность нужно подвести к усилителю для создания каждого ватта выходной мощности. В нашем примере (к. п. д. = 50 %) на каждый ватт выходной мощности расходовалось 2 вт. При к. п. д. = 25 % этот расход увеличивается уже до 4 вт, а потери возрастают до 3 вт. Ясно, что с увеличением мощности усилителя пропорционально возрастает и мощность потерь. Вот почему борьба за высокий к. п. д. приобретает особое значение при разработке мощных усилителей. Важно также повышать к. п. д. и в электронных устройствах небольшой мощности, если они выпускаются большим тиражом. Так, например, если всего на 10 % уменьшить мощность, потребляемую каждым телевизором, то в целом по стране это даст гигантскую экономию электроэнергии — примерно 10 миллионов рублей в год! Этой суммы хватит на то, чтобы построить благоустроенные квартиры на 1000–1500 человек.

Наряду с экономией энергии повышение к. п. д. имеет еще одно важное достоинство. Уменьшается потребляемая мощность, и вместе с этим упрощается устройство анодного выпрямителя, фильтров, силового трансформатора. Для радиолюбителя это может иметь первостепенное значение. Так, например, если в вашем распоряжении есть силовой трансформатор мощностью 60 вт, то с его помощью можно питать усилитель мощностью 15 вт, если его к. п. д. составляет 25 %, или усилитель мощностью 30 вт с к. п. д. = 50 %. Иными словами, при ограниченной потребляемой мощности выходная мощность усилителя будет тем больше, чем экономнее мы научимся расходовать энергию, чем более высокий к. п. д. сумеем получить (рис. 52).