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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Lámpara de nivel de entrada UMZCH. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de potencia de tubo A lo largo de los años, la tecnología de amplificación de sonido ha acumulado una gran cantidad de soluciones técnicas que permiten obtener excelentes resultados, sin embargo, a pesar de todo, muchos diseñadores (no solo radioaficionados, sino también firmas serias) vuelven una y otra vez a sus raíces, como lo más simple posible desde el punto de vista del circuito, pero al mismo tiempo para las soluciones más efectivas que le permiten obtener un sonido de alta calidad. Una de estas áreas de diseño es la construcción de UMZCH en tubos de vacío. (UMZCH - Amplificador de potencia de frecuencia de audio). Sin embargo, aquí debemos rendir homenaje: a pesar de la aparente simplicidad de los circuitos eléctricos, no todos logran obtener un sonido "decente". Pero si un radioaficionado experimentado no puede traer solo una moneda más a su alcancía de experiencia, entonces para un principiante este problema, al ser irresoluble por sí mismo, puede privarlo permanentemente de su deseo de dedicarse al diseño. Sin embargo, esto ya es del campo de la psicología... :) Se ofrece a la atención de los constructores novatos un UMZCH de tubo muy simple de repetir y, lo que es más importante, no caprichoso y de bastante alta calidad, que utiliza lámparas y piezas comunes que se usaron ampliamente en su época en televisores y radios. El amplificador fue diseñado como un amplificador terminal (es decir, no incluye ningún control de tono ni ningún otro nodo, como interruptores, preamplificadores correctivos, etc.) y originalmente estaba destinado a amplificar la señal proveniente de la tarjeta de sonido de la computadora, sin embargo , muy buenas características (subjetivamente) permiten que se utilice para amplificar la señal de otras fuentes más "serias" (reproductor de CD, reproductor de discos de vinilo, grabadora de cinta, etc.) Un diagrama esquemático de un canal del amplificador se muestra en la fig. una
El amplificador es de dos etapas. La primera etapa está construida sobre la mitad del triodo doble 6N3P (VL1) y es una etapa clásica de amplificación de voltaje. La segunda mitad de la lámpara se utiliza en el segundo canal del amplificador.
En las resistencias R4, R5, debido a la corriente del cátodo que fluye a través de ellas, se crea un voltaje de polarización que establece el modo de funcionamiento de la lámpara. La ausencia de un condensador en el circuito del cátodo (que generalmente está presente en los diseños industriales y está conectado en paralelo con la resistencia del cátodo) no deja de tener sentido: esto le permite obtener OOS local en la cascada, por lo que, aunque la ganancia se reduce algo, la linealidad de la cascada aumenta. La profundidad de tal OOS local es pequeña y está determinada por la relación de los valores de resistencia de las resistencias R4 y R6. Esta técnica también le permite "matar" al segundo conejo; es muy conveniente aplicar un voltaje del OOS general al circuito del cátodo, lo que se hace en nuestro caso: la señal del amplificador sale a través del divisor formado por resistencias R5 y R4 se alimenta directamente al cátodo. El tipo de lámpara y el punto de funcionamiento se eligieron en base al deseo de obtener un régimen en la sección lineal de la CVC (característica voltaje-amperio) de la lámpara, mientras que la aparición de la corriente de red sería inaceptable (la corriente en el circuito de la red ocurre cuando el voltaje en él se vuelve positivo en relación con el cátodo, como resultado, hay fuertes distorsiones de la señal) en cualquier modo de operación del amplificador, y una pequeña impedancia de salida de la etapa con suficiente amplificación, lo que permitirá "ignorar" las capacidades parásitas de la instalación y de la lámpara, y la inductancia de las resistencias de la etapa siguiente. Pero con todo esto, la corriente del ánodo debe ser lo suficientemente pequeña para garantizar la longevidad de la lámpara. Como resultado, la resistencia en el circuito del ánodo fue de 47 kOhm y la corriente del ánodo fue de 3 mA (con la corriente del ánodo regulada por el libro de referencia de 8 mA para la lámpara 6N3P); en este punto, las características I–V son bastante lineales. para una señal de entrada con una oscilación de hasta 3 voltios. La ganancia de voltaje de la cascada es 16,5. La segunda etapa tampoco difiere en originalidad: esta es una cascada típica de un solo ciclo construida sobre un potente pentodo de salida 6P14P (VL2). La resistencia de cátodo R9 establece el punto de funcionamiento de la lámpara (corriente de ánodo 48 mA, segunda rejilla 7 mA) y también organiza un OOS poco profundo local. La resistencia en el circuito de la red se elige con una resistencia relativamente baja para reducir la influencia de las capacidades parásitas de la instalación y la corriente de fuga de la primera red (las lámparas en general siempre tienen una corriente de fuga en el circuito de la primera red, incluso cuando el voltaje en él es negativo con respecto al cátodo, pero es más notable para lámparas de alta potencia. La magnitud de esta corriente es del orden de varios μA. El efecto negativo es la "salida" del modo de lámpara), pero es importante que su resistencia sea significativamente mayor que la resistencia de salida de la etapa anterior. La lámpara de la segunda etapa se carga en el transformador de salida; es necesario combinar la alta resistencia de salida de la lámpara (alrededor de 4,5 kOhm) con una carga de resistencia relativamente baja. El principio de elegir un transformador para este diseño, "barato y alegre", se utilizaron transformadores del tipo TVZ-1-9, que se usaron tanto en televisores como en algunos receptores de radio. Puede usar otros tipos de transformadores de audio de salida, solo es importante que estén diseñados específicamente para su uso en etapas de salida de un solo extremo. Incluso puede experimentar con transformadores del tipo TVK (utilizados en las etapas de salida de un escaneo vertical), pero debe tener en cuenta que el transformador de salida es quizás el detalle más importante en un amplificador de válvulas: su calidad en su mayor parte determinará la calidad del amplificador en su conjunto. Ganancia de voltaje de la etapa de salida 0,85 (medida con una carga de 4 ohmios) En la entrada del amplificador, se utiliza un filtro que no pasa las frecuencias más bajas del rango de audio a la entrada del amplificador (desde aproximadamente 40 Hz y menos). La necesidad de dicho filtro se debe a las siguientes consideraciones: a) la mayoría de los sistemas acústicos domésticos de clase media tienen frecuencias operativas más bajas de 40 a 60 Hz y, en principio, no son capaces de reproducir una señal con una frecuencia por debajo de este umbral - la señal suministrada al sistema acústico es obviamente más baja que su frecuencia mínima de operación solo genera una distorsión adicional significativa debido al desplazamiento de los conos del altavoz por esta señal; b) los locales domésticos son de tamaño pequeño y, como resultado, a bajas frecuencias en dichos locales hay muchas resonancias que provocan el efecto de "murmullos" durante la reproducción, y cuanto más pequeña es la habitación, más pronunciado es este efecto, las frecuencias más altas la resonancia se manifiesta; c) al disminuir la frecuencia, la potencia del amplificador requerida para la reproducción debería aumentar (esto es cierto para todo el rango de frecuencias), por ejemplo, si 100 W son suficientes para reproducir una señal con una frecuencia de 3 Hz a un volumen normal, luego para reproducir 50 Hz con el mismo volumen, ya es necesaria una potencia de salida del amplificador de 12W; d) la frecuencia de operación más baja de la mayoría de los transformadores de audio industriales es de 40-50 Hz; a frecuencias más bajas, el transformador, así como el sistema acústico, pierde eficiencia (esto se debe al valor finito de la inductancia del devanado primario), y en combinación con la mayor potencia de la señal de frecuencia más baja también genera una distorsión significativa. Teniendo en cuenta todo esto, así como el hecho de que la potencia de salida de la etapa amplificadora de un solo extremo en una lámpara 6P14P está limitada a 4,5 W, se decidió utilizar dicho filtro. Por supuesto, si utiliza transformadores y sistemas acústicos de alta calidad, entonces no hay necesidad de dicho filtro. En este caso, no puede montarlo quitando R2 para esto y reemplazando C2 con un puente. De cara al futuro, me gustaría señalar que al comparar el sonido de un amplificador con y sin filtro, siempre se dio preferencia subjetiva a la variante de un amplificador con filtro: los graves, contrariamente a las previsiones, son más "elásticos" debido a la eliminación de la sobrecarga de la etapa de salida y una reducción significativa en el "murmullo" de la sala.
Блок питания El amplificador es bastante simple: es un transformador, también tomado de un televisor de tubo antiguo, con un rectificador de voltaje de ánodo (Fig. 2). La capacitancia del condensador de filtro C7 se elige relativamente pequeña; esto se debe al deseo de reducir la corriente máxima a través de los diodos rectificadores (no es ningún secreto que los diodos rectificadores que funcionan con una carga capacitiva están abiertos solo por un corto período de tiempo en comparación con la duración del medio ciclo, y en este momento la corriente fluye a través de ellos, superando significativamente el promedio consumido por la carga). Pero dado que las ondas de voltaje son bastante significativas en una capacitancia pequeña, el filtro R1 C10 se usa en el amplificador (Fig. 5), donde la capacitancia C5 ya puede ser bastante grande para suprimirlas de manera efectiva. La primera etapa también se alimenta a través del mismo filtro R7 C3, que además la protege de las ondas de tensión de alimentación provocadas por el funcionamiento de la segunda etapa. La cadena R11-R14 (Fig. 1) es común para ambos canales del amplificador y está diseñada para crear un potencial positivo del circuito de filamento en relación con los cátodos de las lámparas. Esto es necesario para reducir el fondo de CA: un filamento muy calentado y el cátodo forman una especie de diodo de vacío, y si hay un voltaje positivo en el cátodo en relación con el filamento en algún momento, una pequeña corriente fluirá desde el filamento a el cátodo Esta corriente también fluirá a través de las resistencias catódicas, provocando una caída de voltaje entre ellas, que luego será amplificada por todas las etapas posteriores de la misma manera que la señal útil. Los R11 y R12 conectados en serie realizan otra función: las capacidades de los filtros de potencia se descargan a través de ellos cuando se apaga el amplificador. La corriente total consumida por las lámparas incandescentes es de 1,85 A. El devanado de filamento del transformador debe estar diseñado para esta (o más) corriente, de lo contrario, el devanado de filamento del transformador puede sobrecalentarse. Construcción y detalles Ambos canales del amplificador, a excepción de la fuente de alimentación, están completamente montados en una placa de circuito impreso (el arroz Xnumx). Dado que las lámparas disipan mucho calor, no tiene sentido esforzarse por obtener una alta densidad de montaje. Por la misma razón, es deseable utilizar láminas de fibra de vidrio como material para una placa de circuito impreso; este material es más resistente a la temperatura que la textolita o los getinaks y no se deforma cuando se calienta, lo que a menudo sucede con las placas basadas en getinax. Las resistencias pueden ser del tipo BC o MLT. R1-R5, R13 y R14 pueden ser de cualquier potencia (la placa de circuito impreso está diseñada para instalar resistencias como BC-0,5 y MLT-0,5), R6, R7, R8, R11 y R12 es mejor tomar una potencia de al menos menos 0,5 W (Para R7 y R8, esto se debe no tanto a la potencia disipada en ellos, sino a la posibilidad de "disparar" entre las vueltas del hilo en el momento en que se suministra energía al amplificador). R9 debe ser al menos 1W, R10 - 2W. R10 es mejor para tomar un cable, también debido a la posible falla en el momento del encendido, pero en casos extremos, MLT-2 también es adecuado. Las resistencias de las resistencias R1, R11-R14 pueden diferir significativamente de las indicadas en el diagrama: R1 puede ser de 100 kOhm a 1 MΩ; R13, R14 de 1 a 100 kOhm, pero preferiblemente la misma resistencia; la resistencia R11 puede variar de 100 a 470 kOhm, y la resistencia R12 debe ser de 5 a 15 veces menor que la resistencia R11. R7 puede ser de 2 a 8,2 kOhm. No se debe aumentar la resistencia R10, pero se puede usar cualquier resistencia en el rango de 100 a 220 ohmios. La resistencia R6 también puede variar, de 22 a 75 kOhm, sin embargo, debe tenerse en cuenta que con un aumento de la resistencia R6, es necesario aumentar la resistencia R4, por lo que la profundidad de la retroalimentación será cambiar un poco, y por lo tanto la sensibilidad del amplificador cambiará. Para configurar la sensibilidad requerida, deberá seleccionar la resistencia R5. La resistencia R9 no debe cambiarse; solo como último recurso, puede instalar una resistencia con una resistencia de 130 ohmios. La placa de circuito impreso proporciona dos lugares para la resistencia R12 (marcada como R12 "en el diagrama de cableado), conectada en paralelo, por lo que dos resistencias con una resistencia mayor que la nominal también se pueden usar como R12. Las resistencias R4, R5 y R9 para ambos canales no están de más para recoger en pares con los valores de resistencia más cercanos; esto facilitará la sintonización del amplificador. Los condensadores C1, C2 y C4 son condensadores de película. C1 y C2 tipo K73-9, C4 - K73-17. La capacitancia C4 puede ser de 0,47 a 1,5 uF. El voltaje de operación de los capacitores C1 y C2 no es crítico (se usan capacitores con un voltaje de 100 V), el voltaje del capacitor C4 debe ser de al menos 250 V. Se pueden usar otros tipos de capacitores, sin embargo, se debe tener en cuenta tenga en cuenta que, por ejemplo, los condensadores de metal-papel o mica tendrán dimensiones mucho mayores, y el uso de condensadores ferroeléctricos en circuitos de audio es inaceptable debido al importante efecto piezoeléctrico. El uso de condensadores no sellados (como BMT, MBM) tampoco es aceptable debido a la presencia de corrientes de fuga en ellos. Los condensadores electrolíticos no son absolutamente adecuados. Condensadores de filtro de potencia: cualquier electrolítico de tamaño adecuado con un voltaje de funcionamiento de al menos 300 V. La capacitancia C3 debe ser de al menos 10 microfaradios (sin embargo, en este caso es deseable aumentar la resistencia R7 a 5,1-6,2 kOhm), es indeseable para reducir la capacitancia C5 ( en casos extremos, puede poner 220 microfaradios). Tampoco es deseable reducir la capacitancia del condensador de filtro C7 en la fuente de alimentación. Los diodos del puente rectificador también se pueden reemplazar por cualquier otro, solo es importante que cuando el amplificador esté encendido, puedan soportar la corriente de carga de los condensadores del filtro (hasta 2 A), y están diseñados para un voltaje inverso de al menos menos 400 V. D226G es bastante adecuado.
Se utilizaron casquillos PL9-2 para colocar las lámparas. También son adecuados otros enchufes que se pueden instalar en una placa de circuito impreso. En su defecto, puede utilizar paneles que no sean adecuados para el cableado impreso. Para instalar en una placa, puede soldar piezas de un cable grueso de un solo núcleo a sus terminales, con la ayuda de los cuales se instalará el zócalo en la placa. Sin embargo, sería preferible modificar directamente las conclusiones del panel, cortando parte de la conclusión con cuchillas laterales afiladas (pinzas) (ver foto). Los puentes JP1 se utilizan desde placas base de computadora fallidas. Los pines del conector a través del cual se alimenta la señal a la entrada del amplificador son del mismo tipo. Los pines también se montan en la placa para conectar el transformador de salida y la fuente de alimentación; se usan desde los conectores unificados que se usan en los televisores. Los cables a estos pines están soldados, aunque no se excluye el uso de conectores. Durante la instalación, se debe prestar especial atención a la conexión a un cable común: todos los circuitos de un cable común deben conectarse en un punto o en una secuencia estrictamente definida. En la placa de circuito impreso, se observa esta secuencia; solo es necesario asegurarse de que no haya conexiones "adicionales". La potencia de salida nominal del amplificador es de 3 W, el máximo es de 4 W, el voltaje de entrada nominal es de 0,75 V. Esta potencia es suficiente para escuchar cómodamente programas de audio en una habitación de 30 m2 (Se utilizan sistemas acústicos 6AC-224, del kit de radiograma Cantata-205). La apariencia del amplificador montado en el tablero se muestra en la foto.
Establecimiento El amplificador es fácil. En primer lugar, asegúrese de que la fuente de alimentación esté funcionando. La tensión '+275' puede estar entre 250 y 300 V (según el tipo de transformador utilizado). Un voltaje alterno de 6,3 V se considera dentro del rango normal si no es inferior a 6,0 V, pero no superior a 6,5 V. Luego, la placa amplificadora se conecta a la fuente de alimentación. Las lámparas aún no están instaladas. Tabla 1 - voltaje en paneles sin lámparas
Una vez conectada la placa, debe verificar los voltajes entrantes en los paneles de la lámpara. La tabla 1 muestra los valores de voltaje para este caso. Con mucho cuidado, haciendo referencia a la medición de voltaje en el segundo cuchillo del zócalo VL2, debe haber un "2" absoluto. El más mínimo voltaje de CC positivo solo significará una cosa: el capacitor C0 tiene una fuga y debe reemplazarse a encendiendo las lámparas. El voltaje "+49" es el voltaje que se obtiene en el divisor R11-R12, y si cambió los valores de estas resistencias, entonces puede diferir del especificado, pero en cualquier caso debe corresponder a la tensión en el punto de conexión R11-R14. La ausencia o discrepancia significativa entre el voltaje "+275" en cualquier pata indica un mal funcionamiento en este circuito, generalmente un circuito abierto. Por supuesto, C3 o C5 aún pueden estar defectuosos, pero en este caso la consecuencia de su falla se expresará carbonizando las resistencias R7 o R10, respectivamente. Tabla 2 - voltaje en las patas de las lámparas
Si todo está en orden, desconecte la alimentación, conecte altavoces o una carga equivalente (que puede ser una resistencia con una resistencia de 3,9 a 8,2 ohmios y una disipación de potencia de al menos 2 W), retire el puente JP1 e instale las lámparas . Suministramos energía al amplificador e inmediatamente controlamos nuevamente el voltaje en las patas de 3 lámparas VL2. A medida que los cátodos se calientan, debería aumentar gradualmente hasta +6,0...6,1 V y luego permanecer así; esto indicará que las lámparas han alcanzado el modo de funcionamiento normal. Un voltaje superior a 6,3 V indica un fuerte desgaste de la lámpara (la inclinación de la característica ha disminuido, por regla general, como consecuencia de la contaminación del gas dentro de la bombilla de la lámpara), un voltaje subestimado (de alrededor de 5,8 y menos) también es característico de lámparas de larga duración (pérdida de emisión) - estas bombillas necesitan ser reemplazadas. Los voltajes en las otras patas de las lámparas se muestran en la Tabla 2. Los voltajes en los ánodos y cátodos VL1 se indican para el caso de un JP1 abierto: cuando se coloca, los voltajes en los ánodos caerán a 110. .120 voltios, y en los cátodos a 1,7..1,8 AT. Si los voltajes están dentro del rango permitido, puede intentar aplicar una señal de pequeña amplitud a la entrada del amplificador (unos 25-50 mV, ya que se elimina JP1 y la sensibilidad es máxima). Si tiene éxito, solo queda asegurarse de que la retroalimentación general sea negativa. Para hacer esto, instale cuidadosamente JP1 en su lugar. Si en este caso se produce la autoexcitación del amplificador, acompañada de un ruido fuerte, aullidos o silbidos en el sistema de altavoces, en este caso es necesario cambiar los extremos del devanado secundario del transformador de salida entre ellos. Sobre esto, el ajuste puede considerarse completo. Medidas de seguridad 1. Durante cualquier trabajo de instalación, el dispositivo debe estar desenergizado. Dado que el amplificador utiliza condensadores de almacenamiento de alta capacidad, es necesario esperar a que se descarguen, lo que ocurre dentro de los 30 a 40 segundos posteriores al apagado del amplificador. Cuando pruebe la fuente de alimentación por separado del amplificador, tenga cuidado: en este caso, el condensador C7 puede almacenar una carga durante mucho tiempo (hasta varios días). Para garantizar la descarga del condensador, se debe soldar temporalmente en paralelo una resistencia con una resistencia de 100 kΩ a 1 MΩ y una potencia de al menos 0,5 W. No se recomienda encarecidamente descargar los condensadores cortocircuitando sus terminales (por ejemplo, con un destornillador o pinzas); esto puede provocar la falla del condensador y lesiones.
Literatura 1. D. S. Gurlev. Manual de dispositivos electrónicos. - "Técnica", Kyiv, 1966
Autor: Andrey Kovalev (Tyumen); Publicación: cxem.net
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