и коэффициенты гармонических искажении в режиме максимальной выходной мощности в соответствие с формулами (10-204)- П0-207) равны:

Лг = r-~i: (86 -f 8 - 2-46) 100 = 1,2%;

4-42,5 I

6-42,5

(86 - 8 - 2-70 + 2-21) 100= = - 7.8%:

(86 + 8 - 4-70 - 4.21 + + 6-42,5) 100 = -2.9%:

Кг = Kl,22+ 7.82+ 2.9 = 8,4%,

Полученные результаты удовлетворяют аоставлеиным требованиям с известным запасом как по выходной мощности, так и по нелинейным искажениям.

Окончательно выбрав линию нагрузки аг, найдем эквивалентное сопротивление нагрузки (10-193)

/?и.9 = -- = 5,35 кол

я необходимый коэффициент трансформации (10-196), считая т]тр=0,85,

5 350 12

0,85= 19,4:1.

Внутреннее сопротивление лампы в выбранной рабочей точке составляет 20 ком; таким образом,

RjRh., 20-5,35

°ГГэ = Щ:5 = 2°

я необходима индуктивность первичной обмотки трансформатора (10-198)

4 200

i.i> - = 16.6 вн.

гл-боКьг-1

л индуктивность рассеяния (10-199)

20 000 + 5 350 - 2Л-12000 = 0.225 гн. Двухтактная схема

Двухтактный усилитель в режиме А позволяет получать вдвое большую выходную мощность, чем однотактная, при одновременном снижении коэффициентов четных гарменик (рис. 10-42).

Кроме того, двухтактные усилители обладают рядом других достоинств. Отсутствие постоянного подмагничивания сердечника выходного трансформатора позволяет уменьшать сечение сердечника, необходимое для получения нужной индуктивности первичной обмотки. Компенсация основных гармоник анодных токов ламп в общем проводе ослабляет паразитную связь с други-

ми каскадами через общий источник анодного питания и облегчает развязку анодных цепей каскадов предварительного усиления.

Перечисленные преимущества двухтактной схемы в наибольшей мере свойственны усилителям, работающим в режиме А.

+ ~ + <

Рис. 10-42. Прииципвальная

схема двухтактного уснлв-теля.

Для расчета двухтактного усилителя в режиме А остаются в силе все соотношения, приведенные выше для однотактной схемы. Необходимо только учесть, что амплитуда напряжения на первичной обмотке выходного трансформатора двухтактного усилителя вдвое больше, чем у однотактиого, причем эквивалентное сопротивление нагрузки, пересчитанное ко всей первичной обмотке, должно быть в 2 раза больше, чем Рв.а, выбираемое для однотактной схемы.

Существенные отличия возникают при расчете коэффициентов четных гармоник. При полной симметрии плеч все коэффициенты четных гармоник (Кг2> Км и т. д.) равны нулю. На практике всегда наблюдается неполная симметрия вследствие неоднородности ламп, половин обмоток трансформаторов, неточного равенства напряжений, возбуждающих каждое плечо. Вводя коэффициент асимметрии

<al

- 1.

(10-208.)

который бывает в пределах от 0,2 при подобранных лампах до 0,5 при лампах, имеющих значительный разброс параметров, можно оценить остаточный коэффициент второй гармоники по формуле

* + 2

\г5 .

(10-209

где К г2- коэффициент второй гармоники для одного плеча, определяемый обычным способом по формуле (10-204).

Ламповые двухтактные усилители в режимах АВ и В

Компенсация четных гармоник, происходящая в симметричных двухтактных схемах, позволяет получать небольшие искажения выходного сигнала при частичной отсеч-

ке тока усиливаемого сигнала в каждом плече (рис. 10-43). При этом перемещение исходной рабочей точки ламп в направлении к нижнему загибу анодно-сеточной характеристики приводит к уменьщению анодного тока покоя и повышению к. п. д.

В режиме Bs практически используются только правые триоды (например, 6Н7С), анодно-сеточная характеристика которых имеет протяженный линейный участок в области С/о>0 и позволяет применять лампы при нулевом сеточном смещении.

Рис. 10-*3. Характеристики работы лампы. 3 - в режиме В; б - в режиме АВ; в - в режиме Вг.

Режим В характеризуется отсечкой целого полупериода в анодном токе каждой лампы (угол отсечки 6=90°) и отличается наибольшей экономичностью (теоретически т)мако=78%). Режим АВ является промежуточным (0<G<90°) и имеет несколько меньшие искажения.

Если в режиме А нелинейные искажения возрастают с увеличением амплитуды усиливаемых колебаний, то в режиме АВ и В большие нелинейные искажения могут возникать и при малых сигналах. Для предотвращения нелинейности в области малых сигналов исходная рабочая точка ламп должна выбираться так, чтобы крутизна анодно-сеточной характеристики составляла 0,5 от ее значения для линейного участка. Обычно это соответствует напряжению и со (рис. 10-43, а, б),отсекаемому на оси абсцисс продолжением линейного участка характеристики. Если в точке С/со анодный ток покоя /о не превышает 10% максимального импульса /макс, то такой режим условно относят к режиму В (рис. 10-43, а). Если же /о достигает 20-30% /

макс (так

получается у пентодов, обладающих протяженным криволинейным участком), то такой режим условно относят к режиму АВ (рис. 10-43, б).

В связи с повышением к. п. д. в режимах В и АВ отдаваемая лампами мощность возрастает в 3-6 раз по сравнению с одиотактной схемой в режиме А. Дальнейшее увеличение выходной мощности достигается за счет использования участка характеристик, расположенного при положительных смещениях на управляющей сетке (рис. 10-43, е), и связано с появлением сеточных токов. Режимы работы ламп с сеточными токами обозначают индексом 2 : Вг, ABj.

В режиме ABs используются мощные пентоды и тетроды (например, 6ПЗС), причем сеточное смещение предпочтительно создавать от отдельного источника (фиксированное смещение), что позволяет получать максимальную выходную мощность. При отсутствии сеточных токов (режим ABi) часто применяют автоматическое смещение.

Экранирующие сетки пентодов или тетродов во избежание дополнительных искажений и снижения выходной мощности в режиме АВ должны иметь по возможности фиксированное напряжение. Ввиду значительных изменений среднего значения токов экранирующих сеток применять гасящие сопротивления для понижения экранного напряжения нельзя. В некоторых случаях для питания экранирующих сеток используются специальные стабилизаторы напряжения.

Энергетические соотноиления. Пренебрегая начальным анодным током /о, можно считать, что при усилении синусоидальных колебаний постоянная составляющая импульсов анодного тока каждой лампы равна:

/ = -. (10-210)

а амплитуда первой гармоники анодного тока каждой лампы составляет:

/1 = 0,5/макс- (10-211)

Таким образом, отдаваемая обеими лампами мощность

Рвых = 0.5/ аксС/т. (10-212)

а мощность, потребляемая от источника питания анодной цепи.

пит -

(10-213)

и к. п. д. анодной цепи Рвых

= -I,. (10-214) 4

>пит -* с а

где а - коэффициент использования анодного напряжения. Прн а- I предельное значение к. п. д. составляет 78%.

Рис. 10-44. Выбор оптимальных данных для работы каскада в режиме В. а - принципы построения линии нагрузки (штриховыми линиями изображены полупериоды тока и напряжения, усиливаемые лампой другого плеча; отдаваемая ощиость про орциональна площади заштрихованного треугольника; А - точка покоя; Б - точка, определяющая режим рассеяния на аноде максимальной мощности); б - анодная характеристика лампы 6ПЗС (к примеру расчета 10).

Мощность, рассеиваемая на аноде каждой лампы,

-- (1-а)=/макс£а ~ - ~ 2 \ It 4 /

(10-215)

и достигает максимального значения при некоторой критической величине импульса анодного тока / акс = макс > соответствующей = 0,637, п

Г F макс-а

(10-216.)

Соотнощения между величинами Рвых, а fm- макс макс устанавливаются при помощи семейства выходных (анодных) характеристик лампы с нанесенной на него линией нагрузки.

Линия нагрузки для переменного тока (MN на рис. 10-44, а) в режимах В и АВ проводится через точку Ue на оси абсцисс, а не через точку А покоя, поскольку, разностный ток обеих ламп проходит через нуль, когда ток каждой лампы равен /о-При этом, пренебрегая падением постоянного напряжения в первичной обмотке выходного трансформатора, можно считать Uc=E&. На оси ординат линия нагрузки отсекает отрезок

/; = -~- , (10-217.)

где Ян.э - сопротивление нагрузки, пересчитанное к половине первичной обмотки выходного трансформатора (величина /?н.в вдвое меньше кажущегося сопротивления нагрузки одной лампы для первой гармоники, поскольку /l=0,5 /макс).

Из приведенных выше соотношений вытекают расчетные формулы для выбора типа ламп по заданной выходной мощности

аХмакс ба.макс

(10-21 J

и для определения необходимого сопротивления нагрузки

Ьа.макс а

н.э -

ь а.макс

£а

(10-219)

где а.макс - коэффициент использования анодного напряжения при максимальном, сигнале.

Здесь не учитывались потери мощности в выходном трансформаторе, так что величина Рвых должна выбираться примерно! на 20% больше мощности, которую необхо,-димо подвести к нагрузке. .

Нелинейные искажения в двухтактных усилителях работающих в режиме В без сеточных токов, определяются с помощью выходных характеристик ламп методом пяти ординат (см. стр. 489), причем в роли токов /макс и / ин теперь выступают токи /макс 1 одного плеча и -/макс г второго, в роли / и / - токи Г\ (рис. 10-44) одного плеча и -/2 второго, а в роли тока /о - разность начальных анодных токов плек (/01-/02).

При строгой симметрии плеч

/ = - / ; /о-О

(10-220J