Усилитель низкой частоты

Ламповый усилитель НЧ может быть использован для воспроизведения грамзаписи, усиления речи, а также для радиофикации школы.Усилитель трехкаскадный. Первые два каскада служат для усиления напряжения сигнала, подаваемого от звукоснимателя или микрофона, а третий, выходной каскад, является усилителем мощности.
Рис.1. Блок схема усилителя
Между первым и вторым каскадами включено звено частотной коррекции, позволяющ
,ее осуществлять плавную регулировку тембра звука раздельно по низшим и высшим частотам звукового диапазона.
Рис.2. Принципиальная схема усилителя НЧ
В нем используется две радиолампы: сдвоенный триод с раздельными катодами 6Н2П и лучевой тетрод 6П1П. Один триод лампы 6Н2П (Л1а) работает в первом каскаде, а второй (Л1б) - во втором каскаде усиления напряжения. Лампа 6П1П (Л2) работает в каскаде усиления мощности.
На вход усилителя подается сигнал от звукоснимателя любого типа или электродинамического микрофона (с повышающим трансформатором) типа МД-41, МД-64. Напряжение низкой частоты, создаваемого ими на переменном резисторе R1, выполняющем роль регулятора громкости, с его движка подается на управляющую сетку триода Л1а и усиливается этой лампой.
Напряжение сигнала, усиленное триодом, выделяется на его анодном нагрузочном резисторе R2 и через конденсатор связи С1 и корректирующие цепи подается на управляющую сетку триода Л2б следующего каскада. С анодной нагрузки R9 этого триода напряжение низкой частоты через конденсатор связи С6 и резистор R13 поступает на управляющую сетку лампы Л2 усилителя мощности. Мощные электрические колебания низкой частоты, возникающие в анодной цепи этой лампы, через выходной трансформатор Тр1 подводятся к электродинамическому громкоговорителю Гр и преобразуются им в звуковые колебания.
Выходная мощность усилителя около 3,5 Вт. Звено коррекции тембра звука образует две параллельные цепи: по низшим звуковым частотам - резисторы R4, R5, R6 и R8 и конденсаторами С4 и С5; по высшим звуковым частотам - резистор R7 и конденсаторы С2 и С3. Регулировка по НЧ осуществляется переменным резистором R5, по ВЧ - переменным резистором R7. Пользуясь обеими регуляторами, можно в широких пределах изменять частотную характеристику усилителя, а следовательно, и тембр звучания.
Резисторы R3, R10 и R15, включенные в цепи катодов ламп, обеспечивают на управляющих сетках соответствующих ламп необходимые начальные отрицательные напряжения смещения. Они зашунтированы электролитическими конденсаторами С9, С10 и С11, которые, пропуская через себя переменные составляющие анодных токов, устраняют отрицательные обратные связи между цепями катодов и управляющих сеток ламп.
Выпрямитель усилителя двухполупериодный. Он собран на четырех диодах Д7Ж (Д1-Д4), включенных по мостовой схеме, и выпрямляет напряжение, снимаемое с обмотки II силового трансформатора Тр2. На анод лампы 6П1П выпрямленное напряжение подается через первичную обмотку выходного трансформатора Тр1, на экранирующую сетку этой лампы - через резистор R14, образующий с конденсатором С7 ячейку развязывающего фильтра, а на аноды лампы 6Н2П, кроме того, - через их нагрузочные резисторы R2 и R9.
Питание нитей накала обеих ламп усилителя осуществляется от обмотки III силового трансформатора, понижающей напряжение сети до 6,3 В. Причем на нить накала 6Н1П подается более низкое напряжение, около 5 В, чем на нить накала лампы 6П1П, что уменьшает уровень собственных шумов и фон переменного тока более чем в три раза. Для этой цели последовательно с нитью накала лампы Л1 включен резистор R11. Переключение первичной (сетевой) обмотки I силового трансформатора на разные напряжения сети достигается перестановкой плавкого предохранителя Пр, а включение питания - выключателем Вк.
Снижать напряжение, подаваемое на нить накала лампы Л1, можно до 4,7...4,8 В. При более низком напряжении коэффициент усиления лампы падает, а искажения резко возростают.
Пунктирная линия с резистором R16 и указанный в скобках номинал резистора R2 относятся к варианту усилителя, о котором сказано позже.
Детали, конструкция и монтаж
Номиналы всех резисторов и конденсаторов усилителя указаны на его принципиальной схеме (рис.2). Переменные резисторы (R1, R5, R7) типа СП или СПО. Электролитические конденсаторы С7 и С8 типа КЭ-2, С9, С10 и С14 - типа ЭМ или чехословацкой фирмы "Тесла". Остальные резисторы и конденсаторы могут быть любого типа. Выключатель Вк - тумблер ТВ2-1. Предохранитель Пр должен быть рассчитан на ток 0,5 А.
Силовой трансформатор самодельный. Для него использован сердечник из пластин Ш-16 с окном площадью 5,5 см2, толщина набора 32 мм.
Сетевая обмотка (I) содержит 1220 витков провода ПЭЛ 0,27 плюс 880 витков провода ПЭЛ 0,23 (на напряжение сети 220 В). Если площадь окна сердечника будет 6 см2, всю сетевую обмотку можно намотать проводом ПЭЛ 0,27, сделав отвод от 1220-го витка. Повышающая обмотка (II) содержит 2400 витков провода ПЭЛ 0,16. Обмотка накала ламп (III) - 65 витков провода ПЭЛ 0,64. Экранирующая обмотка (IV), снижающая индустриальные помехи, проникающие из электросети в усилитель, представляет собой плотный ряд витков провода ПЭЛ 0,27...0,31, уложенный между первичной (I) и вторичными (II и III) обмотками трансформаторами.
Силовой трансформатор может быть и готовым, например от радиолы "Сакта" или других массовых радиовещательных приемников. Выходной трансформатор может быть как готовый, применяемый в приемниках и телевизорах, в выходных каскадах которых работают лампы 6П1П, так и самодельный. Для самодельного трансформатора нужен Ш-образный сердечник с площадью сечения среднего стержня не менеее 4 см2 и окном площадью 4...4,5 см2. Первичная обмотка должна содержать 2500 витков провода ПЭЛ 0,16, а вторичная - 75 витков провода ПЭЛ 0,8...0,9.
Громкоговоритель мощностью 3...5 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 4,5...5 Ом, например: 3ГД-7, 3ГД-9, 4ГД-7, 4ГД-28, 5ГД-10, 5ГД-18.
Конструкция усилителя показана на рис.3, 4. Громкоговоритель укреплен на отражательной доске, выполняющей одновременно роль крышки футляра усилителя.


Рис.3. Шасси усилителя

Рис.4. Монтаж УНЧ
Усилитель смонтирован на П-образном шасси размерами 200х140х45 мм. Горизонтальная и передняя панели шасси металлические, задняя - гетинаксовая. На передней панели укреплены выключатель питания, регуляторы громкости и тембра звука, на горизонтальной - ламповые панели и трансформаторы, на задней - входные гнезда и выходные контакты. Перед передней панелью укреплена декоративная панель (фальшпанель) с обозначениями органов управления усилителем.
Все постоянные резисторы, кроме R11, и большинство конденсаторов размещены на гетинаксовой монтажной плате размерами 135х33 мм (рис.5), а диоды выпрямителя - на плате размерами 42х35 мм.

Рис.5. Монтажная плата усилителя НЧ
Обе платы крепятся к горизонтальной панели шасси на болтах. Конденсаторы С4 и С5 укреплены непосредственно на выводах переменого резистора R5. Резистор R11 в цепи накала первой лампы одним выводом подпаивается к 4-му лепестку панели лампы Л2, а другим - к лепестку вспомагательной опорной стойки.
Цепи питания нитей накала ламп выполняются скрученными монтажными проводами в хлорвиниловой изоляции. Очень важное значение для уменьшения фона переменного тока имеет взаимное расположение на шасси силового и выходного трансформаторов. Они укрепляются так, чтобы оси их катушек были перпендикулярны.
Во время монтажа желательно временно подключать силовой трансформатор к сети и, поворачивая его в различных направлениях, прослушивать на телефоны, подсоединенные к первичной обмотке выходного трансформатора, наводимый в них фон переменного тока. Наилучшему расположению силового трансформатора по отношению к выходному будет соответствовать минимальный уровень звука низкого тона в телефонах.
В описываемой конструкци металлическое шасси выполняет главным образом только роль экрана между трансформаторами, расположенными на горизонтальной панели, и деталями усилителя в подвале шасси, но не используется как проводник тока всех цепей усилителя.
Детали и цепи каскадов усилителя соединяются с шасси в двух основных точках: цепь накала ламп и детали выходного каскада возле лампы Л2, детали и цепи каскадов усиления напряжения, в том числе экранирующая оплетка проводников, соединяющих входные гнезда усилителя с резистором R1, - возле лампы Л1.
Налаживание усилителя НЧ
Если детали исправны и монтаж выполнен точно по принципиальной схеме, усилитель не потребует дополнительной наладки.
Подключите к усилителю звукосниматель, ручку переменного резистора R1 установите в положение минимальной громкости, а ручки регуляторов тембра звука R5 и R7 примерно в среднее положение. Включите питание. Медленно вращая ручку регулятора громкости, можно услышать плавное наростание громкости звучания. При вращении ручек переменных резисторов R5 и R7 тембр звука изменяется, подчеркивая низшие или, наоборот, высшие частоты звукового диапазона.
Если усилитель не работает, надо найти неисправный каскад. Сделать это можно с помощью звукоснимателя, включая его поочередно между управляющей сеткой и шасси лампы выходного каскада (Л2) и лампы предоконечного каскада (Л1б). При первом включении звукоснимателя громкоговоритель должен работать очень слабо (недостаточное усиление), при втором включении - достаточно громко, но тише, чем при подключении его ко входу усилителя. Неисправность надо искать в том каскаде, который при подключении к нему звукоснимателя не работает.
Найти неисправность можно, пользуясь авометром - универсальным прибором для измерения токов, напряжений и сопротивлений цепей и деталей. Напряжения, которые должны быть на выходе выпрямителя и электродах ламп относительно шасси, указаны на принципиальной схеме усилителя (рис.2). Отклонения от этих напряжений допустимо в пределах +/-20%. Изменение напряжений достигается заменой резисторов тех участков цепей, где напряжения значительно отличаются от указанных в схеме.
Характеристика усилителя
Усилитель смонтированный в лаборатории редакции журнала "Радио", показал достаточно хорошие данные, характеризующие его работу:
При номинальной выходной мощности 3,6 Вт искажения не превышали 2%; Чувствительность не хуже 100 мВ; Полоса равномерно усиливаемых звуковых частот охватывает диапазон от 50 до 12000 Гц; Собственные шумы в 500 раз слабее полезного сигнала.
***************************
Среди юных радиоконструкторов найдутся, несомненно, особо требовательные к качеству работы усилителя. Им мы порекомендуем внести в схему усилителя такие изменения:
Удалить из схемы электролитические конденсаторы С9; С10, и С11, шунтирующие резисторы в цепях катодов ламп;
Резистор R2 анодной цепи лампы Л1а заменить резистором сопротивлением 240 кОм (на рис.2 номинал этого резистора указан в скобках
Незаземленный вывод вторичной обмотки выходного трансформатора соединить через резистор сопротивлением 10 кОм с катодом лампы Л1б (на рис.2 показано пунктиром).
В этом варианте усилителя резисторы R3 и R10 следует припаять непосредственно к катодным выводам панельки лампы Л1, чтобы катодные цепи были возможно короткими. Резистор R16 надо укрепить на дополнительной монтажной стойке возле лампы Л1. Провод же, идущий ко вторичной обмотке выходного трансформатора, должен быть экранированным, а его экранирующая оплетка соединена с шасси только в одной точке - возле выходного трансформатора.
После таких изменений в каждый из каскадов будет введена отрицательная обратная связь и, кроме того, дополнительной обратной связью будут охвачены два последних каскада. В результате выходная мощность несколько снизится (примерно до 3 Вт), зато частотная характеристика усилителя улучшится, а нелинейные искажения уменьшатся.
При налаживании этого варианта услителя надо опытным путем найти, какой из выводов вторичной обмотки выходного трансформатора должен быть заземлен, а какой соединен с катодом лампы Л1б. При неправильном включении этой цепи между выходом и вторым каскадом услителя образуется положительная обратная связь, искажающая усиливаемые сигналы.
Маломощный радиоузел

Как уже было сказано в начале статьи, рекомендуемый усилитель можно использовать для радиофикации небольшой школы, детского дома. Его выходной мощности достаточно для одновременной работы 15...20 трансляционных громкоговорителей. В этом случае надо лишь сделать микшерский пульт с микрофонным усилителем и использовать в усилителе выходной трансформатор с обмоткой, расчитанной на питание трансляционных громкоговорителей.
Принципиальная схема микшерского пульта с однокаскадным микрофонным усилителем на транзисторе изображена на рис.6.

Рис.6. Принципиальная схема микшерского пульта
Имеется ввиду, что в качестве микрофона будет использоваться малогабаритный микрофонный капсуль ДЭМШ.
Переменным резистором R4 регулируется уровень сигнала звукоснимателя, а переменным резистором R2 - уровень сигнала микрофона. Выходные гнезда пульта соединяются с входными гнездами усилителя низкой частоты двухжильным проводом в экранирующей оплетке.
Для микрофонного усилителя может быть использован любой маломощный низкочастотный транзистор p-n-p - типа (П13, П14, П15 и им подобные). Питание усилителя осуществляется от одного элемента типа ФБС или "316".
Футляром микшерского пульта служит коробка из жести, которая соединяется с шасси усилителя радиоузла. Схема выходного трансформатора усилителя радиоузла показана на рис.7.

Рис.7. Схема выходного трансформатора
Обмоткой I он включается в анодную цепь лампы 6П1П. К обмотке II с помощью выключателя Вк1 подключается контрольный маломощный громкоговоритель (0,1ГД-3; 0,15-ГД1) со звуковой катушкой сопротивлением 5...6 Ом. Обмотка III предназначена для питания трансляционных линий. Линия с громкоговорителями, расчитанными на напряжение низкой частоты 15 В, подключается к секции "а" этой обмотки, а линия с громкоговорителями, расчитанными на напряжение 30 В, - к обеим секциям обмотки. При выключении линий параллельно секции IIIa подключается резистор R1 - нагрузка усилителя, эквивалентная нагрузке линий.
Для выходного трансформатора используется Ш-образный сердечник с площадью сечения среднего стержня 6...7 см2 и площадью окна не менее 6,5 см2. Данные обмоток I и II те же, что и трансформатора первого варианта усилителя. Секция "а" обмотки III содержит 280 витков провода ПЭЛ 0,41, а секция "б" этой обмотки - 280 витков провода ПЭЛ 0,29.
Выходную мощность радиоузла можно повысить до 5 Вт, если лампу 6П1П выходного каскада заменить лампой 6П14П. В этом случае сопротивление резистора R15 должно быть 150...170 Ом, ламповая панелька рассчитана под лампу 6П14П, а монтаж следует выполнить с учетом цоколевки новой лампы. Никаких других изменений в схеме усилителя делать не надо.
При работе с усилителем радиоузла надо всегда помнить: если микрофон и контрольный громкоговоритель находятся недалеко друг от друга, то перед включением микрофона контрольный громкоговоритель должен быть выключен. Иначе между ними создастся акустическая связь и усилитель самовозбудится.
В.Иванов. "Радио" №8/1967 год






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.