|
| |
|
Главная Журналы дения. В идеальном случае усилитель не до.лжен создавать на вы.чоде колебаний тока, если его в.чод замкнут накоротко, т. е. если к его входу не подводится неременное напряжение звуковой частоты. Однако практические схемы усилителей создают помехи - пгумы, возникающие из-за фона переменного тока от источников питания, шума ламп, резисторов, транзисторов, внешних электрических помех и т. д. Наибольшее влияние на уровень собственных по.мех в усилителе оказывает шум ламп, работающих в первых каскадах многокаскадного усилителя. Поэтому к этим лампам предъявляются повышенные требования в отношении минимальных уровней собственных шумов. Во время работы ламны с ее катода в одинаковые промежутки времени излучается неодинаковое количество электронов. Это непостоянство электронной эмиссии во времени является причиной непериодических колебаний анодного тока, которые при дальнейшем усилении последующими каскадами становятся сильно ощутимыми на слух. Шумы в полупроводниковых приборах, в частности в транзисторах, также объясняются тем, что в них происходят электрические флюктуации. За равные промежутки времени через поперечное сечение полупроводника проходит неодинаковое число зарядов. В транзисторах главное значение имеет тепловой шум сопротивления базы. На низких частотах шумы транзисторов возрастают. Шум резисторов объясняется тем, что на зажимах любого резистора всегда и.меется незначител1)Ное напряжение, являющееся результатом теп.лопых движений частиц внутри активного покрытия резистора или внутри металла, если это проволочное сопротивление. Шу.мы усилителя определяют нижнюю границу динамического диапазона усилителя. Динамическим диапазоном мощности уси.пителя называется диапазон мощностей от саигой малой мощности, воспроизводимой усилителем, до максимальной (номинальной) мощности. Установлено, что хорошая передача звука будет в том случае, если динамический дтшпазон моп1,н()Сти усилителя равен 60 дб. т. е. если максимальная мощность на его выходе в миллион раз больше минимальной воспроизводимой мощности. Чтобы обеспечить достаточную разборчивость самого слабого звука, воспроизводимого усилителем, необходи- мо, чтобы минимальное полезное напряжение было но крайней мере в три раза больше напряжения собственных шумов и помех. О величине помех судят но отношению напряжений помех, развиваемых усилителе.м при отсутствии напряжения звуковой частоты на входе усилителя U„, к номинальному напряжению выхода усилителя f/„. Обычно уровень собственных шумов или помех выражается в децибелах: iV„„-=201gg5 или iV,,=.10]g. Так как помехи всегда меньше номинального сигнала, то уровень помех в децибелах имеет отрицательный знак. В современных усилительных устройствах уровень помех не превышает 0,1-0,2%. ВЫХОДНАЯ МОЩНОСТЬ и к. п. Д. УСИЛИТЕЛЯ Важнейшей характеристикой усилителя низкой частоты является шходная мощность, т. е. та полезная .мощность, которую развивает усилитель на сопротивлении нагрузки, которой в звуковом кино является громкоговоритель. Выходная мощность Рвых может быть определена по фор.муле: р где /?„- сопротивление нагрузки; Г/вых - напряжение на выходе усилителя. В зависимости от изменения амплитуды сигнала на входе, все время в процессе воспроизведения звука изменяется и выходная моп1,ность. В паузе (при отсутствии полезного сигнала на входе) выходная мощность усилителя, если пренебречь помехами, равна нулю, а на пиках громкости мощность наибольшая. Следует сказать, что с увеличением напряжения на входе растут нелинейные искажения. Следовательно, можно установить зависимость между коэффициентом нелинейных искажений и выходной мощностью усилителя (рис. VI1-5). При малых значениях мощности на выходе  ноч "оин "манс Рнс VT1-5 Зависимость ьооффициеита пслипсйпых искажений от мощности иа выходе усилителя усилителя коэффициент нелинейных искаисений невелик и медленно растет с увеличением выходной мощности. Однако с дальнейшим ростом выходной мощности нелинейные искал<ения начинают быстро увеличиваться. Номинальной выходной мощностью усилителя принято считать ту наибольшую мощность, которую развивает усилитель на нагрузке при допустимой величине нелинейных искажений. Наибольшая выходная мощность, какую может развить усилитель (если не обращать внимания на большие нелинейные нс-кал<ения), называется лак-симальной выходной мощностью- Естественно, что номинальная мощность всегда меньше максимальной. Номинальная мощность указывается в технических данных усилителя и в его паспорте. Так, например, в паспорте усилителя 90У-2 указана его номинальная мощность 10 вт при коэффициенте нелинезшых искажений не более Зо. Пиковая мощность - 15 вт- Пиковой называют мощность, появляющуюся на выходе усилителя при кратковременных пиковых значениях напряжения на входе и при несколько повышенных, но все еще допустимых нелинейных искажениях. Пиковая мощность превыпшет номинальную примерно на 254-50 Выше было сказано, что выходная мощность зависи-г от величины напряжения на входе усилителя. Поэтому вводится понятие о номинальном входном наиряжепий или чувствительности уси.лителя. Чувствительностью называют такое амплитудное значение входного напряжения, при котором на выходе усилителя развивается нолшнальная мощность. Источниками неременного напряжения на входе усилителя слуяшт фотоэлектронный умножитель, микрофон, звукосниматель и др. Они развивают, в зависимости от типа, различные но величине значения напряжения: фотоэлектронные умножители -40-200 мв\ электродинамические микрофоны -0,3-2 мв; магнитные звуковоспроизводящие головки -0,05-1,5 мв; звукосниматели электромагнитного тина -80-150 мв. Так как усилитель низкой частоты обычно предназначен для работы от нескольких источников, то его вход рассчитывается на наименыпее напряя-сение, которое дает один из источников, а другие источники сигналов включаются через делители напряжения. Схемы включения источников сигналов на вход усилителей рассматриваются в главе XI. Важной характеристикой усилителя является его ко-эффициент полезного дейспиия. Применительно к усилителям низкой частоты различают два вида к. п. д.: электрический и промышленный. Первый из них определяется как отношение полезно11 мощности, развиваемой на сопротивлении нагрузки данного каскада, к мощности, потребляемой каскадом от источника питания анодной цепи: 11з = ;"5-100%. Промышленный, или полный, к. п. д. каскада усиления определяется как отношение полезной мопщости, развиваемой на сопротивлении нагрузки, к полной мощности, потребляемой от всех источников питания (анодная цепь, цепь накала, цепь экранирующей сетки и др.): Ркш.ЮОО/п. 11 otp Полный к. и. д. усилителя обычно составляет 5-30%. § 2. РЕЗИСТОРНЫЙ КАСКАД Схема резисторного каскада на триоде. В начале этой главы указывалось, что усилители напряжения входят обычно во всякое усилительное устройство и слул<ат для усиления переменного напряжения звуковой частоты (сигнала), подаваемого на оконечный усилитель. В зависимости от характера анодной нагрузки, различают три основные схемы усилителей наиря/кения, собранных на электронных лампах или полупроводниковых приборах: 1) резисторный каскад - усилитель с активным сопротивлением анодной нагрузки; 2) дроссельный каскад - усилитель с индуктивным сопротивлением анодной нагрузки; 3) трансформаторный каскад - усилитель с трансформатором а анодной цени. Эти элементы могут быть использованы в качестве нагрузки и в схемах транзисторных усилителей. Остальные с.чемы, по сутцеству,- только варианты перечисленных схем. Наиболее распространенным является резисторньп! каскад усиления напряжения; с несомы и начне.мрассмотрение устройства и работы. На рис. VI1-6 показана принципиальная схема одного резисторного каскада, собранного на трехэлектродной  Т V„ Принципиальная схема резисторного каскада-а - с батареями в качестве источников питания- б --с указанием зажимов источников питания лампе Л. Для большей наглядности на рис. VII-6. а в качестве источников питания показаны батареи. На схеме отчетливо видны три цепи: 1) цепь накала, состоящая из батареи накала £„, регулирующего реостата, нити накала ламны и соединительного провода от нити накала до отрицательного полюса батареи накала; 2) анодная цепь, состоящая из батареи анодного питания Б, резистора в анодной цепи, участка анод - катод ламны и соединительного провода - общего провода усилителя; 3) цепь сетки, состоящая из батареи смещения Б, соединительного провода, участка катод - сетка, источника переменного напряжения (сигнала). В каждой цепи протекают соответствуютцие токи: /„- ток накала, 7,- анодный ток, - ток сетки. Напряжение сигнала и , которое должно быть усилено, т. е. увеличено но амплитуде, подводится к сетке лампы. В эту же сеточную цепь включена батарея смещения, а следовательно, к сетке помимо переменного подведено и о грипательное постоянное напряжение смещения.  В анодной цепи протекает анодный ток, который создает на большом сопротивлении анодной нагрузки - резисторе Я,- падение напряжения U/iR. Пока к сетке лампы не подведен переменн>тй сигнал (в режиме покоя или в паузе), на сетке лампы действует постоянное отрицательное напряжение смещения которому на сеточной характеристике лампы (рис. VI1-7) соответствует рабочая точка а в анодной цепи протекает постоянный анодный ток (ток покоя) и на резисторе В создается постоянное падение напряжения [/ и,, = Е,1,,-В. Как видно из приведенной формулы, анодное напряжение ламны (т. е. разность потенциалов между катодом и анодом лампы) меньше величины э. д. с. анодной батареи на величину падения напряжения на сопротивлении анодной нагрузки. Пример. Двойной триод 6Н7С имеет внутреннее сопротивление В, = \2 ком. В типовом рен{име его ток покоя /ао=4 ма при напряжении анодного питания = = 300 в и напряжении смещения £"-6 в. Определить, чему равно анодное напряжение лампы, если сопротивление анодной нагрузки /?а=(2ч-4)•/?,-=4-12д:;50 ком. Ua„ = /-R, £/,„ = 300-4-10 3.5-10* = 300-200 -100 в. Как только к сетке лампы подается переменное напряжение Ug (будем считать его синусоидальным для простоты построения графиков и удобства рассмотрения), общее напряжение на сетке fj, становится пульсируюпдим (рис. VII-8, а). Оно все время остается отрицательным, чтобы избежать и не допустить появления сеточного тока, являющегося, как мы знаем, причиной возникновения нелинейных искажений. С подачей переменного напряжения на вход каскада он работает в колебательном режиме, или режиме уси.шшя. Рис VII-7. График, иллюстрирующий появление переменной составляющей анодного тока при подаче переменного напряжения на сетку лампы 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |