Cálculo de amplificadores valvulados. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante

 Comentários do artigo

Um amplificador é um dos elementos mais comuns dos dispositivos eletrônicos, mas por que iniciamos seu cálculo com um amplificador valvulado desatualizado? Os motivos são vários, e o principal deles é que o interesse pela tecnologia valvulada está renascendo, principalmente entre os amantes do som de alta qualidade. Os amplificadores valvulados são despretensiosos, confiáveis ​​​​e, embora as sobretensões possam causar quebras de curto prazo entre os eletrodos, depois delas, na maioria das vezes, a lâmpada permanece operacional. A sobrecorrente faz com que os eletrodos aqueçam, mas há tempo suficiente para ver o ânodo quente e desligar a energia. Os transistores, por outro lado, falham mesmo com sobrecargas de curto prazo, instantaneamente, “silenciosamente” e para sempre. Acrescentamos, ainda, que os cálculos de amplificadores em lâmpadas e transistores de efeito de campo, por exemplo, são muito semelhantes.

O cálculo de qualquer amplificador começa com a determinação de seus parâmetros com base na finalidade do amplificador: banda de frequência amplificada, tensão de saída, corrente ou potência, resistência de carga, tensão de entrada e resistência de entrada. Para UHF de um complexo de rádio doméstico, por exemplo, a potência de saída pode ser de 5 W com uma resistência de carga (cabeça dinâmica) de 4 ohms, a banda de frequência é de 70 Hz...12,5 kHz, a tensão de entrada é de 20 mV. . 1 V com uma resistência de entrada não inferior a 500 kOhm. A faixa de tensão de entrada especificada permitirá que você conecte o amplificador a muitas fontes de programa: um receptor de rádio, um reprodutor com captador piezoelétrico, saídas de linha de outros dispositivos.

É aconselhável dividir tal amplificador em duas partes: um pré-amplificador de tensão, que incluirá necessariamente um controle de volume (ganho) e, possivelmente, controles de tom (formas de resposta de frequência) e um amplificador de potência final. Este último é calculado em um nível de sinal de entrada constante correspondente ao sinal de saída do pré-amplificador.

Então, calculamos o amplificador nas lâmpadas. Um diagrama do amplificador triodo aperiódico mais simples é mostrado na fig. 48.

Para o cálculo, serão necessários alguns dados de referência: a tensão e a corrente do filamento da lâmpada (os circuitos do filamento não são mostrados no diagrama), a tensão de polarização recomendada, a tensão e a corrente do ânodo, a inclinação da característica S e a resistência interna da lâmpada RI ou seu ganho μ. Os últimos três parâmetros estão relacionados por uma relação simples: μ = SRI

A cascata de lâmpadas é boa porque em baixas frequências praticamente não consome energia da fonte do sinal - a corrente anódica é controlada pela tensão da rede. No entanto, o resistor de fuga da rede R1 com resistência de 0,5...4,7 MΩ ainda é necessário para que os raros elétrons que se instalaram na rede não a carreguem negativamente, mas retornem através deste resistor para o cátodo. O mesmo resistor é conveniente para usar como controle de volume.

O capacitor C1 é necessário para que a componente constante do sinal de entrada (se houver) não caia na rede e não altere o modo da lâmpada. Sua capacitância é calculada pela fórmula da frequência de corte do HPF, que deve ser menor que a menor frequência da banda passante fn:

Para que não haja corrente de rede, a tensão de rede deve ser sempre negativa em relação ao cátodo, portanto é necessária alguma tensão de polarização. É praticamente inconveniente usar uma fonte separada de tensão negativa; portanto, um resistor de polarização automático R2 é mais frequentemente incluído no circuito catódico. A corrente anódica da lâmpada ia cria nela uma queda de tensão Uc, aplicada pelo positivo ao cátodo e pelo negativo à grade de controle. A fórmula para calculá-lo é simples:

Resta calcular a resistência da carga, visto que cerca de metade da tensão da fonte de alimentação anódica Ea cairá sobre ela:

Entre os triodos duplos amplamente utilizados, a lâmpada 100N6P com parâmetros S - 2 mA/V, Ri = 2 kOhm, Uc = -50 V, Ua = 1,5 V, ia = 120 mA tem o maior ganho μ = 1 (o último dois diferem dos 250 V e 1,8 mA fornecidos nos livros de referência, mas os escolhemos de acordo com as características da lâmpada por razões de economia.Assumindo Ea = 240 V, encontramos R2 = 1,5 kOhm, R3 = 120 kOhm. o ganho da cascata no triodo é calculado da seguinte forma:

O ganho não é muito alto e com um sinal de entrada de 20 mV, a tensão de saída será de apenas 1,4 V, o que pode não ser suficiente para “construir” completamente a lâmpada de saída UMZCH. Você terá que usar duas cascatas em triodos (então o ganho será redundante e terá que ser reduzido, por exemplo, usando o OOS), ou uma cascata em outra lâmpada que dá mais ganho - o pentodo (Fig. 49 ).

Difere apenas no circuito de alimentação da grade de blindagem R3C3. A resistência do resistor de extinção R3 é determinada pela fórmula

onde Ug2 e ig2 são a tensão e a corrente da grade da tela.

A resistência interna do pentodo é grande, então o ganho é calculado usando uma fórmula mais simples

Escolheremos o pentodo 6Zh1P como o mais econômico. Seus parâmetros Ua = = Ug2 = 120 V, S = 5 mA/V, ia = 7 mA e ig2 = = 3 mA em Uc = - 1,5 V, o que dá R2 = = 150 Ohm. R3 = 40 kOhm, R4 = 17 kOhm e Kμ = 85. Na prática, modos com corrente anódica tão grande não são usados ​​nos estágios preliminares. É vantajoso aumentar várias vezes a resistência de todos os resistores, reduzindo significativamente a corrente anódica. E embora a inclinação da característica neste modo diminua, o ganho aumentará e chegará a 150...200. Para calcular novos parâmetros com uma corrente anódica mais baixa da lâmpada, você deve usar suas características. No entanto, as lâmpadas não são muito sensíveis às mudanças de modo e é fácil escolhê-las experimentalmente.

Agora vamos passar para o UMZCH. Para eles, são produzidos tetrodos e pentodos de feixe de saída poderosos e especiais. Em nosso exemplo, é adequado um tetrodo 6P14P com parâmetros Ua = Ug2 = 250 V, S = 11,5 mA / V, ia = 50 mA e ig2 = 5 mA em Uc = - 6 V. Nosso estágio de saída será de terminação única, operando na classe A Isso significa que a corrente quiescente da lâmpada será igual à nominal, 50 mA, e quando a tensão na rede de controle mudar, irá variar de zero (a lâmpada está fechada) a duas vezes a nominal 100 mA (a lâmpada está aberta).

Vamos encontrar a tensão AF necessária na grade usando a fórmula Δia = SΔUBX:

ΔUBx = Δia/S = 50/11,5 = 4,35 V (valor de pico).

A resistência do resistor de polarização automática no circuito catódico deve ser

Se o pré-amplificador pentodo calculado acima fornece Kμ = 150, então para obter uma amplitude de 4,35 V na grade do estágio de saída, o sinal de entrada deve ser igual a 4,35 / 150 = 0,029 V (valor de pico), ou cerca de 20 mV ( valor efetivo) que atenda aos requisitos especificados.

O projeto do circuito do UZCH está concluído, podemos desenhar seu diagrama esquemático (Fig. 50). As resistências dos resistores são calculadas, resta escolher as capacitâncias dos capacitores. Eles são calculados da mesma forma que a capacitância C1 (ver acima) para a frequência de banda passante mais baixa, que deve ser tomada com margem, abaixo de 70 Hz.

Claro, a resistência do resistor correspondente deve ser substituída na fórmula. Por exemplo, se uma string R1C1 tiver uma frequência de corte de 16 Hz com uma capacitância de 0,01uF, então uma string R2C2 terá a mesma frequência de corte com uma capacitância de 10uF. Também é útil verificar a frequência superior da largura de banda do pré-amplificador tomando a soma da capacitância de saída da lâmpada VL1, a capacitância de entrada da lâmpada VL2 (retirada de livros de referência) e a capacitância de montagem С∑ igual a 3 + 13,5 + 20 - 40 pF:

Como você pode ver, é maior do que o necessário.

Algumas palavras devem ser ditas sobre a finalidade da cadeia de desacoplamento R5C5. Flutuações significativas na corrente da válvula de saída inevitavelmente levarão a mudanças na tensão de alimentação do ânodo, porque os amplificadores valvulados geralmente são alimentados por fontes não estabilizadas. Para que não afetem o funcionamento da cascata preliminar (e não precisamos disso de forma alguma), é instalada uma corrente. O capacitor C5 simplesmente não tem tempo para recarregar a tempo com as mudanças na tensão do ânodo. Além disso, o circuito filtra adicionalmente o fundo CA em caso de suavização insuficiente das ondulações no filtro retificador.

Considere agora o circuito anódico do estágio de saída. A lâmpada fornecerá potência máxima se as mudanças de corrente de 0 a 100 mA forem acompanhadas pelas mudanças de tensão máximas possíveis no ânodo, e a corrente máxima corresponderá à tensão mínima, que deve ser de pelo menos 20 ... 30 V (caso contrário haverá distorção no sinal de pico). Vamos levar em consideração outros 10 volts de queda de tensão na resistência ativa do enrolamento primário do transformador de saída e obter a amplitude da tensão CA no ânodo 250 - 10 - 30 = 210 V. A tensão CA é adicionada ao CC tensão de alimentação. Observe que quando a corrente anódica diminui para zero (na meia onda negativa do sinal de entrada), a tensão instantânea do ânodo aumentará para 250 + 210 = 460 V. Como já mencionado, as lâmpadas toleram facilmente tais tensões.

A potência oscilatória do sinal AF no circuito anódico será

P \u2d Um im / 210 \u0,05d 2 5,25 / XNUMX \uXNUMXd XNUMX W.

Levando em consideração pequenas perdas no transformador de saída, cumprimos a condição definida (desde que 5 W na carga). Vamos encontrar a resistência necessária do enrolamento primário para as correntes AF RH:

RH \u210d Um / im \u50d 4,2/XNUMX \uXNUMXd XNUMX kOhm.

Conhecendo RH e a resistência de cabeça Rg, agora é possível encontrar a relação de transformação do transformador de saída T1, levando em consideração o seguinte: se o transformador diminuir a tensão em n vezes, então ele aumenta a corrente no circuito do enrolamento secundário em mesma quantidade, então a resistência é transformada em n² uma vez:

Em frequências mais altas do espectro de áudio, o ganho UMZCH aumenta, pois a resistência indutiva da bobina de voz do cabeçote, convertida no enrolamento primário, e a resistência da indutância de vazamento do enrolamento primário do transformador T1 são adicionadas à carga ativa resistência RH. Para compensar o aumento, um capacitor C7 é conectado em paralelo ao enrolamento primário, cuja capacitância é difícil de calcular devido à incerteza dos parâmetros nomeados e, portanto, é selecionada experimentalmente, de acordo com a forma desejada da resposta em frequência.

Pergunta para autoteste. Talvez você já esteja cansado de cálculos teóricos? Caso contrário, calcule o amplificador com base nos requisitos que você mesmo definiu e, em caso afirmativo, encontre, por exemplo, uma TV de tubo desnecessária e desmonte-a. Um bom sistema acústico é obtido a partir de uma caixa de madeira, se o painel frontal for recortado em aglomerado e coberto com um pano. Coloque uma cabeça no painel, de preferência não no centro e de preferência duas ou mais, ligadas em série ou em paralelo, dependendo da sua resistência. Monte um amplificador como o descrito e curta o som “valvulado”. Todos os detalhes necessários para a implementação do projeto podem ser encontrados na TV antiga.

Autor: V.Polyakov, Moscou

Veja outros artigos seção Radioamador iniciante.

Leia e escreva útil comentários sobre este artigo.

<< Voltar

Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:

Inaugurado o observatório astronômico mais alto do mundo 04.05.2024

Explorar o espaço e seus mistérios é uma tarefa que atrai a atenção de astrônomos de todo o mundo. No ar puro das altas montanhas, longe da poluição luminosa das cidades, as estrelas e os planetas revelam os seus segredos com maior clareza. Uma nova página se abre na história da astronomia com a inauguração do observatório astronômico mais alto do mundo - o Observatório do Atacama da Universidade de Tóquio. O Observatório do Atacama, localizado a uma altitude de 5640 metros acima do nível do mar, abre novas oportunidades para os astrônomos no estudo do espaço. Este local tornou-se o local mais alto para um telescópio terrestre, proporcionando aos investigadores uma ferramenta única para estudar as ondas infravermelhas no Universo. Embora a localização em alta altitude proporcione céus mais claros e menos interferência da atmosfera, construir um observatório em uma montanha alta apresenta enormes dificuldades e desafios. No entanto, apesar das dificuldades, o novo observatório abre amplas perspectivas de investigação para os astrónomos. ... >>

Controlando objetos usando correntes de ar 04.05.2024

O desenvolvimento da robótica continua a abrir-nos novas perspectivas no campo da automação e controle de diversos objetos. Recentemente, cientistas finlandeses apresentaram uma abordagem inovadora para controlar robôs humanóides utilizando correntes de ar. Este método promete revolucionar a forma como os objetos são manipulados e abrir novos horizontes no campo da robótica. A ideia de controlar objetos por meio de correntes de ar não é nova, mas até recentemente, implementar tais conceitos permanecia um desafio. Pesquisadores finlandeses desenvolveram um método inovador que permite aos robôs manipular objetos usando jatos de ar especiais como “dedos de ar”. O algoritmo de controle do fluxo de ar, desenvolvido por uma equipe de especialistas, é baseado em um estudo aprofundado do movimento dos objetos no fluxo de ar. O sistema de controle do jato de ar, realizado por meio de motores especiais, permite direcionar objetos sem recorrer a esforços físicos ... >>

Cães de raça pura não ficam doentes com mais frequência do que cães de raça pura 03.05.2024

Cuidar da saúde de nossos animais de estimação é um aspecto importante da vida de todo dono de cachorro. No entanto, existe uma suposição comum de que cães de raça pura são mais suscetíveis a doenças em comparação com cães mestiços. Uma nova pesquisa liderada por pesquisadores da Escola de Medicina Veterinária e Ciências Biomédicas do Texas traz uma nova perspectiva para esta questão. Um estudo conduzido pelo Dog Aging Project (DAP) com mais de 27 cães de companhia descobriu que cães de raça pura e mestiços tinham geralmente a mesma probabilidade de sofrer de várias doenças. Embora algumas raças possam ser mais suscetíveis a certas doenças, a taxa geral de diagnóstico é praticamente a mesma entre os dois grupos. O veterinário-chefe do Dog Aging Project, Dr. Keith Creevy, observa que existem várias doenças bem conhecidas que são mais comuns em certas raças de cães, o que apóia a noção de que cães de raça pura são mais suscetíveis a doenças. ... >>

Notícias aleatórias do Arquivo Falta de sono leva a excessos 24.01.2012 Novos dados de pesquisadores suecos da Universidade de Uppsala indicam que a privação do sono desencadeia mecanismos no cérebro que levam a excessos. Os resultados de um estudo anterior mostraram que pela manhã após uma noite completamente sem dormir, o corpo de homens jovens com peso corporal normal reduziu significativamente a ingestão de energia. Além disso, eles tinham uma sensação aumentada de fome, o que testemunhava a capacidade de uma falta aguda de sono influenciar a percepção de comida de uma pessoa. Em seu novo trabalho, os pesquisadores realizaram uma análise sistemática, cujo objetivo era identificar áreas do cérebro envolvidas na formação da sensação de fome, que são afetadas pela falta de sono. Usando o método de ressonância magnética funcional (MRI), eles analisaram a atividade cerebral de 12 homens com peso corporal normal, enquanto consideravam refeições com diferentes teores calóricos. A comparação dos resultados obtidos após uma noite sem dormir com os resultados obtidos no estudo de homens sonolentos mostrou que, no primeiro caso, os participantes apresentaram atividade aumentada no córtex cingulado anterior direito do cérebro. A gravidade do padrão observado não dependeu do conteúdo calórico do prato em questão, ou dos resultados de uma avaliação preliminar da sensação de fome experimentada, ou da concentração de glicose no sangue medida com o estômago vazio. No entanto, os resultados da avaliação da força da sensação de fome, realizada após o término da varredura cerebral, foram proporcionais ao nível de ativação da área indicada do córtex cerebral. Os resultados obtidos sugerem que uma noite sem dormir é um forte estímulo à absorção de alimentos, independente da real sensação de fome e dos níveis de glicose no sangue. É possível que este mecanismo contribua significativamente para o crescente problema da obesidade entre as populações da Europa Ocidental e dos Estados Unidos.

Outras notícias interessantes:

▪ Material do Robô Fluido

▪ Chip de switch Centec GoldenGate 10GbE

▪ A fome rejuvenesce as células-tronco

▪ Computador quântico para os pobres

▪ Eficiência melhorada da célula solar CIGS flexível

Feed de notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica

Materiais interessantes da Biblioteca Técnica Gratuita:

▪ seção do site Descrições de cargos. Seleção de artigos

▪ artigo Direito Ambiental. Berço

▪ artigo O que é Black Thursday e Black Friday? Resposta detalhada

▪ artigo Gerente de Vendas Diretas. Descrição do trabalho

▪ artigo O que é e onde usar 1P, 1P+N, 2P, 3P, 4P. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

▪ artigo Conversor de tensão para eletrodomésticos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Deixe seu comentário neste artigo:

Todos os idiomas desta página

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site

www.diagrama.com.ua
2000-2024