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Amplificador de baixo push-pull-paralelo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência de tubo

 Comentários do artigo

Quando uma cascata push-pull opera em modos com corte da corrente anódica na faixa de frequência acima de 2...3 kHz, ocorrem distorções não lineares específicas, que aumentam com o aumento da frequência. A razão para isso é o acoplamento magnético não ideal (ligação de fluxo) entre as metades do enrolamento primário e entre cada metade do enrolamento primário e todo o enrolamento secundário do transformador de saída. Os processos transitórios distorcem a forma da corrente anódica das lâmpadas e uma queda característica aparece no oscilograma da corrente anódica.

Nas mesmas condições, as distorções não lineares na região das frequências de áudio mais baixas são devidas à indutância do enrolamento primário do transformador e são compensadas com sucesso pelo feedback profundo. Distorções em frequências mais altas não são compensadas por feedback. Portanto, ao projetar amplificadores operando no modo AB ou B, eles geralmente comprometem a distorção em frequências mais baixas e mais altas ou usam o modo A.

O amplificador descrito ao operar no modo classe AB fornece, sem comprometimento, distorção mínima em frequências mais baixas devido a características muito boas de frequência e fase com realimentação profunda e também em frequências mais altas devido à minimização da indutância de vazamento.

Um diagrama esquemático de uma cascata paralela push-pull é mostrado na fig. 1. Uma característica distintiva deste amplificador é a conexão paralela de lâmpadas em relação à carga total. O transformador de saída possui dois enrolamentos primários, cada um dos quais consiste em duas seções - cátodo e ânodo, e os enrolamentos de cátodo e ânodo das lâmpadas de braços opostos são enrolados juntos em dois fios, o que praticamente elimina a indutância de vazamento. As direções da corrente alternada nas seções de ânodo e cátodo de diferentes lâmpadas são as mesmas e a tensão alternada entre elas é zero.

Amplificador de baixo paralelo push-pull

Esta circunstância torna possível substituir o diagrama do circuito pelo circuito equivalente mostrado na Fig. 2. Pode-se ver que um amplificador com uma conexão push-pull-paralela de lâmpadas é coberto por feedback de tensão profunda em um coeficiente de feedback \u0,5d 2, já que metade da tensão de saída U1 na carga Zа é fornecida em antifase à tensão de excitação da lâmpada de um braço U2 / XNUMX.

A resistência total reduzida de ambas as lâmpadas operando em uma carga comum é Ri / (2+ ), Onde - fator de amplificação da lâmpada. Em condição >>2 essa resistência acaba sendo metade da resistência reduzida do seguidor de cátodo push-pull - 2Ri/(1+ ). Reduzindo a resistência reduzida do estágio push-pull-paralelo, apesar do valor mais baixo do coeficiente de feedback , é explicado pela conexão paralela das lâmpadas, enquanto em um seguidor de cátodo push-pull, as lâmpadas são conectadas em série.

e a condição de que a resistência de carga equivalente seja muito maior que a resistência reduzida das lâmpadas, ou seja, Za>>Ri/(2+ ), o ganho do estágio push-pull-paralelo é próximo da unidade.

A profundidade da realimentação em tal estágio pode ser estimada comparando-se o ganho de um estágio push-pull-paralelo e um estágio push-pull comum. Tomando o fator de carga para o pentodo \u0,25d 6, para uma cascata em duas lâmpadas 22PZS com uma resistência de saída Ri \u6d XNUMX kOhm e uma inclinação média S \uXNUMXd XNUMX mA / V, determinamos o ganho.

K0=SRa=Sa Ri=6.10-3.0,25.22 .103=33

Daí a profundidade do feedback do estágio push-pull-paralelo

Aos=1+ К0=1+0,5.33=17,5=25 дБ.

Um estágio push-pull-paralelo usado em um amplificador de três ou quatro estágios também pode ser coberto por um OOS total com uma profundidade de 10 ... 12 dB. Assim, o OOS no estágio final aumenta para 35 ... 37 dB em uma ampla faixa de frequência, melhorando significativamente todas as características eletroacústicas do amplificador.

Quando os três últimos estágios do amplificador são cobertos por um circuito OOS comum, a resistência reduzida das lâmpadas do estágio final torna-se igual a duas lâmpadas do estágio final:

Ri oe=Ri/[(2+)(1+ 0K0)],

onde 0 é um valor relativo que mostra qual parte da tensão do enrolamento do cátodo é introduzida no circuito de realimentação geral;

K0 é o ganho inicial geral das cascatas cobertas pela realimentação comum.

As lâmpadas mais adequadas para um estágio push-pull-paralelo são as lâmpadas 6PZS (semelhantes a 6L6G), pois permitem obter a menor impedância de saída e não requerem uma tensão anódica muito alta. Um amplificador com esse estágio final, montado em duas lâmpadas 6PZS, fornece até 25 W à carga no modo AB e até 35 W em quatro lâmpadas.

Para lâmpadas 6PZS, pode ser recomendada a voltagem ânodo - cátodo e grade da tela - cátodo - 350 ... 380 V, grade de controle - cátodo - -38 ... -40 V. Aqui, a tensão na grade da tela excede o especificado nos livros de referência UС2 máx = 300 V No entanto, na prática, as lâmpadas 6PZS neste modo podem operar por muito mais tempo do que o período de garantia, pois a potência dissipada neste caso na grade da tela não excede a permitida. É melhor fazer o deslocamento na cadeia de grade fixa.

As grades da tela são conectadas aos ânodos das lâmpadas do braço oposto. Assim, eles recebem em relação ao seu cátodo uma tensão constante igual à do ânodo. Para corrente alternada, conectar, por exemplo, uma grade de blindagem VL1 ao ânodo VL2 equivale a conectá-lo ao cátodo. Os resistores R1, R2, R4, R5, montados em painéis de lâmpadas, impedem a excitação da cascata de RF.

Para o estágio push-pull-paralelo de saída, a tensão de entrada entre as grades de controle deve ser de cerca de 270 V. A transição do estágio preliminar para o estágio final (quando ambos os estágios são alimentados por uma fonte comum) deve ser baseada em transformador, porque com um acoplamento reostato-capacitivo, uma mudança na tensão do ânodo se manifestará como uma mudança no viés e interromperá bastante o modo das lâmpadas terminais.

O valor da indutância necessária do enrolamento primário do transformador de saída L1, dependendo da distorção dada na frequência mais baixa, pode ser aproximadamente determinado pela fórmula (para um pentodo)

onde RH' é a resistência de carga convertida para o enrolamento primário em ohms, FH é a frequência mais baixa especificada em hertz, MH é a atenuação do sinal na frequência FH, como a relação dos fatores de ganho nas frequências média e baixa (KCP / KH), é selecionado entre 1,05 ... 1,25 (0,5 ... 2 dB).

<Também é necessário verificar o valor da indução magnética permitida Bmax. A baixa resistência ôhmica dos enrolamentos é muito importante, pois se for maior que a resistência reduzida das lâmpadas (para duas lâmpadas 6PZS - 90 Ohm, para quatro lâmpadas 6PZS - 45 Ohm), haverá um grande perda na resistência de saída.

A taxa de transformação é escolhida de forma que a resistência de carga convertida no enrolamento primário seja 15 ... 20 vezes maior que a resistência de saída das lâmpadas. Nesse caso, a cascata fornece potência máxima com baixa distorção. Portanto, para uma cascata em duas lâmpadas 6PZS (sem cobrir todo o amplificador com um circuito de feedback comum), a taxa de transformação ideal

onde RH é a resistência da carga, w1 é o número de voltas de todo o enrolamento primário, w2 é o número de voltas do enrolamento secundário.

Para um amplificador também coberto por um circuito de realimentação comum,

O transformador intertubo tem uma relação de voltas dos enrolamentos primário e secundário de 1: 1 (os enrolamentos de cada braço são enrolados em dois fios).

Devido à profundidade muito grande do OOS, um amplificador push-pull com estágio final de acordo com este esquema, ao fornecer o filamento de todas as lâmpadas com corrente alternada e com ganho de cerca de 40 dB, fornece um nível de interferência de -75 dB na saída do amplificador mesmo sem selecionar lâmpadas.

Uma característica da cascata push-pull-paralela é a presença de uma tensão LF alternada entre o cátodo das lâmpadas. Se as lâmpadas de filamento de ambos os braços forem alimentadas por um enrolamento comum, essa tensão será aplicada entre o cátodo e o aquecedor de cada lâmpada. Na prática, a tensão de pico do sinal nunca excede a tensão máxima permitida entre o cátodo e o aquecedor para 6P3S, que é 180 V. No entanto, para muitas lâmpadas, essa tensão não deve exceder 100 V e esse problema é resolvido separando os enrolamentos do filamento do transformador de potência.

O projeto do transformador de saída é relativamente simples. Como de costume para cascatas push-pull, o quadro é feito de duas seções com uma partição no meio. Ambas as seções são enroladas na mesma direção, mas com o quadro virado após o preenchimento de uma das seções.

Os enrolamentos primários do ânodo e do cátodo são enrolados com dois fios dobrados juntos (eles são enrolados simultaneamente a partir de duas bobinas), volta a volta. A marca de fio mais adequada é PELSHD e, para reduzir a indutância de vazamento, o enrolamento secundário é colocado entre as duas metades da seção do enrolamento primário e um esquema de crossover é usado (Fig. 3, a). Na fig. 3b mostra o diagrama de ligação dos enrolamentos do transformador. Na ausência de um fio de marca adequada com alta tensão de ruptura de isolamento, pode-se usar um fio da marca PEL-1 e realizar o enrolamento da maneira usual (com enrolamentos de ânodo e cátodo separados).

Amplificador de baixo paralelo push-pull Amplificador de baixo paralelo push-pull

Enrolamento de tela - uma bobina aberta de folha de cobre fina conectada a um fio comum.

Com o enrolamento usual dos enrolamentos do transformador, é aconselhável complementar o acoplamento indutivo entre os enrolamentos com acoplamento capacitivo. Para fazer isso, as extremidades dos enrolamentos de mesmo nome são conectadas entre si por meio de capacitores com capacidade de 2000 ... 3000 pF (para uma tensão de pelo menos 400 V), com os quais resistores com uma pequena resistência (100 ... 300 Ohms) são conectados em série.

Os indicadores de qualidade do UMZCH com transformadores convencionais não são muito inferiores aos indicadores de qualidade do amplificador descrito, mas na região de frequências mais altas o primeiro fornece menos potência não distorcida.

Os enrolamentos do transformador de saída também podem ser feitos com fios PEL-2, PEV-2 e outros semelhantes. Com um diâmetro de fio superior a 0,15 mm, a tensão mínima de ruptura de seu isolamento é de pelo menos 800 V, o que é suficiente para garantir a operação confiável de um transformador com enrolamentos duplos (enrolamento em dois fios).

Em relação ao problema de usar um acoplamento reostato-capacitivo mais simples entre os estágios de fase invertida e de saída, deve-se notar que a eliminação da instabilidade de polarização é bastante alcançável usando um estabilizador de tensão eficaz.

Recomendações para cobertura total de realimentação de três ou mais estágios em amplificadores semelhantes daqueles anos muitas vezes desacreditam sua eficácia no momento. É aconselhável formar esse feedback apenas para dois estágios do amplificador. No entanto, essas recomendações eram conhecidas na década de cinquenta. Mas no que diz respeito às lâmpadas, lembramos que mais tarde surgiram vários pentodos de saída e tetrodos de feixe - 6P14P, 6P36S, 6P42S, 6P45S ... As empresas russas também dominaram a produção de novos análogos de tubos de rádio estrangeiros recomendados para uso em UMZCH.

Autor: B. Mints

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