Приемы улучшения работы усилителей

Объективная оценка нелинейных искажений производится с помощью приборов, определяющих отношение суммы мощностей всех возникших в усилителе добавочных гармоник к мощности колебаний основной частоты. Обычно это отношение, называемое „коэффициентом нелинейности", или „клиррфактором", выражают в процентах. Для его измерения на вход усилителя подают чистое синусоидальное напряжение. При больших искажениях выходное напряжение уже не будет синусоидальным. Определение клиррфактора производится с помощью особого прибора — клиррфактормессера.

Если клиррфактор не превосходит 5%, нелинейные искажения остаются для слуха практически незаметными. При увеличении его до 10% появляются неприятные хрипы и дребезжания, а до 20% искажения ощущаются в такой степени, что даже речь становится неразборчивой. С увеличением отбираемой от усилителя мощности нелинейные искажения возрастают.

Причиной нелинейных искажений могут быть кривизна формы концов используемых участков характеристик, большие сеточные токи или магнитное насыщение железных сердечников и дросселей. Собственные нелинейные искажения могут создавать также и электроакустические приборы: громкогово- рители, наушники, микрофоны и звукосниматели. Нелинейные искажения в усилителях уменьшают корректировкой режимов отдельных каскадов и правильным выбором деталей и ламп для них. Частотные характеристики усилителей во многих случаях делают управляемыми с помощью так называемых „регуляторов тембра" либо придают им желаемый вид включением постоянных корректирующих элементов в виде емкостей, дросселей и сопротивлений. На рис. 55 показана примерная схема двухручечного ' регулятора тембра (а), при различных регулировках которого частотные характеристики изменяются в пределах заштрихованной части графика б. Иногда для получения заданной формы частотной характеристики применяют корректирующие фильтры, подчеркивающие или, наоборот, подавляющие („заваливающие") тот или иной участок. При этом характеристика фильтра как бы включается в характеристику усилителя (рис. 56 а. При замыкании выключателя 1 фильтр выключается).

Приемы улучшения работы усилителей

Рис. 55. Схема регулировки тембра (тонрегулятора) (а) и характеристика ее действия (б).

1 —регулятор громкости, 2— регулятор низких частот, 3— регулятор высоких частот, / -  оба регулятора частот в положении „минимум, // — то же в положении „максимум".

 

На рис. 56 показаны также принципиальные схемы фильтров, поглощающего (в) и пропускающего (г) заданные участки некоторых частот. В обоих случаях используются колебательные контуры из L и С, настройкой которых и определяются значения фильтруемых частот в соответствии с формулой Томсона. Для фильтрации низких частот применяют катушки самоиндукции с большим числом витков и железными сердечниками, а также постоянные конденсаторы, емкость которых имеет порядок целых микрофарад или десятых долей микрофарад. Настройку этих фильтров производят ступенями, подбирая конденсаторы нужной емкости.

Для высокочастотных напряжений и токов фильтры выполняются с катушками радиочастотного типа и переменными или полупеременными конденсаторами (либо с постоянными конденсаторами, но при наличии перемещающихся магнетитовых сердечников в катушках). Фильтр, состоящий из последовательно включенного в цепь контура резонанса токов, часто называют „фильтр пробка".

Если часть выходного напряжения подать вновь на вход усилителя, то в зависимости от фазы поданного напряжения возникает положительная или отрицательная обратная связь. Положительная обратная связь возникает при совпадении фаз выходного и входного напряжений.

Приемы улучшения работы усилителей

Рис. 56. Схемы фильтров для коррекции, поглощения или пропускания различных частот и их характеристики.

 Она увеличивает создаваемые усилителем искажения, но при этом общее усиление возрастает. Часто положительную обратную связь с пользой применяют в высокочастотных участках схем современных радиоприемников, где искажения высокочастотных колебаний могут оставаться безвредными для модулирующих колебаний.

Отрицательная обратная связь оказывает обратное действие. Общее усиление несколько понижается, но зато искажения уменьшаются, так как отрицательная обратная связь уменьшает и частотные, и нелинейные искажения одновременно. Современные усилители, как правило, всегда изготавливаются с такой связью.

Нередки случаи, когда только что собранный усилитель начинает „свистеть", если ручку регулятора усиления поставить в положение максимума. Это явление называется самовозбуждением усилителя. Оно возникает потому, что где-то внутри схемы образовалась случайная положительная обратная связь, достаточная для возникновения собственной генерации. Иногда самовозбуждение возникает на сверхзвуковой, или высокой, частоте, и тогда свиста не слышно, но усилитель работает тихо или с большими искажениями. Отрицательная обратная связь оказывает свое благотворное действие и в этих случаях, повышая устойчивость и надежность работы усилителя.

Расчет усилительного каскада выходит за пределы ознакомительного курса, поэтому здесь приводятся лишь некоторые общие сведения.

Коэффициент усиления К каскада может быть выражен через параметры лампы Ri и μ, а также через основную величину схемы — анодную нагрузку лампы Ra следующим образом:

Приемы улучшения работы усилителей

Величина К всегда меньше μ, так как множитель  Приемы улучшения работы усилителей  является правильной дробью.

Естественно, что в качестве анодной нагрузки следует учитывать полное сопротивление включенного в анодную цепь нагрузочного элемента, которым может служить не только чисто активное сопротивление, но и дроссель или трансформатор.

Зависимость величины К от анодной нагрузки Ra, выраженной в ступенях, кратных внутреннему сопротивлению лампы Ri , вычисленная по вышеприведенной формуле, представлена на рис. 57. Здесь можно убедиться, что увеличение Ra сверх Ra=4Ri практически почти не увеличит усиления.

Для схем с активным сопротивлением Ra при повышенных значениях Ra требуется повышать и анодные напряжения, чтобы на аноде лампы был обеспечен необходимый для ее нормального действия номинальный потенциал. Поэтому брать величину Ra больше 3—4 Rai не только бесполезно, но даже вредно.

Приемы улучшения работы усилителей

Рис. 57. График выбора Ra для усилительного каскада.

Смотрите также