Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы

Теперь, постепенно увеличивая U_вх (вращением ручки R"), следите за изменением выходного напряжения — его можно измерять обычным авометром (рис. 79, к, л). В итоге вы сможете построить амплитудную характеристику — график, который покажет, как меняется U_вых при изменении U_вх.

До тех пор пока график линеен, то есть имеет вид прямой линии, можно считать, что все хорошо, так как выходной сигнал послушно следует за входным. Загиб амплитудной характеристики соответствует области нелинейных искажений (сравните с амплитудной характеристикой громкоговорителя, рис. 15). По началу загиба вы и определяете чувствительность (по положению стрелки на шкале R"), а также U_{вых. ном} и P_{вых. ном}. Учтите, что полученные результаты могут оказаться несколько заниженными, так как на низших частотах, в том числе и на сетевой частоте 50 гц, частотная характеристика усилителя обычно имеет некоторый завал.

Предложенные способы, конечно, не дают возможности строго определить номинальную мощность и чувствительность. Для этого нужно было бы точно измерять К_н.и с помощью особого прибора — измерителя нелинейных искажений (рис. 31, г). Однако оба способа позволяют оценить выходные данные усилителя и в случае необходимости подобрать оптимальное сопротивление нагрузки. Подобную операцию любители выполняют редко, но она настолько важна, что стоит коротко сказать, как это делается.

Сопротивление анодной нагрузки R_а особенно важно сделать оптимальным для выходной лампы, которая вырабатывает выходной сигнал и в большей степени определяет нелинейные искажения всего усилителя. Оптимальная величина R_а для той или иной лампы указана среди ее основных параметров (рис. 80, табл. 13).

Рис. 80. Параметры и схемы цоколевки некоторых электронных ламп.

Однако в реальном случае из-за применения отрицательной обратной связи и выбора пониженных (или повышенных) напряжений оптимальное значение R_а может несколько отличаться от рекомендованного. Как быть в этом случае? Разумеется, неудобно подбирать оптимальную нагрузку, меняя выходные трансформаторы или громкоговорители. Иногда, предвидя операцию по подбору R_а, делают секционированную вторичную обмотку выходного трансформатора, а затем пробуют подключать громкоговоритель к различным отводам.

Но можно поступить еще более строго — заранее определить оптимальную величину R_а для выбранной схемы и выбранного режима лампы, затем с учетом этой величины изготовить (или переделать готовый) выходной трансформатор. Для определения оптимальной нагрузки вместо громкоговорителя включают проволочный реостат и снимают амплитудные характеристики для нескольких значений R_зв. (рис. 50). В итоге получают график, который показывает, как меняется U_вых при изменении нагрузки. По этому графику и находят оптимальное значение R_a.

Если имеется измеритель нелинейных искажений, то можно найти R_a, соответствующее минимальному значению К_н.и. Минимальные искажения, как правило, бывают при мощности несколько меньшей, чем максимальная. Поэтому оптимальным следует считать сопротивление нагрузки на 10–15 % меньшее, чем было определено из условий максимальной мощности. Подбирая оптимальную нагрузку, целесообразно одновременно найти удачный режим выходного каскада, в частности тщательно подогнать смещение. Кстати говоря, с подбора смещения следует во всех случаях начинать подгонку режимов любого каскада.

С помощью звукового генератора нетрудно снять частотную характеристику усилителя — изменяя частоту входного сигнала (U_Bx), нужно измерять уровень выходного (U_вых). Эту операцию лучше вначале проводить при отключенных цепях обратной связи. Затем, проверяя частотную характеристику, можно постепенно вводить обратную связь, подбирать элементы коррекции и регулировки тембра. Напоминаем, что частотная характеристика, так же как и другие показатели, определены нами для электрического тракта, то есть не учитывают «последнего слова» громкоговорителей. Чтобы получить характеристики, снятые по звуковому давлению, то есть оценивающие всю звуковоспроизводящую установку, нужен измерительный микрофон с милливольтметром (рис. 15, 16). Все акустические измерения обычно проводят в специально оборудованной камере.

Несколько слов об особенностях налаживания двухтактных выходных каскадов. Здесь одна из главных задач — добиться симметрии плеч. Для проверки симметрии можно сетку одной из ламп двухтактного каскада отсоединить от фазоинвертора и подключить к сетке второй лампы. В этом случае при идеальной симметрии выходное напряжение должно быть равно нулю.

Можно было бы еще многое рассказать об особенностях налаживания конкретных схем усилителей, о влиянии тех или иных элементов схемы на качественные показатели. Однако подобный рассказ в большей степени был бы повторением того, что уже известно из предыдущих разделов книги. Ведь налаживание усилителя — это своего рода экзамен, который хотя и является продолжением учебы, но в основном сводится к проверке уже накопленных знаний. Этот экзамен всегда проходит успешно, если поняты и прочувствованы физические основы работы усилителей и принципы построения усилительных схем.

Для подтверждения сказанного приведем несколько примеров.

Включенный усилитель молчит, и в поисках повреждения вы начали проверку режимов ламп. При этом оказалось, что на аноде одной из первых ламп напряжение значительно больше указанного на схеме и равно общему анодному напряжению U_в. Таким образом на сопротивлении нагрузки R_а вообще нет падения напряжения, а это в принципе может быть только в двух случаях, если R_а = 0 или если I_а = 0 (U = I·R!).

Вторую причину легко сразу же исключить с помощью омметра. Что же касается отсутствия анодного тока, то оно, в свою очередь, может быть вызвано несколькими причинами: обрывом в анодной цепи (одна из вероятных причин обрыва — повреждение сопротивления), обрывом в катодной цепи, запиранием лампы (например, из-за обрыва в цепи управляющей или экранной сетки), неисправностью самой лампы.

После того как вы мысленно составили «черный список» — перечень возможных повреждений, неисправность в усилительном каскаде легко найти самыми простыми средствами.

Другой пример. При проверке режимов оказалось, что напряжение смещения на катодном сопротивлении равно нулю. Сначала убедитесь, что анодный ток не равен нулю (то есть, что нет повторения предыдущего случая). Проверьте напряжение на аноде — если оно меньше, чем U_в, то, значит, анодный ток есть. Теперь остается единственное предположение: R_к = 0. Вероятнее всего, что в этом «виноват» пробитый конденсатор С_к, который даже при исправном R_к накоротко замыкает участок «катод — корпус».

Наконец, еще пример. При работе со звукоснимателем усилитель развивает нормальную мощность уже при небольшом угле поворота регулятора громкости. Дальнейший поворот регулятора приводит к сильным нелинейным искажениям. Проверяете чувствительность — она оказывается значительно выше нормы и составляет 30–50 мв (должно быть 150–250 мв). Имеющийся запас усиления можно немедленно пустить в дело — создать дополнительные цепи обратной связи, уменьшить сопротивления анодной нагрузки, сопротивления утечки сетки и тем самым несколько расширить частотную характеристику.

При нехватке усиления нужно, наоборот, ослабить обратную связь (лучше всего зашунтировав конденсаторами сопротивления в катодных цепях первых ламп) или, в крайнем случае, повысить сопротивление нагрузки реостатных каскадов.