Ламповый усилитель для радиоузла с питанием от сети переменного тока

Усилитель с питанием от сети переменного тока имеет следующие ступени: микрофонную, предварительного уси­ления, оредоконечную и оконечную. Он может работать от радиоприемника, звукоснимателя и микрофона.

Принципиальная схема усилителя приведена на фиг. 1.

В.усилителе применено всего пять ламп, причем первая лампа Л1(6Ж7) используется только при работе от микро­фона. Во второй ступени используется лампа Л2 (6Г7), у которой аноды диодов соединены с катодом. Лампа Л3 (6Н7) является фазопереворачивающей и работает в предоконечной ступени. В выходной ступени, собранной по двух­тактной схеме, применены два лучевых тетрода Л4 и Л5 (6Л6 или 6ПЗ).

В цепь управляющей сетки лампы Л включен микро­фонный трансформатор Тр1.

Для уменьшения фона переменного тока, который ста­новится очень заметным при большом усилении, микрофон­ная ступень имеет развязывающие фильтры как по анод­ному питанию, так и по цепи накала. Эти фильтры уста­новлены в выпрямителе (фиг. 2).

Напряжение на анод лампы Л1 подается с дополнитель­ной ячейки фильтра выпрямителя.

Нить накала этой лампы питается от отдельной накальной обмотки V силового трансформатора выпрямителя че­рез селеновый столбик. Для уменьшения пульсации тока нить накала лампы Л1 зашунтирована конденса­тором С2 емкостью в 100 мкф на малое напряжение (6— 12 в).

В случае отсутствия селенового столбика лампу микро­фонной ступени можно питать от отдельной обмотки с напряжением 6 в; при этом несколько возрастет фон от пуль­саций переменного тока.

Сопротивление R1 является анодной нагрузкой, его вели­чина подобрана так, чтобы получить более равномерное усиление всех частот звукового спектра.

Отрицательное смещение на управляющую сетку лампы подается за счет падения напряжения на сопротивлении R2 включенном в цепь катода лампы. Сопротивление R2 забло­кировано конденсатором С1.

В цепи управляющей сетки лампы Л2 находится пере­ключатель Пи служащий для переключения усилителя с одного рода работы на другой.

Усиление регулируется с помощью переменного сопро­тивления R4, включенного в цепь управляющей сетки лам­пы Л2. Это сопротивление имеет отвод, к которому подклю­чается компенсирующая цепочка, состоящая из последова­тельно соединенных сопротивления R5 и конденсатора С5. Назначение этой цепочки — компенсировать кажущееся

уменьшение усиления низких частот при небольшой гром­кости.

Величина сопротивления R5 и емкость конденсатора С5 выбраны такими, что эта цепочка представляет малое со­противление для высоких частот. При небольшой громкости, когда движок переменного сопротивления находится близко к заземленному концу переменного сопротивления R4, цепочка, шунтируя часть переменного сопротивления, срезает высокие частоты, благодаря чему .подчеркивается воспроиз­ведение низких частот. Следует отметить, что включение компенсирующей цепочки, хотя и желательно, но не яв­ляется обязательным.

Смещение на управляющую сетку лампы Л2 подается автоматически за счет падения напряжения на сопротивле­нии R6, включенном в цепь катода, параллельно которому включен конденсатор С6.

Последовательно с сопротивлением R6 включено пере­менное сопротивление R7. С помощью этого сопротивления подбирается нужная величина отрицательной обратной свя­зи: чем больше величина сопротивления, тем более глубокой получается отрицательная обратная связь.

В анодной цепи лампы Л2 помимо нагрузочного сопро­тивления R8 включено сопротивление развязки R9? которое заблокировано конденсатором Ст. Выделенное на нагрузоч­ном сопротивлении напряжение низкой частоты через кон­денсатор С8 подается на сетку левого триода лампы Л3 (6Н7). Правый триод этой лампы служит для переворачи­вания фазы сигнала.

Фазопереворачивающая ступень необходима для пере­хода с однотактной схемы на двухтактную, так как на управляющие сетки ламп двухтактной ступени напряжение низкочастотного сигнала должно быть подано в фазах, сдвинутых на 180° по отношению друг к другу.

Усилитель будет работать без искажений только в том случае, если на анодных нагрузках фазопереворачивающей ступени будут выделены равные по амплитуде низкочастот­ные сигналы, но имеющие, как уже было сказано, разные фазы.

Для этого сетка правого триода лампы Л3 подключается к делителю, состоящему из сопротивлений R14 и R16. Сопро­тивление R14 должно быть обязательно меньше сопротивле­ния R15. Благодаря этому амплитуда сигнала в точке А по­лучается примерно равной амплитуде сигнала на управ­ляющей сетке левого триода лампы, и усилитель получается сбалансированным.

Напряжение сигнала через конденсаторы, С10, С11 и со­противления R17 и R18 подается на управляющие сетки ламп Л4 и Л5. Назначение сопротивлений Rl7 и R18 — предохранить выходную ступень от самовозбуждения.

Отрицательное смещение на управляющие сетки ламп Л3, Л4 и Л5 подается автоматически за счет падения напря­жения на сопротивлениях, включенных в цепь катодов этих ламп (R11 R19 и R20). Сопротивление R19 взято переменным, что позволяет уравнять анодные токи ламп Л4 и Л5. Только в том случае, если токи их будут одинаковы, оконечная сту­пень будет работать с минимальными искажениями.

Для измерения тока оконечных ламп служит миллиам­перметр (не показанный на схеме), который с помощью однополюсной вилки включается в цепь одной или другой лампы оконечной ступени (точки Б, В). Этот же милли­амперметр, будучи включен в цепь катодов обеих ламп (точка Г), может служить для контроля за работой этих ламп.

Анодной нагрузкой ламп оконечной ступени является первичная обмотка выходного трансформатора Тр2. Сред­няя точка первичной обмотки включается после первого дросселя фильпра Др1. Напряжение па экранирующие сетки ламп снимается с выхода выпрямителя после дросселя Др2.

Для улучшения частотной характеристики в усилителе применена отрицательная обратная связь. Напряжение от­рицательной обратной связи снимается со специальной обмот­ки III выходного трансформатора Тр2 и подается на катод лампы Л2. Один конец обмотки цепи обратной связи соеди­няется с шасси. Чтобы эта обмотка не была замкнута нако­ротко, в цепь обратной связи включено сопротивление R21.

Применение отрицательной обратной связи уменьшает усиление в несколько раз, но качество работы усилителя при этом значительно улучшается.

Схема выпрямителя

Выпрямитель для питания усилителя собирается по схеме, показанной на фиг. 2. Для улучшения фильтрации в фильтре выпрямителя включено последовательно два дросселя Др1 и Др2. Кроме улучшения фильтрации такая схема позволяет снять разное напряжение для питания ламп. После первого дросселя снимается напряжение на аноды ламп оконечной ступени, а после второго — на аноды остальных ламп и экранные сетки ламп оконечной ступени.

В выпрямителе используется кенотрон 5U4, с которого можно снять до 250 ма выпрямленного тока.

Вместо одного кенотрона 5U4 можно применить два ке­нотрона 5Ц4, включая их параллельно.

В фильтре, включенном в цепь сетевой обмотки сило­вого трансформатора, применены два дросселя Др3 и Др4 индуктивностью в 2 мгн и два конденсатора С4, С5 по 0,5 мкф, рассчитанных на рабочее напряжение не меньше 350 в. Оба дросселя лучше заэкранировать, поместив каж­дый в отдельный экран. Применение такого сетевого филь­тра способствует уменьшению различных помех и снижает фон переменного тока.

На выходе выпрямителя включается делитель напряже­ния, состоящий из сопротивлений R2, R3 и R4.

Величины сопротивлений, входящие в делитель, подби­раются таким образом, чтобы получить указанные на схеме напряжения.

Если общее сопротивление делителя взять небольшим, то значительно возрастет потребление тока. Поэтому общее сопротивление делителя должно быть порядка 100 тыс. ом. При такой величине дополнительная нагрузка, подключае­мая к выпрямителю, будет малой (3—4 ма) и, кроме того, можно использовать сопротивления, рассчитанные на мощ­ность рассеяния до 0,25 вт. Для уменьшения фона перемен­ного тока параллельно обмотке IV силового трансформатора включено переменное сопротивление R5 порядка 100 ом. Движок его присоединен к делителю R3 — R4.

Детали

Все детали, за исключением трансформаторов и дрос­селей,— промышленного изготовления.

Обмотки микрофонного трансформатора размещаются на каркасе, размеры которого приведены на фиг. 3. Пер­вичная oбмотка состоит из 400 витков провода ПЭ 0,12— 0,15, а вторичная — из 8 000 витков провода ПЭ 0,08—0,1. Для сердечника трансформатора берутся пластины Ш-16, толщина набора 20 мм.

Для уменьшения междувитковой емкости, что необхо­димо для получения хорошей частотной характеристики усилителя, каркас трансформатора секционирован. В каж­дую секцию укладывается 80 витков первичной и 1 600 вит­ков вторичной обмотки. Между первичной и вторичной обмотками прокладывается один-два слоя лакоткани. Об­мотки в секциях соединяются последовательно так, чтобы каждая последующая секция являлась продолжением пре­дыдущей.

Трансформатор обязательно должен быть заключен в стальной экран, толщина стенок которого не меньше 0,8— 1 мм. Выводы от трансформатора лучше провести через зажимы, укрепленные на экране и изолированные от него прокладками из гетинакса или текстолита. Для улучшения экранировки трансформатор желательно заключить во вто­рой экран, причем расстояние между стенками экранов долж­но составлять 8—10 мм.

Для изготовления выходно­го трансформатора надо при­менить пластины Ш-25; толщи­на пакета 40 мм. Первичная обмотка I имеет 2 X 1 000 витков провода ПЭ 0,25. Вторич­ная обмотка II наматывается проводом ПЭ 0,9 и имеет 220 витков с отводами от 30, 55 и 160 витков. Обмотка обратной связи III имеет 50 витков про­вода ПЭ 0,25. Обмотка IV, предназначенная для включе­ния контрольного громкогово­рителя, состоит из 40 витков провода ПЭ 0,9.

Намотку трансформатора нужно вести в следующем по­рядке. Первой наматывается половина вторичной обмотки, затем наматывается половина первичной обмотки. Между обмотками нужно проложить один слой лакоткани. После намотки первичной обмотки .наматывается вся обмотка обратной связи, затем другая половина первичной и вторая половина вторичной. Поверх всех обмоток размещается об­мотка IV.

Сердечник трансформатора собирается с воздушным за­зором в 0,1 мм.

Трансформатор должен быть изготовлен очень тщатель­но; намотку желательно вести виток к витку.

Все сопротивления, за исключением R19 и R20,— типа ВС, допускающие мощность рассеивания в 0,5 вт. Сопротивле­ния R19 и R20 — проволочные.

В низковольтном выпрямителе, питающем накал лампы Л1, применены селеновые шайбы диаметром 35—45 мм, по одной шайбе в плече.

Переключатель П1 может быть любого типа. Можно, на­пример, применить одну плату от переключателя диапазо­нов.

Для регулятора громкости может быть применено пере­менное сопротивление от приемника 6Н-1. Это сопротивле­ние имеет отвод для подключения компенсирующей цепоч­ки. Если не удастся достать такое сопротивление, то подоб­ный отвод можно сделать самому, использовав переменное сопротивление обычного типа. Для этого сопротивление нужно разобрать и высверлить одну из заклепок, крепящих среднюю часть подковки (фиг. 4). Затем, чтобы обеспечить надежный контакт между подковкой и средним выводом сопротивления, в этом месте на подковку накладывается медная или латунная шайба.

Шайба с помощью кусочка медной проволоки диамет­ром 1,0—1,2 мм приклепывается к подковке. С наружной стороны сопротивления с помощью этой же заклепки при­клепывается выводной лепесток.

Силовой трансформатор выпрямителя собирается на пластинах Ш-30; толщина пакета 40 мм. Первичная обмот­ка I имеет 550 + 85 + 465 витков провода ПЭ 0,7, причем 465 витков, которые подключаются только при напряжении электросети в 220 в, мотут быть намотаны проводом ПЭ 0,5. Повышающая обмотка II имеет 2X1700 витков провода ПЭ 0,28. Обмотка накала кенотрона III намотана «проводом ПЭ 1,2 и имеет 26 витков. Обмотки накала ламп IV и V имеют по 32 витка провода ПЭ 1,2 и ПЭ 0,5.

Все обмотки трансформатора желательно наматывать виток к витку. Это предохранит его от возможного пробоя между соседними витками и слоями обмоток. После намот­ки каждого слоя необходимо проложить парафинированную бумагу. Между отдельными обмотками прокладывается не­сколько слоев лакоткани.

Дроссель фильтра Др{ намотан на сердечнике сечением в 7,5 см2. Для сердечника берутся трансформаторные пла­стины Ш-25. Намотка ведется проводом ПЭ 0,3; число вит­ков составляет 3 000. После каждых 700 витков нужно про­ложить пару слоев парафинированной бумаги. Сопротив­ление дросселя не должно превышать 150—200 ом.

Сечение сердечника второго дросселя Др2 может быть небольшим, так как через этот дроссель течет значительно меньший ток. Вполне достаточно взять пластины Ш-16 при толщине пакета 16 мм. Наматывается дроссель проводом ПЭ 0,15—0,18. Количество витков должно быть 4 000. Ак­тивное сопротивление дросселя 500—700 ом.

Для облегчения монтажа все концы обмоток силового трансформатора и дросселей лучше вывести на одну сто­рону.

Конструкция

Усилитель собирается на отдельном от выпрямителя ме­таллическом шасси размерами 290 X 180X50 мм. Толщина стенок шасси 1,2—-1,5 мм. Сверху шасси размещаются лам­пы, микрофонный и выходной трансформаторы. На боковой стенке рядом с микрофонным трансформатором размещены гнезда для включения микрофона. На переднюю панель выводятся ручки переменного сопротивления R4 и переклю­чателя П1. На верхней панели шасси помещаются оси пере­менных сопротивлений R7 и R19. Расположение деталей уси­лителя на шасси показано на фиг. 5.

Ламповую панель лампы Л1 не следует укреплять же­стко на шасси, а лучше ее амортизировать. Для этого от­верстие в шасси усилителя под ламповую панель лампы Л1 делается диаметром порядка 40 мм. Из резины толщи­ной в 4—5 мм вырезается кольцо, внешний диаметр кото­рого должен быть порядка 60—65 мм, а внутренний равен 28 мм. Резиновое кольцо четырьмя болтами крепится к шас­си усилителя. Снизу к резиновому кольцу (фиг. 6) на двух болтиках прикрепляется текстолитовая ламповая панель. Применять керамическую или пластмассовую ламповую панель не совсем удобно, так как ставить тонкую резину не следует, а укрепить пластмассовую панель с помощью за­порного кольца на резине толщиной в 4—5 мм не пред­ставляется возможным.

Обычно у проволочных переменных сопротивлений в 25— 50 ом ползунок соединен с корпусом и, следовательно, та­кое сопротивление в нашей схеме окажется закороченным. Поэтому под корпус сопротивления R19 и его крепящую гайку необходимо подложить по изолирующей шайбе.

Около панельки лампы Л1 снизу шасси размещаются селеновые шайбы и конденсатор С2, служащие для вьщрямления тока накала этой лампы. На выводы управляющих сеток ламп Л1 и Л2 надо надеть по металлическому кол­пачку. Необходимо следить, чтобы колпачок имел хороший контакт с баллоном лампы и не касался вывода от управ­ляющей сетки. Провода, идущие к управляющей сетке и аноду лампы Л1, необходимо тщательно заэкранировать. Для этого монтажный провод прокладывается в металли­ческой оплетке, которую в двух-трех местах следует надежно соединить с шасси усилителя. Все остальные цепи мон­тируются изолированным проводом диаметром 1,2—1,5 мм. Сопротивления и конденсаторы, входящие в схему фазопереворачивающей и оконечной ступени, можно смонтиро­вать на текстолитовой или гетинаксовой пластинке. Этим самым упрощается монтаж и облегчается замена деталей при налаживании.

Выпрямитель собирается отдельно на шасси размером 230 X 280 X 70 мм. Расположение деталей на шасси пока­зано на фиг. 7.

Силовой трансформатор и дроссель Др1 монтируются на верхней панели выпрямителя, а дроссель Др2 — внутри шасси.

Для установки трансформатора Тр3 и дросселя Др1 в верхней панели делается вырез с таким расчетом, чтобы сторона обмотки трансформатора и дросселя с выводами оказалась внутри шасси. Трансформатор и дроссель при­крепляются к шасси с помощью стяжных болтов. Выводы цепей анодного напряжения и накала ламп подводятся под зажимы, укрепленные на задней панели шасси.

Выключатель сети укрепляется на передней панели шас­си выпрямителя.

Налаживание

Налаживание усилителя начинается с проверки накаль­ных цепей. Напряжение накала ламп Л2, Лз, Л4 и Л5 изме­ряется вольтметром переменного тока, а накал лампы Л1 — вольтметром постоянного тока, причем обязательно при включенной лампе.

Далее проверяется напряжение на других электродах всех ламп; оно должно соответствовать величинам, указан­ным на принципиальной схеме.

Отрицательное смещение на управляющих сетках око­нечных ламп, как уже было сказано, уравнивается с по­мощью переменного сопротивления R19. При этом ток ламп Л4 и Л5 должен быть совершенно одинаков.

Проверив режимы, ставят сопротивление R7 в положе­ние, соответствующее минимальной отрицательной обратной связи, и, включив контрольный громкоговоритель, с по­мощью звукоснимателя проверяют работу усилителя.

Если в громкоговорителе слышен сильный вой высокого тона, который переходит в писк при положении регулятора громкости, соответствующем наименьшему усилению, то не­обходимо переключить концы у обмотки трансформатора, с которой снимается напряжение отрицательной обратной связи.

При наличии самовозбуждения оконечной ступени уве­личивают величины сопротивлений R17 и R18, включенных в цепи управляющих сеток ламп Л4 и Л5. Затем включают микрофонную ступень, и если, несмотря на принятые меры, сильно прослушивается фон переменного тока, то этот фон нужно устранить путем подачи с переменного сопротивле­ния R5 выпрямителя на нити накала ламп небольшого по­ложительного напряжения порядка 8—10 в. Вращая в обе стороны ось переменного сопротивления R5, находят такое положение его движка, при котором фон будет наименьшим.

В усилитель можно ввести регулировку тона. Это позво­ляет, по желанию, поднять либо высокие, либо низкие ча­стоты .

На фиг. 8 приведена принципиальная схема такого тон-корректора. С помощью переменного сопротивления RH можно поднять усиление в области низких частот, а измене­нием сопротивления Rв менять усиление высоких частот.

При передвижении движка переменного сопротивления Rн к верхней по схеме точке возрастает усиление низких ча­стот. Точно так же при передвижении движка переменного сопротивления Rв к верхней точке поднимаются высокие частоты.

Благодаря такой регулировке можно получить очень хорошую частотную характеристику усилителя.