Усилитель колебаний низкой частоты (НЧ) есть в каждом приемнике, телевизоре, магнитофоне. Без него невозможны были бы воспроизведение грамзаписи, громкоговорящий прием программ радиовещательных станций, звуковое сопровождение телевизионных передач.
Усилители НЧ массовых промышленных или любительских ламповых приемников бывают обычно двухкаскадными (рис. 1). Первый каскад усиливает напряжение сигнала, поступающего к нему от детектора или звукоснимателя, второй, выходной, повышает мощность сигнала, обеспечивая тем самым работу подключенного к нему громкоговорителя. Сегодняшний Практикум посвящен именно двухкаскадному усилителю НЧ.
Предлагаем испытать в работе несколько вариантов усилителя. Для этого потребуются: блок питания и монтажная панель, сделанные ранее (см. Практикумы в «Радио» ╧ 6 и 7 этого года), радиолампы, а также резисторы и конденсаторы разных номиналов.
Вариант первый — усилитель на маломощных триодах (рис. 2). В первом каскаде этого усилителя используйте триод 6С2П, во втором — один из триодов лампы 6Н1П. Первый каскад, как видите, аналогичен однокаскадному усилителю НЧ, уже опробованному вами (рис. 5 Практикума в «Радио» ╧ 8 этого года). Только там нагрузкой триода были головные телефоны, а здесь эту роль выполняет резистор R3. С него напряжение сигнала, усиленное лампой, через конденсатор связи С3. подается на управляющую сетку триода выходного каскада. Сигнал, усиленный этим каскадом, преобразуется в звуковые колебания громкоговорителем Гр1 включенным в анодную цепь лампы через выходной трансформатор Тр1.
Нельзя ли обойтись без выходного трансформатора, включив громкоговоритель непосредственно в анодную цепь лампы? Включить-то можно, и анодный ток лампы через него пойдет, но звучать он будет очень тихо. Дело в том, что звуковая катушка электродинамического громкоговорителя, содержащая небольшое число витков сравнительно толстого провода, обладает во много раз меньшим сопротивлением, чем внутреннее сопротивление лампы выходного каскада. Чтобы согласовать эти сопротивления и таким образом наиболее эффективно передать низкочастотную энергию усилителя громкоговорителю и используется понижающий трансформатор, именуемый выходным или согласующим. Выходные трансформаторы, как вам известно, используют и в транзисторных усилителях НЧ.
При монтаже следует учесть, что на принципиальной схеме (рис. 2) с целью ее упрощения общий проводник питания цепей ламп показан условным знаком «_[_» (означающим соединение с металлическим корпусом, с шасси устройства). В наших усилителях выводы всех деталей с таким знаком надо соединять с проводником монтажной панели, являющимся общим минусовым проводом для цепей анодов (а для тетродов и пентодов — еще и цепей экранирующих сеток) и нитей накала ламп.
Для межкаскадной связи (С3) и блокировки (С4) первичной обмотки выходного трансформатора используйте керамические или слюдяные конденсаторы. В анодную цепь лампы выходного каскада включите радиотрансляционный громкоговоритель; его трансформатор будет выполнять роль выходного трансформатора усилителя.
Проверьте монтаж по принципиальной схеме. Включите питание и подайте на вход усилителя низкочастотный сигнал от звукоснимателя или радиотрансляционной сети через делитель напряжения — так же, как при испытании однокаскадного усилителя. В громкоговорителе должен появиться достаточно громкий неискаженный звук.
А если усилитель не работает? В таком случае надо прежде всего с помощью вольтметра проверить напряжения на электродах ламп, указанные на схеме. Эти напряжения измерены вольтметром с входным сопротивлением 10 ком/в — таким, как прибор, описанный в разделе «Лаборатория радиолюбителя» этого номера журнала. Отсутствие напряжений на аноде и катоде укажет на обрыв (плохой контакт) в анодной цепи, а слишком большое напряжение на аноде — на плохой контакт или обрыв в цепи катода. Обрыв или ненадежный контакт надо искать с помощью омметра, предварительно выключив питание усилителя.
Испытать усилитель можно покаскадно с помощью высокоомных головных телефонов. Прежде всего уточните, подается ли сигнал на вход усилителя. Для этого телефоны подключите параллельно резистору R1. Если сигнал подается, в телефонах услышите слабый звук. Затем, соблюдая осторожность, подсоедините телефоны параллельно резистору R3. Этим вы проверите, работает ли лампа первого каскада. А чтобы убедиться, исправен ли выходной каскад, телефоны надо подключить параллельно первичной обмотке выходного трансформатора. Неисправность надо искать в том каскаде, который не работает.
Выходная мощность такого усилителя небольшая — всего несколько десятых долей ватта. Чтобы ее несколько увеличить, надо оба триода лампы 6Н1П соединить параллельно. Попробуйте!
Второй вариант — усилитель тоже на триодах, но с использованием одной лампы 6Н1П (рис. 3). Левый (по схеме) ее триод работает в первом каскаде, правый — в выходном. Разница между этим и предыдущим усилителями заключается только в способе подачи смещения на управляющую сетку триода первого каскада: в усилителе первого варианта смещение получается за счет анодного тока, создающего падение напряжения на катодном резисторе R2, а в усилителе этого варианта за счет сеточного тока лампы, текущего через резистор R1 (подробно о способах смещения мы говорили на Практикуме августовского номера «Радио»).
Экспериментируя с этим усилителем, попробуйте подавать смещение на сетку первого триода так, как это сделано в усилителе первого варианта. Усилитель будет работать так же. Вообще же качество и громкость работы усилителей обоих вариантов примерно одинаковы.
Третий вариант — усилитель на лампе 6Ф1П (рис. 4). Эта лампа является триод-пентодом. Ее триодная часть используется в каскаде предварительного усиления напряжения сигнала точно так же, как триод такого же каскада предыдущего усилителя, а пентодная часть — в каскаде усиления мощности. Напряжение на экранирующую сетку пентода подается непосредственно от выпрямителя.
Основное назначение ламп 6Ф1П— для преобразователей частоты супергетеродинных приемников. Но они хорошо работают и в усилителях низкой частоты, в чем вы можете убедиться сами, испытав предлагаемый усилитель НЧ. Поскольку усилительные свойства триода и пентода лампы 6Ф1П лучше, чем у триодов лампы 6Н1П, работать он должен громче, чем усилитель предыдущего варианта.
Четвертый вариант — усилитель на пентоде и лучевом тетроде (рис. 5). Пентод 6Ж1П работает в каскаде предварительного усиления напряжения, а мощный лучевой тетрод 6П1П - в каскаде усиления мощности. На экранирующую сетку первой лампы напряжение выпрямителя подается через гасящий резистор R4, на экранирующую сетку второй лампы — непосредственно. По переменному току экранирующая сетка заблокирована на общий минус конденсатором С3.
Выходная мощность усилителя около 3 вт. Чтобы наиболее эффективно использовать эту низкочастотную энергию, на выход усилителя включите более мощный, чем трансляционный, громкоговоритель, но через соответствующий ему выходной трансформатор. Трансформатор можно укрепить на корпусе громкоговорителя и расположить их возле монтажной панели.
Не исключено, что даже при тех напряжениях на электродах ламп, которые указаны на схеме, в громкоговорителе появятся свисты, гул или прерывистый звук низкого тона. Это признаки самовозбуждения усилителя. Причинами самовозбуждения являются обычно паразитные обратные связи между выходом и входом усилителя через емкость между ними или через общий источник питания анодно-экранных цепей ламп.
Для устранения самовозбуждения, проявляющего себя свистами, надо возможно дальше разнести проводники анодной цепи выходной лампы и цепи управляющей сетки лампы входного каскада. Чтобы предупредить такой вид самовозбуждения, проводники входных цепей усилителей делают предельно короткими и экранируют, а экраны заземляют. Экранирование, кроме того, устраняет фон переменного тока, который может появиться из-за различных наводок во входных цепях.
Для борьбы с самовозбуждением, проявляющим себя прерывистыми звуками низкого тона, часто напоминающими шум работающей моторной лодки, надо в цепь плюсового проводника выпрямителя между каскадами (на рис. 5 обозначено крестом) включить ячейку развязывающего фильтра (на рис. 5 — внизу). Сопротивление резистора фильтра (Rф) может быть 20 — 50 ком, а емкость конденсатора фильтра (Сф) — не менее 0,5 мкф.
В вариантах усилителя НЧ, которые мы здесь предложили, могут работать другие лампы. Триод 6С2П, например, можно заменить лампами 6С1П, 6СЗП, двойной триод 6Н1П — лампами 6Н2П, 6НЗП, триод-пентод 6Ф1П — лампой 6ФЗП, пентод 6Ж1П — лампами 6ЖЗП, 6Ж4П, лучевой тетрод 6П1П — пентодом 6П14П. Принципиальные схемы остаются такими же, но монтировать усилители надо с учетом цоколевки новых ламп.
Можно также использовать лампы с октальным цоколем: в усилителе первого и второго вариантов — лампы 6С5С и 6Н8С или 6Н9С, в усилителе четвертого варианта — лампы 6Ж8 и 6П6С. Среди ламп с октальным цоколем триод-пентода, с которым можно было бы повторить усилитель третьего варианта, нет.
Какое практическое применение могут найти эти опытные усилители НЧ? Первый и второй варианты интересны в основном с познавательной точки зрения. А усилители третьего и четвертого вариантов могут быть использованы в приемниках прямого усиления и супергетеродинах, о чем мы еще будем говорить в будущем. Усилитель четвертого варианта, кроме того, может быть самостоятельной конструкцией для воспроизведения грамзаписи.
В. БОРИСОВ Журнал Радио 10 номер 1971 год.
