Мостовые усилители мощности
Известен класс усилителей, называемых мостовыми, в которых незаземленная нагрузка подключается к выходам усилителя с противофазными выходными сигналами.
К достоинствам таких схем можно отнести учетверенную максимальную выходную мощность при том же напряжении питания, по сравнению с усилителями мощности с одиночным выходом и заземленной нагрузкой.
Кроме того такие схемы создают симметричные токовые пульсации по цепям питания с удвоенной частотой сигнала, что упрощает построение источников питания (соответствующей мощности), исключая возможные условия появления перекосов выходных двуполярных напряжений.
Это актуально для усилителей типа УПТ и не только. Кроме того мостовые усилители не вызывают появление сильноточных сигнальных токов по “общему” проводу, что намного улучшает совместимость узлов в многоканальной (например, стерео) аппаратуре.
Мостовые схемы усилителей встречаются и в некоторых рекомендациях по применению микросхем-усилителей мощности. Если разобрать, например, даташитовскую схему на TDA2030 по “косточкам”, получим два усилителя мощности, включенных последовательно. Первый усилитель – неинвертирующий, второй – инвертирующий.
Между их выходами включена нагрузка. Понятно, что на выходе второго усилителя будет увеличенный уровень гармоник, так как входной сигнал пройдет по цепочке из двух усилительных звеньев. Кроме того второй усилитель добавит временную задержку на время прохождения сигнала через него.
Вытекающие недостатки – очевидны.
Рис.1
Известны схемы симметричных мостовых усилителей с перекрестными связями. Например, схема из книги П. Шкритека “Справочное руководство по звуковой схемотехнике” (Глава 13. Усилители мощности) хороша по многим параметрам, кроме одного – рабочая точка усилителей мощности ничем не задана.
Мысленно установите на выходах такого усилителя напряжение, например, близкое к напряжению питания (одновременно) – и баланс схемы не нарушится, так как она подавляет синфазную помеху как по входу усилителя, так и по выходу 🙂 , в силу своей симметричной топологии. Для поддержания рабочей точки выходных каскадов необходима специальная серво-схема.
В противном случае на выходных плечах усилителя будет разбаланс по рассеиваемой мощности и в конце-концов может произойти отказ такого устройства.
Рис.2
В предложенной мной схеме ИНУН устранен этот недостаток путем добавления двух резисторов (R3, R4) между дифференциальными входами усилителей. Теперь синфазный уход выходных напряжений от нулевого значения будет вызывать разбаланс напряжений между диф. входами усилителей и возвращать их в исходное состояние. В остальном, по топологии, схемы идентичны.
К достоинствам симметричных мостовых схем можно отнести и то, что без переделки их можно использовать в схемах, как с балансным, так и небалансным входом. К тому же симметричные мостовые схемы отличаются уменьшенным уровням четных гармоник. К недостаткам можно отнести необходимость точного подбора номиналов схемы.
Коэффициент усиления данной схемы по напряжению будет равен Ku=-R5/(R1+R3/2), входное сопротивление Rвх=2*R1+R3/2.
Рис.3
По аналогичному принципу построен ИТУН (Источник Тока, Управляемый Напряжением). В выходные цепи введены датчики тока (R7, R8), а сигналы обратной связи берутся с делителей напряжения.
Таким образом, при подключении нагрузки, с появлением входного сигнала происходит разбаланс моста, образованным описанными элементами, который устраняется за счет отрицательной обратной связи.
При этом независимо от величины нагрузки (теоретически) ток через нее изменяться не будет, поскольку баланс схемы сохраняется только при протекании заданного входным сигналом выходного тока через резисторы – датчики тока.
Основным параметром ИТУНа является крутизна преобразования, её можно для этой схемы посчитать по формуле Si=-R1/(R7*R5). Для указанных номиналов Si=-4,68 A/V. Rвх=R1+R2, при пренебрежении значениями R3 и R4, ввиду их относительной малости.
Схемы ИНУН и ИТУН в формате MC7 можно скачать тут.
Рис.4
Используя те же датчики тока и заменив ООС на ПОС, при скорректированных номиналах резистивных делителей можно получить усилитель с отрицательным выходным сопротивлением. Желающие могут проанализировать его работу самостоятельно 🙂
Рис.5
Усилитель мощности с отрицательным выходным сопротивлением применяется в звукотехнике в случаях, когда необходимо увеличить величину электрического демпфирования, то есть избавиться от повышенной добротности в АС, например на частоте резонанса динамика.
По определению отрицательного выходного сопротивления при увеличении сопротивления нагрузки напряжение на ней падает (уменьшается усиление), а при уменьшении – возрастает (увеличивается усиление). Это реализуется за счет положительной обратной связи по току в усилителе.
В связи с этим существует опасность самовозбуждения такого усилителя, в случае если сопротивление нагрузки по модулю станет меньше величины отрицательного выходного сопротивления, так как усиление в этом случае станет бесконечным :-).
Не вдаваясь в подробности вывода формул, основанных на законах Кирхгофа, симметрии схемы (R1=R2, R5=R6, R7=R8, R9=R10) с учетом того, что R3,R4 – слабо влияют на результат, рассчитать параметры схемы можно по следующим формулам:
Rвх=R1+R2 Ku=-R5*R9/(R1*(R5-R9)) при отсутствии нагрузки.
Rвых=2*R7*R9/(R9-R5)
Для номиналов, указанных на схеме, соответственно получаем: Rвх= 40 кОм; Ku= -39.16 или 31.85 дБ
Rвых= -4.7 Ом.
P.S. Должен сказать, что тип микросхемы, приведенной в примере (TDA2050), не играет какой-то определяющей роли, можно использовать любой подходящий по параметрам микросхемный (или дискретный) УН, выполненный по схемотехнике мощного ОУ. Желательно выполнять соблюдение общих рекомендаций datasheet для включения того или иного типа микросхемы.
Например, на базе TDA7293 был собран мостовой ИТУН для сабвуфера с ЭМОС по следующей схеме:
Рис.6
Вид платы со стороны деталей (в PCAD2006) на следующем рисунке:
Рис.7
Печатную плату можно скачать в формате pdf или в формате программы SprintLayout5.0
В собранном виде все это выглядит так –
Рис.8
Для систем с ЭМОС желателен ИТУН с частотнозависимой АЧХ, а точнее – с частотнозависимым импедансом. При увеличении частоты выходное сопротивление УМ должно падать.
Пример реализации – мостовой УМЗЧ с перекрестными связями, реализующий данный принцип: за счет введения конденсатора С8 схема приобретает необходимые свойства.
При использовании TDA2050 оптимальное сопротивление нагрузки равно 8 Ом.
Рис.9.
Ниже приведена его печатная плата (добавлены защитные диоды по выходам TDA2050):
Рис.10.
И фото собранного усилителя. Заметим, что компоновка элементов несколько отличается от приведенной выше печатной платы. Просто в процессе доводки схемы один из элементов (его уже нет на принципиальной схеме) пришлось совсем убрать.
Рис.11.
Обсуждение этих схем проходило на форуме Vegalab'a.
Источник: http://reanimator-h.narod.ru/bridge.htm
Простейший вариант мостового включения усилителя
Читать все новости ➔
Сигнал обратной связи ослабляется сетью пропорционально коэффициенту усиления.
При подключении выхода усилителя к точке обратной связи на другом усилителе, используя сопротивление, равное сопротивлению резистора цепи обратной связи, на втором усилителе мы получим усиленный сигнал, но в противофазе, поскольку обратная связь всегда применяется к инвертируемому выходу.
Рисунок 1 — Перекрёстное соединение усилителей для получения мостового включения
На рис.1 приведена схема включения и, для большей ясности, усилители мощности показаны как операционные усилители (каковыми они и являются, за тем исключением, что в них используются дискретные компоненты и они несколько больше). Для того, чтобы собрать данную схему необходимо точно идентифицировать следующее:
1) инвертирующий вход второго усилителя;
2) точный номинал используемого резистора в цепи обратной связи;
3) используемую точку выхода усилителя (где находится выход на громкоговоритель или на входе используемой индуктивности).
Не стоит поддаваться искушению и отключать цепь аттенюатора обратной связи, поскольку большинство усилителей теряют стабильность при единичном коэффициенте усиления.
В настоящей статье мы лишь разбираем вариант работы второго канала на единичном усилении в противофазном режиме.
Это не создаст никаких проблем, что он работает в режиме стандартного усиления (обычно около 30 дБ), и мы ослабляем входной сигнал, используя резистор с тем же номиналом, что и резистор цепи обратной связи.
На рисунке 1 он обозначен как ''Added Resistor''. Необходимо убедиться, что этот резистор взят с точки выхода усилителя (но перед выходной индуктивностью, если таковая используется). Если использовать электрически связанную точку, которая не является сама по себе выходом, то может создаться искажение сигнала.
Например, концы одного или другого силового резистора могут выглядеть так, словно это выход, однако здесь может иметься от 20 до 50 мм дорожки печатной платы, как раз до точки, откуда берётся вывод на громкоговоритель.
Может показаться, что это не такое уж большое расстояние, однако оно может стать источником существенного искажения сигнала.
Если ещё раз взглянуть на цепь на рисунке 1, можно понять как здесь всё устроено.
Для устранения наводки, вход второго усилителя должен быть заземлён как показано на рисунке (через резистор 100 Ом).
Подобная техника использовалась ещё 20 лет назад и результаты были превосходными. Многие усилители были специально сконструированы как усилители с мостовым включением, с использованием резистора цепи перекрёстной обратной связи и вторичного заземления входа, встроенного в печатную плату.
Основным достоинством подобной техники мостового включения является то, что нет необходимости в дополнительных компонентах (то есть имеется выигрыш в затратах), а также не возникает ухудшения качества сигнала из-за дополнительных операционных усилителей введённых в схему.
Результат, по крайней мере, не хуже, чем при использовании внешней схемы, однако вы должны быть готовы к тому, что будете вносить изменения в схему вашего усилителя. Не самая удачная идея, если он находится на гарантии! Надо признаться, что есть и негативные моменты подобного включения.
Большая часть усилителей при включении и выключении издаёт негромкий и обычно слабо различимый глухой звук, который становится громче при использовании предлагаемой техники мостового включения.
Стоит помнить о том, что при работе усилителя в однотактном режиме, он обеспечивает только половину номинальной нагрузки, поэтому необходимо убедиться, что каждый канал вашего стереоусилителя способен работать при сопротивлении 4 Ом, если вы планируете использовать стандартный громкоговоритель 8 Ом.
Если речь идёт о нагрузке 4 Ом, то каждый из усилителей должен работать при сопротивлении нагрузки 2 Ом. Прежде чем вносить изменения в конструкцию усилителя, ознакомьтесь с его спецификацией. В противном случае его транзисторы могут выйти из строя. *
При желании можно использовать однополюсный переключатель на два направления, который даст возможность переключения из моноблочного режима в нормальный. С помощью этого переключателя можно отключить добавочный резистор и резистор 100 Ом для перевода усилителя в нормальный режим работы.
Следует помнить, что при мостовом включении используется только левый вход, а вывод громкоговорителя +ve (красный) подключается к левому выходу усилителя с целью сохранения корректной полярности системы.
* Существует популярная теория о том, что всё электронное оборудование использует для своей работы находящийся внутри неё дым, и если дым выходит наружу, то оборудование выходит из строя. Похоже, что экспериментальные данные свидетельствуют в пользу этой теории, и обычно электронные приборы перестают работать, после того как из них выходит дым.
Вот и всё, что можно сказать по поводу этих университетских штучек про «дырки», «основные носители зарядов» и электроны. (Примечание: в проводах с изоляцией вероятно содержится очень много дыма, поскольку они продолжают работать даже после того, как всё помещение наполняется исходящим от них дымом).
Возможно, Вам это будет интересно:
Источник: http://meandr.org/archives/11939
Мостовой двухтактный усилитель 25 Вт
Мостовой двухтактный усилитель мощностью 25 Вт. Автор Дмитрий Климов.
Одной из главных проблем, с которой сталкивается разработчик ламповых усилителей, является изготовление выходных трансформаторов. Силовой трансформатор должен лишь обеспечивать необходимые напряжения и токи и может быть намотан, в крайнем случае даже вручную. Выходной трансформатор оказывает решающее влияние на характеристики усилителя.
КАчество усилитеял полностью определяется характеристиками выходного трансформатора. Поэтому важно всё, способ намотки обмоток, размеры сердечника, даже толщина пластин сердечника и толщина прокладок между обмотками. Всё влияет на режимные параметры усилителя, на величину выходной мощности, ширину полосы пропускания и уровень искажений.
Желание снизить уровень требований к выходному трансформатору вполне естественно. Целесообразно сделать выходной трансформатор менее критичным к качеству его изготовления. Есть вариант вообще отказаться от его применения, например схема мостового усилителя.
В мосту выходные лампы по постоянному току включены последовательно, а по переменному-параллельно.
Поскольку выходные лампы в такой схеме работают в режиме катодного повторителя, а постоянная составляющая на нагрузке исключена, появляется возможность согласовать сопротивление нагрузки с помощью обыкновенного автотрансформатора, с одной обмоткой. Пример схемы усилителя мощности с блоком питания показан ниже.
Входной каскад на лампе Л1.1 типа 6Н8С построен по схеме с общим катодом и особенностей не имеет. Его назначение – обеспечить необходимый уровень чувствительности. Если источник сигнала имеет выходное напряжение не менее 4 В, то входной каскад можно исключить и подавать входной сигнал прямо на вход фазоинвертора.
Фазоинвертор (лампа Л2 тина 6Н9С) построен на основе балансной схемы. Такой фазоинвертор отличается большим усилением, симметричностью разделенного сигнала и автобалансировкой.
При желании иметь в усилителе балансный вход типа XLR, обладающий большей помехозащищенностью по сравнению с однотактным входом RCA, можно убрать конденсатор, заземляющий второй вход фазоинвертора, и подать на него сигнал.
Выходной каскад выполнен на двух лучевых тетродах Л3 и Л4. В качестве выходных ламп можно применять лампы 6П6С или 6П3С. С первыми выходная мощность составит около 12-13 Вт, со вторыми – до 25 Вт на канал.
Еще более увеличить выходную мощность можно, применив лампы 6П27С или Г807 для которых характерно существенно большее анодное напряжение (700-800 В) и больший ток анода. Но при этом придется увеличить мощность силового трансформатора и изменить конструкцию усилителя.
Вследствие параллельного включения выходных ламп по переменному току рекомендуемое приведенное сопротивление нагрузки уменьшается в 4 раза и составляет в рассмотренной схеме около 900 Ом.
Выходной автотрансформатор намотан виток к витку на сердечнике от стандартного трансформатора ТП-208-6 сечением 7,0 см2. Первичная обмотка имеет 650 витков провода диаметром 0,33 мм, вторичная – 84, третья – 35 витков провода диаметром 1,0 мм, четвертая – 531 виток провода диаметром 0,33 мм. Все обмотки должны быть намотаны в одном направлении.
Силовой трансформатор имеет сердечник сечением не менее 16 см2 и восемь раздельных обмоток.
Первичная обмотка имеет 650 витков провода диаметром 0,5 мм; вторая, третья, четвертая и пятая обмотки имеют по 700 витков провода диаметром 0,2 мм; накальные обмотки – шестая и седьмая – имеют по 19 витков провода диаметром 1,0 мм; восьмая обмотка имеет 36 витков провода диаметром 0,2 мм и используется для питания устройства задержки включения анодного питания. Устройство задержки включения питания выполнено по схеме ниже. Для двухканального усилителя это устройство должно иметь два реле типа РЭС22. В зависимости от рабочего напряжения реле их обмотки включают параллельно или последовательно. Плечи выходного каскада питаются от отдельных выпрямителей. При изготовлении двухканального усилителя потребуются четыре обмотки анодного питания, что необходимо учитывать при подборе силового трансформатора или пары трансформаторов.
Схема задержки подачи анодного напряжения собрана с применением транзисторов.
Применение полевого транзистора определяет качество работу устройства в целом, поскольку для повышения стабильности важны минимальные уткечки и повышенное сопротивление ключевого элемента.
Начинка ламповыого усилителя изготовлена с применением печатного монтажа. Примерный вид печатных плат показан ниже. Выпрямители и устройство задержки включения питания собраны на общей плате, рисунок которой приведен справа.
Известно, что к недостаткам ламп в сравнении с транзисторами следует отнести невысокую стабильность режимных параметров во времени. Так, ресурс большинства ламп составляет 500-1000 часов непрерывной работы. За этот период значительно изменяются рабочие характеристики лампы.
Существенно уменьшается крутизна характеристики усиления, падает выходная мощность, изменяется внутреннее сопротивление.
К этому эффекту вчувствительны двухтактные выходныхекаскады, так как изменение параметров ламп может приводить к разбалансировке плеч двухтактного каскада, появлению постоянного тока через выходной трансформатор и увеличению уровня искажений.
Стабилизация анодного питания в таком случае помогает не всегда. Ведь лампа по постоянному току представляет собой сопротивление, а изменение внутреннего сопротивления лампы вызывает нестабильность тока покоя. Большинство усилителей либо регулируют только один раз при изготовлении.
При наличии подстроечных элементов для установки тока покоя в течение срока службы усилителя, возможно периодическое проведение профилактических работ. Лучше, когда эту работу выполняют с применением специального оборудования, требуется некторая квалификации пользователя.
Для преодоления проблемы периодического регулирования усилителя разработано сравнительно простое устройство, автоматически поддерживающее заданный ток покоя выходных ламп. Схема этого устройства приведена ниже.
Устройство представляет собой стабилизатор тока и состоит из нескольких функциональных узлов. Резистор Rдт представляет собой датчик тока, на котором создается напряжение падения, пропорциональное току покоя лампы. На транзисторах VT1 и VT2 собран маломощный источник опорного напряжения, с помощью которого задается ток покоя лампы.
Представленная схема источника опорного напряжения отличается малым потреблением тока, на уровне 0,5-0,7 мА. Это немаловажно, так как ток источника опорного напряжения не проходит через датчик тока и, следовательно, приводит к небольшой погрешности установки тока покоя.
При желании источник опорного напряжения можно заменить светодиодом, свечение которого будет означать нормальный режим лампы. В этом случае применяют светодиод с рабочим током не более 1 мА. На составном транзисторе VT3-VT4 собрано устройство сравнения и управления током. При уменьшении тока покоя лампы, уменьшается падение напряжения на резисторе датчика тока Rдт.
Поскольку напряжение на базе транзистора VT3 стабилизировано источником опорного напряжения, уменьшение напряжения на эмиттере VT3 вызывает открывание транзисторов VT3 и VT4, которые шунтируют резистор Rк и уменьшают общее сопротивление в цепи катода лампы. Тем самым увеличивается ее анодный ток.
При повышении анодного тока транзисторы VT3 и VT4 закрываются и увеличивают сопротивление в цепи катода. Для исключения влияния переменной составляющей катодного тока на постоянный ток покоя резистор R5 зашунтирован конденсатором большой емкости С1.
Рассмотренный узел включают в катодную цепь лампы вместо резистора автоматического смещения. При испытаниях разных варианов устройства с несколькими лампами типа 6П6С и 6П3С такой стабилизатор тока обеспечивал постоянство тока покоя с точностью до 2%. По переменному току это устройство зашунтировано конденсатором большой емкости и не оказывает никакого влияния на усиление звуковых частот.
При наличии здравого смысла для каждой выходной лампы изготавливают такой стабилизатор тока на небольшой печатной плате и устанавливают вместо катодного резистора. Выставив ток покоя выходного каскада равным 25-30 мА, можно использовать усилитель в классе А или АВ, заменяя в выходном каскаде соответственно лампы 6П6С или 6П3С. Никаких регулировок при замене ламп при этом выполнять не нужно.
Все трансформаторы и лампы установлены непосредственно на корпусе усилителя. Трансформаторы закрыты кожухами, которые также крепятся к корпусу. Установочные размеры силового трансформатора зависят от конструкции самого трансформатора и поэтому не указаны на чертеже корпуса усилителя.
Около всех трансформаторов должны быть предусмотрены отверстия для прокладки проводов. Их размеры и положение определяют конструктивно. Плату блока питания закрепляют в подвале корпуса под силовым трансформатором на винтах крепления кожуха трансформатора.
Монтаж каскадов усилителя выполняют навесным способом на выводах ламповых панелей или печатным способом. При навесном монтаже на винтах крепления ламповых панелей закрепляют дополнительные контактные пластины из текстолита, на которых резаком готовят контактные площадки. Допустим применение карболитовых клеммников.
Порядок монтажа и регулировки усилителя такой же, что и у триодного усилителя того же автора. По материалам публикации Д.Климова статью подготовил
Евгений Бортник, Красноярск, Россия, июнь 2016
Источник: http://paseka24.ru/node/329
Фазоинвертор (ФИ)
Корпус для сабвуфера — фазоинвертор (ФИ)
В рамках обсуждения выбора сабвуфера рассмотрим такой корпус как фазоинвертор.
Фазоинвертор, в отличии от закрытого ящика, имеет порт с помощью которого разворачивает фазу сигнала тыльной стороны динамика таким образом увеличивая КПД в 2 раза.
Принцип работы фазоинвертора
Для какой музыки подходит фазоинвертор
Фазоинвертор отличается мощным и объемным басом, а АЧХ в районе частоты настройки имеет горб (значительное повышение громкости звучания).
Пример АЧХ фазоинвертора
По этому ФИ подходит для музыки, в которой много не быстрого баса, где низкие частоты это основа композиций. Выбирайте фазоинвертор если вам нравятся дабстэп, трипхоп, прочая медленная электронщина, рэп, R&B и т.п.
Примечание: настройка фазоинвертора это частота, на которую приходится пик АЧХ, регулируется изменением длины и площади порта, а так же отношением объема порта к объему корпуса.
Какой динамик подходит для фазоинвертора
Чтобы выбрать сабвуфер для фазоинвертора нужно отталкиваться от параметров Тиля — Смолла (Fs, Qts, Vas). Обычно эти данные есть в документах, но если у вас их нет, то параметры найдутся в интернете.
Для того, что бы понять подходит ли динамик для ФИ проведите не хитрые расчеты. Поделите значение Fs на значение Qts и если ответ получится от 60 и до 100, то такой саб будет оптимальным для фазоинвертора.
К примеру — у динамика SUNDOWN AUDIO E-12 V3 Fs = 32.4 Гц, а Qts = 0.37.
Fs / Qts = 32.4 / 0.37 = 87,6 — такой сабвуфер вполне подходит для ФИ.
Если значение для вашего динамика выходит за пределы диапазона 60-100 возможно стоит подыскать ему другое оформление с помощью этой очень полезной таблички. Обратите внимание на то, что приведенная таблица не запрещает использовать для динамиков корпусы, не соответствующие значению Fs / Qts. Она показывает варианты, которые точно будут хорошо работать.
Виды фазоинверторов
Порт фазоинвертора — основной элемент корпуса, он может быть круглым (труба) или прямоугольным (щель).
Щелевой порт
Круглый порт (труба)
Нельзя однозначно сказать какой из этих портов лучше. Делают то, что удобнее или то, что больше нравится. Единственный момент, что в спорте (соревнования по звуковому давлению) чаще используются трубы, так как с их применением проще меняется настройка фазоинвертора, за счет изменения длины порта.
Отдельно стоит отметить такой тип, как пассивный излучатель.
Пассивный излучатель (корректней — пассивный отражатель) есть тот же фазоинвертор и принцип его работы тот же.
Применяется в тех случаях, когда желаемый порт для ФИ не устраивает по габаритам. В пассивном излучателе вместо порта используется динамик без магнитной системы.
Принцип работы пассивного излучателя
Достоинства и недостатки ФИ
Плюсы:
- Высокий КПД (грубо — в 2 раза громче ЗЯ);
- Может дать много громкого баса;
- Можно настроить для своих музыкальных предпочтений.
Минусы:
- Большие габариты (по сравнению с ЗЯ);
- Относительная сложность расчета.
Особенности
Материалы
Требования к материалам и сборке стандартны. Фазоинверторный короб должен быть крепким, герметичным и не давать вибраций. Материал — фанера или МДФ от 18 мм. и толще.
Обратите внимание на то, что все каналы ввода проводов, клеммники и т.п. должны быть надежно загерметизированы, внутренние перегородки (стенки порта) не должны иметь щелей.
Скругления порта фазоинвертора
Если щелевой порт длинный и имеет повороты, то в углах могут возникать застойные зоны, для избежания этого изгибы сглаживаются — в результате повышается КПД, так как снижается сопротивление движению воздуха. На слух определить улучшение качества довольно сложно, но для борьбы за высокий результат в звуковом давлении это решение работает.
Варианты сглаживая портов
Концы портов могут раскрываться, на выходе это может устранить паразитные шумы от трения воздуха, но такая проблема встречается не часто. Также за счет раскрывов на обоих концах понижается настройка порта (фазоинвертора), либо уменьшается его длина. То есть для одной и той же настройки порт с с расширениями на концах будет короче прямого и займет меньше объема.
Расширение щелевого порта
Расширение трубы
Практическое видео по раскатке трубы для порта:
Стоит понимать, что подбор правильной геометрии расширения (раскрыва) — отдельная задача при расчете корпуса фазоинвертора.
Выводы
Если вам нужно акцентировать звучание вашей системы на низких частотах, то фазоинвертор прекрасно подойдет для этого.
ФИ — хороший выбор для жирного баса и громкого повседенева.
^НАВЕРХ
Читать еще:
Источник: https://doctorbass.ru/vybor/fazoinvertor-fi/
Фазоинвертор (ламповый усилитель)
Статьи » Справка » Фазоинвертор (ламповый усилитель)
В двухтактный ламповый усилитель входит каскад фазоинвертор, его назначение — разделение входного сигнала на две противофазные полуволны . Так как любой каскад с нагрузкой анодной цепи инвертирует сигнал, часто применяется простая схема фазоинвертора на двух усилительных каскадах.
Фазоинвертор — это два усилительных каскада с общим катодом, сигнал с выхода первого каскада поступает на один из входов двухтактного каскада, а далее через делитель напряжения R4R5 на вход второго инверитирующего каскада.
R5 регулирует уровень сигнала на входе таким образом чтобы выходные напряжения обеих полуволн были одинаковы. Схема проста, она обладает хорошим усилением но не применима в высококачественных усилителях из-за больших фазовых и частотных искажений.
Так же схеме не обладает стабильность работы при старении (износа) ламп.
Вторая схема более стабильна в работе и обладает более лучшими характеристиками. В схеме R2 R4 служат нагрузками каскада на которых выделяется противофазный сигнал. Резистор автоматического смещения R3 задает ток покоя, а сеточный резистор R1 определяет входное сопротивление.
При допуске 0,5-1% резисторов R2R4 можно получить отличную симметрию противофазных сигналов, причем эта симметрия не зависит от параметров ламп. Так же эта схема не требует регулировок после замены ламп.
Недостаток схемы это коэффициент усиления равный 1, что предполагает использование предварительного усилителя.
Более совершенная схема это схема на основе балансного каскада усиления. Эта схема самобалансирующая фазоинвертора. каскад на Л1 0 усилитель с общим катодом, Л2 включена по схеме с общей сеткой и управляющим катодным током лампы Л1 через общий катодный резистор R3.
Сетки обеих ламп подключены к общему резистору атоматического смещения R4. Сетка Л2 заземлена по переменному току через С2.
Для обеспечения высокой точности расщепленного сигнала (разделенного противофазно) в качестве анодных сопротивлений R5R6 следует применить прецизионные резисторы.
На последнем рисунке показана схема фазоинвертора который имеет выходное напряжение до 100В и может обойтись без предварительного усиления входного сигнала. Благодаря перекрестным связям эта схема автоматически балансируется по постоянному току.
Введение R1 R7 позволяет обеспечить большой динамический диапазон и высокий коэффициент усиления. Значения резисторов подобраны так , чтобы ток через Л1Л2 и R1 R7 был примерно равным. Данная схема обеспечивает коэффициент усиления равный 500.
Такой фазоинвертор можно применить с выходным каскадом в котором лампы используются в источниках питания.
Такие лампы применяются из-за большой рассеивающей мощности и большого анодного тока, хотя они обладают низким коэффициентом усиления и требуют большого напряжения раскачки (6С19П, 6Н41С, 6С41С, 6С33С).
Литература МРБ1257 Климов Д.А. Ламповые усилители — Методика расчета и конструирования
Источник: http://rcl-radio.ru/?p=793
На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками
При конструировании ламповых усилителей мощности звуковой частоты (УМЗЧ) используют несколько классов (режимов) работы ламп. На рис.1 а изображены графики работы лампы в классе А.
В данном режиме рабочая точка (Рm) лампы, соответствующая напряжению смещения на управляющей сетке лампы Uco располагается на середине прямолинейного участка вольтамперной характеристики.<\p>
Как можно видеть из рисунка, лампа постоянно находится в открытом состоянии.
Чем выше начальный ток анода Iao, тем ниже КПД каскада, работающего в классе А. Однако искажения, вносимые каскадом при этом, будут минимальны.
Класс А предпочтителен для использования во входных усилительных каскадах, имеющих достаточно высокий коэффициент усиления. В выходных каскадах усилителя звука вопрос уменьшения потребляемой мощности становится актуальным.
Смещение рабочей точки лампы за пределы линейного участка рабочей характеристики позволяет уменьшить начальный ток анода и, как следствие, увеличить КПД каскада (рис.1 б). Лампа переходит в класс В.
Однако при этом сильно увеличиваются нелинейные искажения, поскольку рабочую точку устанавливают в начале линейного участка характеристики, и усиливаются лишь положительные полуволны входного сигнала, а отрицательные срезаются.
Для устранения нелинейных искажений каскадов, работающих в классе В, используют мостовую (или, точнее, полумостовую) схему (рис.2).
С выхода каскада на VL1, работающего в классе А, получают противофазные сигналы, которые усиливаются по мощности лампами VL2, VL3 двухтактного выходного каскада в классе В.
Иногда, для снижения искажений, лампы VL2, VL3 включают в режим АВ промежуточный между классами А и В.
Усиленные сигналы складываются в выходном трансформаторе Т1, который также согласует высокое выходное сопротивление ламп с низким сопротивлением громкоговорителя ВА1. От качества изготовления Т1 зависит равномерность АЧХ выходного сигнала. Практически все конструкции УМЗЧ, использующие «суммирующий» трансформатор, имеют достаточно существенную величину вносимых искажений.
Происходит это по разным причинам, и прежде всего, из-за неидеального симметрирования первичной обмотки, вызывающего постоянное подмагничивание сердечника трансформатора.
Дня выхода из данной ситуации следует воспользоваться старым, проверенным на практике правилом: если идеала нельзя добиться от него нужно отказаться. В данном случае придется отказаться от использования трансформаторных схем.
Чтобы исключить из схемы трансформатор, выходной каскад собирается по мостовой схеме (рис.3) [1].
Выходное сопротивление подобного моста — 250. ..350 Ом и зависит от типа применяемых ламп. В «горизонталь» моста включают нагрузку (громкоговоритель), а в «вертикаль» — источник питания. При балансе моста напряжение на нагрузке равно нулю.
Если на вход моста подают сигнал с фазами, показанными на рисунке, происходит разбаланс моста, и через нагрузку течет ток. Его форма точно соответствует форме входного сигнала.
Таким образом, возможна работа выходного каскада УМЗЧ без постоянной составляющей в нагрузке.
Кроме того, мостовая схема обеспечивает компенсацию четных гармоник искажений выходного сигнала и подавляет сетевой фон.
Неравномерность АЧХ мостового УМЗЧ очень низка, и практически не имеет характерного завала в области НЧ, специфичного для трансформаторных УМЗЧ.
Данное положительное качество мостовых УМЗЧ позволяет использовать их в качестве HI-END-сабвуферов в составе домашних кинотеатров.
На рис.4 и 5 изображена схема высококачественного мостового HI-END УМЗЧ. Номинальная выходная мощность усилителя в полосе частот 20…24000 Гц равна 10 Вт (пиковая 15 Вт).
Коэффициент нелинейных искажений не превышает 0.8%, уровень фона 50 Гц 70 дБ (для уменьшения фона накал ламп запитывают от источника постоянного напряжения).
На VL1 собран предварительный малошумящий усилитель, с выхода которого сигнал поступает на регуляторы тембра.
Далее каскад на VL2 формирует противофазные сигналы. Драйверная лампа VL3 управляет выходным мостом, собранным на VL4, VL5. К XS2 подключают высокоомную (300 Ом), а к XS3 — низкоомную (8 Ом) нагрузки.
Включение усилителя без нагрузки не допускается! Т1 служит только для согласования сопротивлений выходного каскада и низкоомной нагрузки, и требования к его конструкции не столь критичны.
Вентилятор М1 обдувает лампы, осуществляя их принудительное охлаждение (при этом существенно снижается дрейф рабочих точек VL2…VL5).
Собирается УМЗЧ в дюралюминиевом корпусе с отверстиями для вентиляции. Вместо малогабаритных ламп VL1…VL3 можно применить 6Ж1П и 6Н1П. Т1 и Т2 — тороидальные. Сечение кольца Т1 — 40×40 мм, диаметр — 50 мм.
Обмотка I имеет 400 витков провода ПЭВТЛ диаметр 0,41 мм, а обмотка II — 80 витков того же провода диаметр 0,8 мм. Сечение кольца —Т2 60×30 мм, диаметр —120 мм.
Обмотка I имеет 700 витков провода ПЭВТЛ диаметр 0,41 мм, обмотка II — 790 витков провода ПЭВТЛ диаметр 0,27 мм, а обмотка III — 18 витков провода ПЭВТЛ диаметр 1,8 мм.
Фильтрующие дроссели L1 и L2 также намотаны на тороидальных сердечниках сечением 40×10 мм и диаметром 40…50 мм. Они имеют 300 витков провода ПЭВТЛ диаметр 0,27 мм (L1) и 100 витков провода ПЭВТЛ диаметр 1,8 мм (L2). Налаживают ламповый усилитель по следующей методике.
Снимают VL4, VL5 с панелек, и включают питание. Измеряют питающие напряжения и напряжения на VL1, VL2. Подают на вход усилителя синусоидальный сигнал амплитудой 0,25 В и частотой 1 кГц.
Убеждаются с помощью осциллографа в наличии парафазных неискаженных сигналов в точках А и В.
Устанавливают на место VL4, VL5, а к XS3 подключают эквивалент нагрузки — резистор сопротивлением 8 Ом с рассеиваемой мощностью не менее 20 Вт. Включают усилитель и измеряют напряжения на лампах VL3…VL5. Они должны соответствовать указанным на рис.5.
Контролируя осциллографом сигнал на выходе, убеждаются в том, что он имеет достаточный размах по амплитуде и не искажается. В заключение желательно снять с помощью низкочастотного ГКЧ АЧХ УМЗЧ, и измерителем нелинейных искажений проконтролировать коэффициент гармоник.
Полученные данные должны соответствовать описанным.
Источник: http://www.radiochipi.ru/mostovoj-lampovyj-usilitel/
Загрузка...