Отрицательная обратная связь в ламповых усилителях

В современных высококачественных ламповых УНЧ, как разрабатываемых радиолюбителями, так и выпускаемых ведущими фирмами, широко применяются различные схемотехнические решения, основу которых составляет использование некоторых видов обратной связи (ОС).

Принцип использования в ламповом УНЧ, например, отрицательной обратной связи (ООС), применение которой позволяет за счет снижения коэффициента усиления улучшить качество звучания и уменьшить вносимые искажения, заключается в следующем. На вход усилителя подается некоторая часть выходного напряжения, фаза которого отличается от фазы входного напряжения на 180° или почти на это значение. При этом величина напряжения, подаваемого на вход усилителя через цепь обратной связи, может зависеть или от тока в нагрузке, или от выходного напряжения или же одновременно от того и другого. Поэтому различаются следующие виды отрицательной обратной связи: по току, по напряжению и смешанная обратная связь. Если напряжение ОС вводится во входную цепь последовательно с первичным источником входного напряжения, такая схема называется схемой с последовательной обратной связью. Схемы, в которых напряжение ОС подается параллельно источнику входного напряжения, называются схемами с параллельной обратной связью.

Уменьшение коэффициента усиления при использовании последовательной отрицательной обратной связи объясняется тем, что из-за разности фаз напряжение на сетке лампы оказывается меньше входного сигнала на величину напряжения ОС. В результате понижение подаваемого на сетку лампы напряжения приведет и к уменьшению напряжения, формируемого на выходе усилителя. Поэтому коэффициент усиления каскада, охваченного ООС, будет меньше, чем у аналогичного каскада без ООС.

Помимо уменьшения коэффициента усиления отрицательная обратная связь оказывает весьма существенное влияние на искажения различного рода. Дело в том, что искажения и помехи, возникающие в усилительном тракте, являются причиной изменений формы сигнала на выходе. В усилителе с ООС любое искажение формы сигнала приведет к подаче на вход противофазного напряжения, вызванного искажениями на входе усилителя. В процессе усиления это дополнительное напряжение и будет компенсировать возникшие искажения.

Необходимо отметить, что введение ООС оказывает влияние и на форму частотной характеристики усилителя. Поскольку в результате уменьшения коэффициента усиления на крайних частотах воспроизводимого диапазона уменьшается напряжение соответствующих составляющих на выходе усилителя, то и напряжение обратной связи для сигналов этих частот, подаваемое в противофазе на вход усилителя, также будет меньше. Поэтому и результирующее напряжение, поступающее на сетку лампы, на низших и высших частотах понижается в меньшей степени, чем на средних частотах. Этим обеспечивается относительное увеличение напряжения на выходе. Таким образом, на средних частотах воспроизводимого диапазона отрицательная обратная связь оказывает заметно большее воздействие на величину коэффициента усиления каскада, чем на высших и низших частотах.

Принципиальная схема оконечного усилительного каскада с отрицательной обратной связью приведена на рис. 1.

В этой схеме, часто применяемой в простых ламповых усилителях низкой частоты, цепь ООС состоит из разделительного конденсатора Сос, резистора Rос и резистора R2, включенного последовательно с резистором R1 утечки лампы Л1. Необходимо отметить, что сопротивление конденсатора Сос на самой нижней частоте воспроизводимого диапазона должно быть в 3-5 раз меньше суммы сопротивлений резисторов Rос и R2.

В ламповых УНЧ отрицательной обратной связью могут быть охвачены и два каскада. Упрощенная принципиальная схема двухкаскадного УНЧ, в котором напряжение обратной связи снимается с дополнительной обмотки выходного трансформатора, приведена на рис. 2. В данной схеме требуемый порядок подключения выводов обмотки цепи ООС определяется опытным путем.

Упрощенная принципиальная схема усилителя с параллельной ООС по напряжению приведена на рис. 3. В рассматриваемой схеме напряжение из анодной цепи лампы Л2 подается через резистор Roc на вход той же лампы.

Если в первом каскаде усилителя используется пентод, рекомендуется применять параллельную обратную связь, которая позволяет достичь лучших результатов.

Источник

Конденсатор в цепи обратной связи лампового усилителя

Обратная связь в ламповых усилителях

KAFED: Уважаемые форумчане! Давайте обсудим обратную связь в ламповых усилителях. Как правильно рассчитать или подобрать номиналы резисторов и конденсаторов в цепях обратной связи? Интересны мнения и рекомендации знающих разработчиков.

KAFED: Я не радиоинженер (не сбылась детская мечта) а радиолюбитель. Можно и в библиотеку сходить, конечно, но постигая теорию вопроса надо основательно учиться заново «влезая» в формулы. Хотелось упростить процесс. Начитавшись мнений в интернете (на форумах и не только) о вредности обратной связи, до сих пор я собирал усилители (в основном на триодах) без «неё». Но потом я прочитал и совершенно противоположные мнения. Решил попробовать тетроды и пентоды «на выходе» в штатном включении и сравнить. Примечательно, что в «эпоху расцвета лампового звука» большинство усилителей были с ОС. А что Вы понимаете под «кулачковыми» ТВЗ? Их размер «с кулак»? Так сегодня, используя ТОР, можно достигнуть неплохих параметров трансформатора с габаритной мощностью 40 Вт. А он как раз размером «с кулак». Существует мнение, что ОС необходима для снижения выходного сопротивления и нелинейных искажений. Это правильное мнение? И последнее. Я не претендую на изготовление усилителей класса хайэнд, прежде всего потому, что это скорее субъективная философия звука и «ценников» а не технических и звуковых параметров.

aluma: KAFED пишет: надо основательно учиться заново «влезая» в формулы. Хотелось упростить процесс. Вы не поверите, но я на 6-м десятке, будучи инженером и на «ты» с паяльником и мелкосхемами, законспектировал книжку Войшвилло про ламповые усилители. И основательно проштудировал еще кучу. Но — дело хозяйское, может у Вас получится по-другому получить знания. Нет возраженй и по остальным вопросам, нравится звук древних телевизоров с 6П14П пентодом на выходе и выходным ТВЗ — и на здоровье. Почитайте дядьку Макарова, он ужЕ прошел путь от ламповых многополосных (МРБ 72) в 70-х гг. до однотакта сегодня.

Serg_AD: Стоит почитать http://audioportal.hi-fi.ru/showthread.php/7339-Влияние-обратной-связи-на-качество-звука-лампового-усилителя http://audioportal.hi-fi.ru/showthread.php/4040-SE-на-6П14П?p=684303&viewfull=1#post684303

Бокарёв Александр: Читаю Цыкина — там без ООС вообще невозможно сделать высококачественный усилитель. Но в те годы понятия высокого качества были чуток другие . Сейчас народ сильно подтянулся в плане трансы мотать, мотает — и какие! Да и ламповая схемотехника выросла до небес. Приборы измерительные — доступны любому самодельщику, знания — вот тебе интернет, читай, учись. Насчёт ООС: много раз собирал схемы с её применением, чтобы вытянуть параметры усилителя из-за неважных трансов. По измерениям всё зашибись, но достичь того привычного родного звучания не удавалось ни разА. Всегда одно и то же: плавный и слитный звук любимых песен превращается в какие-то выстрелы из тишины. Пулемётные очереди. Первое впечатление — УХ ТЫ! — быстро сменяется разочарованием и желанием немедленно распаять эту пакость. Сразу оговорюсь: Покемон — исключение. Его слушал несколько лет и звук радовал. Не так давно подправлял один американский унч на 6п14п, там несмотря на внушительные выходные трансформаторы и мощный силовик звучание было плоское и зажатое. Стереокартина тоже так себе. и в сравнении с однотактом без оос этот унч бледно выглядел. Ещё раньше приводил в чувства американский Скотт на 6п14п, там и корректор и тембры всякие, звук живой, мощный, но включил однотакт и сразу ясно, кто главный. Пентодный унч без оос вообще трудно себе представить, хотя есть ценители, а с ООС получаем примерно неплохой транзисторный унч, с особенным ламповым флёром, но всё равно он искусственный, деланный. Может когда-то этот звук и был откровением, но сейчас его трудно назвать Хай- фаем.

омельян: KAFED: Отправил на почту.

Сергеев Сергей: KAFED пишет: Существует мнение, что ОС необходима для снижения выходного сопротивления и нелинейных искажений. Это правильное мнение? Правильное. Еще расширение полосы частот . Уменьшение усиления. Это по приборам. А на слух? Бокарёв Александр пишет: много раз собирал схемы с её применением, чтобы вытянуть параметры усилителя из-за неважных трансов. По измерениям — всё зашибись, но достичь того привычного родного звучания не удавалось ни разА.

KAFED: Спасибо, коллеги (хотя, наверное, не совсем корректно мне-«неучу» так себя называть в вашем кругу) вы мне очень помогли. Обязательно «проштудирую» Войшвилло и другую специальную литературу (благо мне земляк омельян выслал на почту). Извините, что побеспокоил вас на форуме, а надо было идти в библиотеку. Не знал, что этот форум в основном для высококвалифицированных радиоинженеров со своим единственно правильным мнением. Просто хотел узнать как, например Сергеев Сергей подбирал номиналы элементов в цепи обратной связи своего двухтактника на 6Н8С и 6П3С (кстати эта схема мне очень напоминает мотив от Нобу Шишидо), неужели считал по теоретическим выкладкам. А звуковосприятие у каждого человека сугубо индивидуальное. Может начинающему «ламповику» понравиться и звук от самостоятельно собранного усилителя на 6П14П в пентодном включении с ТВЗ 1-9. Мне лично звук известного во всём интернете РР на 6Н9С и 6П3С от гуру лампового звука А. Манакова (не в обиду сказано) совершенно не понравился (и не только мне), хотя этот усилитель по компонентам был собран «точь-в-точь». а однотактный усилитель с обратной связью на 6Ж4 и ГУ 50 (в пентоде) до сих пор радует слух. И последнее, открывая эту тему я не задавался вопросом нужна или не нужна обратная связь в усилителе.

ALSS: KAFED пишет: Не знал, что этот форум в основном для высококвалифицированных радиоинженеров со своим единственно правильным мнением. Не выпендривайтесь

Petr0vich: KAFED пишет:Не знал, что этот форум в основном для высококвалифицированных радиоинженеров со своим единственно правильным мнением.Если некое сообщество людей солидарно по этому вопросу, заметьте, не вопросу веры, а техническому, то наверняка это не зря.

Пермяк: Интересно, а куда сообщество относит конструкции «Покемон» О.Чернышёва и «Бокемон» А.Бокарёва? В этих конструециях совершенно откровенные ООС, называемые, кстати, параллельной ООСн ? Немало есть сторонников и применения варианта Катодная Обмотка, которая есть последовательная ООСн.

Бокарёв Александр: я бы обозвал своего Бокемона- мощным инвертирующим операционником на лампе, с трансформаторным выходом и однотактным драйвером . Делают же подобные мощники на LM3886 и все довольны. Тогда многое проясняется и упрощается. И мифы уходят.

aluma: Пермяк пишет: Интересно, а куда сообщество . И вот еще интрига, древний спор: «А есть ли ООС в нутрЕ самого триода?»

Пермяк: aluma, мы тут частенько рекомендуем читать учебники. Давайте же, по-книжному, остановимся на том, что ОС — это сознательно, схемотехнически, организованная с помощью сосредоточенных элементов, передача сигнала с выхода на вход. Все остальные ОС — паразитные, и рассматриваться должны вне этой темы.

aluma: Ок, остановимся на сознательном. Один из способов настройки цепи ООС с помощью скопа и меандра. Обычно эта цепь — два последовательных резистора, один заземлен, другой подключен к выходу. Задача-подобрать емкость корректирующего конденсатора , параллельного последнему. Вот и подбираем его до тех пор, пока не получим чистый меандр на выходе усилителя.

Бокарёв Александр: Добавлю к сказанному Александром, что это так наз. коррекция по опережению, прекрасно работающая цепь, но есть ещё один путь добиться устойчивости усилителя , ограничив по полосе первый каскад, так наз.коррекция по запаздыванию. Я обычно применяю обе понемногу, одной может не хватить и усилитель срывается в возбуд. В своё время проштудировал прекрасную книгу Иржи Достала Проектирование операционных усилителей, там теория устойчивости усилителя с оос рассказана на редкость доходчиво и с примерами . Тогда же потренировался «на кошках», на операционниках, многое понял, сочинил кучу неплохих усилителей. Способ настройки с помощью осциллоскопа и меандра-самый быстрый и точный. Все изменения мгновенно видны на экране.

Ученик: aluma пишет: ОС, это передача сигнала с выхода на вход. Таким образом (исключая паразитную через Са-с), ОС в триоде отсутствует. Так?

aluma: Ученик пишет: ОС в триоде отсутствует. Так? Теряюсь в догадках. http://www.audioworld.ru/Books/Tubes/tub_02.html

Ученик: alumaпишет:http://www.audioworld.ru/Books/Tubes/tub_02.html Цитирую: «Изменение потенциала анода Ua под действием входного сигнала Uвх посредством изменения электрического поля действует на поле управляющей сетки таким образом, что препятствует изменению последнего под действием Uвх.» И проводится классификация этой якобы ОС, как параллельной. Отчего же не наблюдается изменение действия этой ОС при изменении величины, например, резистора смещения? Изменение поля сетки не может быть произведено иначе, как изменением её потенциала, что непременно вылезло в искажении формы напряжения на сетке, и в полном отсутствии этой ОС при Rсмещ -> 0. В голове у автора каша. Исходя из ВАХ левого триода и только! (а как быть с правыми? ), он выдумывает целую «теорию». Про бритву Оккама он не слышал. P.S. Я не случайно «закинул удочку» про кенотрон.

aluma: Ученик Наверное в силу возраста, смотрю на вещи филисофически, не принимая близко к сердцу явления, на которые не могу повлиять. Вроде это из Конфуция, но могу ошибаться. Итого,проще представить себе лампу «!черным яшиком», для которого есть зависимости между входом и выходом, т.е. ВАХ, емкости и т.д. А сосредоточиться на более знАчимых проблемах в построении уся. Но это субъективно и нет возражений против других мнений.

Источник