מזעור עיוות הרמוני במגבר שפופרות. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מזעור עיוות הרמוני במגבר שפופרות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מגברי כוח צינור

המאמר דן בתוצאות מחקרים על הליניאריות של שלב מנורה עם מקור זרם במעגל האנודה. נתנו הפרמטרים של מצבים חשמליים עבור מספר טריודות הגברה המספקות את הליניאריות הגבוהה ביותר, ומוצגים הספקטרים האופייניים של עיוות האות במצבי פעולה אלה. ניתנות המלצות לשימוש במנורות הנלמדות.

לחקר הליניאריות הפוטנציאלית של שלב הצינור היו מספר מטרות. זה היה אמור לאשר באופן אובייקטיבי את היתכנות השימוש במקורות עכשוויים כעומס האנודה של המנורה, ובכך לזעזע את אמון המתנגדים לגישה זו ולחזק את אמונתם של תומכיה. רציתי לבדוק שוב את נכונותן של מספר המלצות לבחירת אופן הפעולה של שלבים מקדימים המופיעים ב-[1], כאשר מפל עם מקור זרם מתואר בפירוט ושיטה לחישוב המפל עצמו והמקור הנוכחי. נתון. אני מקווה שתוצאות עבודתי יקלו על כל חובבי הרדיו והאודיופילים לבחור את סוג המנורה ואת מצב ההפעלה שלה.

בניגוד למאמר הקודם [2], שבו בוצעו בדיקות של מנורות רבות במצבים שונים מאלה האמיתיים, ניתן להשתמש בתוצאות המתקבלות באופן מיידי בפועל. במהלך העבודה, אופטימיזציה של מצבי ההפעלה של המנורה במפל עם מקור הזרם במעגל האנודה, מה שמבטיח ליניאריות מרבית. המטרה המשוערת של המפל היא לעבוד במעגלי קדם ההגברה של מגברי הספק; זה קבע את רשימת המנורות שייבדקו ואת מתח המוצא שבו בוצעו המדידות.

מדידות פרמטרים בוצעו במפל לפי הסכימה המוצגת באיור. 1. למעשה, המעגל כבר תואר [3, 4], המפל מתווסף באלמנטים לוויסות זרם המנורה ומתח ההטיה. כדי לבטל את השפעת עכבת הכניסה של ציוד המדידה, נעשה שימוש במגבר חיץ מדידה, בעל עכבת כניסה וליניאריות גבוהה מאוד. אני מפנה את תשומת לבכם למצב זה: במכשירים אמיתיים, התוצאות הטובות ביותר מושגות כאשר משתמשים בחסיד קתודה כשלב עוקב.

גנרטור GZ-118 שימש כמקור אות, ומד עיוות לא ליניארי S1-6 (NIM) ומנתח ספקטרום HP-9A חוברו ליציאה של מגבר החיץ (A3585).

טווח השינויים בזרמי הפעולה של המנורה מוגבל מלמטה על ידי מאפייני התדר הנדרשים של המפל, ומלמעלה על ידי פיזור הכוח המותר באנודה.

במקרה הכללי, ניתן לקבוע את התדירות המגבילה העליונה של המפל (בהתבסס על רמת הגלגול של 3 dB) על ידי הנוסחה

fgr =1/(2πC∑R').

כאשר Su הוא הקיבול הכולל המחובר במקביל לעומס (כולל קיבול המוצא של המנורה), R' הוא סך ההתנגדות המקבילה המחוברת במקביל למעגל האנודה של המנורה בזרם חילופין.

מאפייני התדר של המפל נקבעו לעומס בצורת עוקב קתודה. במקרה זה, קיבול העומס קטן מאוד, וההתנגדות המקבילה הכוללת R' שווה כמעט להתנגדות הפלט של המנורה בנקודת השקט, התלויה בזרם השקט.

(לחץ להגדלה)

המדידות בוצעו כדלקמן: זרם ההפעלה המינימלי (מחושב מראש) של המנורה נקבע, המתח באנודה של המנורה נבחר בטווח 100...150 וולט עם ערך אפקטיבי של פלט המפל מתח של 6 V. לאחר מכן, על ידי שינוי מתח ההטיה UCM, המקדם ההרמוני של מתח המוצא היה ממוזער. ההליך למציאת ההרמוניות המינימליות חזר על עצמו עבור ערכים גדולים של זרם ההפעלה של המנורה, וכתוצאה מכך התקבלו מספר נקודות הפעלה שהתיימרו להיות אופטימליות; בנקודות אלה, התנהגות המפל נחקרה ביתר פירוט. עבור מנורות עם דגמי PSpise, טווח החיפוש אחר המצב האופטימלי היה קטן יותר עקב מודלים ראשוניים של מצבי הפעלה במחשב.

נקודת הפעולה האופטימלית היא זו המספקת את הליניאריות הגבוהה ביותר של המפל עם זרם השקט הנמוך ביותר. פירוש הדבר הבא: אם הרמה המינימלית של הרמוניות נרשמה במספר ערכים של זרם השקט, אז הקטן שבהם נחשב לאופטימלי. מצב המנוחה של המנורה, המתאים לנקודה האופטימלית, נקבע על ידי שני פרמטרים: המתח באנודת המנורה (UA0) וזרם הקתודה של המנורה (IC0 - הוא נמדד על ידי ירידת המתח על הנגד הדיוק RK) ב היעדר אות.

בתהליך חקר סוגים שונים של מנורות, התגלה אפקט מוזר אחד, שנראה לי שלא תואר בשום מקום קודם לכן. התברר כי עבור סוגים שונים של מנורות אופי השינוי בספקטרום העיוות של אות המוצא, בהתאם לשינויים קטנים במצב DC, שונה באופן משמעותי. יתר על כן, אנחנו לא מדברים על כניסה לאזור של זרמים ומתחים נמוכים, שבו המנורה היא לא ליניארית באופן משמעותי והבדלים כאלה צפויים למדי, אלא באזור העבודה, שבו שום דבר לא מבשר חריגות כאלה. ההשפעה יציבה ותלויה מעט במנורה הספציפית. 18 סוגי מנורות נחקרו (לא כל החומר נכלל במאמר זה), ואם המנורה התנהגה בצורה מסוימת, אז בדיקת דגימה אחרת שצולמה באקראי נתנה בערך את אותה תמונה.

לכן, החלטתי להוסיף פרמטר סובייקטיבי נוסף למאפייני המנורה, המאפיין את יציבות הספקטרום ההרמוני של אות המוצא בהתאם למצב DC של המנורה (להלן, פשוט יציבות). באופן קונבנציונלי, הוצגו שלוש הדרגות של יציבות - "נמוכה", "בינונית", "גבוהה".

מנורות בעלות יציבות גבוהה מאופיינות בשינוי קטן בספקטרום אות המוצא בעת שינוי מצבי DC בטווח רחב. נציג בולט של קבוצת מנורות זו הוא מנורת 6N8S: שינוי מצב ה-DC שלה מוביל לשינוי קל בלבד (1,5...2,5 dB) ברמת ההרמונית השנייה, והרמוניות גבוהות יותר אינן מופיעות. אולי זו אחת הסיבות מדוע אודיופילים אוהבים את המנורה הזו; הוא סולח על כל שגיאות עיצוב אפשריות ובלתי נתפסות.

מנורות בעלות יציבות ממוצעת מגיבות לשינויים במצב DC בצורה חדה יותר, אך באופן צפוי. לדוגמה, כאשר מתח האנודה יורד, שינויים בספקטרום של אות המוצא הופכים בולטים מהר מאוד: רמת ההרמונית השנייה עולה, ומופיעות הרמוניות גבוהות יותר. ככל שהמצב יוצא יותר מהנקודה האופטימלית, כך הרמות ההרמוניות גבוהות יותר ומספרן גדול יותר.

צינורות בעלי יציבות נמוכה משנים בחדות את אופי ספקטרום אותות המוצא עם שינויים קטנים יחסית במצב DC ולעיתים יש להם מספר אזורי פעולה עם מעבר תלול ביניהם. דוגמה טיפוסית היא מנורת 6C3P. כאשר מתח האנודה משתנה ב-6% בלבד, המנורה משנה בחדות את אופי הספקטרום: ההרמוניות הגבוהות נעלמות, רמת ההרמונית השנייה עולה ועם עלייה נוספת במתח האנודה משתנה מעט. כאשר המנורה נמצאת באזור יציבות נמוך, בדרך כלל מושג העיוות ההרמוני המינימלי והמנורה רגישה במיוחד למצב DC, שינוי קל במצב יכול לשלוט ביעילות על יחס הרמה והמשרעת של ההרמוניות. עבור סוגים מסוימים של מנורות, המאפיינים של שני מצבי ההפעלה ניתנים.

האפשרויות של פעולת מנורה במתח אנודה נמוך נחקרו בנפרד. המלצות המופיעות מעת לעת לגבי שימוש במנורות קונבנציונליות במפל התנגדות במתח אנודה נמוך הן, בלשון המעטה, מופרכות. שימוש במקור זרם במעגל האנודה הוא אחת האפשרויות ליישם מצב פעולה מפל כזה עם רווח מספיק ותכונות תדר מספקות, מבלי להיכנס למצב "מיקרו זרם". עבור מנורות שלדעתי עבדו בצורה מקובלת במצבים כאלה, מצוינים הפרמטרים המתאימים.

באיור. איור 2 מציג את הספקטרום של אות המוצא של שלב התנגדות באמצעות מנורת 6N8S (אני נותן דוגמה ספציפית לשינוי הפרמטרים של שלב עם מנורה זו, מכיוון שהיא נחשבת לאחד מהלינאריות ביותר). המנורה פועלת בערך באותו מצב (אותו עותק) כמו במפל עם מקור זרם (UA0 = 187 V, lK0 - 4,7 mA), ההתנגדות של נגד האנודה היא 20 קילו אוהם. ערך זה נבחר בהתאם להמלצות שנתקלות לעתים קרובות: קח את ההתנגדות שלו להיות גדולה פי 2...3 מההתנגדות הפנימית של המנורה בנקודת המנוחה. עבור מנורה זו, ההתנגדות הפנימית בזרם של 4,7 mA היא 9150 אוהם. נשווה את הספקטרוגרמות: השימוש במקור זרם (איור 3) הוביל לירידה ברמת ההרמונית השנייה כמעט פי עשרה, ההרמונית השלישית נעלמה לחלוטין!

בהתאם לכך, העיוות ההרמוני של המפל ירד מ-0,608% ל-0,078%, ולאות המוצא יש ספקטרום נוח יותר. ככל שרמת התפוקה עולה, היתרונות של שלב המקור הנוכחי הופכים אפילו יותר בולטים.

טבלת הסיכום מציגה את הפרמטרים הממוצעים של מצבי הפעולה האופטימליים של כל המנורות, והספקטרוגרמות (איור 4-12) מציגות את הספקטרום ההרמוני של אות המוצא האופייניים לכמה מהן.

מזעור עיוות הרמוני במגבר שפופרות

יש לקחת בחשבון שלמנורות יש פיזור משמעותי של פרמטרים, ולא תהיה צירוף מקרים מוחלט של פרמטרי מפל בעת שימוש במנורות שונות, אבל ההבדלים קטנים - 15...25%. לכן, המתח על רשת המנורה מאופיין כמקורב ומשמש כערך התחלתי לעיצוב.

עבור מנורות משולבות, ניתנים הפרמטרים של חלק הטריודה; הפנטוד 6Zh38P מופעל במצב טריודה (שימו לב למנורה הזו!).

כתוצאה מהמחקר והמדידות של חוסר הלינאריות של טריודות הגברה בשימוש עם מקור זרם במעגל החשמל ובשלב חיץ, המחבר הגיע למסקנות הבאות.

1. השוואה של התוצאות שהתקבלו עם הפרמטרים של שלבים התנגדות באמצעות אותן מנורות מוכיחה ששימוש במקור זרם (אפילו בטרנזיסטורים!) מגביר משמעותית את הליניאריות של השלב ומשפר את ההרכב הספקטרלי של מתח המוצא.

2. ליניאריות גבוהה של המפל עם מקור הזרם במעגל החשמל וספקטרום משופר של אות המוצא מרחיבים משמעותית את מגוון המנורות המתאימות לשימוש במגברי שמע איכותיים. מנורות 6N2P, 6НЗП, 6Н23П שזכו לביקורת מסורתית מציגות תוצאות מצוינות בלינאריות ובאיכות צליל!

3. הרווח של המפל עם מקור זרם נוטה לערך השווה לערך של μ של המנורה (עם התנגדות כניסה גדולה מספיק של השלב הבא). באופן כללי, זה מאפשר להפחית את מספר השלבים הנדרש תוך שמירה על הרגישות שצוינה.

4. ירידה במתח האנודה של המנורה מובילה להידרדרות בלינאריות של המפל. למרות ששלב המקור הנוכחי מאפשר את אופן הפעולה הזה לרוב הצינורות, לא מומלץ להשתמש במצבים כאלה במגברים איכותיים. מסקנה זו נכונה לא רק עבור שפופרות רדיו קונבנציונליות, אלא גם עבור אלו המיועדים לפעול במתח נמוך. מחקר של מנורות 6S63N [1] ו-6N27P (מתח אנודה טיפוסי - 28 V) הראה שהלינאריות הטובה ביותר של המפל מושגת במתח אנודה גבוה בהרבה.

5. אם המגבר מופעל על ידי מתח לא מיוצב, יש להשתמש במנורות בעלות יציבות הרמונית ספקטרלית גבוהה. השימוש בספקי כוח מיוצבים מסיר מגבלה זו ומאפשר להשתמש בכל המנורות המפורטות כאן עם תוצאות יציבות.

6. אם למנורה יש אזור בולט עם יציבות ספקטרום נמוכה, אז, כנראה, יש להימנע מכך, מכיוון שאין מידע על היציבות הזמנית של מצב כזה (לפחות מהמחבר). כאשר מכוונים מגבר באמצעות INI בלבד, קיימת סכנה ליפול בדיוק לאזור ההפעלה הזה, שכן במצב זה מושג העיוות ההרמוני הכולל הנמוך ביותר במתח המוצא של המפל.

ספרות

Karpov E. עיצוב מעגלים של מגברי שפופרות היברידיים בתדר נמוך. - מהדורת אינטרנט: next-power.net/next-tube/ru/index.php3.
Karpov E. ספקטרה של הרמוניות בצינורות אלקטרונים. - רדיו, 2003, מס' 11, עמ'. 14-16.
Karpov E. מגבר חד-צינורית. - מהדורת אינטרנט: next-power.net/next-tube/ru/ index. phrz
Karpov E. TB3 בשפופרת UMZCH. - רדיו, 2003, מס' 4, עמ'. 11-15.

מחבר: E.Karpov, אודסה, אוקראינה

ראה מאמרים אחרים סעיף מגברי כוח צינור.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

קינסקופ על צ'רנוביל 04.03.2000

מדי שנה זורקים הצופים הגרמנים למזבלה כחצי מיליון קינסקופים משומשים במשקל של 10 עד 30 קילוגרם. לקבור אותם זו בעיה גדולה. ראשית, הזרחן שמכסה את המסך מבפנים מכיל קדמיום ולכן הוא רעיל. שנית, חרוט הקינסקופ עשוי מזכוכית עופרת, שגם היא אינה בטוחה לקבורה (זכוכית זו סופגת קרני רנטגן המתרחשות כאשר הטלוויזיה פועלת). וקשה גם להמיס אותו לקינסקופים חדשים, כי המסך עצמו עשוי מזכוכית אחרת, בריום-סטרונציום, שגם סופגת קרינה. לשימוש משני, יהיה צורך להפריד בין הזנים הללו.

חברת מינכן "סטרטקון" מציעה להשתמש בקינסקופים גרמניים למיגון הסרקופג של צ'רנוביל. הרעיון הוא לבנות משהו כמו מתלה של פינות פלדה מסביב לסרקופג, שעליו להניח קינסקופים ישנים בשתי שכבות, לסירוגין - צוואר או מסך תחילה. אפשר גם למלא אותם בחומר כלשהו שסופג קרינה. ואז המבנה הזה נשפך בבטון.

הרעיון הזה כבר זכה לפטנט, וגם בגרמניה וגם באוקראינה, הניסויים הראשונים לבדיקתו נמצאים בעיצומם. ההערכה היא שכמה מאות אלפי קינסקופים ישנים יידרשו ליישומו.

עוד חדשות מעניינות:

▪ בקרי קוואזי תהודה Infineon CoolSET

▪ ילדים לאבות מבוגרים חיים יותר

▪ מצלמה עם פוסט פוקוס

▪ טלפון סולארי

▪ מצלמה עם מקרן

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר מגברי כוח. מבחר מאמרים

▪ מאמר האח הגדול. ביטוי עממי

▪ מאמר אילו בעלי חיים הם העצלנים ביותר? תשובה מפורטת

▪ כתבה כמה שיותר חם - יותר קריר. מעבדת מדע לילדים

▪ כתבה הפעלה אוטומטית של גנרטור דיזל במקרה של הפסקת חשמל במיקרו-בקר PIC16F84A. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר ספק כוח גיבוי לנגן פלאש כיס. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר