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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Amplificateur de basse parallèle push-pull. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à tubes Lorsqu'une cascade push-pull fonctionne dans des modes avec coupure du courant anodique dans la plage de fréquences supérieure à 2...3 kHz, des distorsions non linéaires spécifiques apparaissent qui augmentent avec l'augmentation de la fréquence. La raison en est un couplage magnétique imparfait (liaison de flux) entre les moitiés de l'enroulement primaire et entre chaque moitié de l'enroulement primaire et l'ensemble de l'enroulement secondaire du transformateur de sortie. Les processus transitoires déforment la forme du courant anodique des lampes et une baisse caractéristique apparaît sur l'oscillogramme du courant anodique. Dans les mêmes conditions, les distorsions non linéaires dans la région des fréquences audio inférieures sont provoquées par l'inductance de l'enroulement primaire du transformateur et sont compensées avec succès par un feedback profond. Les distorsions aux fréquences plus élevées ne sont pas compensées par le feedback. Par conséquent, lors de la conception d’amplificateurs fonctionnant en modes AB ou B, ils font souvent des compromis sur la distorsion aux fréquences inférieures et supérieures ou utilisent le mode A. L'amplificateur décrit, lorsqu'il fonctionne en mode classe AB, offre, sans compromis, une distorsion minimale aux basses fréquences grâce à de très bonnes caractéristiques de fréquence et de phase avec une rétroaction profonde, ainsi qu'à des fréquences plus élevées grâce à la minimisation de l'inductance de fuite. Le diagramme schématique d’une cascade parallèle push-pull est illustré à la Fig. 1. Une caractéristique distinctive de cet amplificateur est la connexion parallèle des lampes par rapport à la charge totale. Le transformateur de sortie comporte deux enroulements primaires, chacun constitué de deux sections - cathode et anode, et les enroulements cathodiques et anodiques des lampes des bras opposés sont enroulés ensemble en deux fils, ce qui élimine pratiquement l'inductance de fuite. Les directions du courant alternatif dans les sections anodiques et cathodiques de différentes lampes coïncident et la tension alternative entre elles est nulle.
Cette circonstance permet de remplacer le schéma de circuit par le circuit équivalent représenté sur la Fig. 2. Il montre qu'un amplificateur avec connexion parallèle push-pull des lampes est couvert par un retour de tension profond à un coefficient de retour La résistance totale réduite des deux lampes fonctionnant à une charge commune est égale à Ri/(2+ et la condition selon laquelle la résistance de charge équivalente est bien supérieure à la résistance réduite des lampes, c'est-à-dire Za>>Ri/(2+ La profondeur du feedback dans une telle cascade peut être évaluée en comparant le gain d'une cascade push-pull-parallèle et d'une cascade push-pull ordinaire. Prendre le facteur de charge pour la pentode K0=SRa=Sa D'où la profondeur de rétroaction de l'étage push-pull-parallèle Ao=1+ Une cascade parallèle push-pull utilisée dans un amplificateur à trois ou quatre étages peut également être couverte par une profondeur OOS totale de 10...12 dB. Ainsi, l'OOS dans l'étage final augmente jusqu'à 35... 37 dB sur une large bande de fréquences, améliorant considérablement toutes les caractéristiques électro-acoustiques de l'amplificateur. Lorsque les trois derniers étages de l'amplificateur sont couverts par un circuit OOS commun, la résistance réduite des lampes de l'étage final devient égale à celle de deux lampes de l'étage final : Rioe=Ri/[(2+ où K0 est le gain initial global des cascades couvertes par le feedback commun. Les lampes les plus adaptées pour une cascade parallèle push-pull sont les lampes 6CCD (analogues au 6L6G), car elles permettent d'obtenir la résistance de sortie la plus faible et ne nécessitent pas une tension anodique très élevée. Un amplificateur doté d'un tel étage final, monté sur deux lampes 6PCS, délivre jusqu'à 25 W à la charge en mode AB, et jusqu'à 35 W sur quatre lampes. Pour les lampes 6CCD, nous pouvons recommander la tension anode - cathode et grille écran - cathode - 350... 380 V, grille de contrôle - cathode - -38... -40 V. Ici, la tension sur la grille écran dépasse celle indiquée dans les ouvrages de référence UC2 max = 300 V , cependant, en pratique, les lampes 6CCD dans ce mode peuvent fonctionner beaucoup plus longtemps que la période de garantie, puisque la puissance dissipée sur la grille de l'écran ne dépasse pas la limite admissible. Il est préférable de fixer le déplacement dans la chaîne de grille. Les grilles écrans sont reliées aux anodes des lampes du bras opposé. Ainsi, ils reçoivent une tension constante par rapport à leur cathode, égale à l'anode. En termes de courant alternatif, connecter par exemple la grille écran VL1 à l'anode VL2 équivaut à la connecter à la cathode. Les résistances R1, R2, R4, R5, installées sur les douilles des lampes, empêchent l'excitation de la cascade HF. Pour l'étage parallèle push-pull de sortie, la tension d'entrée entre les grilles de contrôle doit être d'environ 270 V. La transition de l'étage préliminaire à l'étage final (lorsque les deux étages sont alimentés par une source commune) doit être un transformateur, car avec un couplage rhéostatique-capacitif, un changement de tension anodique se manifestera par un changement de polarisation et perturbera grandement le mode des lampes aux bornes. L'inductance requise de l'enroulement primaire du transformateur de sortie L1, en fonction de la distorsion spécifiée à la fréquence la plus basse, peut être déterminée approximativement par la formule (pour une pentode)
où RH' est la résistance de charge en ohms convertie dans l'enroulement primaire, FH est la fréquence la plus basse spécifiée en hertz, MH est l'atténuation du signal à la fréquence FH, comme le rapport des gains aux fréquences moyennes et basses (KCP/ KH), sélectionné entre 1,05 et 1,25 (0,5 et 2 dB). <Il est également nécessaire de vérifier la valeur de l'induction magnétique admissible Bmax. La faible résistance ohmique des enroulements est très importante, car si elle s'avère supérieure à la résistance donnée des lampes (pour deux lampes 6CCD - 90 Ohms, pour quatre lampes 6CCD - 45 Ohms), alors il y aura un grand perte de résistance de sortie./p> Le rapport de transformation est choisi de telle sorte que la résistance de charge convertie dans l'enroulement primaire soit 15... 20 fois supérieure à la résistance de sortie des lampes. Dans ce cas, la cascade délivre une puissance maximale avec une faible distorsion. Ainsi, pour une cascade utilisant deux lampes 6PCS (sans couvrir l'ensemble de l'amplificateur avec un circuit de rétroaction commun), le rapport de transformation optimal est
où RH est la résistance de charge, w1 est le nombre de tours de l'ensemble de l'enroulement primaire, w2 est le nombre de tours de l'enroulement secondaire. Pour un amplificateur également couvert par un circuit de rétroaction commun,
Le transformateur interlampe a un rapport de spires des enroulements primaire et secondaire de 1:1 (les enroulements de chaque bras sont enroulés en deux fils). En raison de la très grande profondeur de rétroaction, un amplificateur push-pull avec un étage final selon ce circuit, lors de l'alimentation du filament de toutes les lampes en courant alternatif et avec un gain d'environ 40 dB, fournit un niveau d'interférence de -75 dB à la sortie de l'amplificateur, même sans sélection de lampes. Une caractéristique de la cascade parallèle push-pull est la présence d'une tension alternative basse fréquence entre la cathode des lampes. Si le filament des lampes des deux bras est alimenté par un enroulement commun, alors cette tension est appliquée entre la cathode et le radiateur de chaque lampe. En pratique, la tension de crête du signal ne dépasse jamais la tension maximale admissible pour 6P3S entre la cathode et le radiateur, égale à 180 V. Cependant, pour de nombreuses lampes, cette tension ne doit pas dépasser 100 V, et ce problème est résolu en séparant les enroulements filamentaires du transformateur de puissance. La conception du transformateur de sortie est relativement simple. Comme c'est généralement le cas pour les cascades push-pull, le cadre est composé de deux sections avec une cloison au milieu. Les deux sections sont enroulées dans le même sens, mais avec le cadre retourné après avoir rempli l'une des sections. Les enroulements primaires d'anode et de cathode sont enroulés avec deux fils repliés ensemble (ils sont enroulés simultanément à partir de deux bobines), tour à tour. La marque de fil la plus appropriée est PELSHD, et pour réduire l'inductance de fuite, l'enroulement secondaire est placé entre les deux moitiés de la section d'enroulement primaire et un circuit croisé est utilisé (Fig. 3a). En figue. La figure 3b montre le schéma de connexion des enroulements du transformateur. S'il n'y a pas de fil d'une qualité appropriée avec une tension de claquage d'isolation élevée, vous pouvez utiliser un fil de qualité PEL-1 et réaliser l'enroulement de la manière habituelle (avec des enroulements d'anode et de cathode séparés).
L'enroulement de l'écran est une bobine ouverte constituée d'une fine feuille de cuivre reliée à un fil commun. Avec le bobinage conventionnel des enroulements de transformateur, il est conseillé de compléter le couplage inductif entre les enroulements par un couplage capacitif. Pour ce faire, les extrémités des enroulements du même nom sont reliées entre elles par l'intermédiaire de condensateurs d'une capacité de 2000...3000 pF (pour une tension d'au moins 400 V), en série avec lesquels des résistances à faible résistance ( 100...300 Ohms) sont connectés. Les indicateurs de qualité de l'UMZCH avec transformateurs conventionnels ne sont pas très inférieurs aux indicateurs de qualité de l'amplificateur décrit, mais dans la région des fréquences plus élevées, le premier fournit moins de puissance non déformée. Les enroulements du transformateur de sortie peuvent également être réalisés avec des fils PEL-2, PEV-2 et autres fils similaires. Avec un diamètre de fil supérieur à 0,15 mm, la tension minimale de claquage de leur isolation est d'au moins 800 V, ce qui est tout à fait suffisant pour assurer le fonctionnement fiable d'un transformateur à enroulements appariés (enroulement en deux fils). Concernant le problème de l'utilisation d'un couplage rhéostatique-capacitif plus simple entre l'inversion de phase et les étages de sortie, il convient de noter qu'il est tout à fait possible d'éliminer l'instabilité de polarisation en utilisant un stabilisateur de tension efficace. Les recommandations de ces années-là visant à couvrir trois étages ou plus avec un feedback général dans des amplificateurs similaires discréditent souvent son efficacité, même aujourd'hui. Il est conseillé de former un tel retour uniquement pour deux étages de l'amplificateur. Or, ces recommandations étaient connues dans les années cinquante. Mais en ce qui concerne les lampes, rappelons que plus tard, toute une série de pentodes de sortie et de tétrodes à faisceau sont apparues - 6P14P, 6P36S, 6P42S, 6P45S... Les entreprises russes ont également maîtrisé la production de nouveaux analogues de tubes radio étrangers recommandés pour une utilisation dans l'UMZCH. Auteur : B.Mints
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= 0,5, puisque la moitié de la tension de sortie U2 à la charge Za est fournie en antiphase par rapport à la tension d'excitation de la lampe d'un bras U1/2.
) où 
=0,25, pour une cascade utilisant deux lampes 6CCD avec une résistance de sortie Ri=22 kOhm et une pente moyenne S=6 mA/V, on détermine le gain.
Ri=6.10-3.0,25.22 .103=33
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