Настало время обсудить выходной трансформатор.
Посмотреть вложение 18121
Самое главное - это не бояться его. Необходимо совершенно чётко представлять себе в голове - что это не некая мистика, фантастика - а абсолютно простой по своей конструкции элемент. Грубо говоря - это две длинные проволоки, смотанные кольцами (витками). Одну из этих проволок - называют "первичная обмотка", вторую проволоку - "вторичная обмотка". Первичная обмотка, как правило, делается из тонкого провода (ок. 0,2 мм диаметром) и содержит она около 3000 витков. Вторичная обмотка делается из провода потолще (ок. 0,6 мм) и содержит около 100 витков. Что нужно понимать: если мы на первичную обмотку будем подавать переменное напряжение - то на вторичной обмотке возникнет это же напряжение уменьшенное в "n" количество раз. Это самое "n" - есть соотношение витков первичной и вторичной обмотки соответственно - то есть, для нашего случая, n=3000/100=30. Также, эту величину называют "коэффициент трансформации" - то есть, у нас Kтр=30.
Следует ещё отметить, что сопротивление первичной обмотки постоянному току - составляет около 100 Ом, а вот сопротивление вторичной обмотки - обычно менее 1 Ом.
А теперь - главное, что нужно понять. Когда мы подключаем ко вторичной обмотке нагрузку Rн (в частности - акустическую систему, например, 8 Ом), - то на первичной обмотке происходит волшебство - "обман" для лампы. Лампа как бы "видит" нашу нагрузку, но для неё (для лампы) эта нагрузка уже видится не как 8 Ом, а как несколько килоОм. Вот это самое главное, что нужно усвоить. Выходной трансформатор делает "фокус" для лампы - этот фокус заключается в том, что лампе кажется, что на аноде у неё нагрузка сопротивлением гораздо больше, чем сопротивление нашей реальной акустической системы. Есть формула, по которой можно посчитать, какое же сопротивление "видит" лампа у себя в анодной цепи: Ra=Ктр^2*Rн. Величину этого самого, видимого лампой сопротивления, называют "приведённым сопротивлением" и обозначают "Ra". Словами: Ra равняется коэффициенту трансформации в квадрате, умноженному на сопротивление нагрузки на вторичной обмотке. То есть, для нашего придуманного случая: Ra=(3000/100)^2*8=7200 Ом. То есть - лампе кажется, что у неё в анодной цепи стоит не какой-то там "выходной трансформатор", а обычный резистор номиналом 7200 Ом. В этом-то месте и становится понятным, почему для лампового усилителя имеет большое значение, какого сопротивления АС подключается - 8 Ом, или же 4 Ом. При изменении нагрузки (сопротивления АС) - работа лампы выйдет из своего расчётного режима.
Как строить нагрузочную прямую с выходным трансформатором. По аналогии с построением нагрузочной прямой при обычном сопротивлении. Разница лишь в том, что эта самая нагрузочная прямая на ВАХ не привязана своими концами к оси напряжений на аноде и к оси тока через анод. Эта нагрузочная прямая - перемещается (плавает) по ВАХ, не меняя наклона - и останавливается, наконец, в рабочей точке, которую мы задаём для лампы.
Словами это сложно описать. Лучше на примере.
Возьму ВАХ для 6П14П в триодном режиме (на схеме у меня изображён триод, а применяю я - пентод в триодном режиме. Пока что мы опустим это несоответствие на схеме - ведь там ещё должна быть изображена, как минимум, вторая сетка). Вот эта ВАХ:
Посмотреть вложение 18122
Допустим, мы имеем некий выходной трансформатор, и на нём указано, что "Ra=5000 Ом". Мы строим нагрузочную прямую так, как если бы у нас в аноде стоял резистор номиналом равным Ra, - то есть 5000 Ом.
При этом - напряжение источника питания берём "от балды". Лучше, взять его ближе к правому краю, по шкале напряжений на аноде по ВАХ. Я, допустим, возьму значение 400В. И ставлю первую точку, с координатами Ia=0 мА, Ua=400 В. Далее, уже отталкиваясь от напряжения БП равном эти самые 400В, я высчитываю, какой должен быть ток, при Ua=0 (как мы делали это уже ранее для обычного резистора): Ia=Ua/Ra=400/5000=0.08А=80 мА. И ставим вторую точку: Ia=80 мА, Ua=0. Соединяем эти точки. Вот какая получилась линия:
Посмотреть вложение 18123
Эта некая нагрузочная прямая для 5000 Ом. Но в случае с выходным трансформатором - она не привязана никак на ВАХ. И эту самую привязку - определяем мы с вами, задавая рабочую точку. И далее - нагрузочную прямую просто надо переместить будет в эту точку.
Итак, надо задаться рабочей точкой. Напряжение смещения у нас - фиксированное, мы можем сделать его любого значения. Мы привязаны к блоку питания анодного напряжения. Либо же - сам блок питания анодного напряжения нам надо будет подобрать под нужную нам точку. Давайте, выберем второй вариант: мы поставим точку, где нам это покажется самым лучшим местом, а блок питания - уже посчитаем, какой нужен и позже его подберём.
Как правило, для выходных каскадов рабочую точку ставят вблизи максимальных мощностей на аноде лампы. На нашем ВАХ эта граница проведена пунктиром. Я смотрю на ВАХ... и мне, например, нравится точка со смещением -8В... Итак я определился - соберу источник напряжения смещения на 8В. И хочу иметь рабочую точку именно на линии со смещением -8В! Мне всё там нравится - и нагрузочная прямая пройдёт более-менее перпендикулярно к диагоналям смещения, и размах напряжений на аноде получится довольно большой - а соответственно, и мощность, которую я смогу получить на своих АС.
Теперь, главный момент. Что происходит дальше. Я беру свою построенную ранее нагрузочную прямую и перемещаю её центр (этой прямой) в выбранную мною точку (как уже говорилось - эта точка находится на пересечении смещения "-8В" и пунктирной линии максимальной мощности анода):
Посмотреть вложение 18124
Всё! Ура! Красной точкой - обозначена рабочая точка выходного каскада.
Далее нам осталось довольно простое. Нам необходимо определить, какое напряжение от блока питания "Uпит" требуется на конце первичной обмотки трансформатора. Нам известно, что напряжение на аноде (опускаем вертикаль из рабочей точки на ось Uа...) составляет... примерно 270В. А ещё нам известно, что сопротивление первичной обмотки равно 100 Ом (мы, тупо, замерили это мультиметром на выходном трансформаторе...) а также нам известно, что ток через лампу (а соответственно и через первичную обмотку) равен току в рабочей точке. А ток в рабочей точке... смотрим по графику, проводим горизонталь на ось Iа... равен... 48 мА! Эврика: по закону Ома, падение напряжения на первичной обмотке составит: U=I*R=0.048*100=4,8 В.
Итак: 270В - на аноде, а перед выходным трансформатором надо: 270+4,8= примерно =275В. Нам нужно будет подобрать такой БП, чтобы он выдавал 275В отфильтрованного питания.
А в динамическом режиме (когда мы будем подавать сигнал амплитудой 8В на входе этого каскада) - состояние на аноде нашей лампы будет бегать от смещения "0В" до смещения "-16В". Кому интересно - могут посмотреть по графику, какие напряжения на аноде будут получаться в этих крайних точках.
Что ещё можно добавить. При подаче смещения, как на схеме, сеточный резистор состоит из двух резисторов: Rс1 и Rс2. Как правило, номинал Rс1 при этом примерно в 10 раз больше, чем Rс2.
Олег, для усвоения прочтённого - задание.
У меня есть лампа 6С4С. Также, у меня есть блок питания для анодного напряжения. Этот блок питания, после фильтра питания, выдаёт напряжение 260В.
Ещё известно, что мой выходной трансформатор имеет 2800 витков первичной обмотки и 95 витков вторичной обмотки. А сопротивление моих АС составляет 8 Ом. Известно также, что сопротивление первичной обмотки моего выходника равно 150 Ом.
Источник питания для напряжения смещения я могу сделать любой.
Хочу использовать выходную лампу на полную мощность!
Прошу построить нагрузочную прямую и рабочую точку на ВАХ.
