Усилитель с катодным повторителем, РЭЛЬФ С. ДЖОНСТОН

grat · August 21

Усилитель с катодным повторителем

Автор: РЭЛЬФ С. ДЖОНСТОН

Экспериментирующие с аудио могли заметить, что в большинстве популярных схем используется относительно дорогой выходной трансформатор. Эти трансформаторы имеют высокую индуктивность первичной обмотки, низкую индуктивность рассеяния и малую распределенную емкость. Однако можно расширить низкочастотную характеристику недорогого выходного трансформатора, если использовать его в схеме катодного повторителя. Это связано с большим количеством отрицательной обратной связи в катодном повторителе. Другой особенностью схемы является ее хорошее демпфирование. Выходной импеданс усилителя настолько мал, что демпфирование ограничивается в основном сопротивлением постоянному току выходной обмотки, составляющим доли ома.

Автор считает, что достиг хорошего компромисса на уровне 3 ватт. В качестве выходной лампы используется один двойной триод 12BH7.

Поскольку усилитель проектировался для проигрывателя грампластинок, оказалось удобным отказаться от фазоинвертора и снимать балансный выход непосредственно со звукоснимателя. Фон источника питания и посторонние наводки эффективно устраняются, так как эти эффекты сбалансированы и имеют тенденцию взаимно уничтожаться в выходном каскаде.

В схеме были опробованы два выходных трансформатора. Один — Merit A-2936, 10-ваттный трансформатор стоимостью менее 2,00 долларов. Другой — Peerless S-510-F, 10-ваттный трансформатор с частотной характеристикой ± 1 дБ в диапазоне 20–30 000 Гц.

На рис. 3 показаны упрощенные эквивалентные схемы для трансформатора в анодной и катодной цепях. Анализ низкочастотной схемы довольно прост. Когда реактивное сопротивление первичной обмотки трансформатора становится достаточно низким, оно нагружает схему, и частотная характеристика падает. Более низкий выходной импеданс катодного повторителя позволяет реактивному сопротивлению первичной обмотки трансформатора, а следовательно, и частоте, опускаться гораздо ниже, прежде чем станет заметен эффект нагрузки трансформатора. При подстановке числовых значений в эквивалентную схему обнаруживается, что низкочастотная характеристика расширяется примерно в 10 раз.

Анализ эквивалентной схемы для высоких частот усложняется тем, что распределенные емкости и индуктивности рассеяния трудно определить. Экспериментально было установлено, что высокочастотная характеристика несколько затухала при использовании трансформатора Merit в схеме катодного повторителя. Высокочастотная характеристика трансформатора Peerless практически не пострадала.

В усилителе используется непосредственная связь во всех каскадах, за исключением связи между V2 и V3. Катоды V2 и V4 работают под тем же напряжением, что и аноды V1 и V3 соответственно. Такое решение исключает четыре разделительных конденсатора и четыре сеточных резистора. Это также улучшает низкочастотную характеристику и стабильность петли обратной связи на этих частотах.

Поскольку это полностью двухтактная схема, важно, чтобы она была сбалансирована. Конструктор должен сбалансировать компоненты двух половин схемы как можно лучше. Однако в схеме есть определенные особенности, которые имеют тенденцию исправлять любой дисбаланс. R8 и R17 представляют собой незашунтированные резисторы, общие для обеих половин схемы, и обеспечивают фазоинверторное действие для коррекции дисбаланса. Вокруг трех каскадов усиления напряжения используется отрицательная обратная связь величиной 15 дБ. Это расширяет частотный диапазон и снижает искажения, присутствующие в каскадах драйвера высокого уровня.

Выходной каскад состоит из лампы 12BH7, используемой в качестве двухтактного катодного повторителя. Резистор R18 используется для обеспечения правильного смещения сетки, обеспечения непосредственной связи и снижения анодного напряжения, чтобы не превысить номинальную мощность рассеяния анода.

Поскольку катоды V2 и V4 находятся примерно на 100 вольт выше потенциала земли, существовала опасность утечки или пробоя подогреватель-катод.

Идеальным решением было бы запустить подогреватели этих ламп на 100 вольт выше земли и использовать вторую обмотку 6,3 вольта для остальных ламп. Подходящего трансформатора найдено не было, поэтому V1 и V3 были запущены от 5-вольтовой обмотки, без видимых вредных последствий.

Практически любой трансформатор заявленного импеданса будет работать в этой схеме. Для получения хорошей высокочастотной характеристики следует использовать трансформатор с низкой индуктивностью рассеяния. Индуктивность первичной обмотки не слишком важна, поскольку схема катодного повторителя обеспечивает хорошую низкочастотную характеристику при малых значениях индуктивности первичной обмотки.

Чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами усилителя, рекомендуется использовать широкополосный керамический картридж, такой как Electro-Voice Модель 84. Он дает результаты, сопоставимые с магнитным картриджем, и не требует предусилителя или коррекции.

Усилитель был сконструирован на шасси размером 5 на 7 дюймов. Для трансформатора Peerless потребовалось бы чуть большее шасси.

Между усилителем и звукоснимателем следует использовать двухжильный экранированный провод. Экранированный провод, аналогичный тому, что сейчас находится в тонарме чейнджера, был помещен в тонарм для получения балансного вывода.

Усилитель используется с динамиком G-E S-1201A, установленным в самодельный корпус «Super Horn»¹. Выходная мощность более чем достаточна. Посетители поражаются, слыша такую точность воспроизведения и уровень громкости от миниатюрного выходного трансформатора и 12BH7.

ЛИТЕРАТУРА