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无线电电子与电气工程百科全书 管式超声波装置的设计特点和设计。 无线电电子电气工程百科全书
管超声波频率（尤其是强大的频率）和类似的晶体管频率之间的根本差异导致其设计要求存在显着差异。 让我们列出这些差异： 1. 电子管放大器各级输入电路的开路输入电阻比同类晶体管电路大一个数量级，因此也更容易受到外部电场（干扰）的影响。
即便是以上也足以明白，强大的电子管超声波变频器的设计，必然与晶体管放大器的设计有着本质的区别。 确定管式超声频率单元的设计和布局的基本原则应该是: 1. 对所有电路和节点进行最彻底的屏蔽，包括拾音器和产生这些拾音器的电路和节点。 同时，屏蔽技术也有自己的特点，我们会更加重视。
除了这些问题，现代电子管放大器的创造者还有许多其他同样重要的问题。 例如，如何布置电源和输出级及其固有的庞大输出变压器，以使放大器的重心与结构的几何中心重合。 或者如何布置操作控件，一方面方便使用，另一方面使它们与输入灯之间的连接线尽可能短。 而且这样的问题还有很多。 以后在描述具体结构时，我们会尽可能全面地考虑和解决这些问题。 现在关于设计。 碰巧的是，几乎所有生产现代电子管放大器的公司，似乎都同意（或者可能是这样？），他们放弃了现代设计风格，同时放弃了现代建筑材料。 作者所知的所有现代超声波频率都根据美国模式以 50 年代的风格装饰，即有器乐风格。 大多数情况下，它是一个矩形金属盒，有时有两侧木墙，漆成黑色或深棕色（在某些型号中甚至是深灰色锤子珐琅）。 案例的比例非常多样化：前壁最大； 深度大于宽度和高度，宽度与深度和高度的比例为5：4：2。 除电源保险丝外，所有控件均显示在前面板上的一行中。 网络开关以传统仪器拨动开关的形式制成。 音量和音调控制旋钮 - 最简单的圆柱形，黑色，带有“滚花”和螺钉紧固。 外壳的顶部金属盖、后壁和底部在终端灯、整流管和电源变压器上方有许多穿孔或细长的通风槽。 似乎西方设计师和设计师已经为自己设定了目标，强调现代电子管放大器由于其完美性，比普通的家用无线电设备更接近于特殊的精密设备，普通的家用无线电设备在这样的放大器旁边应该看起来像消费品。 我们没有设定这样的任务，但是我们将坚持设计的最大简单性和我们设计的人体工程学，因为它们是为个人用户设计的，不怕来自其他公司的竞争，也不需要广告外部效果。 然而，这并不排除每个将建造所提议的放大器的人都能够使用最现代的材料按照自己的喜好设计它们的可能性，但不损害基本要求，首先，确保适当的温度范围。 参数的调整和测量方法 尽管本书是为经验丰富、合格的无线电爱好者准备的，他们在调整和建立各种设计方面有足够的实践，但作者还是允许自己表达在他四十年的经验中出现的几个考虑。 所以，首先关于条款。 什么是检查、调整、调整、调整、启动、振兴、测量、测试？ 你能清楚地定义这些概念并说出它们有何不同吗？ 我想不是。 在这种情况下，让我们从检查开始。 任何（我们强调 - 任何）新组装的设备，无论是工业电视还是业余录音机，在任何情况下都不应该连接到网络，希望它能够立即工作。 而且不是因为它很可能不起作用，而是因为打开它后，您可能没有时间眨眼，因为您将永远失去这只眼睛。 如果您提供的整流滤波电容器没有事先检查就损坏或泄漏不可接受，并且在您俯身在机箱上的那一刻爆炸，就会发生这种情况。 现在的问题是：检查什么，如何检查，检查什么，以什么顺序？ 没有什么新的和原创的东西可以在这里发明，因为这个过程早就被彻底解决了。 第一条不变的规则：在组装结构中寻找一个有故障的电阻器或电容器比仔细预先检查一起使用的所有部件要多 10 到 20 倍的时间。 从这个规则，反过来，规律如下：在将放大器安装在烙铁旁边的桌子上的过程中，必须有一个测试仪或探针来自一个灯多级欧姆表，以及每个零件，在焊接之前或将其插入印刷电路板时，必须由设备检查是否存在断路、短路、泄漏和是否符合规定的额定值。 如果技术足够好，检查一个电阻和一个常规电容不超过20 ... 30 s，检查一个滤波电容和一个电位器需要1,5 ... 2 分钟。 但是，我们再说一遍，在设置放大器时，这些花费的时间将超过回报。 因此，我们在安装过程中检查了所有细节，明显排除了有缺陷的。 现在是时候检查电路了。 在生产条件下，为此目的，为每个产品开发了特殊的“电阻图”，在该图上，对于电路的多个关键点，这些点的电阻值都表示相对于机箱和相对于电源的“热”线（这可以是正负）。 在业余实践中，绘制这样的图是没有意义的，因为产品几乎总是在一个副本中创建，但是，实际电阻值检查本身可以而且应该进行。 首先应该从那些绝对不应该接地和相互闭合的电路开始。 警告！ 在开始测试之前，所有电位器，无论是操作还是安装（模式），都必须设置在中间位置。 电路的此类非接地点主要包括所有整流器的“热”端子（正极或负极）、屏蔽和控制所有灯的栅极的阳极、所有氧化物电容器的正极（或负极）端子以及其他类似点和电路那不应该接地。 在此之后，检查电路的所有点，相反，必须接地或直接连接到电源的“热点”。 经验丰富的无线电爱好者对所有这些点和电路都很了解（例如，这些是所有操作电位器的保护盖，不在任何电路图上）。 完成所有检查电路并消除已识别的缺陷和错误的操作后，您可以进行下一个操作 - 启动放大器。 我们提醒您，第一次打开放大器只能在移除灯的情况下（除了 kenotron）。 如果无线电爱好者有一个可调节的自耦变压器或从 220 到 127 V 的过渡变压器，我们强烈建议在降低（一半）电源电压的情况下进行首次接通。 在按下电源按钮或拨动开关之前，请仔细检查保险丝插座实际上是 0,5 或 1 A 保险丝，而不是 20 安培的虫子或钉子。 此外，不要忘记将具有适当限制（250、350 或 500 V）的直流电压表连接到第一个滤波电容器，并从打开它的那一刻起仔细按照箭头指示进行操作。 如果在20～30 s（整流管发光的预热时间）后电压没有出现在这一点上，立即关闭放大器，然后查找并排除原因。 如果出现电压（大约是图中标称值的一半），用电压表检查所有灯的所有电极上是否存在电源电压是很有用的。 在面板中没有灯本身的情况下，这些电压通常等于或非常接近整流器滤波器输出端的电压，因为没有电流消耗，因此电压负载电阻上的压降。 在确保电路中没有短路并且所有灯电极（应该在的位置）上都有恒定电压后，关闭放大器并准备打开到全电源电压。 警告。 由于下一次开启也是在移除所有灯的情况下进行的（除了整流二极管），因此没有消耗，在电路中的某些点，电源电压可能会超过允许的电压并导致某些故障部分。 让我们解释一下图中所说的。 4.这里，前两个灯通过四个连续的滤波器链路供电，每个滤波器上的电压都会降低（如果有负载）并对应于图中指定的值。 以A点为例，在氧化电容上，在放大器正常工作时，应该有+180V的电压。但是如果在这个地方安装一个工作电压为200V的电容（这是完全可以接受的） ），那么当放大器在没有灯的情况下打开时，它可能有全电压整流器空闲（例如，260 V）并且电容器将被破坏。 为防止这种可能性，此类电路应暂时与整流器断开连接或加载等效电阻负载。 现在在额定电源电压 (220 V) 下打开放大器（不带灯，并考虑这些建议），插入整流管并保持 10 ... 线，尤其是烟雾痕迹。 如果这次一切正常，您可以继续下一步。 原则上，执行此过程的顺序完全无关紧要，但出于某种原因，传统上习惯于从最后阶段开始。 我们也会这样做。 由于所有最后的级联都是推拉式的，让我们从一个肩膀开始（不管哪个肩膀）。 首先看一下这个灯的阴极电路是什么：如果有可变调节电阻，那么一定要把它调到最大阻值位置，用测试仪检查确实是这样。 拆下连接到灯座上阳极端子的电线，然后打开直流毫安表，其刻度至少为 100 且不超过 250 mA（减去阳极，加上变压器）。
现在您可以插入一个终端灯、所有的整流管（如果有几个）并打开放大器。 在这种情况下，应观察终端灯的白炽现象，如果几秒钟内没有白炽灯，则必须立即关闭放大器，以免损坏阴极。 不发光的原因可能是插座或电源变压器上的灯丝线接线错误，或灯故障。 如果有热量，请观察设备的读数。 警告。 如果整流电路提供阳极通电延时电路，则在设定的“跳”继电器动作时间后出现阳极电流。 如果没有这样的电路，电流会随着灯本身和整流管的升温而平稳增加。 当电流停止增加并稳定在某个值时，检查表格。 1 是此类灯的最大允许阳极电流。 通过降低灯阴极电阻器的电阻，将电流值设置为最大允许值的一半。 如果终端灯是三极管，则可以认为模式的初步设置完成。 但是，如果在最后阶段使用五极管或束状四极管，则在设置额定阳极电流后，应确保屏蔽栅的电流和消耗的功率不超过表中所示的限制。同一张表（P-g2 = I-g2 x U-g2）。 设置完一个端子灯的静态模式后，对另一端进行同样的操作，在没有复杂情况的情况下，继续设置反相器模式。 这里非常重要的是先将右三极管栅极电路中的调节电位器调到最小位置（栅极接地），然后再将灯插入插座。 如果灯预热后两个三极管的正负极电压与图中所示电压一致（偏差在10%以内），则可以考虑完成其中一个立体声通道的初步静态调整并继续对第二个立体声通道进行类似的检查和调整。 如果模式与图中指示的模式明显不同，您应该首先尝试另一盏灯，如果这无助于用设备测量阳极电流并检查阳极和阴极电路中的电阻值再次（特别是如果在安装之前没有这样做）。 最后，当所有灯在静止模式下的电压和电流都与推荐值相对应时，您可以进行工作中最困难和最关键的部分 - 设置动态模式。 UZCH 的动态（在存在有用信号的情况下）调整与静态调整相比，从输入到输出进行级联并从输入级开始更为方便。 然而，在我们的例子中，我们还没有考虑整个放大器，而只是考虑它的接线端子，它从反相器的两个三极管中的第一个开始。 在向这个三极管的电网施加有用信号之前，有必要使测量设备进入战备状态。 这首先是一种频率范围不超过20Hz ... 20kHz且自身清音系数小于1%的发声器，其次是具有宽测量范围的电子管或晶体管毫伏表限制（例如，LV-9 或 MVL），这是必要的 - 示波器，最好是谐波失真计或谐波分析仪。 鉴于大多数无线电爱好者不会有非线性失真计（没有它，谈论放大器的真正高质量是没有意义的），我们建议使用另一种虽然更耗时但仍然相当可靠的方法用于评估非线性失真。 该方法是图形分析的，包括以下内容。 在开始对级联进行动态调整之前，您需要准备一个表格，用于绘制级联输出电压与坐标中电网上信号电平的关系的图形 X-Uin[MB]； Y-U输出[MB] 为此，最好在“盒子里”使用一张笔记本，这将确保所构建图形的足够准确性。 更好的是，使用方格纸。 绘图过程被简化为来自灯栅上的声音发生器的频率为 1000 Hz 的电压离散变化（例如，在 5 或 10 mV 之后），并在输出端精确测量相应的信号值的舞台。 这些值必须用削尖的铅笔绘制在图表上，以使点的直径最小。 在没有非线性失真的情况下，相关图是一条从坐标原点发出的直线，并以一个表征级联增益的角度倾斜于 X 轴。 如果灯的工作点（在其网格上的偏移量）选择最佳，直线将几乎绝对线性直到输出电压一定水平，之后其斜率将逐渐减小，趋向于水平线在极限. 构建了这样的图表后，您需要使用绝对均匀的尺子，最好是钢尺，并沿着图表的标记点从左到右应用它，从零开始。 在标尺右侧的点偏差最不明显的地方，你需要放置一个标记点，并降低从它到 X 轴的垂线，这个垂线与 X 轴的交点将确定输入信号的限制水平，在该水平上非线性失真已经是不可接受的。 可接受的失真水平取决于输入信号的最大范围，比该值小 10...15%。 确定此范围后，将其与灯的静态偏置电压进行比较。 在任何情况下，信号摆幅都必须小于偏置电压。 同时，利用构建的图形，可以通过输出电压的任意值（在特性的线性部分内）除以对应的输入电压来确定级联增益的真实值. 将其与该灯的铭牌值进行比较（参见表 1）。 通常级联的实际放大率约为表中所示的 50...70%。 如果特性的线性部分太小，那么这很可能表明灯工作点选择不正确。 在这种情况下，您将不得不在自动偏置电阻的不同值下获取多个动态特性，并选择与特性线性部分的最大长度相对应的模式。 我们提醒您，只有对灯泡本身的可维护性有坚定的信心，才能进行此操作。 否则，您应该首先检查灯泡或更换另一个灯泡。 一个级联的动态调整完成后，其他所有级联都以同样的方式调整，包括最后一个级联，如果它也组装在一个三极管上。 对于最后阶段，根据超线性方案在五极管或束状四极管上制作，针对将屏蔽网连接到输出变压器初级绕组的抽头的各种选项进行多次调整和测量，并且必须使用连接到次级绕组的负载假体（线电阻 4 ... 8 欧姆，功率至少 30 W）。 这也适用于三极管的最后阶段。 请注意，它可以达到超过 100°C 的温度。 从连接筛网的多个选项中，选择与最线性动态响应相对应的一个。 确保将筛网连接到另一个推拉臂的同一出口。 依次进行了各个阶段的动态调整后，就可以对整个功放进行整体的动态调整了。 回想一下，它必须以 1000 Hz 的频率执行，所有操作控件（音量、音调、平衡）都设置在中间位置。 还有一点理论。 “放大器”一词反映了其目的的主要本质——放大电信号。 然而，UZCH 不仅仅是一个放大器，而是一个为非常特定和非常狭窄的目的而设计的设备 - 将电流的微弱变化转化为扬声器音盆的强大机械振动。 因此，UZCH 只是纯交流电源和电声换能器之间的中间环节。 信号源和电声换能器都不受我们控制：它们的特性是预先确定的，无法更改。 例如，我们不能随意将放大器的输入灵敏度设置为 10 mV，或者相反，设置为 10 V，因为所有符合现有标准的低频信号源（麦克风除外）的输出电压都在 50 ... 250 毫伏。 同理，我们的UZCH输出信号的参数也是预先确定好的。 如果它被设计为与阻抗为 20 欧姆的 4 瓦扬声器系统一起工作，那么放大器输出端的标称信号电压应为 U = SQRT(PR) = SQRT(20x 4) = 9V，同时提供电压 Iload=U/R=9/4=2,25A。 因此，输入电压为 100 ... 150 mV，内部源电阻为数百千欧，输出电压为 9 V，电流高达 2,5 A。这是无法逃脱的。 但是在这些边界之间，我们被赋予了自由。 然而，并没有那么完整。 为保证输出信号的参数，采用末级灯具供电。 反过来，他们需要在其电网上为此设置一个明确定义的建立电压，这完全取决于终端灯的设计。 这个电压的值可以在参考书中找到。 并进一步。 我们希望有良好、深沉的音调控制，例如 ±14dB 摆动（即电压的 25 倍）。 这意味着有用信号的电平将丢失很多次，并且必须通过初步放大来补偿。 我们将失去负面反馈。 还有 - 微妙之处。 然而……等等。结果，出现了相当大的信号损失，只能通过前置放大来补偿。 知道这个值，选择合适的灯类型和前置放大级数。 在这里没有人命令我们，因为这个问题可以通过多种方式解决。 但是，足够的理论。 让我们回到从输入插孔到扬声器连接器的整个 AF 直通的动态调整。 因此，我们已经了解到，在放大器的输入端会有一个电平为 100 ... 150 mV 的信号。 这意味着我们还应该从声音发生器接收此信号（频率为 1000 Hz - 记得吗？）并将其带到立体声通道之一的输入连接器。 当然，只能将仪器的标准屏蔽软管用作连接器。 音量控制必须设置到最大档位（一直顺时针），并且通道开关（如果它在放大器中）设置到所需位置。 使用电子管毫伏表，直接检查第一个灯的栅极上是否有信号，将示波器直接连接到该灯的阳极（如果示波器有无保护输入，则通过一个 0,1 uF 的电容器，电压至少为 250 V) 并打开放大器。 预热灯后，检查示波器上的正弦波是否有最轻微的失真。 如果明显观察到失真，请将电网上的实际建立电压与您根据级联动态调整期间的特性确定的该灯的最大允许信号电平进行比较。 如果应用信号的电平高于允许的电平（这不太可能），则必须在放大器的输入端（输入插孔处）安装一个由两个电阻组成的基本分压器，总电阻其中应在 0,5 ... 1 MΩ 以内。 如果示波器没有失真（这是正常的），开始逐渐增加来自声音发生器的信号，直到示波器屏幕上出现可见的失真，然后测量发生器输出信号的相应电平。 应不小于 500 mV（接近 1000 mV 更好）。 调整第一级后，再次将发生器的输出设置为 100 ... 150 mV，并将示波器探头转移到第二级灯的阳极。 除了一个例外，它的调整和信号电平测量与描述的没有什么不同。 它包括这样一个事实，即通常负反馈电压从输出变压器的次级绕组施加到灯的阴极。 设置反馈深度，有一个专门的设置电位器，必须先设置到零电平位置（发动机接地）。 将此电位器设置到所需位置是最后完成的，此时绝对已经进行了所有其他调整。 这最终设置了输入灵敏度。 相位逆变器的动态模式的调整，原则上也与所描述的没有什么不同，除了顺序。 首先，调节第一个（正向）三极管，然后，使用第二个（反向）三极管栅极电路中的电位器滑块，在第二个三极管的阳极上设置与第一个三极管阳极上完全相同的信号三极管。 信号发散 上两个阳极不应超过 0,5，最大 1%。 为了达到这个结果，调节电位器的位置必须多次明确。 调整最后阶段的原理在前面已经详细讨论过了。 我们只需确保当 UZCH 输入端的信号电平为 100 ... 150 mV 时，最后一级灯的栅极电压是获得最大不失真输出功率所需的电压。 不多，但也不少。 使用连接在驱动器输出和终端级输入之间的专门提供的调节电阻器来设置所需的电压。 这是一种调整高质量 UZCH 的技术。 但是，它同样适用于几乎所有无线电设备的调整和调整。 这些问题在本书中有关调整特定放大器的部分中进行了更详细和详细的介绍。 文学 1. 高品质管式超声波频率 作者：tolik777（又名毒蛇）； 出版：cxem.net
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