Расчёт лампового предусилителя

Программа рассчитывает номиналы некоторых деталей и основные параметры резистивного лампового усилителя на триоде. Методика расчёта широко описана в различной справочной литературе, например, в книге Д. А. Климова "Ламповые усилители. Методика расчёта и проектирования".

Внимание! Первоначально принятая точность промежуточных расчётов (1/1000), от которых зависит точность расчёта уровня 2-й и 3-й гармоники, а также коэффициента нелинейных искажений, оказалась недостаточной. Из-за этого, особенно была велика погрешность расчёта уровня 3-й гармоники, хотя точность расчёта уровня 2-й гармоники и общего коэффициента нелинейных искажений была вполне приемлемой.

После экспериментов, точность промежуточных расчётов была повышена до 1/100000, однако при этом увеличилось время расчёта. Дальнейшее повышение точности незначительно сказалось на точности расчёта уровня 2-й и 3-й гармоники и коэффициента нелинейных искажений. Новый файл программы выложен вместо старого.

Схемы усилителей представлены на рисунках:

Программу загружать с 0-й страницы. В/О, С/П, С/П, С/П.

Сначала вводим параметры лампы из справочника, например 6Н1П(двойной триод, в схеме используется один).

Uа=? Вводим напряжение анода, 250 (В), С/П.

Iа=? Вводим ток анода, 7,5 (мА), С/П.

В справочниках по лампам обычно приводятся значения отрицательного напряжения управляющей сетки или сопротивление катодного резистора, а иногда, оба параметра вместе. Вместо значения отсутствующего параметра надо указывать ноль.

-Uс=? Вводим абсолютное значение отрицательного напряжения сетки, 0(В, параметр не указан), С/П, то есть если в справочнике указано, например, Uс=-1,5В, программе надо указывать 1,5.

-Uст=? Наименьшее абсолютное значение отрицательного напряжения сетки, при котором появляется сеточный ток. Этот параметр в справочной литературе приводится редко, у большинства маломощных ламп сеточный ток появляется при напряжении на сетке выше -1В. Вводим 1(В), С/П.

Rк=? Вводим сопротивление катодного резистора, 0,6(кОм), С/П.

u=? Вводим коэффициент усиления лампы, 35, С/П.

Pад=? Вводим наибольшую мощность, рассеиваемую анодом, 2,2(Вт), С/П, С/П.

Теперь задаём рабочую точку лампы.

Iао=? Вводим рабочий ток анода, например, 10(мА), С/П.

-Uсо=? Вводим абсолютное значение отрицательного сеточного напряжения смещения, например, 2(В), С/П, С/П.

Если будет превышена допустимая мощность анода, придётся выбрать другую рабочую точку.

Получаем расчётные данные схемы.

Uа=182,05577, напряжение на аноде равно примерно 182В, С/П.

Rа=? 37,351923, оптимальное сопротивление нагрузки равно примерно 37кОм, но можно ввести другое, например, 22(кОм), С/П.

Eа=402,05577, напряжение питания схемы порядка 400В! С/П. Если напряжение питания кажется слишком большим, уменьшите ток анода, сопротивление нагрузки, напряжение сеточного смещения, либо выберите другую лампу.

PRа=2,2 мощность рассеиваемая на анодном резисторе равна 2,2Вт, С/П.

Rк=2*10^-1, сопротивление катодного резистора автоматического смещения равно 0,2 кОм, С/П. Если предполагается применить фиксированное смещение, то катодный резистор можно исключить, а напряжение смещения подавать через сопротивление утечки сетки. Наличие катодного резистора уменьшает усиление схемы.

PRк=2*10^-2 мощность рассеиваемая на катодном резисторе равна 0,02Вт, С/П.

Ku=26,127925, коэффициент усиления схемы по напряжению примерно равен 26, С/П.

A=1,2375266, коэффициент влияния местной отрицательной обратной связи, возникающей из-за катодного резистора. То есть при наличии катодного резистора усиление схемы(а также нелинейные искажения, см. ниже) уменьшается примерно в 1,24 раза. С/П.

2Uвх=2, наибольший размах входного напряжения равен 2В, С/П. Немного ждём, программа рассчитывает промежуточные результаты...

Точность промежуточных расчётов задаётся числом, записанным по адресу 0243 программы. По этому адресу записано число 5, точность равна 1/100000 (раньше было 3, точность 1/1000). При желании, точность промежуточных расчётов можно дополнительно увеличить.

2Uвых=52,243827, наибольший размах выходного напряжения равен примерно 52В, С/П.

y2=-52,004084, уровень второй гармоники равен примерно -52дБ, С/П.

y3=-75,263685, уровень третьей гармоники равен примерно -75дБ, С/П.

Kг=2,5166252*10^1, общий коэффициент нелинейных искажений порядка 0,25%. Неплохо! С/П, С/П. Коэффициент нелинейных искажений зависит от уровня сигнала. При меньшем уровне входного сигнала искажения пропорционально уменьшатся. Реальный уровень искажений будет в полтора-два раза выше, из-за неидеальности характеристик и разброса параметров ламп. Можно схему рассчитывать заново.

Для другой лампы параметры схемы будут иными.

Например, для лампы 6Н23П:

-исходные данные: Uа=100В, Iа=15мА, -Uс=9В, -Uст=1,5В Rк=0,68кОм, u=32, Pа=1,8 Вт.

-рабочая точка: Iао=10мА, -Uс0=2,5В.

-расчётные данные: Uа=127В, Rа=15,67кОм, пусть будет 15кОм, Eа=277В, PRа=1,5Вт, Rк=0,25кОм, PRк=0,025Вт, Ku=26,5, A=1,44, 2Uвх=2В, 2Uвых=52,9В, y2=-51,8дБ, y3=-71,8дБ, Kг=0,258%.

Программа рассчитывает основные параметры усилителя на ламповом триоде. Расчёт усилителя с использованием параметров тетродов и пентодов приведёт к ошибочным результатам, а расчётные цифры могут оказаться самыми неожиданными.

Сайт работает на микрокомпьютере