Выбор режима выходного каскада. Опять длинно и уныло, но с картинками.
Итак, из доступных для SE-каскада режимов имеем:1. Чистый триодный класс А (анод 250В, смещение 20В, Кг 4%, выходная мощность 1.5Вт)2. Чистый пентодный класс А с автосмещением (анод 250В, вторая сетка 250В, смещение 12В, Кг 10%, выходная мощность 6.5Вт)3. Пентодный класс А с фиксированным смещением (анод 350В, вторая сетка 200В, смещение 14.5В, Кг 11%, выходная мощность 8Вт)4. Ультралинейный режим с автосмещением (анод 280В, вторая сетка 240В, смещение -12В, Кг 4%, выходная мощность 3Вт)5. Триодный класс А2 с фиксированным смещениемПервые 4 режима рассмотрены в разных справочниках и ТУ достаточно подробно. 5-й вариант требует отдельного подхода, чем и займёмся. Смеха ради я решил прибегнуть к древнему способу графического выбора рабочей точки. Потом, если что, можно довести режимы в SPICE. Итак, утверждается, что класс А2 позволяет получить как минимум втрое большую мощность в триодном включении, нежели чистый класс А и отличается от последнего заходом лампы в область сеточных токов, при которых ещё не происходит отсечки тока анода.На семействе ВАХ лучевого тетрода 6П3С видно, что при напряжении на управляющей сетке +10В тиратронного эффекта ещё нет, и характеристика не имеет характерного пентодного колена (умные слова взяты из статьи Н. Трошкина "Триод из подручных материалов", Class A, октябрь 1997г), то есть продолжает оставаться триодной, имея в области рабочих токов почти правильную параболическую форму. Ну не зайка?С другой стороны опыт показывает, что несмотря на указанной в паспорте максимальную рассеиваемую анодом мощность 20Вт 6П3С-Е, а уж тем более Г-807 способны достаточно долго работать при значении этого параметра 25-30Вт без каких-либо проблем. Кроме того, в той же статье Трошкина утверждается, что предельные значения напряжения второй сетки лампы так же занижены из соображений надёжности в серийной аппаратуре. Поэтому и этот параметр совершенно спокойно можно увеличить чуть ли не в 2 раза относительного указанного в ТУ без каких либо осложнений.Расчитаем выходной каскад SE на лампе 6П3С для трансформатора TW6SE от Audio Instruments. Сопротивление анодной цепи Ra для этого транса - 4кОм, максимальный ток - 80мА. На графике с семейством ВАХ нанесём нагрузочную гиперболу для рассеиваемой мощночти 25Вт. Теперь, задавшись каким-нибудь анодным напряжением Еp(0), при котором происходит отсечка анодного тока построим точки Ep(0) и Ep(0)/Ra (например для нашего случая 500В и 125мА соотвественно), соединим эти точки и подвинем получившуюся линию так, чтобы она касалась нагрузочной гиперболы в одной точке.Как уже говорилось, максимальное напряжение на управляющей сетке мы приняли равным +10В. Строим вертикаль из точки пересечения нагрузочной гиперболы с соответствующей линией. Минимальное напряжение на управляющей сетке ограничено только допустимым пиковым напряжением на второй сетке. Для 6П3С-Е и Г-807 этот параметр лежит в пределах 500. 550В. Поэтому его значение надо выбирать таким, чтобы не происходило отсечки анодного тока (то есть оставался запас хотя бы 15. 20мА до отсечки). В нашем случае этим критериям удовлетворяет значение -70В.Теперь надо определить рабочую точку. Сделать это можно по следующему графику:
Исходя из симметрии сигнала на управляющей сетке разница между максимальным напряжением на сетке и смещением должна быть равна разности между смещением и минимальным напряжением, то есть точка покоя должна находится ровно посередине рабочего диапазона напряжений возбуждения. Выбираем характеристику, удовлетворяющую этому критерию: в нашем случае это будет -30В. Её пересечение с линией нагрузки и будет искомой рабочей точкой. При этом анодное напряжение составит 350В, а ток покоя - 70мА, что вполне вписывается в ТУ выбранного трансформатора.Максимальную мощность можно оценить как сумму площадей закрашенных треугольников (примерно 12Вт), а коэффициент гармоник - по методу трёх ординат (подробно описан в фундаментальном учебнике В. Г. Войшвилло "Усилители низкой частоты на электронных лампах", М., 1959). Для нашего случая он составит 8.5% для 2-й гармоники. Ну что ж, неплохо, если задуматься. При этом граница чистого класса А находится на уровне 8Вт, коэффициент гармоник при этом составит не более 8%. Эту мощность можно считать номинальной мощностью усилителя.Понять, какое напряжение должен выдавать анодный источник, можно прибавив к полученному при расчётах анодному напряжению лампы падение напряжения на трансформаторе. Зная, что КПД среднего выходного транса обычно в районе 85. 90%, а так же зная Ra, можно грубо оценить омическое сопротивление обмотки (0.1. 0.15)*Ra = 400. 600 Ом. То есть при токе покоя каскада 70мА падение напряжения на первичной обмотке будет около 40В. Следовательно анодный источник должен давать под нагрузкой около 390В на выходе фильтра.Итак, мы имеем выходной каскад SE, рассчитанный под готовый трансформатор TW6SE в классе А2 со следующими характристиками:
Вот такая, панимаишь, загогулина. Поскольку каскад работает с сеточным током, то выходное сопротивление драйвера должно быть как можно меньше. Трансформаторный драйвер тут - явно то что доктор прописал.