|
(Dokończenie artykułu Prosty
lampowy wzmacniacz sieciowy,
Radioamator
i Krótkofalowiec 3/65)
Koniecznym uzupełnieniem wzmacniacza opisanego w poprzednim numerze jest zasilacz sieciowy. Dane techniczne takiego zasilacza wynikają z ideowego schematu wzmacniacza
(nr 3/65, rys. 6) oraz danych katalogowych lamp zastosowanych w układzie. Tak więc zasilacz powinien dostarczać:
- napięcie anodowe i prąd dla lampy głośnikowej 250V, 40mA,
- napięcie i prąd dla siatki ekranującej lampy głośnikowej i stopnia wstępnego 200V, 5mA,
- napięcie żarzenia i prąd dla lamp EF80 i EL84 - 6,3V, 1A.
Zasadniczym elementem zasilacza sieciowego jest transformator. Zainteresowanych obliczaniem - niezbyt skomplikowanym - takiego transformatora odsyłamy do artykułu "Transformator sieciowy", opublikowanego w numerze
10/1962 naszego miesięcznika. My natomiast zastosujemy transformator fabryczny od jakiegokolwiek radioodbiornika krajowej produkcji z lampą głośnikową typu EL84 (a więc np. od odbiornika
"Bolero", "Tatry",
"Karioka", "Rumba"). Ponadto zastosujemy "suchy" prostownik, gdyż transformator ten jest przystosowany do pracy w układzie mostkowym (tzw. układ Graetza). Dla bliższego określenia układu i elementów zasilacza wykreślimy jego schemat ideowy (rys.1).
Transformator dostarcza niskiego napięcia zmiennego (6,3V) do żarzenia lamp (uzwojenie z dość grubego drutu) oraz wysokiego napięcia zmiennego do prostownika zamieniającego prąd zmienny otrzymywany z sieci na prąd jednokierunkowy pulsujący (stały). Zwracamy uwagę, że w odróżnieniu od innych "klasycznych" transformatorów sieciowych transformator nasz nie ma dodatkowego uzwojenia do uzyskania napięcia dla żarzenia lampy prostowniczej i że uzwojenie wtórne wysokiego napięcia jest pojedyncze, a nie - jak to zwykle bywa - podwójne z wyprowadzonym środkiem. Do pracy w takim układzie odpowiedni jest prostownik słuchy typu SPS-6B-250-100 stosowany w wielu aktualnie produkowanych odbiornikach i dzięki temu łatwo dostępny na rynku.
Rys.1. Schemat ideowy zasilacza
Pomiędzy prostownikiem i pierwszym kondensatorem elektrolitycznym widzimy opornik 390omów. Jest on włączony w tym miejscu w celu uzyskania na nim niewielkiego spadku napięcia zasilającego, które w przypadku fabrycznego transformatora i prostownika jest nieco za wysokie do naszych celów. Wartość opornika wyliczamy samodzielnie, wychodząc z założenia, że powinniśmy na nim stracić około 20V napięcia. Ponieważ jednocześnie wiemy, że przez opornik ten będzie płynął całkowity prąd pobierany przez układ, czyli około 45÷50mA, przeto oporność tego opornika powinna wynosić:
Zastosujemy opornik o znormalizowanej oporności 390omów. Jednocześnie powstaje pytanie, jaka powinna być moc obciążenia tego opornika. Obliczamy traconą na nim moc:
P = P . I = 20V
. 50mA = 20V . 0,05A = 1W
Zastosujemy opornik o nominalnej mocy obciążenia 2W.
W naszym zasilaczu zastosowany jest jeden kondensator elektrolityczny co najmniej
2x50µF (lepiej nawet zastosować dwa kondensatory po 100µF). Napięcie dla anody lampy głośnikowej pobierane jest wprost z pierwszego kondensatora, a napięcie dla ekranującej siatki lampy głośnikowej oraz do zasilania stopnia wstępnego - z drugiego kondensatora. Na oporniku łączącym obydwa kondensatory uzyskujemy wymagany dla naszego układu spadek napięcia - o około 50V. Łączny prąd płynący przez ten opornik wynosi około 5mA. Dla uzyskania wymaganego spadku napięcia około 50V opornik powinien posiadać oporność:
Znajdziemy od razu moc traconą na tym oporniku:
P = U . I = 50V
. 5mA = 50V . 0,005A = 0,25W
Aby uniknąć grzania się opornika zastosujemy egzemplarz o mocy strat 0,5W lub lepiej 1W.
Obecnie możemy już zestawić pełną listę elementów potrzebnych do budowy zasilacza:
- transformator typu "Tatry", "Bolero" itp. - 1 szt.
- prostownik SPS-6B-250-100 - 1 szt.
- kondensator elektrolityczny 2x50µF 350/380V - 1 szt.
- opornik 390omów/2W - 1 szt.
- opornik 10Komów/1W - 1 szt.
- wyłącznik sieciowy dowolnego typu - 1 szt.
Ponadto oczywiście będą nam potrzebne drobne elementy montażowe, jak: metalowa podstawa, sznur sieciowy z wtyczką itp.
Podstawową umiejętnością radioamatora powinno być poprawne wykonanie montażu urządzeń. Właśnie nasz wzmacniacz i zasilacz są pierwszym krokiem w tym kierunku. Podane poniżej wskazówki praktycznego wykonania aparatury powinny być wystarczające dla samodzielnego wykonania tego zadania.
Budowę wzmacniacza rozpoczynamy od wykonania metalowej podstawy.
Rys.2a, b przedstawia przykład wykonania takiej podstawy. Oczywiście, podane tam wymiary nie muszą być ściśle kopiowane. Wymiary otworów dla podstawek lampowych i kondensatorów elektrolitycznych należy dostosować do posiadanych elementów.
Rys.2. Szczegóły wykonania: a - metalowej podstawy wzmacniacza, b - szyny uziemiającej
Pierwszą czynnością przy montażu wzmacniacza jest zamontowanie podstawek lampowych i wykonanie obwodu żarzenia lampy. Obwodu tego nie pokazano na schemacie ideowym wzmacniacza (w celu uczynienia go bardziej przejrzystym). Obwód żarzenia łączy nóżkę 4 i 5 obu podstawek Połączenie to wykonujemy z dwóch skręconych ze sobą (na całej swej długości) przewodów w izolacji igelitowej. Przewody te powinny być dość długie, aby wystawały poza podstawę wzmacniacza (w miejscu brakującego boku) na 30÷40cm.
Rys.2b przedstawia gotową podstawę (od spodu) oraz montaż szyny uziemiającej. Szynę tę wykonujemy z gołego drutu miedzianego o średnicy 2÷4mm i instalujemy po zamontowaniu na podstawie wszystkich pozostałych "grubszych" elementów wzmacniacza, jak: transformatora głośnikowego, gniazdek wejściowych i wyjściowych, potencjometru oraz kondensatorów elektrolitycznych. Szyna łączy - jak widzimy - jedno gniazdko wyjściowe, trzpienie centralne obydwu podstawek lampowych oraz jedno gniazdko wejściowe. Do szyny przyłączamy następnie (krótkimi przewodami) transformator głośnikowy (końcówka 4), obudowę kondensatora elektrolitycznego
2x50µF (za pomocą podkładki metalowej i izolacyjnej, które stanowią fabryczne wyposażenie kondensatora. Obudowa poprawnie zamontowanego kondensatora elektrolitycznego ma bezpośrednie połączenie nie z podstawą wzmacniacza lecz tylko z szyną uziemiającą) oraz jeden biegun
potencjometru regulującego siłę głosu wzmacniacza.
Jak widać - szyna uziemiająca jest przyłączona do metalowej podstawy wzmacniacza tylko w jednym punkcie, za pomocą jednego z gniazdek wejściowych zamontowanych na tej podstawie. Pozostałe gniazdka są zamontowane za pomocą izolujących podkładek włożonych pod nakrętki. Oczywiście, otwory dla gniazdek izolowanych powinny mieć odpowiednio większą średnicę (około 10÷11mm), aby nie nastąpiło zwarcie gniazdka z podstawą.
Pozostałe drobne elementy umocowujemy zgodnie ze schematem ideowym. Na schemacie tym grube linie u dołu rysunku przedstawiają - jak pewnie większość Czytelników sama się domyśla - szynę uziemiającą. Ostatnią czynnością przy montażu wzmacniacza jest wyprowadzenie na zewnątrz (analogicznie jak obwód żarzenia) dwóch przewodów: połączonego z masą układu oraz oznaczonego na schemacie ideowym +250V. Przewody te, wraz z parą przewodów obwodu żarzenia będą służyły do podłączenia napięć zasilających.
Zasilacz zmontujemy oddzielnie na niewielkiej podstawie metalowej o dowolnych wymiarach. Rozmieszczenie elementów jest całkowicie dowolne. Należy jedynie pamiętać, aby prostownik suchy zamontować
mocno wprost na blasze podstawy (blacha odprowadza ciepło wydzielane w prostowniku). Wykonany zasilacz łączymy ze wzmacniaczem wyprowadzonymi z niego przewodami. Taka dwuczęściowa konstrukcja wzmacniacza (z oddzielnym zasilaczem) jest jednym z najpewniejszych sposobów uniknięcia niepożądanego wpływu transformatora sieciowego na elementy wzmacniacza, co zwykle powoduje słyszalny przydźwięk (buczenie) w niezbyt poprawnie wykonanym wzmacniaczu. Oczywiście, kto czuje się na siłach, ten może wykonać cały układ na jednej, wspólnej podstawie.
Uruchomienie wzmacniacza nie jest trudne. W podstawki wstawiamy lampy (nie zamienić miejscami!), włączamy głośnik w gniazda wyjściowe wzmacniacza oraz źródło zasilania. Po nagrzaniu się lamp wystąpi w głośniku mniejszy lub większy szum, który po skręceniu potencjometru regulującego siłę głosu do minimum (lewe skrajne ustawienie gałki, jak w każdym odbiorniku radiowym) powinien zmniejszyć się do zera.
Jeżeli dysponujemy jakimś przyrządem pomiarowym, należy zmierzyć prąd płynący przez lampę głośnikową. Przyrząd najlepiej jest przyłączyć do końcówki uzwojenia pierwotnego transformatora głośnikowego (zakres 100mA prądu stałego). Nominalny prąd anodowy lampy głośnikowej powinien wynosić około 45mA, niezależnie od siły głosu reprodukowanej audycji.
Wzmacniacz jest przystosowany do współpracy z głośnikiem o oporności cewki rzędu 6÷8omów. Stosunkowo dobrym i tanim rozwiązaniem jest zastosowanie dwóch głośników produkcji krajowej typu GD 18-13/2 (cena 70 zł za sztukę), połączonych w szereg. Głośniki należy umocować za pomocą wkrętów na dość dużym "ekranie" z grubej (8÷12mm) sklejki, lub podobnego materiału, dowolnego kształtu, lecz o powierzchni co najmniej około
0,4m2 (im ona większa, tym lepsze odtwarzanie niskich tonów). Otwory w ekranie należy wykonać zgodnie z wymiarami kosza głośników. Przykład rozmieszczenia głośników na ekranie i jeden z lepszych sposobów ich zawieszenia (w narożu pokoju) przedstawia
rys.3. Krańcowe przewody szeregowo połączonych głośników przyłączamy do gniazdek wyjściowych wzmacniacza za pomocą sznura oświetleniowego zakończonego wtyczkami. Samo "wykończenie" ekranu (malowanie, ewentualne pokrycie cienkim materiałem) pozostawiamy inwencji konstruktorów.
Rys.3. Wykonanie ekranu, szeregowe łączenie cewek głośników i zawieszenie głośnika
Opis wzmacniacza nie byłby pełny, gdybyśmy nie wspomnieli na zakończenie o dwóch zasadniczych zagadnieniach występujących praktycznie w każdej aparaturze tego typu. Pierwsze z nich, to tzw. ujemne sprzężenie zwrotne. Nie będziemy wdawali się tutaj w bliższe wyjaśnienie tego złożonego problemu, stwierdzimy jedynie krótko, że ujemne sprzężenie zwrotne - niezależnie od sposobu jego wykonania - co prawda zmniejsza nieco ogólne wzmocnienie układu, lecz jednocześnie w znacznym stopniu poprawia jego działanie (zmniejsza zniekształcenia).
Jeden z najprostszych i niezawodnych sposobów wprowadzenia ujemnego sprzężenia zwrotnego jest pokazany na
rys.4. Przedstawia on jedynie najbardziej istotne elementy wzmacniacza z tym, że obwód sprzężenia zwrotnego specjalnie uwypuklono grubą linią. Domontowując taki układ do uprzednio sprawdzonego, działającego wzmacniacza (pomiędzy anody obu lamp), będziemy mieli możność stwierdzenia "na własne uszy" jak oddziałowuje on na pracę aparatury. Z załączonym sprzężeniem zwrotnym wzmacniacz pracuje co prawda nieco ciszej, lecz za to audycja jest reprodukowana przyjemniej, bardziej "miękko".
Rys.4. Obwód ujemnego sprzężenia zwrotnego
Drugim zagadnieniem jest tzw. regulacja barwy tonu. W prostych układach polega ona na "obcinaniu" górnej części pasma akustycznego, tj. na nie dopuszczaniu sygnałów wysokich tonów do głośnika. Najprostszą metodą jest... zablokowanie kondensatorem o odpowiednio dobranej pojemności pierwotnego uzwojenia transformatora wyjściowego (rys.5a). Pojemność tego kondensatora wynosi przeważnie 500÷2000pF. Proponujemy naszym Czytelnikom dokonanie praktycznych prób z kondensatorami o pojemnościach nawet do 20÷50 tysięcy pF w celu stwierdzenia ich działania. Dla uzyskania możliwości płynnej regulacji "barwy tonu" stosowany jest, jako najprostszy, układ z
rys.5b. Widzimy tam kondensator o pojemności 20000pF włączony w szereg ze zmiennym opornikiem (potencjometrem). Zmieniając wartość oporności uzyskujemy mniejsze lub większe stłumienie wysokich tonów.
Rys.5.Regulacja barwy tonu. a - ograniczanie górnej części pasma za pomocą kondensatora blokującego uzwojenie pierwotne transformatora głośnikowego, b - płynna regulacja za pomocą kondensatora i opornika zmiennego
Na zakończenie przytoczymy dane dla ewentualnego samodzielnego wykonania transformatora sieciowego do naszego wzmacniacza, co może zainteresować Czytelników dysponujących odpowiednimi materiałami:
- rdzeń o przekroju środkowej kolumny: ok.
8cm2,
- uzwojenie pierwotne 220V: 1300zw. drutu średnicy 0,35mm w emalii,
- uzwojenie wtórne: 1450zw. drutu średnicy 0,25mm w emalii,
- uzwojenie żarzenia: 38zw. drutu średnicy 0,8÷1,0mm w emalii.
Opisany wzmacniacz pomimo swojej prostoty odznacza się stosunkowo dobrą jakością i może znaleźć pełne zastosowanie praktyczne, np. dla współpracy z gramofonem elektrycznym.
K.W.
|