Катодный повторитель: Катодный повторитель — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Катодный повторитель

Катодный повторитель

Схемы, которые мы рассматривали до сих пор, касались исключительно усиления по напряжению. Иногда необходим буферный каскад, который обеспечивает высокое входное и низкое выходное сопротивление. Катодный повторитель имеет коэффициент усиления по напряжению немного меньше единицы (1) и значительный коэффициент усиления по току. У него низкое выходное сопротивление, обычно < 1 кОм, высокое входное сопротивление (например, ≈ 500 МОм в ламповых микрофонных усилителях). Кроме того, в отличие от усилительного каскада по схеме с общим катодом (рассмотренный ранее резисторный усилитель), где выходное напряжение противофазно входному, катодный повторитель не инвертирует, то есть закон изменения выходного напряжения повторяет закон изменения входного с точностью до фазы. Отсюда и название «повторитель», тогда как, усилительный каскад по схеме с общим катодом довольно часто называют «инвертором».

Начнем рассмотрение катодных повторителей с простейшей схемы с фиксированным смещением, приведенной на рис. 3.21. Глядя на эту схему, нетрудно заметить, что здесь изменилось положение нагрузочного резистора (он теперь установлен не в анодную цепь, а в катодную), таким образом, чтобы выходной сигнал снимался между катодом и общим проводом. Однако, работа такого каскада может быть рассмотрена таким же образом как и ранее, используя нагрузочные линии (рис. 3.22).

Итак, пусть нагрузочное сопротивление выбрано равным R_H = 100 кОм. На рис. 3.22 вычерчена соответствующую этому сопротивлению нагрузочная линия. Выберем величину сеточного напряжения смещения V

c = —2,5 В, а также величину постоянного напряжения между катодом и анодом лампы V_a = — 81 В, получая максимальную линейность в области рабочей точки. В этом случае катод относительно общего провода находится под напряжением V_к, определяемым разностью между напряжением источника питания ВН (285 В) и напряжением между анодом и катодом V_a:V_K = 285 В — 81 В = 204 В.

В этом случае, для того, чтобы обеспечить между сеткой и катодом необходимое напряжение смещения V_CK = —2,5 В, к сетке должно быть приложено напряжение от внешнего источника смещения равное 201,5 В. Это напряжение обеспечивается делителем напряжения R₁, R₂за счет общего источника питания ВН.

Рис. 3.21 Катодный повторитель с фиксированным напряжением смещения

Рис. 3.22 Рабочая точка катодного повторителя с фиксированным напряжением смещения

Обратим внимание, что катодная цепь, включая нагрузочный резистор, является общей как для пути протекания входного (сеточного) тока, так и выходного (анодного). Более того, от величины выходного (анодного) тока зависит напряжение, падающее на катодном резисторе, а значит и напряжение V_CK между сеткой и катодом (поскольку потенциал сетки относительно анода однозначно определяется резистивным делителем). Потенциал же катода относительно земли тем выше, чем больше анодный ток.

Рост потенциала катода приводит к запиранию лампы и уменьшению коэффициента усиления, аналогично случаю катодного автосмещения в резисторном каскаде с общим, рассмотренному выше. Таким образом, мы снова имеем дело с отрицательной обратной связью по току. Однако, если в резисторном каскаде с общим катодом (путем шунтирования катодного резистора блокировочным конденсатором ) мы разрывали обратную связь по переменному току, оставляя ее лишь по постоянному, то в случае катодного повторителя, на катодном резисторе падает полезное выходное напряжение, закорачивать которое емкостью ни в коем случае недопустимо. Таким образом, катодный повторитель является усилительным каскадом, охваченном 100% отрицательной обратной связью по току. Также такую схему включения лампы часто называют схемой с общим анодом, который по переменному току соединен с общим проводом через нулевое внутреннее сопротивление источника питания ВН.

Для того, чтобы найти коэффициент усиления каскада с обратной связью, каковым и является катодный повторитель, воспользуемся (как и в предыдущих примерах) обычной методикой оценки коэффициента усиления из нагрузочной линии (без учета обратной связи он получается равным A

v= 28,5), и применим уравнение обратной связи:

Поскольку имеется 100% обратная связь, β = 1 и результирующий коэффициент усиления по напряжению в нашем примере становится равным 28,5/29,5 = 0,97.

Мы рассматривали ранее (применительно к резисторному каскаду с общим катодом), что эквивалентное сопротивление катодной цепи по переменному току определялось следующим соотношением:

Здесь под R_н понимается резистор, включаемый между анодом лампы и источником питания ВН. Но для катодного повторителя, R_нмежду анодом и ВН = 0, таким образом, это уравнение сводится к более простому:

r_к = 1/gm. Из анодных характеристик лампы можно графически определить, что крутизна gm ~ 5 мА/В — это дает выходное сопротивление равное ≈ 200 Ом. Это не особо точное вычисление, поскольку графический метод определения крутизны gm обладает значительной погрешностью, но это не имеет существенного значения, поскольку обычно в аудио

катодном повторителе, последовательно с его выходом, включают резистор величиной = 1 кОм, чтобы гарантировать устойчивую работу усилителя. Тем не менее, даже результирующее выходное сопротивление (с учетом этого добавочного резистора) равное 1,2 кОм является достаточно низким выходным сопротивлением каскада на электронной лампе.

Рассмотренный каскад, однако, не обладает большим входным сопротивлением, что не очень желательно для усилителей (поскольку затрудняет согласование с большим выходным сопротивлением предыдущего каскада), хотя каскады с низким входным сопротивлением удобны для создания активных фильтров (например, разработанных кампанией Sallen & Key). Для получения в катодном повторителе высокое входное сопротивление, часто применяют схему с автоматическим катодным смещением (рис. 3.23).

Рис. 3.23 Напряжение смещения в цепи катода в катодном повторителе

Теперь имеется катодное или автоматическое смещение, обеспеченное резистором 1,3 кОм, величина которого вычисляется обычным способом (см. выше). Заметим, что, добавив этот резистор, мы слегка увеличили величину R_H, что должно сказаться на работу усилителя, но на практике это увеличение на ≈ 1 % имеет незначительное влияние на режим каскада.

Эта схема несколько проще предыдущей, поскольку делитель напряжения теперь стоит в менее высоковольтной — катодной цепи, а не в цепи источника питания ВН. Также следует отметить, что в этой схеме несколько больше глубина отрицательной обратной связи по току, вызываемой резисторами, установленными в цепи катода.

Рассмотрим режим работы этой схемы. Для предыдущего примера нами уже был вычислен коэффициент усиления по напряжению A_v, равный 0,97. Можно подсчитать коэффициент ослабления делителя напряжения, образованного катодным резистором автосмещения и катодным нагрузочным резистором R_H. Он составляет —0,987, следовательно, напряжение сигнала обратной связи на нижнем выводе резистора смещения сетки равно 0,96 V_вх. Поскольку выходной сигнал катодного повторителя не инвертирован, то это означает, что между сеткой и катодом имеется только 0,04 V_вх. Переменный ток за счет входного сигнала через резистор сеточного смещения будет, следовательно, только 4% от того, что был бы при непосредственном соединении этого резистора с землей. Это дает входное сопротивление каскада эквивалентное 1 МОм/0,04 = 25 МОм.

Математически это выражается из следующего соотношения:

Заметим, что А — это коэффициент усиления катодного повторителя, а не первоначальный коэффициент усиления по нагрузочной линии.

Заметим, что это приблизительная величина, потому что не учитывает существенные паразитные емкости монтажа. Используя пример с лампой Е88СС:

Рассуждения, подобные приведенным выше, можно использовать, чтобы определить эквивалентную входную емкость катодного повторителя:

Нужно добавить несколько пФ на паразитные емкости монтажа, как мы делали прежде, что дает возможное значение входной емкости катодного повторителя примерно равное 4,5 пФ, что намного меньше половины значения емкости каскодной схемы или усилителя на пентоде.

Предположим, что линейности спроектированного катодного повторителя оказалось недостаточно. Вообще говоря, линейность катодный повторитель всегда оказывается выше линейности усилительного каскада по схеме с общим катодом. Связано это с тем, что катодный повторитель охвачен 100%-ой отрицательной обратной связью. Это означает, что любая нелинейность будет уменьшена пропорционально коэффициенту обратной связи (1 + β

A₀), который в нашем примере дает уменьшение 30:1. Если рабочая точка каскада выбрана правильно, линейность обычно оказывается вполне приемлемой.

Тем не менее, возможно сделать линейность катодного повторителя еще лучше. Ранее мы упоминали, что из всех эквивалентных параметров лампы, внутренний статический коэффициент усиления μ был одним из наиболее устойчивых, тогда как внутреннее статическое сопротивление r_а значительно зависит от изменений тока анода. Это является существенным, потому что обычно изменения r_а вызывают искажение, связанные с нестабильностью коэффициента усиления в схеме усилительного каскада с общим катодом:

Если сделать сопротивление нагрузки /?_н очень большим, в идеале — бесконечным, r_а_{будет по сравнению с ним незначительно и больше не сможет вызывать зависимость коэффициента усиления от величины анодного
тока, и. следовательно, — искажения сигнала. При условии, что мы выбрали подходящую рабочую точку, где μ изменяется
незначительно, то получим каскад — буфер с очень низкими искажениями. К сожалению, если просто сделать R_Hочень
большим, то получится, что на нем должно падать слишком большое напряжение, и что при этом необходимо иметь источник ВН больше
2 кВ (рис. 3.24)!}

Рис. 3.24 Влияние увеличения R_H на катодный повторитель

Для решения этого противоречия между линейностью и величиной питающего напряжения ВН, применяют катодные повторители с активной нагрузкой и ряд других схем, которые будут рассмотрены ниже.

Расчет катодного повторителя с источником тока — Техподдержка для начинающих

andr_l

Местный

Очень нужна Ваша помощь/совет. Хочу попробовать катодный повторитель с активной нагрузкой.
Требования к каскаду
1. входное сопротивление 20К — 50К
2. входной сигнал — 2Vrms
3. нагрузка — 22К — 30К
4. частотный диапазон (-3дБ) 5Гц-100КГц

Нужен совет по подбору двойного триода, способного в такой схеме работать с невысоким напряжением блока питания (не более 60В-80В). Пока я склоняюсь к 6Н30П, но может и другие есть…
И основной вопрос. Как пощщитать номиналы пассивных элеменов?

Для входного сопротивления (20-50) кОм совершенно не нужен катодный повторитель, любая лампа в линейном режиме при отсутствии токов сетки имеет бесконечно большое входное сопротивление (то, которое определяется на постоянном токе; на переменном учитывается входная емкость для определения импеданса входной цепи).
Для нагрузки (22-30) кОм не нужен катодный повторитель — судя по требованию к схеме, достаточно будет обыкновенного резистивного усилителя с малой нагрузкой — если, конечно, не обращать внимания на инверсию сигнала.
Если же нельзя сигнал инвертировать, то простой катодный повторитель (на 6Н23П, например, для низкого напряжения питания) должен вполне подойти при этом напряжении питания.
На сайте в ветке про усилитель 6Ф3П Гэгэн неоднократно приводил список литературы, где есть все расчеты.

ПоСЧитать головой и калькулятором. В-)
Массовая радиобиблиотека,выпуск 561.
Ложников и Сонин. «Каскодные усилители»
Библиотека
http://www.radiolamp.ru/library/
http://www.radiolamp.ru/library/seriya.php
З.Ы.
alss, имхо, прав, при таком напряжении питания и амплитуде входного напряжения применить простой катодный повторитель на 6Н30П, при Еа-60В, Rk-250 Ом. Выходное сопротивление каскада порядка 50 Ом. По триоду в каждом канале, если Пан хце.
Оккама.

Как раз прочитав источники, любезно Вами указанные, я и остановился на схеме, что пытаюсь обсчитать, а не просто на катодном повторителе. Скопировать я бы смог и без Вашего повторного указания мне. И просил я соответсвенно помощи в вышеуказанном 🙁

Как раз прочитав источники, любезно Вами указанные, я и остановился на схеме, что пытаюсь обсчитать, а не просто на катодном повторителе. Скопировать я бы смог и без Вашего повторного указания мне. И просил я соответсвенно помощи в вышеуказанном 🙁

Законы физики нельзя изменить или обойти, но можно игнорировать.В-)
Всё дело в том, Еа ограничено 60В, и то, что хочется, не получится.
Для схемы в старртопике при амплитуде входного напряжения 3В, лампе 6Н30П, нужно увеличить Еа до 140-160В.
Тогда можно плясать вприсядку. А при Еа — 60в только ползать.

ВЫХОДНОЙ катодный повторитель особой методики расчёта не требует.
Точно так же, как и для обычного выходного каскада, выбираем раб. точку, определяем для неё Ri, Мю, S, строим нагрузочную прямую на ВАХ, определяем амплитуды токов и напряжений, Кус, Рвых.
И используем формулы из упомянутой выше книги (они — на первых же страницах), определяя по ним Кус и Ri уже как для катодного повторителя.

Законы физики нельзя изменить или обойти, но можно игнорировать.В-)
Всё дело в том, Еа ограничено 60В, и то, что хочется, не получится.
Для схемы в старртопике при амплитуде входного напряжения 3В, лампе 6Н30П, нужно увеличить Еа до 140-160В.
Тогда можно плясать вприсядку. А при Еа — 60в только ползать.

Катодный повторитель обычно используется в качестве буфера между одним битом цепи и другим, поэтому второй не вызывает потери усиления или увеличения искажений из-за загрузки первого. Катодный повторитель имеет очень высокое входное сопротивление и низкую входную емкость, поскольку он не подвержен эффекту Миллера. Он также имеет низкое выходное сопротивление, что позволяет поддерживать широкую полосу пропускания при работе с тяжелыми емкостными нагрузками, такими как длинные кабели. Однако, в то время как катодный повторитель со связью по постоянному току может создавать уникальный вид овердрайва, версия со связью по переменному току не так полезна для этого, поскольку колпачок входной муфты предотвращает протекание тока покоя сети. Обычно он используется только в качестве тонально прозрачного буферного каскада, например, для управления выходом петли эффектов.

Выход может быть снят непосредственно с катода (на схеме «Out1»), или в случае схемы с автосмещением от соединения резистора смещения Rb и нагрузочного резистора Rk («Out2»). Я предпочитаю последнее, потому что это позволяет резистору смещения выполнять двойную функцию, несколько изолируя лампу от емкости нагрузки. что способствует повышению стабильности. Да, катодный повторитель может колебаться на очень высоких частотах, если вы не будете осторожны, особенно с емкостными нагрузками, такими как кабели. В некоторых конструкциях вы можете увидеть, что Rb зашунтирован конденсатором, что максимизирует входное сопротивление. Однако это сводит на нет любой стабилизирующий эффект Rb и, откровенно говоря, является пустой тратой времени.

Катодный повторитель работает со 100% отрицательной обратной связью (по напряжению), что делает его исключительно линейным и сводит к минимуму выходное сопротивление. Цена, которую мы платим за это, — выигрыш, который чуть меньше единицы. Поскольку катодный повторитель переменного тока обычно используется только в качестве прозрачного буфера для управления сложными нагрузками, имеет смысл использовать вентиль со средним и сильным током, который может обеспечить большой привод. ECC83/12AX7 в этом отношении слаб, хотя для гитарного применения он часто «достаточно хорош».

Проектирование катодного повторителя переменного тока
В следующем примере мы разработаем катодный повторитель, который будет действовать как буфер для контура эффектов. ECC82/12AU7 хорошо подходят для этой работы, потому что они дешевы и многочисленны, их низкое внутреннее сопротивление анода позволяет ему обеспечивать относительно большие колебания сигнала при больших нагрузках, а его умеренная крутизна гарантирует довольно низкий выходной импеданс, что обеспечивает широкую полосу пропускания. Второй триод в ECC82, конечно же, можно использовать для усиления возвращающегося сигнала эффектов.

Выбор нагрузки
Катодный повторитель — это обычный усилительный каскад, перевернутый с ног на голову. Хотя нагрузка находится в катодной цепи, а не в анодной, линию нагрузки все же можно провести обычным способом (см. базовый триодный усилительный каскад). Как правило, мы хотели бы, чтобы нагрузочный резистор (Rk) был меньше импеданса внешней нагрузки, который, как ожидается, будет управлять катодным повторителем. Если это не так, то линия нагрузки переменного тока будет вращаться так сильно, что размах выходного сигнала (запас) будет намного меньше, чем ожидалось. Поэтому желательно использовать как можно более низкое значение Rl, настолько низкое, насколько это возможно, не слишком нагружая источник питания. Работа при самом высоком анодном токе, который мы можем себе позволить, максимизирует полосу пропускания и увеличивает емкостные нагрузки. В данном случае был выбран нагрузочный резистор номиналом 18 кОм, что достаточно мало, чтобы поддерживать разумное колебание при нагрузках до 10 кОм. В этом примере HT составляет 280 В.

Смещение
Поскольку мы проектируем только чистый буфер, мы, вероятно, хотим максимизировать запас по запасу и минимизировать выходное сопротивление, выбрав достаточно теплую точку смещения. В этом случае было выбрано смещение около -3,5 В, и через него была проведена линия нагрузки переменного тока. Линия нагрузки переменного тока соответствует внешней нагрузке 10 кОм, параллельной существующему резистору 18 кОм, что является самым тяжелым, которое может иметь любое нормальное аудиооборудование. Из этой строки видно, что максимальный выходной размах будет около 32 Впик, что более чем достаточно.

Есть два простых способа смещения клапана. Первый — это катодное смещение или самосмещение, как и в обычном усилительном каскаде. В этом случае точка смещения указывает на анодный ток около 8 мА, а Vgk = -3,5 В. Таким образом, резистор смещения должен быть: 92 18000 = 1,15 Вт. Поэтому он должен быть рассчитан как минимум на 2 Вт.

Резистор утечки через сетку Rg может иметь обычное значение 1Meg, хотя его можно сделать несколько меньше, сохраняя при этом высокий входной импеданс. Это связано с тем, что он выглядит как загруженным , т. е. его значение кажется увеличенным, если речь идет о сигналах переменного тока. Это происходит потому, что сигнал переменного тока на катоде идентичен по фазе и лишь немного меньше по амплитуде, чем входной сигнал. Очевидно, такой же сигнал появляется и тогда на стыке Rb и Rk, хотя и очень слабо ослабленный. Это означает, что в нижней части Rg есть сигнал переменного тока, почти идентичный сигналу в верхней части Rg. Следовательно, разница в напряжении между верхом и низом Rg очень мала, а это означает, что в нем протекает очень небольшой переменный ток. Поскольку сопротивление представляет собой напряжение, деленное на ток, кажущееся сопротивление сигналам переменного тока оказывается намного больше, чем фактическое значение резистора. Приблизительный входной импеданс с начальной загрузкой становится:

Входная емкость
Поскольку анод остается при постоянном потенциале, эффект Миллера устраняется, и из-за внутренней обратной связи емкость между сеткой и катодом (Cgk) также настраивается, т. е. ее импеданс кажется увеличенным. Это то же самое, что сказать, что емкость появляется делил , а он и так был очень маленьким! Таким образом, общая входная емкость меньше 10 пФ и ею можно полностью пренебречь. Ограничитель сетки добавляется, чтобы предотвратить колебания. Подойдет любое значение от 1k до 10k, и даже большие значения не повредят, так как входная емкость очень маленькая.

Высота нагревателя
Важно не превышать максимальное номинальное напряжение между нагревателем и катодом. Поскольку катод находится под высоким напряжением, часто необходимо увеличить подачу нагревателя на катодный повторитель. Превышение номинального значения может привести к усилению гудения и шума нагревателя, так как изоляция нагревателя разрушается ускоренными темпами. В техническом описании ECC82 указано, что Vhk(max) составляет 180 В. В этом случае линия нагрузки показывает напряжение между анодом и катодом 140 В, что означает, что напряжение между катодом и землей должно быть 280 — 140 = 140 В. Это в пределах допустимого, но поднять нагреватель на 30В или около того все же не помешает.

Катодный повторитель с фиксированным смещением
Другой способ смещения катодного повторителя — подача фиксированного напряжения на сетку. Это легко сделать с помощью делителя потенциала от HT. Преимущество фиксированного смещения заключается в том, что входной (и выходной…) импеданс более постоянен в зависимости от частоты и нагрузки. Катодный повторитель с фиксированным смещением с большей вероятностью будет вести себя так, как вы ожидаете на бумаге, чем самосмещенный.

Возвращаясь к линии нагрузки ранее, напряжение между анодом и катодом было 140 В, что означает, что напряжение между катодом и землей должно быть 280 — 140 = 140 В. Поскольку смещение должно составлять -3,5 В, сетка должна быть на 3,5 В ниже, чем катод, или 136,5 В. Теперь мы можем установить это напряжение с помощью делителя потенциала. Однако нам не нужно быть точным, потому что схема очень самонастраивающаяся. Пара 10-мегапиксельных резисторов подойдет, установив напряжение сети на 140 В, что достаточно близко. Обратите внимание, что резисторы размером до 10 МОм можно безопасно использовать, потому что 100% отрицательная обратная связь стабилизирует точку смещения относительно тока сетки, в отличие от версии с автосмещением. Входное сопротивление — эти два резистора, соединенные параллельно, или 5 МОм; не такой высокий, как в версии с предвзятостью, но все же достаточно высокий для большинства целей.
Между сеткой и катодом необходимо добавить диод, чтобы предотвратить возникновение дуги между двумя электродами до полного прогрева нагревателей. Как только клапан работает нормально, этот диод будет смещен в обратном направлении и полностью выключен, и никакой дальнейшей роли в работе схемы не будет.
Поскольку больше нет резистора смещения, изолирующего лампу от емкости нагрузки, для обеспечения стабильности следует добавить «расширяющий» резистор на 100 Ом. Думайте об этом как о стопоре сетки для катода…

Из технического С другой стороны, катодный повторитель, присутствующий во многих гитарных усилителях, выглядит вполне обычный. Обычно он управляет тональным стеком, который в противном случае представить довольно большую нагрузку на «нормальный» каскад усиления и привести к при значительном ослаблении сигнала. Низкое выходное сопротивление катода повторитель, однако, может легче направлять ток на тяжелые нагрузки.
Однако катодный повторитель в гитарных усилителях весьма своеобразен. А также просто вождение тона стек, он оказывает большее влияние на общее искажение, чем любой другой каскад предусилителя. Взгляд на любую очень Усилитель с высоким коэффициентом усиления обычно раскрывает по крайней мере один из этих каскадов, а иногда и несколько, в различных точках i. n предусилитель. Более того, сцена работает так хорошо и звучит так хорошо, потому что она в основе своей «плохо». разработан», по крайней мере, с точки зрения «учебника».

Схема обычно состоит из каскада усиления ECC83, соединенного по постоянному току с катодом ECC83. повторитель (обычно в одном корпусе), каждый с нагрузочными резисторами по 100 кОм. Смещение усиления stage не имеет особого значения и следует обычным соглашениям. Итак, что делает эту схему так интересно? Проверка грузовых марок должна прояснить это и показать, почему такая плохая спроектированная сцена работает так хорошо. В этом примере будет использоваться HT 300 В, хотя фактическое напряжение не решающее значение для получения хороших результатов.

Линия нагрузки справа предназначена для каскада усиления. Точка смещения может быть установлена практически в любом месте вдоль него, хотя обычно где-то посередине, в данном случае -1,5В (зеленая точка), что делает спокойное анодное напряжение около 195В. Это первая причина, по которой схема плохо спроектирована; анодное напряжение каскада усиления довольно велико. Пример учебника сведет это к около HT или ниже, используя большее сопротивление нагрузки или меньшее напряжение смещения.

Линия нагрузки ниже предназначена для катодного повторителя. Помните, что ось X показывает анод-катод. напряжение, но нас также интересует напряжение между катодом и землей. Это можно легко добавить путем обращения шкалы анодного напряжения, поскольку, когда анодный ток не течет, катодное напряжение было бы нулем. Эта шкала была добавлена в верхнюю часть графика.

Мы знаем, что для при нормальной работе катод будет на пару вольт выше, чем в сетке (что соединен с анодом предыдущей ступени и, следовательно, находится на уровне 195В), но для простоты предположим, что оно имеет то же напряжение, что и сеть, или 195 В — это не повлияет на наш анализ. Глядя на линию нагрузки, при напряжении на катоде 195 В точка смещения оказывается очень близкой к кривой сетки 0 В. На самом деле мы знаем, что катод должен быть на пару вольт больше. положителен, чем это, но это просто подталкивает точку смещения еще выше по линии нагрузки! Проблема в том, что, имея высокое анодное напряжение на предыдущем этапе, мы форсируем катод. повторитель смещения настолько горячий, что он начнет потреблять ток сетки. Это будет тянуть вниз анодное напряжение предыдущего каскада и одновременно поднять катодное напряжение повторителя, увеличивая его уклон. В конце концов будет достигнута точка равновесия, в которой ток сетки генерирует достаточное смещение, чтобы предотвратить дальнейшее увеличение тока сетки. Другими словами, клапана придут в покое с сетевым током постоянно течет в катодный повторитель (эксперимент показывает около 0,4 мА или около того). Все это происходит очень быстро при включении конечно.

Это вторая причина, по которой сцена плохо спроектирована; мы должны были использовать триод с гораздо более низким сопротивлением анода, таким как ECC82, что сделало бы кривые сетки более крутыми и позволило бы «нормальное» смещение. Другим вариантом было бы увеличить количество последователей. катодный нагрузочный резистор, скажем, 220 кОм (показан обманом на графике), что также позволит более нормальная точка смещения около -0,75 В, хотя большое сопротивление замедлило бы «хрестоматийную» производительность последователь.

Теперь у нас есть катодный повторитель. постоянно «ворует» ток с предыдущей ступени; какие результат? Если на аноде каскада усиления появляется падающий сигнал напряжение сетки повторителя сбрасывается обратно в область «нормальная работа», и ток в сети перестает течь более или менее сразу, на время этого цикла. Но когда входящий сигнал положительный движение по сетке становится более позитивным, что вызывает еще большую сетку ток течет в катодный повторитель, поскольку он пытается поддерживать смещение, которое в свою очередь «тянет вниз» анодное напряжение каскада усиления, который пытается двигаться позитивно! Другими словами, восходящие циклы очень сильно сжимаются, а идущие вниз нет, что создает много искажение второй гармоники. Это возможно только благодаря связи по постоянному току, и именно поэтому эта схема так часто используется в усилителях с высоким коэффициентом усиления — она может нагревать сигнал, который уже содержит слишком много высших гармоник, и верните довольно нечеткий звук в насыщенный сливочный тон дисторшна. Эффект можно увеличить, уменьшив сопротивление катодной нагрузки повторителя до скажем, 68к, 56к или даже 47к. Линия нагрузки 47k также показана в финте на график выше, и ясно показывает, что точка смещения хочет быть хорошо выше кривой сети 0 В, поэтому для принудительного напряжения, позволяющие повторителю достаточно смещать, и экспериментировать предполагает, что это около 0,8 мА. Это вызывает еще большее сжатие, и пожалуй, самый простой способ разогреть звук усилителя. сразу видно, и гораздо лучше соотношение цены и качества, чем возиться вокруг конденсаторов связи или резисторов из углеродного компаунда. схема справа — моя предпочтительная версия (добавленные резисторы и диоды являются компонентами защиты и не влияют на тональность, см. ниже.)

Приведенные ниже осциллограммы показывают ~20 В пик-пик, 1 кГц на выходе катода. повторитель и входной сигнал на сетку каскада усиления (которая была инвертирован и масштабирован для сравнения). Обратите внимание, что только положительная часть цикл нарушен, явно демонстрируя тяжелое сжатие а также увеличение сжатия для более низкого сопротивления нагрузки.

Полезный мод для повторителей тока со связью по постоянному току:
Очень часто увидеть катодный повторитель со связью по постоянному току в гитарном усилителе, часто перед тембром куча. Традиционная схема страдает от проблемы, заключающейся в том, что на запуска, сетка немедленно поднимется до ВТ-потенциала, в то время как катод еще холодный, при потенциале земли. Неизвестно, что это вызывает искрение между электродами и быстрое разрушение клапана, даже при использовании резервного выключателя (у меня сгорело более одного клапана). Сюда!). Эту проблему можно легко исправить, подключив обычный выпрямительный диод (например, 1N4007) и резистор между сеткой и катодом [диаграмма и ]. При запуске это будет удерживать катод внутри несколько десятков вольт сети. В горячем состоянии клапан будет смещаться катод при более высоком потенциале, чем сетка, и диод будет с обратным смещением, выкл. Резистор включен для предотвращения любого переключения шум, который может быть вызван перегрузкой катодного повторителя (в схема Hi-Fi резистор будет опущен).
При обратном смещении диод действует более или менее как конденсатор. емкость большинства диодов порядка 10 пФ. это не беспокойство хотя, потому что емкости между сеткой и катодом равны разделенный усилением повторителя без обратной связи, поэтому уменьшит это до эффективного обычно менее 1 пФ.
Другое решение [диаграмма b ] заключается в использовании обычной неоновой лампы. (не те, которые рекламируются как индикаторы сети, так как они имеют резистор встроенный). Неон загорится, если напряжение сетки-катода превысит около 90 В, что, вероятно, нормально для большинства клапанов, но, возможно, не для высоких оборотов. типа ECC88, которые имеют очень близкое расстояние между сеткой и катодом.

Бутстрапинг для большего усиления:
Поскольку катодный повторитель действует как буфер импеданса, мы можем использовать это для «загрузки» предыдущего этапа. Это делается путем разделения анодный резистор предыдущей ступени на две равные части и соединение конденсатор от катода катодного повторителя к переходу два резистора [см. справа]. Затем катодный повторитель эффективно умножает или загружает значение резистора нижнего анода R2, делая его похожим на как источник постоянного тока.