Усилитель — устройство, посредством которого осуществляется увеличение напряжения, тока или мощности электрических колебаний.
В аппаратуре поездного радиовещания применяются усилители низкой частоты (УНЧ) и высокой частоты (УВЧ)· Последние используются в высокочастотных каскадах радиоприемников для усиления амплитуды сигналов, поступающих с антенны; УНЧ, являясь оконечными каскадами, предназначены для усиления сигналов после детектора.
Для радиовещания по проводам (трансляционным линиям) с большим количеством громкоговорителей (радиоточек) применяются специальные усилители, развивающие на выходе мощность в десятки и сотни ватт. В поездную радиотрансляционную линию включено от 50 до 160 громкоговорителей каждый мощностью не менее 1 Вт. Соответственно этому поездные радиопункты оборудуются усилителями низкой частоты на 50 или 100 Вт.
В зависимости от электрической схемы УНЧ подразделяются на усилители напряжения (предварительные каскады) и мощности (оконечные каскады), как схематически показано на рис. 85. Назначение предварительных каскадов — увеличение амплитуды напряжения сигнала до уровня, необходимого для нормальной работы оконечного каскада. Сигнал, подлежащий усилению, подводится к входным зажимам первого каскада, выходные зажимы которого соединены последовательно с входными следующего и т. д. Эти усилители в зависимости от видов между каскадной связи и анодной нагрузки выполняются на резисторах, дросселях и трансформаторах. Оконечные каскады работают в режиме, при котором создаются мощные колебания звуковой частоты, передаваемые в нагрузку — трансляционную линию.
В качестве усилительных элементов в низкочастотной аппаратуре применяются электровакуумные (радиолампы) или полупроводниковые приборы (транзисторы).
В поездном радиовещании используются ламповые усилители ТУ-50, ТУ-50М, ТУ-100М, а также полупроводниковые усилители УП-50М и УП-100, УП-50М в основном применяются в пригородных поездах и электросекциях.
Рис. 85 Блок-схема многокаскадного усилителя
Основным требованием, предъявляемым к УНЧ, является получение равномерного неискаженного усиления сигналов с полосой частот, лежащих в пределах звуковых колебаний.
Органы слуха человека реагируют на звуковые колебания с частотами от 16 Гц (низкий тон) до 15000—20 000 Гц (высокий тон). Колебания ниже 16 Гц называются инфразвуковыми, а выше 20 000 Гц — ультразвуковыми.
Для более естественного воспроизведения звука желательно использовать весь звуковой диапазон, но это усложняет устройство радиоприборов и повышает их стоимость. Поэтому обычно диапазон усиливаемых частот в УНЧ лежит в пределах 50—10 000 Гц, что вполне достаточно для удовлетворительного воспроизведения речевых и музыкальных программ.
Свойства усилителя определяются: выходной номинальной мощностью; частотной характеристикой; полосой пропускания (диапазоном усиливаемых частот, в котором коэффициент усиления изменяется в заданных пределах); чувствительностью входов; величиной вносимых при усилении искажений и др.
Одним из основных параметров УНЧ является номинальная мощность на выходе усилителя, при которой сигнал не искажается. Иногда пользуются понятием нормальной мощности, составляющей 0,1 номинальной. Коэффициент усиления /С одиночного каскада определяется отношением переменного напряжения (сигнала) на выходе каскада к переменному напряжению на его входе. Общий коэффициент многокаскадного усилителя зависит от коэффициента усиления. Так, если усилитель состоит из трех каскадов, то общий коэффициент усиления составит:
где K1, K2 и К3 — коэффициенты усиления отдельных каскадов.
Каждый прибор (микрофон, усилитель и т. п.), участвующий в процессе преобразования, усиления и воспроизведения звука, вносит искажения. К основным видам искажений, возникающих при усилении, относятся нелинейные, частотные и фазовые.
Нелинейные искажения — следствие нелинейности характеристики радиоламп (транзисторов), в результате которой на выходе усилителя, помимо полезного сигнала (основной частоты, подведенной к входу усилителя), появляется ряд дополнительных частот-гармоник, Чрезмерные нелинейные искажения проявляются в виде хрипов и дребезжания при воспроизведении передачи. Причиной их может быть и изменение питающего напряжения, вследствие чего рабочая точка ламп в одном или нескольких каскадах оказывается смещенной в нелинейную часть характеристики.
Коэффициент нелинейных искажений не должен превышать нескольких процентов, в противном случае качество передачи заметно ухудшается. Например, в усилителе ТУ-100М коэффициент нелинейных искажений на частотах до 100 Гц не превышает 6%, а на частотах свыше 100 Гц — 4%.
Другой вид искажений — частотные, обусловленные неравномерностью усилении на различных частотах. Степень этих искажений определяется построением частотной характеристики, для снятия которой на вход усилителя подают напряжение одной определенной величины, но разной частоты. Если усиление равномерно на всех частотах f, то частотная характеристика на графике имеет вид прямой горизонтальной линии 1 (рис. 86).
Неравномерность частотной характеристики показывает, что не все частоты (звуковые колебания) усиливаются одинаково, т. е. усилитель вносит искажения (кривая 2 на рис. 86). Воспринимаются частотные искажения на слух в виде изменений тембра звучания голосов и музыкальных инструментов. Если частотная характеристика ограничена в области высоких частот, то подчеркиваются басовые ноты, если в области низких, то подчеркиваются высокие. Другими словами, различные звуки содержат сумму синусоидальных колебаний различной частоты, и если они усиливаются неравномерно, то и прослушиваются неодинаково: одни слабее, другие сильнее, что изменяет окраску звука. Чтобы усилитель не вносил таких искажений, он должен одинаково усиливать все частоты, но осуществить это требование весьма трудно. Однако, учитывая, что линейность частотной характеристики зависит от характеристик отдельных элементов схемы, добиваются уменьшения частотных искажений тщательным подбором резисторов, конденсаторов и других деталей.
Так как усилитель содержит детали, обладающие индуктивностью (трансформаторы, дроссели) и емкостью (конденсаторы), сигнал на выходе усилителя отличается по форме от подведенного к входу. Это объясняется тем, что звуки различной частоты в процессе усиления подвергаются фазовым сдвигам. Органами слуха фазовые искажения практически не воспринимаются, поэтому в усилителях, предназначенных для радиовещания, ими можно пренебречь.
Полосой пропускания называют диапазон частот, при котором усиление изменяется в заданных пределах, т. е. искажения не превышают допустимых норм.
Для борьбы с искажениями различного рода в усилителях НЧ применяются цепи обратной связи, когда некоторая часть напряжения подается с выхода или какого-либо промежуточного каскада усилителя на его вход. Обратная связь может быть положительной, если напряжение, подводимое с выхода, совпадает по фазе с входным, или отрицательной, когда напряжение подводится на вход в противофазе входному напряжению.
Различают две формы обратной связи: по току и по напряжению. В усилителях НЧ поездного радиовещания практически во всех цепях используется отрицательная обратная связь. Применение отрицательной обратной связи улучшает качественные показатели усилителя — уменьшаются нелинейные и частотные искажения. Однако при этом появляется существенный недостаток — уменьшается коэффициент усиления.
Следует отметить, что, помимо предусмотренных конструктивных цепей обратной связи, могут возникать и случайные паразитные обратные связи. В случае возникновения положительной обратной связи понизится стабильность и устойчивость работы усилителя, каскады его будут склонны к самовозбуждению (генерации).
Чтобы избежать этого, принимают ряд мер: предусматривают раздельное питание каскадов усилителя; применяют цепи развязки; для уменьшения емкостных и индуктивных связей элементы схемы, сеточные цепи, радиолампы разделяются металлическими экранами и др.
Для подбора желаемого тембра воспроизведения звука, т. е. для подчеркивания низкого или высокого тона, в усилителях применяют регуляторы тембра (тонфильтры), изменяющие частотную характеристику усилителя. Это осуществляется посредством электрических цепей, состоящих из конденсаторов, дросселей низкой частоты или резисторов, включаемых чаще всего между каскадами УНЧ. Например, в усилителе ТУ-50 тонфильтр состоит из дросселей низкой частоты и конденсаторов, включаемых параллельно или последовательно. Комбинирование переключений позволяет создавать тонфильтры с неодинаковой полосой пропускания звуковых частот.
Ламповые и транзисторные УНЧ. В радиоустановках для питания радиоламп и транзисторов необходима энергия постоянного тока. Поэтому в любом УНЧ, работающем от сети переменного тока, имеется выпрямитель, состоящий из силового трансформатора, электрических вентилей и сглаживающего фильтра.
В качестве вентиля — прибора, пропускающего электрический ток в одном направлении, в аппаратуре поездного радиовещания используются двухэлектронные лампы-диоды (кенотроны типов 5Ц4С и 6Ц5С) или полупроводниковые приборы (диоды типов Д7Ж и Д7Г и др.).
Принцип работы ламповых диодов, как и других радиоламп, основан на термоэлектронной эмиссии, т. е. на использовании излучения электронов твердыми (металлическими) телами в вакууме.
В баллоне диода имеются два электрода: катод и анод. Катод предназначен для создания потока отрицательных зарядов (электронов), а анод (положительно заряженный электрод) — для их притяжения. По методу работы и конструктивному выполнению различают катоды двух типов: прямого и косвенного накала (рис. 87).
Рассмотрим работы диода в схеме однополупериодной) выпрямителя Во вторичную обмотку трансформатора Тр (рис 88 л) и к нагрузке RH соответственно подключены анод 3 и катод 2 диода. При прохождении тока через нить накала 1 катод разогревается и при определенной температуре испускает (эмиттирует) электроны. Когда на аноде 3 окажется положительный полупериод (полуволна) синусоиды С (рис. 88, б), под действием сил электрического поля возникнет движение электронов от катода к аноду. Через разреженное пространство (вакуум) колбы лампы пройдет электрический ток — анодный ток лампы. Направление тока эмиссии через анодную цепь лампы показано штриховой, а анодного тока — сплошной стрелкой в обратном направлении, как это условно принято в технической литературе.
Когда на аноде будет отрицательная полуволна, диод не пропустит ток и цепь прервется. Таким образом, через нагрузку ток протекает в одном направлении, но изменяется по величине (пульсирующий ток).
Процессы, происходящие при работе выпрямителя, показаны на графиках (см. рис. 88. б и в)
Если в однополупериодном выпрямителе полезно используется только один полупериод переменного тока, то в двухполупериодной (рис. 89) — оба полупериода за счет того, что поочередно работают два анода кенотрона на одну и ту же нагрузку.
Вторичная повышающая обмотка силового трансформатора Тр имеет отвод от средней точки, разделяющей ее на две половины. Это позволяет постоянно поддерживать на анодах кенотрона напряжение противоположного знака, т. е. на одном аноде положительное, а на другом отрицательное и наоборот. При таком условии в кенотроне в течение одного полупериода работает один анод, а в течение другого полупериода — другой. В результате оба полупериода переменного тока выпрямляются и по нагрузке RH протекает суммарный пульсирующий ток от катода к средней точке трансформатора.
Рис. 87. Схематическое обозначение радиоламп:
а — диод (прямой накал); б — триод (косвенный накал): 1 — анод; 2 — нить накала: 3 — катод; 4 — управляющая
сетка
Рис. 88. Схема однополупериодного выпрямителя (а), график напряжения U, на аноде (о) и график тока I в нагрузке RH(e)
Рис. 89. Схема двухполупериодного выпрямителя (а), график напряжения U на анодах (б) и график тока в нагрузке RH( в )
Рис. 90. Схема диода с односторонней проводимостью р-п перехода
На нить накала кенотрона подается напряжение 5 или 6,3 в (в зависимости от применяемого типа лампы 5Ц4С или 6Ц5С) с отдельной понижающей обмотки 2, что удобно и экономично, так как не требуется специальных источников тока.
Однако для питания анодов радиоламп пульсирующий ток непригоден. так как он, изменяясь по величине, создает в громкоговорителе неприятный для слуха фон. Для устранения этого совместно с выпрямителями устанавливаются сглаживающие фильтры, состоящие из дросселей или резисторов и конденсаторов емкостью 10—40 мкФ.
В выпрямителях усилителей радиоустановок ТУ-50М и ТУ-100М в качестве электрических вентилей используются полупроводниковые диоды типов ДГЦ и Д7, у которых полупроводниковым материалом является германий. Применяется германий, как и другие полупроводниковые материалы (кремний, теллур, селен и др.), не в чистом виде, а с примесью мышьяка, сурьмы, галлия, индия и др. Эти вещества увеличивают электропроводность полупроводникового материала. При введении мышьяка или сурьмы электропроводность германия возрастает за счет дополнительных электронов, а при введении, галлия или индия образуются носители тока с положительным электрическим зарядом, т. е. появляется дырочная проводимость. Таким образом, в полупроводниковых приборах возможны два типа проводимости: электронная и дырочная.
По конструктивному выполнению и в зависимости от вида перехода полупроводниковые диоды подразделяются на плоскостные и точечные; принцип действия их одинаков. Рассмотрим работу плоскостного диода. При подключении к нему источника постоянного тока (рис. 90, а) плюсом к области р с дырочной проводимостью, а минусом — к электронной п через диод будет проходить прямой электрический ток /Пр, т. е. диод включен в пропускном направлении. Объясняется этот процесс тем, что образуемые пробелы (представляющие положительный заряд) и электроны (отрицательные частицы) электричества будут отталкиваться от источника тока с одноименным знаком полярности.
Если полярность источника тока изменить (рис. 90, б), то электроны будут притягиваться к положительному полюсу, а частицы положительного электричества к отрицательному. В результате обедненные основными носителями зарядов пограничные слои перехода будут еще более обедняться и прямой ток прекратится. Возможен только обратный ток за счет движения неосновных носителей зарядов, которое всегда имеется, но его величина мала. При таком подключении через диод ток проходить не будет, так как он включен в обратном направлении, называемом запорным. Поэтому при подаче переменного напряжения диод пропустит ток в одном направлении и почти не пропустит в другом; это свойство полупроводников используется для выпрямления переменного тока.
Применение полупроводниковых диодов позволяет создавать самые разнообразные схемы выпрямителей. Например, в усилителях ТУ-50М и ТУ-100М имеются три схемы выпрямителей: однополупериодная, двухполупериодная и удвоения напряжения.
Однополупериодная схема (рис. 91) предназначена для подачи отрицательного смещения на управляющие сетки выходных ламп типа Г—807. Двухполупериодная схема служит для питания накала ламп предварительного усиления. Работают эти схемы аналогично выпрямителям на кенотронах, но в качестве электрических вентилей используются полупроводниковые диоды типов Д7Г и Д7Ж.
Рассмотрим принцип работы двухполупериодного выпрямителя с удвоением напряжения, применяемого для питания анодов ламп в указанных усилителях. Диоды Д1 (рис. 92) и Д2 (типов ДГЦ27 или Д7Ж) включены в схеме с обратной друг по отношению друга полярностью, а конденсаторы С1 и С2 соединены последовательно. Переменный ток, протекающий во вторичной (повышающей) обмотке трансформатора Тр, при полуволне одного знака будет проходить через диод Д1, заряжая конденсатор С1 до определенной величины (направление тока показано сплошной стрелкой). При полуволне противоположного знака диод Д1 не пропустит ток и он пройдет через конденсатор С2 и диод Д2. Так как каждый диод работает и течение одного полупериода, заряжая при этом один из конденсаторов, а оба конденсатора включены последовательно, напряжения на них складываются, результирующее напряжение снимается с плюса конденсатора С1 и минуса конденсатора С2 и по величине оно равно сумме напряжений на С1 и С2.
Рис. 91. Однополупериодная схема выпрямления тока на полупроводниковом диоде:
1 — диод; 2 — нагрузка; Тр — трансформатор
Рис. 92. Схема выпрямителя с удвоением напряжения для питания анодов ламп усилителя
Если для преобразования переменного тока в постоянный достаточно ламповых или полупроводниковых диодов, то для усиления или генерирования колебаний в радиоустройствах применяются многоэлектродные радиолампы и транзисторы.
Радиолампа, имеющая три электрода — катод, сетку и анод, — называется триодом (см. рис. 87, б). Потенциал сетки за счет близкого расположения ее к катоду оказывает значительно большее влияние на протекающий через лампу ток, чем потенциал анода. Достаточно малого изменения потенциала на сетке, чтобы добиться большого изменения анодного тока. Например, если на сетку подать небольшой отрицательный потенциал, то она будет отталкивать электроны, имеющие отрицательный заряд, и анодный ток резко уменьшится, так как анода достигнут не все электроны, а только те, которые обладают достаточной энергией, т. е. получившие наибольшую скорость при вылете из катода.
При значительном отрицательном напряжении, несмотря на притяжение анода, сетка не пропустит электроны и анодный ток прекратится — лампа будет заперта- Следовательно, изменяя величину потенциала сетки, можно управлять анодным током лампы. Поэтому третий электрод так и называется управляющей сеткой.
Если на сетку подать небольшой положительный заряд, го между ней и катодом возникает электрическое поле, ускоряющее движение электронов. В этом случае даже электроны с малой скоростью при помощи потенциала сетки преодолеют путь до анода и анодный ток будет возрастать. Однако некоторая часть электронов, притянутая к сетке, создаст в ее цепи сеточный ток. Так как анодный и сеточный токи образуются электронами, вылетающими из катода, то ток эмиссии катода равен сумме анодного и сеточного токов. При небольшом положительном напряжении сеточный гок невелик, но при увеличении первого второй также возрастает, так как большая часть электронов будет притянута положительным полем сетки. При таких условиях анодный ток, а следовательно, и усиление лампой уменьшаются.
Процессы, происходящие в цепях анода и сетки триода, можно наглядно представить и с помощью графика (рис. 93, б). При неизменном напряжении на аноде / (рис. 93, а) и катоде 2 лампы потенциометром П будем изменять напряжение на сетке 3, подводимое от батареи БС. Когда на сетке будет отрицательное напряжение — 4 в, анодный ток равен нулю, что соответствует точке А на графике (лампа заперта). При уменьшении отрицательного напряжения до — 2 в появляется анодный ток /а=1 ма (точка Б). При дальнейшем понижении отрицательного напряжения анодный ток возрастает, характеристика принимает вид почти прямой линии. Этот участок характеристики обычно стремятся использовать при работе лампы.
При подаче на сетку положительного напряжения величина анодного тока растет до точки Г. Однако возрастание тока происходит до известного предела, гак называемого тока насыщения, когда все испускаемые катодом электроны достигли анода. Дальнейшее увеличение положительного напряжения на сетке не даст возрастания анодного тока и характеристика получит изгиб — анодный ток будет уменьшаться, что показано штриховой линией после точки Г.
На графике показана также характеристика сеточного тока, начинающаяся при нулевом напряжении Uc на сетке и возрастающая при увеличении положительного напряжения. Но так как сетка обычно выполняется в виде спирали, то большая часть электронов пролетает через ее промежутки к аноду и поэтому величина сеточного тока мала.
Трехэлектродные лампы широко применяются в радиотехнических приборах, не у них мал коэффициент усиления (от 4 до 100). Сетка и анод триода представляют собой обкладки своеобразного конденсатора, емкость которого способствует возникновению паразитной генерации (самовозбуждению). Для устранения этих недостатков между управляющей сеткой и анодом вводится четвертый электрод — экранирующая сетка.
Лампа, имеющая четыре электрода, называется тетродом. На экранирующую сетку дается положительный потенциал величиной 10—50% анодного напряжения. Это способствует ускорению движения электронов к аноду и улучшает усилительные свойства лампы (коэффициент усиления достигает значения 800). Благодаря экранирующей сетке паразитная емкость практически становится равной нулю, чем устраняется возможность самовозбуждения. К недостаткам тетрода относится явление динатронного эффекта — вторичной эмиссии. Последняя вызвана усиленной бомбардировкой, электронами анода, из поверхности которого выбиваются вторичные электроны, создающие вокруг него отрицательный пространственный заряд, нарушающий нормальную работу лампы.
От динатронного эффекта избавлены лучевые тетроды и пентоды — пятиэлектродные лампы.
Рис. 93. Схема ( a) и график (б) характеристик анодного и сеточного токов триода
Явление вторичной эмиссии устранено применением у первых направляющих пластин (желобков), а у вторых—третьей сетки (защитной или противодинатронной), расположенной между экранирующей сеткой и анодом и соединенной с катодом. Эта защитная сетка отталкивает вторичные электроны обратно на анод. Коэффициент усиления у пентодов 70—1 500.
В аппаратуре поездного радиовещания применяются: лучевые тетроды 5 и 7 (рис. 94) в оконечных каскадах усилителей НЧ;
шестиэлектродные (гексоды) и семиэлектродные (гептоды) 18; комбинированные лампы, совмещающие в одном баллоне несколько ламп. Например, двойной диод-пентод 3, двойные триоды 4 и 17 — у них общая нить накала, а остальные электроды имеют самостоятельные выводы. Комбинированные лампы позволяют уменьшить габариты аппаратуры и экономить электроэнергию.
К основным параметрам электронных ламп относятся крутизна характеристики, коэффициент усиления, внутреннее сопротивление, напряжение питания на электродах, ток эмиссии, допустимая рассеиваемая анодом мощность и др.
В поездных радиоустановках ТУ-50, ТУ-50М, ТУ-100М применяются металлические и стеклянные радиолампы с октальным (восьмиштырьковым) цоколем и миниатюрные пальчиковые. У ламп с октальным цоколем штырьки отсчитываются по часовой стрелке, начиная от направляющего выступа на ключе (вид со стороны монтажа). Пальчиковые лампы цоколя не имеют, а их цельностеклянный баллон заканчивается утолщенным дном, через которое выведено семь или девять соединительных штырьков.
Приемо-усилительные радиолампы и маломощные кенотроны согласно ГОСТу маркируются тремя или четырьмя элементами (числами и буквами), а именно:
цифрой, показывающей округленно напряжение накала в вольтах (6 в);
буквой, указывающей тип лампы: А — частотно-преобразовательная с двумя управляющими сетками; Б — пентод с одним или двумя диодами; Е — индикатор настройки; Ж — пентод с короткой характеристикой; И — гептод-триод; К — пентод; Н — двойной триод; П — пентод или лучевой тетрод; С — триод; X — двойной маломощный диод; Ф — пентод-триод; Ц — кенотрон;
цифрой (или числом), являющейся порядковым номером типа лампы;
буквой, поясняющей конструктивное оформление лампы: С — со стеклянным баллоном; П — пальчиковая. Лампы с металлическим баллоном обозначения не имеют.
Маркировка стабилитронов состоит из трех элементов: первый — буквы СГ (стабилитрон, газовый); второй — число, показывающее порядковый номер; третий — буква, характеризующая конструктивное оформление лампы.
Генераторные лампы второго элемента не имеют и вместо условного обозначения ставится тире, например Г— 807.
Маркировка ламп повышенной надежности имеет дополнительный пятый элемент — букву, которая обозначает: повышенную механическую прочность. В; долговечность Е; высокую виброустойчивость К.
Обозначение полупроводниковых приборов согласно ГОСТ 10862—64 состоит из пяти элементов:
первый элемент — буква, обозначающая исходный материал (Г — германий, К — кремний и А — арсенид галлия);
второй элемент — буква, обозначающая разновидность прибора (Т — транзистор, Д —диод, И —туннельный диод, С — стабилитрон, У — управляемые многослойные, переключающие приборы, Ц — выпрямительные столбы и блоки);
третий элемент— цифра, обозначающая класс или назначение прибора;
четвертый элемент — число, обозначающее порядковый номер разработки прибора;
пятый элемент — буква, обозначающая классификационную группу прибора.
Следует отметить, что промышленностью пока выпускаются некоторые полупроводниковые приборы, обозначения которых не соответствуют приведенной системе. В их число входят и приборы, используемые в аппаратуре поездного вещания, — транзисторы П9А, П13Б и П4.
Проще всего принцип работы лампового усилителя рассмотреть на примере наиболее распространенной схемы усилителя на резисторах (рис. 95).
Основными элементами усилительного каскада являются лампа Л1 (см. рис. 95, а), источники питания — батареи БН и БА, а также анодная нагрузка — резистор RA, представляющий собой активное омическое сопротивление.
Переменное напряжение сигнала подлежащее усилению, подается к управляющей сетке 1 и катоду 2 лампы, являющимся входом усилительного каскада. Пока напряжение на сетке неизменно, по анодной цепи от плюса батареи БА через резистор RA (на котором создается некоторое постоянное падение напряжения) и лампу Л1 на минус батареи БА протекает неизменяющийся ток, так называемый ток покоя (на графике рис. 95,б отрезок ОБ). При действии переменного напряжения сигнала (участок ВТ) сетка, получая попеременно положительный или отрицательный заряд, заставляет анодный ток ослабляться или возрастать, в результате чего создается падение напряжения на анодной нагрузке RA.
Рис. 95. Простейший усилитель с электронной лампой
Так как анодный ток, протекающий через лампу, намного превышает сеточный ток сигнала, то на анодной нагрузке создается большое падение напряжения, т. е. происходит усиление. Другими словами, часть энергии постоянного тока преобразуется в энергию усиливаемого сигнала.
Так как лампа обладает собственным сопротивлением, обозначаемым Ri, то в анодной цепи оказываются последовательно включенными внешнее сопротивление (резистор RA) и внутреннее сопротивление лампы Ri. Распределение падения напряжения между RA и Ri зависит от соотношения между ними. Следовательно, увеличение сопротивления резистора RA по отношению к сопротивлению Ri приводит к росту падения напряжения на анодной нагрузке RA, т. е. к увеличению напряжения полезного сигнала усилению.
Однако чрезмерно увеличивать номинальное значение сопротивления резистора RA нельзя, так как, будучи включенным в цепь анода последовательно, он гасит часть напряжения тока батареи, питающей анод лампы. Рациональный выбор анодной нагрузки RA зависит от ряда факторов, но в основном от внутреннего сопротивления применяемой лампы.
Напряжение Uвых снимается с резистора RA. Если усиление одного каскада недостаточно, то напряжение сигнала усиливают еще раз или неоднократно на последующих каскадах усиления (рис. 96), для чего усиливаемое напряжение через разделительный (переходной) конденсатор Ср подают на управляющую сетку лампы Л2 следующего каскада. Конденсатор Ср, включенный между резистором RA и сеткой лампы Л2, является заградительным для постоянного тока, но свободно пропускает переменное напряжение, подлежащее дальнейшему усилению.
Величина емкости конденсатора подбирается такой, чтобы равномерно пропускать всю полосу частот усиливаемого напряжения, но не менее 0,01 миф.
Подключение резистора RC к сетке лампы Л2 вызвано следующей необходимостью. Во время действия каждого положительного полупериода переменного напряжения сигнала сетка, получая положительный потенциал, притягивает к себе некоторую часть электронов, летящих к аноду лампы.
Рис. 96. Схема двухкаскадного усилителя напряжения НЧ на резисторах:
Л1 и Л2 — лампы; R А и R С — резисторы; U вх и U вых — напряжения на входе и выходе; Ср — конденсатор; БА и БН — батареи анода и накала
Рис. 97. Простейшая схема усилителя с полупроводниковым триодом
Включенный совместно с лампой конденсатор Ср за счет попавших на сетку электронов постепенно накапливает отрицательный заряд, который при определенной возросшей величине, будучи приложенным к сетке, «закрывает» лампу, т. е. лампа перестает работать. Чтобы этого не случилось создают путь, по которому электроны могли бы «стекать» на катод лампы, т. е. к сетке подсоединяют резистор RC, часто называемый сопротивлением утечки сетки.
В ряде усилителей бывает необходимо подать ня сетку определенной величины отрицательное смещение, что удобно осуществить, используя цепь утечки сетки. Например, в усилителях ТУ-50М и ТУ-100М на лампы Г — 807 от отдельного источника (выпрямителя) через сеточный резистор подается фиксированное отрицательное напряжение (21—30 в), позволяющее установить рабочую точку в левой, отрицательной области характеристики лампы. Под рабочей точкой в радиотехнике понимается точка на характеристике, определяемая величиной постоянных напряжений и токов на электродах, т. е. при отсутствии на сетке переменного напряжения сигнала, другими словами, в режиме покоя.
Помимо радиоламп, в качестве усилительных элементов в аппаратуре поездного радиовещания применяются полупроводниковые триоды — транзисторы. По способу изготовления, как и полупроводниковые диоды, транзисторы выполняются точечными и плоскостными, но в обоих случаях необходимо, чтобы две крайние области были с одинаковым типом проводимости, а средняя обладала проводимостью противоположного типа. Существуют транзисторы с проводимостью типов р-п-р и п-р-п.
Физические процессы, происходящие в транзисторах этих типов, аналогичны.
Принцип работы транзистора рассмотрим на примере с наиболее распространенной комбинацией областей проводимости р-п-р (рис. 97 и 98).
Между эмиттером э и базой б подключен источник постоянного тока положительным полюсом к эмиттеру, а отрицательным к базе, т. е. в проводящем направлении. К коллектору к и базе б подсоединена батарея UK, обратной в сравнении с ПЭ полярностью — в запорном направлении. Если в цепь между эмиттером и базой подавать переменное напряжение (сигнал, подлежащий усилению), то оно вызовет изменение тока эмиттера, которое будет сопровождаться изменением количества зарядов, переходящих от эмиттера в область базы.
Под действием поля коллектора заряды переходят через второй р—n-переход в цепь коллектора, ток в которой будет меняться к такт с сигналом, и на резисторе RH изменение падения напряжения будет пропорционально напряжению сигнала. Так как коллекторный переход по отношению источника питания включается в запорном направлении, возможно применение батареи UK с достаточно высоким потенциалом (в несколько десятков вольт), за счет которого на нагрузке RH происходит падение напряжения — сигнал усиливается. Другими словами, посредством транзистора происходит преобразование части энергии источника питания в энергию сигнала.
Работа полупроводникового усилителя в известной степени аналогична работе ламповою, эмиттер выполняет функции катода, коллектор — анода, а база — управляющей сетки трехэлектродной радиолампы.
Однако аналогия эта условна, так как физические процессы в полупроводнике совершенно отличны от процессов, происходящих в радиолампах.
Транзисторы включаются по трем основным схемам, показанным на рис. 99, из которых наиболее распространена схема с общим эмиттером (рис. 99, а), позволяющая получить максимальное усиление по мощности. Малые размеры, высокая механическая прочность, а главное, экономичность в потреблении электроэнергии выгодно отличают полупроводниковые приборы от электровакуумных.
Недостатком полупроводников является зависимость их параметров от температуры, нестойкость при перегрузках, особенно при коротких замыканиях. Однако при нормальной эксплуатации полупроводниковые приборы долговечнее радиоламп.
Рис. 98. Обозначение транзисторов: а — типа р-n-р; б — n-р-n
Ламповые и транзисторные усилители, нагрузкой у которых служит резистор, по сравнению с усилителями на дросселях и трансформаторах являются самыми компактными и, что особенно важно, почти не вносящими искажений. Поэтому, несмотря на существенный недостаток — малый коэффициент усиления, они широко применяются в предварительных каскадах усиления низкой частоты.
В ламповых усилителях радиоустановок ТУ-50,ТУ-50М, ТУ-100М и транзисторном усилителе УП-100 все предварительные каскады усиления выполнены на резисторах.
Оконечные каскады усилителей. В зависимости от назначения и вида нагрузки оконечные (выходные) каскады усилителей низкой частоты выполняются по однотактной или двухтактной схеме. Если нагрузкой усилителя является трансляционная линия с большим количеством громкоговорителей, то оконечный каскад, как правило, выполняется по двухтактной схеме, которая по сравнению с однотактной более рациональна, так как позволяет развить на выходе усилителя большую мощность и экономична в потреблении электроэнергии.
При необходимости получения небольшой мощности, достаточной для работы одного-двух громкоговорителей, применяется однотактная схема. Но в обоих случаях, в качестве анодной нагрузки используется первичная обмотка трансформатора (рис. 100). Такая схема применена в оконечных каскадах радиоприемников ТПС-54С и ТПС-58С. На анод лампы 2 через первичную обмотку трансформатора Тр от источника постоянного тока подается положительное напряжение. Так как лампа работает в оконечном каскаде и должна выделять в анодной цепи значительную мощность, то к ее аноду подводится довольно высокое напряжение 250—300 в. Обмотки трансформатора выполняются из медного провода, и поэтому первичная обмотка не представляет большого омического сопротивления и напряжение источника питания практически без потерь достигает анода. Это выгодно отличает трансфирма горные усилители от усилителей на резисторах.
Рис. 100. Однотактный оконечный каскад усилителя НЧ:
1 — громкоговоритель; 2 —лампа; НС - резистор сетки; R —резистор; С - конденсатор; Uвх —напряжение на входе; Ср — разделительный конденсатор; Тр — трансформатор
В то же время первичная обмотка, обладая индуктивным сопротивлением, представляет для переменной составляющей анодного тока большое сопротивление, в результате которого создается большая амплитуда напряжения усиливаемого сигнала, трансформирующегося во вторичную обмотку. Удобен выходной трансформатор и в другом отношении: он позволяет согласовать довольно большое внутреннее сопротивление лампы с обычно небольшими сопротивлениями нагрузки, например звуковой катушки громкоговорителя 1.
Из электротехники известно, что наибольшая отдача мощности в нагрузку будет тогда, когда внутреннее сопротивление источника, в данном случае усилителя НЧ, равно сопротивлению нагрузки.
Сопротивление звуковых катушек в громкоговорителях обычно составляет 2-10 Ом. Поэтому часто вторичная обмотка выходного трансформатора делается секционированной, что позволяет согласовывать выход усилителя с различной нагрузкой. Например, в приемниках ТПС-54С и ТПС-58С такая обмотка допускает подключать в качестве нагрузки высокоомные телефоны и громкоговоритель.
Аналогичные цели преследуются и при применении трансформаторов в транзисторных схемах, например в усилителе УП-100. Предоконечный и оконечный мощный каскады усилителя выполнены с межкаскадной трансформаторной связью, которая служит для согласования относительно низкого выходного сопротивления двухтактного каскада с большим сопротивлением на входе следующего каскада (транзисторы включены по схеме с общим коллектором).
Основной недостаток трансформаторных усилителей — неравномерность усиления диапазона звуковых частот. Обмотки трансформатора, обладая индуктивностью, имеют и некоторую собственную межвитковую емкость, взаимодействие которой с индуктивностью обмоток трансформатора как бы образует колебательный контур, резонирующий на определенных частотах. Вредное действие паразитной межвитковой емкости приводит к тому, что трансформатор неравномерно усиливает все частоты звукового диапазона.
Эту неравномерность в некоторых пределах можно уменьшить шунтированием обмоток трансформатора активными (омическими) сопротивлениями или цепью, состоящей из последовательно соединенных резистора R (см. рис. 100) и конденсатора С, что, однако, уменьшает коэффициент усиления. Для увеличения этого коэффициента в современных приемниках в оконечных каскадах УНЧ применяются лучевые тетроды или пентоды. Так, в приемниках ТПС-54С и ТПС-58С оконечные каскады работают на лучевом тетроде типа 6П6С.
Усилители низкой частоты по режиму работы подразделяются на классы: А, В и промежуточный АВ. Признаками, характеризующими различные режимы работы усилительной лампы, являются положение рабочей точки на ее характеристике и величина напряжения, подводимого к сетке.
Если рабочая точка выбрана в пределах прямолинейной части характеристики, то такой режим работы называется усилением класса А.
В маломощных однотактных (а также двухтактных мощностью до 10 Вт) усилителях преимущественно используется режим работы класса А, например в оконечных каскадах усилителей НЧ приемников «Казахстан», ТПС-54С и ТПС-58С. Этот режим характеризуется малой величиной искажений при усилении, но зато и незначительной отдаваемой мощностью, а также невысоким к. п. д.
При режиме усиления класса В рабочая точка устанавливается на нижнем изгибе характеристики, что повышает к. п. д. по сравнению с классом А при одном и том же напряжении на сетке, Но усиление класса В в однотактной схеме сопровождается значительными нелинейными искажениями, поэтому этот режим применяется только в усилителях, работающих по двухтактной схеме.
Если в процессе работы осуществляется заход рабочей точки в правую часть характеристики, т. е, лампа работает с сеточными токами, к обозначению режима прибавляется индекс 2 (режим АВ2, В2). Когда режим работы лампы выбран без тока, в сетке ставится индекс 1 — режим класса АВ|.
Режим ABi применяется в усилителях мощностью до 100 Вт, а в более мощных усилителях — режим АВ2, являющийся более экономичным. Эти режимы используются только в двухтактных схемах.
В усилителях радиоустановок ТУ-50, ТУ-50М и ТУ-100М оконечные каскады работают в режиме АВ1 (без сеточных токов): к. п. д. в этом режиме не превышает 50%.
Основным преимуществом двухтактной схемы усилителя перед однотактной является работа без заметных искажений и более полное использование характеристики ламп, т. е. возможность применения экономичных режимов.
Подробней принцип работы двухтактной схемы рассмотрен при разборе работы оконечного каскада усилителя радиоустановки ТУ-100М и усилителя УП-100.
Усилитель радиоустановки ТУ-100М входит в комплект радиотрансляционной установки ТУ-100М и предназначен для ведения передач; с электродинамическим микрофоном — гнезда M1 и м2 (рис. 101), звукоснимателя (клеммы ЗС) и микрофонов одновременно (смешанная передача), от радиоприемника — клеммы ΠΡΙ (рис. 102), трансляционной сети или телефонной линии — клеммы ТР, от резервного приемника — клеммы ПР2.
Для эксплуатации в поездных условиях этот усилитель оборудуется воспроизводящей магнитофонной приставкой типа «Днепр». Усилитель состоит из двух блоков, смонтированных в одном общем металлическом футляре. Выходная мощность каждого блока 50 Вт, а общая 100 Вт; коэффициент нелинейных искажений на частотах свыше 100 Гц не превышает 4%, а на частотах до 100 Гц — 6%.
Блоки усилителя имеют два выхода на рабочие напряжения, что соответствует нагрузкам 18 и 290 Ом, и три входа: двa микрофонных и один для звукоснимателя. Чувствительность микрофонных входов 0,6 мв, а звукоснимателя 150 мв. Неравномерность основной частотной характеристики в диапазоне 60— 8000 Гц составляет не более 3 дб. Повышение абсолютного уровня напряжения на выходе при отключении нагрузки (по отношению к его номинальному значению) не более 2,5 дб.
Рис. 102. Блок-схема соединения усилителя ТУ-100М с приемниками ТПС-58С и Казахстан
С входа звукоснимателя ЗС напряжение сигнала подается через переменный резистор 23-470 ком (регулятор громкости — ручка ЗС на лицевой панели) и резистор 21-1 Мом на управляющую сетку левого триода Л2. На эту же сетку через ограничительные резисторы R15 и R16, равные 240 ком, поступают сигналы с микрофонных входов, усиленные лампой Л1. Это позволяет в зависимости от положения движков резисторов R14, R17 и R23 регулировать уровень усиления, производить передачу с одного или двух микрофонов, а также, используя вход звукоснимателя ЗС, осуществлять смешанную передачу, например передавать речь на фоне музыки.
Третий и четвертый каскады усилителя работают также на двойном триоде Л2 (6Н9С). С анодной нагрузки Р19-150 ком левого триода через разделительный конденсатор С25-0.05 мкФ сигнал подается для дальнейшего усиления на сетку правого триода лампы Л2. В катодную цепь лампы включены резисторы R22 и R26, равные 1 ком, которые служат для автоматического смещения, т. е. подведения отрицательного напряжения на управляющую сетку.
Усиленный' сигнал с резистора R24-24 ком правого триода через разделительный конденсатор С25-0,05 мкФ поступает на регуляторы тембра, служащие для корректирования формы частотной характеристики или изменения полосы пропускания усилителя и в зависимости от содержания передачи позволяющие установить желаемую "окраску" звука. С этой целью в усилителе применена раздельная регулировка тембра. Переменный резистор R29-470 ком, включенный в цепь утечки сетки лампы, одновременно с конденсатором C30-220 пф служит для регулировки усиления низких частот (ручка регулировки низкого тона на панели управления).
Переменный резистор R32-2,2 Мом и резистор R33-120 ком составляют цепь утечки сетки левого триода лампы Л3 и совместно с конденсатором С31 образуют фильтр высоких частот (ручка регулировки высокого тона на панели управления).
На триодах лампы ЛЗ (6Н9С) собран предоконечный и фазоинверторный каскады. Последний применяется в усилителях для перехода от однофазного выхода предварительного усилителя к противофазным входам плеч двухтактного оконечного каскада, так как предоконечный каскад усиления должен создавать поворот фазы напряжения сигнала на управляющей сетке одной из ламп оконечного каскада по отношению к напряжению на сетке другой лампы на 180°.
Поворот фазы осуществляется так. После тонфильтра напряжение сигнала поступает на сетку левого триода лампы Л3, который работает как обычный усилитель напряжения. С его анодной нагрузки — резистора Я34-100 ком — напряжение сигнала через разделительный конденсатор С42-0,1 мкФ и резистор R47-1 ком подается на управляющую сетку лампы Л4 типа Г—807 оконечного каскада. Одновременно часть напряжения сигнала с резистора R34 через специальный делитель (резисторы R40-470 ком и R41-39 ком) поступает на управляющую сетку триода лампы ЛЗ. Другими словами, напряжение сигнала не управляющие сетки правого триода лампы ЛЗ и лампы Л4 подается идентичным по фазе.
Так как напряжение сигнала на аноде по отношению к напряжению на сетке всегда сдвинуто по фазе на 180°, с анодной нагрузки лампы ЛЗ — резистора R37 — снимается усиленное напряжение, сдвинутое по фазе на 180°.
Это напряжение через разделительный конденсатор С-45-0,1 мкФ и резистор R48A ком поступает на управляющую сетку лампы Л5 (Г—807) оконечного каскада.
Резисторы делителя R40 и R41 выбраны так, что на сетку правого триода лампы ЛЗ напряжение сигнала подается по величине равным напряжению на сетке левого триода. Так как анодные нагрузки левого и правого триодов предоконечного каскада и фазоинвертора также равны (R34 и R37-100 ком), поступающего на управляющие сетки ламп двух плеч оконечного каскада, равны по величине, но сдвинуты по фазе на 180°.
Напряжение к анолам ламп Л4 и Л5 (Г—807) от средней точки (вывод 8) через выводы 6 и 15 обмотки выходного трансформатора Тр23. Другими словами, в двух полуобмотках токи направлены в противоположные стороны. Поэтому результирующий магнитный поток в сердечнике Тр23 равен нулю, т. е. трансформатор работает без постоянного магнитного потока, что исключает опасность вредного магнитного насыщения, приводящего к искажениям звука в громкоговорителях. Кроме того, в двухтактной схеме уменьшаются фон переменного тока и нелинейные искажения, что повышает качество воспроизведения передач.
Так как к лампам Л4 и Л5 подводятся противоположные по фазе напряжения, то при возрастании анодного тока в одной лампе, он уменьшается в другой. Переменный магнитный поток в сердечнике трансформатора, вызывающий ток во вторичной обмотке, возрастает вдвое по сравнению с тем, что давала бы одна лампа.
Вторичная обмотка Тр23 секционирована и ее выводы 12, 13, 15 подведены к клеммам выхода усилителя 120 в, 30 в и общ, расположенным на задней стенке шасси. Выводы 10, 15 и клемма общ (1,5 в) соединены с гнездами 7 и 9 коммутационной фишки Ф102. С этой фишки сигнал подается на звуковую катушку контрольного громкоговорителя установки. Кроме того, к гнездам 1—6 и 8 подключается измерительный прибор усилителя. Выводы вторичной обмотки на линию рассчитаны: 12 и 15 общ — на 120 в, а 13 и 15 общ — на 30 в.
Резистор R38-18 ком и конденсатор С36-5 мкФ составляют цепь подачи напряжения автоматического смещения (за счет анодного тока лампы) на управляющую сетку правого триода лампы ЛЗ.
Для улучшения частотной характеристики усилителя и снижения нелинейных искажений, уровня шумов и фона каскады предварительного усиления также охвачены цепью отрицательной обратной связи. Через резисторы R8-1,6 Мом, R5-1,6 Мом на управляющие сетки входной лампы Л1 подается часть напряжения, снимаемого с конденсатора С28. Резисторы R22 и R26 в катодной цепи лампы Л2 служат для подачи автоматического смещения на сетку и одновременно являются цепью обратной связи этой лампы.
Кроме того, для уменьшения фона переменного тока нить накала первых двух ламп Л1 и Л2 питается от выпрямителя на германиевых диодах типа Д7Г (ДГЦ-24), собранного по двухполупериодной схеме с П-образным фильтром (Д61, Д62, С58-200 мкФ, С60-100 мкФ, R59-100 Ом). Цепи накала ламп Л1 и Л2 включены последовательно (на схеме показано стрелками А и Б) и к ним подводится напряжение 4—5 в.
В зависимости от величины напряжения сети переменного тока первичные обмотки силового трансформатора Тр66 соединяются перемычками на соответствующее напряжение 110 (1-3, 2-4-6), 127 (1-3, 2-4, 6-5) или 220 (2-3, 6-4) в, показанными на колодке К65 штриховыми линиями.
Напряжение, снимаемое с вторичной обмотки Тр66 (выводы 1 и 2), через предохранитель 69 (1 а) поступает на анодный выпрямитель усилителя, работающий на германиевых полупроводниковых диодах типа Д7Ж (ДГЦ-27). Одно плечо выпрямителя состоит из диодов Д73—Д77, а другое — из диодов Д83—Д87. Для надежности работы выпрямителя германиевые диоды зашунтированы резисторами R78-R82-100 ком и R88-R92-100 ком.
Выпрямитель работает по схеме удвоения напряжения; принцип работы его был рассмотрен ранее. Результирующее напряжение 550 570 в (в некоторых случаях 600—700 в) снимается с последовательно соединенных электролитических конденсаторов С93-40 мкФ, С94-40 мкФ и через средний вывод 8 и выводы б и 15 первичной обмотки Тр23 подводится для питания анодов ламп Л4 и Л5 оконечного каскада. Питание экранирующих сеток ламп Л4. Л5, Л7 и Л8 и анодов ламп Л1, Л2 и Л3 усилителей напряжения основного блока и лампы Л6 блока приставки подводится с конденсатора С94 нижнего (по схеме) плеча анодного выпрямителя через резистор 95-200 Ом. При отключенных Тр66 и оконечном каскаде основного блока лампы Л1 и Л2 предварительных каскадов усилителя питаются от выпрямителя блока приставки через фишки Ф55 и Ф19 (анод, гнездо 5). Гнезда 1, 4 и 8 фишек служат для питания цепей накала ламп, 7 — для питания экранирующих сеток и подачи напряжения к измерительному прибору, а гнездо 2— для подачи напряжения смещения на лампы типа Г — 807.
Раздельное питание анодов ламп оконечного каскада и анодов ламп каскадов предварительного усиления позволяет уменьшить влияние колебаний тока в анодной цепи оконечного каскада на работу каскадов усиления напряжения.
Резисторы R96-1,8, R97-11, R98-1,6 и R99-4,7 ком входят в делители напряжения прибора типа М-494. Резисторы R100 и R101, равные 470 и 30 ком, делителя напряжения включены в цепь переменного тока питающей сети. Прибор М-494 многошкальный и, кроме анодного и экранного напряжений, позволяет замерять уровень напряжений на выходе усилителя и в сети питания.
Для включения индикатора в измеряемую цепь на лицевой панели установлен переключатель
Цепи накала ламп усилителя питаются также раздельно. С отдельной обмотки 9-10 силового трансформатора Тр66 подается переменное напряжение 6,3 в на нити накала ламп Г—807 оконечного каскада и лампу Л3 фазоинвертора (на схеме показано стрелками В и Г).
Сдвоенный переключатель (тумблер) П56 и П57, выведенный на лицевую панель усилителя, служит для включения питающего напряжения сети на силовой трансформатор основного блока усилителя. Одновременно тумблер переключает цепи накала ламп Л1, Л2 и выпрямителя смещения ламп Г— 807 с обмоток силового трансформатора Тр66 основного блока на обмотки трансформатора Тр6 дополнительного блока усилителя.
При постановке переключателя П57 вверх выпрямитель смещения ламп Г—807 подключается к Тр66 (вывод 5). Если переключатель поставить вниз, то через соединительные фишки Ф52 и Ф102 (гнездо 2) выпрямитель подсоединяется к Тр6 (вывод 5). Усилитель включается в сеть тумблером П57.
Второй мощный блок усилителя ТУ-100М представляет собой приставку, состоящую из предоконечного каскада (фазоинвертора) и двухтактного оконечного каскада мощностью 50 Вт. Приставка смонтирована в общем корпусе с основным блоком.
Детали приставки, показанной в нижней части схемы, и работа ее полностью аналогичны деталям и работе фазоинвертора и оконечного каскада основного блока усилителя. Включается приставка отдельным тумблером П20, выведенным на лицевую панель усилителя. В приставке использованы: лампы Л6, Л7 и Л8; трансформаторы Тр17 и Трб; соединительные фишки Ф19 и Ф52; диоды Д26—Д30 и Д36—Д40; резисторы R1-15 ком; R2 и R4 по 100 ком; R5-18 ком; R6-470 ком; R7-39 ком; R11 и R12 по 150 ком; R13, RI4 и R18 по 1 ком; R31—R35 и R41—R45 по 100 ком; R48- 200 Ом; R50-4,7 ком; R51-1,6 ком; R53-470 ком и R54-30 ком; электролитические конденсаторы С8-5, С46-40, С47-40 и С49-20 мкФ; конденсаторы С9 и С10 по 0,1 мкФ; предохранители П21 и П24; переключатель П20, колодка К22 и сигнальная лампа Л25.
Усилитель радиоустановки ТУ-100М позволяет работать одновременно двумя блоками с общей выходной мощностью 100 Вт, а также поочередно отдельными блоками мощностью 50 Вт. В обоих вариантах его работы используются каскады усиления напряжения на лампах Л1 и Л2 основного блока усилителя.
Усилитель радиоустановки ТУ-50М. Назначение элементов схемы и работа усилителя полностью аналогичны указанным для основного блока усилителя ТУ-100М (см. рис. 102). Значение резисторов R и конденсаторов С приведено на схеме рис. 103.
При использовании в поездном радиовещании усилителей ТУ-100М и ТУ-50М в их корпус вместо проигрывателя грампластинок монтируется магнитофонная приставка типа «Днепр».
Напряжение со звукоснимателя магнитофона (универсальной головки) подается непосредственно на управляющую сетку лампы Л1.
По внешнему виду усилитель ТУ-50М ничем не отличается от усилителя ТУ-100М.
Усилитель радиоустановки ТУ-50. Основные параметры усилителя: мощность 50 Вт, коэффициент нелинейных искажений на частотах свыше 100 Гц не более 4%, ниже 100 Гц не более 10%. Усилитель имеет два выхода с напряжением 30 и 120 в и три входа — два микрофонных и один для звукоснимателя. Основная частотам характеристика на частотах 60—8 000 Гц имеет неравномерность не более 3 дб, но может изменяться в широких пределах за счет комбинационного подключения элементов тонфильтра. Контрольный прибор 90 (рис. 104) позволяет измерять величину тока на обоих плечах оконечного каскада, анодные напряжения, уровень напряжений на выходах и в сети переменного тока. Потреб- οι с мая мощность 400 Вт.
Усилитель собран на 11 радиолампах: Л1—Л4 типа 6Н9С в каскадах усиления напряжения и фазоинвертора; лучевых тетрозах Л5—Л8 типа 6П3С в оконечном каскаде; трех кенотронах Л9—Л11 типа 5Ц4С в анодном выпрямителе.
Сигнал звуковой частоты (с микрофона или магнитофона) через входы M1 и м2 подается к управляющим сеткам левого и правого триодов лампы Л1. Усиленный сигнал с анодных нагрузок R6 и R7 через конденсаторы С10 и С11 поступает на регуляторы громкости (потенциометры) R12 и R13 и далее к сетке левого трипа Л2.
На эту же сетку через потенциометр RA2 и резистор R16 подается напряжение сигнала с входа ЗС. С резистора R19 сигнал через конденсатор С23 поступает на сетку правого триода Л2, с анодной нагрузки которого R20 через конденсатор С24 поступает на управляющую сетку левого триода ЛЗ.
Рис. 103. Принципиальная схема усилителя радиоустановки ТУ-50М
Резисторы R59, R60, R66 и конденсаторы С61, С62 служат для стабилизации работы оконечного каскада. Нагрузкой для ламп двухтактной схемы служит первичная обмотка выходного трансформатора Тр82. вторичная обмотка которого секционирована и является выходом усилителя.
С отдельной обмотки трансформатора Тр82 через резистор R57 в катодную цепь лампы Л4 подается напряжение обратной связи. Конденсаторы С9, С22, С28, резисторы R8, R21 и R30 составляют цепи развязки в каскадах усиления напряжения. Напряжение в анодные и экранирующие цепи усилителя поступает от двух выпрямителей (лампы Л9, Л10 и Л11). Нити накала ламп питаются от специальных обмоток силового трансформатора Тр96. Переключение на необходимое напряжение 110, 127 или 220 в осуществляется фишкой Ф98. Включается усилитель тумблером 101. Чтобы поднять чувствительности усилителя при работе магнитофона (используется один из входов M1 или м2), резисторы R1 и R3 из схемы исключаются. Назначение деталей усилителя ТУ-50, не оговоренных в тексте, дано ранее при описании усилителя ТУ-100М. Номинальные значения характеристик деталей приведены на принципиальной схеме.
Полупроводниковый усилитель низкой частоты типа УП-100 мощностью 100 Вт (рис. 105) разработан для поездного вещания и предназначен для усиления звуковых сигналов, поступающих с радиоприемников ТП(2-58С, «Казахстан» и магнитофонной приставки «Днепр». Основная техническая и конструктивная характеристика усилителя УП-100 следующая:
максимальная выходная неискаженная мощность составляет 100 Вт при коэффициенте нелинейных искажений на средних частотах звукового диапазона не более 5%;
рабочее напряжение на выходе 30 в;
максимальная чувствительность по микрофонному, магнитофонному и радиоприемному входам соответственно 0,5 мв. 0,3 мв и 0,3 в;
неравномерность усиления в рабочем диапазоне частот 60— 6000 Гц не более 3,5 дб. использованы транзисторы типов П4, П203 и П9А в качестве усилительных элементов во всех каскадах и вспомогательных устройствах;
можно использовать транзисторы типа П210А вместо транзисторов П4;
у транзисторов выходного и предмощного каскадов имеются теплоотводы, выполненные из анодированного черненого алюминия;
Рис. 105. Принципиальная схема усилителя УП-100
При сбросе нагрузки напряжение на выходе возрастает не более чем на 4 дб;
питание осуществляется от подвагонной аккумуляторной батареи через имеющийся в вагоне угольный стабилизатор напряжения;
имеется устройство защиты выходных транзисторов от повреждения при коротком замыкании в трансляционной линии;
шасси, на котором смонтирован усилитель, закрывается снизу поддоном, а сверху — кожухом;
общие габариты усилителя 430X260X230 мм.
На лицевой стороне усилителя расположены: регуляторы усиления радиоприемного (Радиоприемник), магнитофонного (Магнитофон) и микрофонного (Микрофон) входов; переключатель П1А рода работы усилителя; три лампы, сигнализирующие о включении усилителя Л1 (вкл), наличии выходного напряжения Л2 (вых) и о коротком замыкании в линии ЛЗ; регуляторы усиления низких и высоких частот; тумблер включения питания усилителя.
На задней стороне шасси размещены:
соединительные фишки для подключения шлангов: питания; выхода усилителя; входов Радиоприемник, Магнитофон, Микрофон;
гнездо предохранителя Пр1 и шлицы переменных резисторов R36 и R39
Усилитель состоит из следующих основных узлов:
выходного предмощного каскадов (транзисторы Т6—Т23 типов П203 и П4Б);
фазоинверторного каскада (транзистор Т5 типа П203);
предварительных каскадов усиления (транзисторы Τ1—Τ4 типа П9А);
защиты транзисторов выходных каскадов при коротком замыкании в линии (транзисторы Т29 и ТЗО типа П9А);
уравнивания напряжения на последовательно соединенных группах (транзисторы Т24—Т28 типов П203 и П9А и диод Дб).
Сигнал от источника звуковой частоты подводится к базе входного транзистора Т1 через переключатель рода работы ΠίΑ с входов микрофонного, магнитофонного или Радиоприемник через согласующую цепочку, состоящую из резисторов RI, R2, R3. конденсатора С1 и регулятора усиления Приемник R4.
Усиленный сигнал снимается с нагрузки транзистора Τ1 (резистор R8) и поступает на переменные резисторы, являющиеся регуляторами усиления, R10 (Магн) и R11 (Микр), с которых через резистор R12 и разделительный конденсатор С5 сигнал проходит на базу транзистора Т2. Подключение базы последнего к регуляторам усиления или непосредственно к коллектору транзистора Т1 в случае работы со входа Радиоприемник осуществляется переключателем П1А.
С коллекторной нагрузки транзистора Т2 (резистор R17) сигнал поступает на тонфильтры. Тонфильтры состоят: низких частот (НЧ) из переменного резистора R19, резисторов R21, R18 и конденсаторов С28, С9 и С8; высоких частот (ВЧ) из переменного резистора R20 и конденсаторов С10 и С11. При усилении сигнала с магнитофонного входа тонфильтр ВЧ осуществляет подъем высоких частот, а при повышении уровня сигнала с двух других входов производит регулировку тембра только в сторону уменьшения усиления по краям диапазона частот. Сигнал, пройдя через тонфильтры и разделительный конденсатор С12, поступает на базу транзистора Т3. Усиленный сигнал с коллекторной нагрузки (резистор R25) через разделительный конденсатор С13 проходит на базу транзистора Т4, нагрузкой которого в цепи коллектора служит трансформатор Tp1. Назначение трансформатора — гальваническое разделение предварительных каскадов, собранных на транзисторах П9А проводимостью п-р-п, с выходными каскадами, собранными на транзисторах проводимостью ρ-п-ρ.
Резисторы R9, R26 и R30 вместе с конденсаторами С3, С6 и С14 образуют развязывающие фильтры питания первых четырех каскадов, а резисторы R29, R24 и R7, включенные в цепи эмиттеров, предназначены для стабилизации положения рабочей точки транзисторов предварительных каскадов.
Фазоинверсный каскад собран на транзисторе Т5 типа П203, включенном по схеме с общим коллектором. Через разделительный конденсатор С15 подключена выходная обмотка трансформатора Tp1, имеющая контакты 1—4, с которой на базу Т5 поступает сигнал. Нагрузкой каскада является фазоинверсный трансформатор Тр2, первичная обмотка (выводы 1 и 5) которого включена в эмиттерную цепь транзистора Т5. Вторичных обмоток у Тр2 три, по числу предмощных (выводы 6, 7 и в; 9, 10 и 11; 12. 13 и 14) и выходных каскадов. Последние включены параллельно по переменному току и последовательно по постоянному, Тр3, Тр4 и Тр5 имеют в первичной обмотке выводы 1, 2, 3 и 4 и во вторичной — 5, 6, 7 и 8.
Предмощный (транзисторы Т6 и Т7, Т8 и T9, Т10 и Т11) и выходной (транзисторы Т12—Т23) каскады собраны по двухтактной схеме и работают в режиме усиления класса В.
Связь предмощного и выходного каскадов осуществляется через трансформаторы Тр3—Тр5, а выходные каскады соединяются с нагрузкой посредством трансформаторов Тр6—Тр8.
Резисторы R32 и R31 обеспечивают режим работы транзисторов фазоинверсного каскада, а резистор R33 и конденсатор С16 образуют фильтр питания.
Транзисторы каскадов предварительной ступени включены по схеме с общим коллектором.
Применение в предоконечных каскадах схемы с общим коллектором создает низкое выходное сопротивление каскада, позволяющее увеличить стабильность работы и уменьшить нелинейные искажения.
Выполнение предоконечного каскада по двухтактной схеме позволяет достичь большого усиления сигнала, необходимого для нормальной работы мощных оконечных каскадов.
В первой и второй группах транзисторов (сверху вниз по схеме) для выравнивания усиления из-за разброса их параметров предусмотрена регулировка усиления посредством шунтирующих переменных резисторов R36 и R39. Сигнал, усиленный на трех группах предоконечных каскадов, через трансформаторы Тр3, Тр4 и Тр5 поступает на базы транзисторов мощных оконечных каскадов, работающих также по двухтактной схеме в режиме класса В.
В мощных оконечных каскадах применены транзисторы типа П4Б по два в каждом плече: параллельное включение применено с целью уменьшения рассеивания мощности каждым транзистором.
Низкоомный выход, необходимый для стабилизации выходного напряжения, достигается применением схемы включения с общим коллектором.
Вторичные обмотки трансформаторов Тр6, Тр7 и Тр8, являющиеся выходом усилителя, соединены между собой параллельно.
Резисторы R47, R48 и R49 обратной связи включены в эмиттерные цепи каждой группы транзисторов и служат для увеличения предельно допустимого питающего напряжения на выходных транзисторах. Конденсаторы CI9, С20 и С22 предназначены для сглаживания напряжения питания выходных каскадов при перенапряжениях, возникающих из-за отсечки тока в режиме класса В.
Последовательное соединение транзисторов по постоянному току в оконечных и предоконечмых каскадах позволило использовать для электропитания усилителя вагонную аккумуляторную батарею напряжением 50 в. Подключение усилителя к питанию сигнализируется горением лампы Л1.
Существенным недостатком усилителей, работающих на полупроводниковых приборах, является их температурная нестабильность, а также недопустимость коротких замыканий нагрузки и перенапряжений батареи питания. Это вызвало необходимость применения в усилителе типа УП-100 дополнительных вспомогательных устройств — теплоотводов. Для защиты транзисторов оконечного каскада от возможных перегрузок при коротких замыканиях в трансляционной линии усилитель оборудован защитным устройством-триггером, выполненным на транзисторах Т29 я Т30.
Триггер посредством трансформатора Тр9 соединен с выходом, а через диод Д1 типа Д226 — с базой транзистора Т2. При нормальной работе усилителя триггер находится в исходном положении и транзистор Т2 работает в режиме усиления. В триггере использованы диоды Д2 и Д5 типов Д226, диод Д3 типа Д811 и 14 типа Д809. При этом короткое замыкание в линии безопасно для транзисторов оконечного каскада.
Установка порога срабатывания схемы защиты осуществляется переменным резистором R77. Срабатывание схемы защиты сигнализируется горением лампы Л3. Транзисторы Т24—Т28 предназначены для стабилизации питающего напряжения транзисторов оконечных каскадов.
Напряжение сигнала на выходе усилителя контролируется горением лампы Л2 (вых). Номинальные значения характеристик остальных деталей, не описанных в тексте, показаны на схеме. Переключатель П1Б связан с переключателем Π1Α (показано штриховой линией).
Усилитель состоит из следующих основных узлов (рис. 106): выходного и предмощного каскадов (транзисторы Т7—Т10 типа 11217В, Т4—Т6 типа П214Г); предварительных каскадов усиления напряжения (транзисторы Т1—Т3 типа П25Б).
Рис. 106. Принципиальная схема усилители У11-50М
Сигнал с микрофона М подается через конденсатор С1 на базу транзистора Т1. Связь между каскадами усиления напряжения и фазоинвертором осуществляется с помощью конденсаторов С2, С4, С7. Регулировка усиления производится потенциометром R11. Питание каскадов предварительного усиления и фазоинвертора осуществляется через цепи развязки — резисторы R12, R15, R16 и конденсаторы С5, С6, С9. Рабочие режимы и стабилизация температур транзисторов в каскадах усиления напряжения обеспечиваются с помощью резисторов в коллекторных, базовых и эмиттерных цепях.
Для повышения стабильности и надежности работы выходного каскада в эмиттерные цепи транзисторов включены резисторы R25 и R26. Включение транзисторов по схеме с общим эмиттером и наличие обратной связи по току (R25, R26) обеспечивают высокое внутреннее сопротивление каскадов, благодаря чему короткое замыкание в трансляционной линии не вызывает повреждения транзисторов, так как ток, потребляемый выходным каскадом, при этом увеличивается незначительно. Поэтому в усилителе УП-50М в отличие от УП-100 не предусмотрено специальных устройств защиты от коротких замыканий и перегрузок в трансляционной линии.
Однако следует учитывать, что при коротком замыкании рассеиваемая мощность на транзисторах увеличивается и во избежание выхода из строя транзисторов длительная подача сигнала на вход усилителя в этом режиме недопустима.
Транзисторы выходного каскада работают в режиме АВ.
Устройство уравнивания напряжений, состоящее из двух транзисторов TH. Т12 (П214Г) типа р-п-р, транзистора Т13 (П9А) типа п-р-п, резисторов R27, R30, R31 и делителя напряжения R32, R33 обеспечивает при неодинаковых нагрузках между точками 1-2 и 2-3 постоянство напряжений в точке 2. равное половине напряжения источника питания.
Автоматическое уравнивание напряжений обеспечивается при соединении базовых цепей группы транзисторов 77, Т8 с точкой 2 (точкой постоянного потенциала). При таком соединении повышение напряжения на группе Т7, Т8 вызовет появление отпирающей разности потенциалов на резисторе R22 и увеличение коллекторного тока на транзисторах Т7, Т8, отчего напряжение между точками 1—5 уменьшится.
Повышение напряжения на группе T9, Т10 в свою очередь вызовет появление на резисторе R22 запирающей разности потенциалов, в результате чего уменьшение коллекторного тока на Т7, Т8 приведет к увеличению напряжения на этих транзисторах и, следовательно, к выравниванию напряжений на последовательно соединенных группах.
Коммутация цепей питания и выхода усилителя обеспечивается с помощью реле Р1 и Р2.
Лампа Л1 вместе с резистором R1 служит для контроля готовности усилителя к работе. В плюсовой цепи батареи питания, подключенной к усилителю, предусмотрен предохранитель Πρ-5а. Номинальные характеристики деталей, не оговоренных в тексте, приведены на принципиальной схеме.
Эксплуатация и ремонт усилителей низкой частоты. При работе усилителей радиоустановок ТУ-100М, ТУ-50М, ТУ-50 и полупроводниковых усилителей УП-100, УП-50М необходимо следить за их режимами по контрольным приборам. Опыт эксплуатации поездных радиопунктов показывает, что аппаратура работает устойчиво при условии поддержания нормального питающего напряжения от преобразователей в пределах 110—127 в, а для усилителей УП-100 и УП-50М — 50—60 в.
. В усилителях ТУ-100М и ТУ-50М напряжение проверяется по показаниям контрольного прибора установки: стрелка прибора не должна заходить за окрашенный сектор шкалы. В усилителе ТУ-50 анодное напряжение не должно превышать 400 в, а токи плеч должны быть равны и находиться в пределах 100— 120 ма.
Эксплуатация усилителей УП-100 и УП-50М при напряжении свыше 60 в недопустима. В этих усилителях предусмотрено автоматическое отключение напряжения, осуществляемое защитным устройством типа ЗУ-1 и сопровождаемое горением сигнальной лампы.
Рис. 107. Внешний вид усилителя радиоустановки ТУ-100М с вмонтированной в корпус магнитофонной приставкой "Днепр":
1 — приставка; 2 — миллиамперметр; 3 — регуляторы громкости микрофонных входов; 4 — регулятор входа ЗС; 5 — переключатель рода работы; 6 — ручки тона; 7 — включатель МБ-1; 8 — ручка переключений приборов; 9 — сигнальные лампы; 10 — ручка контроля передачи; 11 — включатель МБ-2
Повышение напряжения питания сокращает срок службы ламп других деталей, а в усилителях УП-100 и УП-50М может привести к пробою транзисторов. При понижении напряжения увеличиваются искажения усиливаемого сигнала.
Работоспособность усилителя проверяется подачей на его входы напряжения сигнала от приемника, магнитофона и микрофона. Эта проверка осуществляется при отключенной трансляционной сети поезда. Убедившись в отсутствии короткого замыкания на линии и в готовности работы усилителя, регуляторы громкости всех входов перед началом передачи устанавливают в исходные положения, т. е. влево против часовой стрелки (рис. 107).
Учитывая специфические особенности ведения передач в поезде, уровень громкости на стоянках должен быть меньше, чем во время движения. Однако при всех обстоятельствах для обеспечения высокого качества передачи не следует чрезмерно форсировать степень громкости, так как это приведет к искажениям звука и неприятным ощущениям при прослушивании передач.
Коммутация входа ЗС (позиция 4) усилителей рассчитана на подачу напряжения от двух приемников. Переключение осуществляется ручкой «Род работы» (позиция 5). Если в пути следования усилитель откажет в работе, то при отыскании и устранении повреждения рекомендуется придерживаться определенной методики. Так как при движении поезда аппаратура постоянно подвержена тряске, в первую очередь следует проверить: исправность шлангов питания и других соединительных проводов, а также надежность контактов радиоламп с ламповыми панелями: состояние монтажных проводов, обращая внимание на сохранность пайки и исправность деталей. Эксплуатация показывает, что причиной неисправности усилителя обычно является выход из строя ламп, транзисторов, электролитических конденсаторов, резисторов. В усилителях ТУ-50М и ТУ-100М часто наблюдаются пробои полупроводниковых диодов Д7Ж и Д7Г. При этом в схеме удвоения (анодный выпрямитель) выходят из строя не один-два, а, как правило, все пять диодов плеча. Часто это происходит из-за между электродного замыкания в одной или нескольких лампах Г—807. Устраняется такое повреждение поочередной заменой ламп исправными.
Обнаружить пробитый диод по внешнему виду невозможно, его исправность проверяется тестером (омметром) на прямое и обратное сопротивление. Например, замерив прямое сопротивление, следует изменить полярность подключения прибора (плюсовый щуп омметра подсоединить к минусовому выводу диода). В прямом направлении сопротивление исправного диода Д7Ж должно быть 6—10 Ом, а в обратном — 400—600 ком, диода Д7Г — в прямом 6—10 Ом. в обратном — 150—500 ком.
У диодов встречаются три вида неисправности: пробой, обрыв и утечка. В случае пробоя сопротивление диода в прямом и обратном направлениях одинаково и не превышает нескольких омов, т. е. ток проходит в прямом и обратном направлениях. Если диод имеет утечку, то в пропускном направлении прибор покажет нормальное сопротивление, а при переключении на измерение обратного сопротивления в первые секунды показания будут, как у исправного диода, но затем стрелка прибора медленно будет двигаться, регистрируя уменьшение сопротивления. Диоды с указанными дефектами подлежат замене.
Перед постановкой нового диода обязательно следует проверить его прямое и обратное сопротивление. В пропускном направлении полярность диода обозначается у положительного вывода знаком «+» или на корпусе стрелкой, показывающей направление тока. Впаивая диод в схему, нельзя допускать его чрезмерного перегрева. Следует помнить, что даже кратковременный нагрев диода до температуры 150 С выведет его из строя. В процессе панки вывод диода необходимо держать пинцетом все время до полного остывания места пайки. Лучше всего производить пайку припоем ПОС-61 или ПОС-40.
При замене вышедших из строя транзисторов следует помнить, что они, как и диоды, чувствительны к тепловым перегрузкам, поэтому пайку надо произвести точно и скоротечно. Неисправный транзистор можно обнаружить, не выпаивая его из схемы, путем замера напряжения на электродах или сопротивления в прямой, и обратной проводимости аналогично тому, как указано при проверке диодов. Но в этом случае выводы транзистора следует отсоединить. Более точная проверка производится специальными приборами — испытателями транзисторов.
Определить по внешнему виду вышедшие из строя конденсаторы (типов КСО, КДС, КТ, СГМ и др.), применяемые обычно в цепях развязки или в качестве разделительных, практически невозможно. Исключение составляют электролитические, у которых при старении на корпусе выступает белый налет или они деформируются, вспучиваются из-за перенапряжения. Проверить электролитический конденсатор можно с помощью омметра, причем в некоторых случаях, не снимая его с места постановки. Для этого достаточно отпаять провод от положительного (центрального) электрода. Если конденсатор исправен, то сразу же после подключения щупа омметра стрелка резко отклонится в сторону нулевых показаний, а затем постепенно установится на показании некоторого значения сопротивления. Если же стрелка покажет какое- то сопротивление без резкого броска или отклонится до нуля, значит конденсатор неисправен и его следует заменить.
Разделительные и блокировочные (типа КСО, СГМ и др.) конденсаторы, применяемые в усилителях, обладают обычно небольшой емкостью (0,1—0,5 мкФ) и заметного резкого броска стрелки прибора при подключении не дают. Их целостность определяется замером внутреннего сопротивления, которое у исправного конденсатора не должно быть меньше 100 Мом.
Диоды, транзисторы и конденсаторы проверяются омметром в положении множителя X 1000.
Неисправные резисторы в отличие от диодов и конденсаторов легко определяются при наружном осмотре — они чернеют или покрываются весьма заметным белым налетом. Исключение составляют резисторы, имеющие обрыв, — внешне они имеют нормальный вид, и обнаружить дефект в этом случае можно только с помощью омметра.
У переменных резисторов (потенциометров) наиболее часто повреждается их подвижная часть, а также нарушается контакт движка с графитовым слоем. Обнаруживается этот дефект при повороте оси регулятора громкости — прослушиваются шорохи и треск. Такой потенциометр следует заменить.
Если повреждения приходится устранять в пути следования и нет заведомо исправного потенциометра, то его можно восстановить. Для этого надо выпаять потенциометр из схемы, разобрать, поджать контакты, протереть поверхность графитового слоя и смазать тонким слоем технического вазелина. В некоторых случаях такой ремонт дает хороший результат и потенциометр может служить продолжительное время. При замене резисторов новыми следует сохранить номинальные значения и их сопротивления и мощности рассеивания, предусмотренные схемой.
Замена ламп — наиболее часто встречающийся вид ремонта. Прежде всего надо определить, исправна ли нить накала. В усилителях ТУ-100М, ТУ-50М и ТУ-50 все лампы имеют стеклянные баллоны, через которые отчетливо видна нить, поэтому сгоревшую лампу определить нетрудно. Следует учитывать, что в усилителях ТУ-100М и ТУ-50М цепи накала входных ламп Л1 и Л2 (6Н9С) включены последовательно. Поэтому при перегорании нити в одной лампе обрывается цепь обеих ламп. В нормально работающих лампах Л1 и Л2 должно быть пониженное свечение, так как к ним подается напряжение 4—5 в. Если в лампах Г—807, 6ПЗС, 5Ц4С раскаляется до малинового цвета анод, просматривается искрение между электродами или внутри всего баллона наблюдается зеленовато-голубое свечение, такую лампу надо заменить. В нормально работающем усилителе степень нагрева баллонов ламп неодинакова. В каскадах предварительного усиления лампы 6Н9С нагреваются слабо. Кенотроны 5Ц4С и лампы Г—807 и 6ПЗС выходных каскадов разогреваются до значительной температуры. Поэтому при замене необходимо дать им остыть или защитить руку тряпкой, надеть перчатку и т. д. Извлекают лампу из панели вытягиванием с легким покачиванием.
При постановке новой лампы (например 6Н9С) ее поворачивают до совпадения выступа ключа цоколя с пазом центрального нверстия панели, после чего легким нажатием углубляют штырьки в панель. Замена лампы Г—807 производится несколько иначе. У этой лампы нет ключа на цоколе, но один из штырьков немного отдален от других. При постановке лампу следует наклонить и этим штырьком отыскать нужное гнездо панели, остальные штырьки окажутся против соответствующих им гнезд и лампа легко встанет на место. Заменяя лампу Г—807, следует не забывать , что ее анод — колпачок на баллоне — находится под высоким напряжением.
Если выявятся отступления от номинальных величин характеристик в деталях схемы или в режимах напряжения и тока, необходимо определить причины, вызвавшие эти отступления. Режимы в усилителях обычно изменяются от потери номинальных значений сопротивления резисторов и от уменьшения емкости (усыхания) электролитических конденсаторов. Устранять повреждение в радиоаппаратуре следует при отключенной сети. Наиболее часто встречающиеся неисправности в усилителях ТУ-100М, ТУ-50М,ТУ-50 и в полупроводниковых усилителях УП-100, УП-50М приведены в табл. 10. Эти неисправности наиболее характерны для данных типов усилителей, однако на практике могут встретиться и другие повреждения, при отыскании которых следует придерживаться описанного порядка выявления. Правильная эксплуатация, выполнение технологического графика содержания, своевременный профилактический ремонт предупреждают преждевременный выход из строя усилителя и обеспечивают нормальную его работу.