Prednosti push-pull ojačevalnikov
Jedro izhodnega transformatorja ni zasičeno z enosmernim tokom v primarnem navitju, ker sta primarni navitji namagneteni v različnih smereh. To povzroči, da se magnetni polji med seboj odštevata. Tako v jedru dejansko sploh ni magnetnega pretoka.
Doseže se več kot 2x večja nepopačena izhodna moč kot z eno elektronko.
Odpravljeno je nadležno brnenje anodne napajalne napetosti.
Če na vhodu ni signala se na elektronkah in na izhodnem transformatorju ne troši nič energije, ker ni prisoten mirovni enosmerni tok. Zaradi tega na katodnem uporu ni potreben premostitveni kondenzator.
Izhodni transformator
Naloga izhodnega transformatorja je povezati močnostni avdio signal z anode z navitjem zvočnika. Transformator mora uskladiti izhodno impedanco elektronke z impedanco zvočnika. Usklajevanje impedanc je nujno, ker ima ojačevalnik relativno visoko izhodno impedanco, medtem ko je impedanca zvočnika zelo majhna.
Močnostni ojačevalnik mora delovati z določenim anodnim bremenom, da doseže maksimalno izhodno moč ob najnižjem popačenju. Pravo vrednost dobimo v katalogu proizvajalca uporabljene elektronke.
V ojačevalniku primarno navitje transformatorja predstavlja anodno breme oziroma impedanco o kateri smo že govorili. Primarna impedanca je določena z močjo sekundarnega bremena in razmerjem števila ovojev v primarnem in sekundarnem navitju. Razmerje med ovoji in močjo sekundarnega bremena morajo biti izbrani tako, da primarna impedanca hkrati ustreza vrednosti bremenske impedance elektronke, ki smo jo uporabili v končni stopnji.
V transformatorju sta prisotna primarni in sekundarni tok. Primarni tok je odvisen od jakosti sekundarnega toka. Če narašča sekundarni tok, bo v ustreznem razmerju narastel tudi primarni tok. Magnetno polje proizvedeno s sekundarnim tokom je nasprotno in se odšteva od magnetnega polja v primarnem navitju. Če se sekundarna impedanca zmanjša, se poveča sekundarni tok in magnetno polje. Zopet se sekundarno magnetno polje odšteje od primarnega magnetnega polja in zaradi tega pade primarna induktivna upornost. S pravilnim izborom sekundarne impedance zagotovimo željeno primarno bremenilno impedanco za uporabljeni tip elektronke. Če ne moremo spremeniti sekundarne impedance, lahko primarno impedanco popravimo z drugačnim razmerjem navitij v transformatorju.
Usklajevanje impedanc
Sekundarno breme običajno predstavlja zvočnik. Mogoče je kdo pomislil, da bi bilo enostavneje spojiti zvočnik direktno na anodo, vendar to ni mogoče. Kot smo že omenili ima anoda impedančno vrednost nekaj 1000 Ohmov. medtem, ko je impedanca zvočnika med 1 in 15 Ohmi. Če bi zvočniško tuljavo uporabili kot anodno breme bi se na njem razvila zelo majhna moč izhodnega signala, ki bi bil hkrati tudi zelo popačen. Zato potrebujemo element, ki nam bo ti zelo različni impedanci uskladil.
Zvočniške impedance in impedance anodnih bremen za različne elektronke se zelo razlikujejo. Ker je primarna impedanca odvisna od vrste elektronke in sekundarne impedance, mora med obema impedancama obstajati način, ki bo zagotovil pravilno prilagoditev. Prilagoditev se doseže s spreminjanjem števila ovojev v navitjih transformatorja.
Ojačevalnik z ozemljeno mrežico
Do sedaj smo govorili samo o ojačevalnikih, ki so imeli skupno oziroma ozemljeno katodo in krmilni signal pripeljan na mrežico. Izhodni signal se je jemal z anode.
Zelo pogosto se na visokofrekvenčnem področju uporabljajo ojačevalniki z ozemljeno mrežico. Vhodni signal se pripelje na katodo, izhodni signal se jemlje z anode in je v fazi z vhodnim signalom. Narediti mrežico 5 V negativnejšo od katode je povsem enako kot narediti katodo za 5 V pozitivnejšo od mrežice. Preko mrežice ne teče nič toka, ker je negativna v odnosu na katodo in zapira pretok elektronov. Tok katode je isti kot tok anode. V sistemu z ozemljeno katodo ni toka v vhodnem vezju, ker je njegova vhodna upornost za izmenični signal zelo velika. V sistemu z ozemljeno mrežico imamo tok in vhodna upornost je dokaj nizka cca. 2000 Ohmov. Krmilna mrežica deluje kot ozemljen oklop med izhodnim in vhodnim vezjem. Tako se izognemo prenosu energije med vhodnim in izhodnim vezjem preko interne kapacitivnosti elektronke. V ojačevalniku z ozemljeno mrežico je vhodni signal za 180 stopinj zamaknjen s signalom na anodi in je v fazi s signalom, ki se pojavi na anodnem bremenskem uporu.
Katodni sledilnik
Katodni sledilnik je v bistvu ojačevalnik z ozemljeno anodo. Breme je postavljeno v katodni krog in anoda je preko kondenzatorja za izmenični signal povezana na maso. Katodni sledilnik na splošno deluje kot ojačevalnik A-razreda katerega izhodni signal odvzemamo na katodnem uporu. Slednji je brez premostitvenega kondenzatorja za izmenični signal. To vezje ne more signal napetostno ojačati. Mrežni krog predstavlja visoko vhodno impedanco. Bremenska impedanca je lahko nizka med 50 in 20000 Ohmi. Vezje je idealno kot prilagoditveni člen med visoko in nizko impedanco.
Slaba lastnost katodnega sledilnika je njegovo ojačenje, ki je manjše od 1. Vezje je ime dobilo od izhodne napetosti, ki sledi vhodno napetost, tako oblikovno kot fazno. Katodni sledilnik se uporablja kot transformator impedance. Ima odlično frekvenčno prenosno karakteristiko, posebej na visokih frekvencah.
Upamo, da smo v tem poglavju uspeli približati elektronske cevi. Kljub temu, da so že precej zastarele in po mnenju nekaterih tudi že odslužile, se avdiofili s tem ne strinjajo in posvečajo elektronskim cevem več pozornosti. Več o elektronskih ceveh in njihovih napajalnikih boste lahko prebrali v naslednjih poglavjih te knjige.
Virtualna trgovina, nakup brošure in informacije!
Vse, kar niste vedeli o elektronkah
Avtor: Roman Lederer
Ljubljana, september 2001
