Введение
Фазоинвертор Marshall/Fender-овского типа, также известный как "long-tail pair", или фазоинверор "Schmitt" (на самом деле он представлял из себя дифференциальный каскад с большим «хвостовым» резистором). В этой статье описывается конструировние long-tail фазоинвертора основанного на использовании анодных характеристик применяемой лампы.

Процесс конструирования.
Следующее является схемой типичного фазоинвертора обнаруженной в некоторых гитарных усилителях:






Для этого примера выберем редко применяемую, но хорошо звучащую лампу 6SL7GT – октальный двойной триод с высоким мю.
· Анодные резисторы

Внутренне анодное сопротивление 6SL7, Rp, составляет около 44K. По общему правилу оптимальной нагрузки анодный резистор выберем номиналом дважды Rp, то есть 88K Но мы возьмем ближайший стандартный номинал - 82K для обоих анодных резисторов. Возьмите на заметку, что резистор на выходе со смещенной (out of phase)фазой должен иметь номинал на 10% меньше чем синфазный (in phase) выход для обеспечения отличного баланса между двумя выходами. Тем не менее, если, например, второй вход используется как вход канала, то анодные резисторы должны быть одинаковые, иначе будет дисбаланс входов.

Перед нанесением нагрузочной прямой на график характеристик определим максимальный ток и максимальное напряжение, затем проведем прямую соединив две точки. Берем напряжение питания 300V и на оси напряжений ставим первую точку, вторая точка будет лежать на оси анодных токов на значении 300V/82K = 3.66mA. Получившийся результат можно увидеть на изображении ниже.

В схеме с общим катодом и питанием 300V, для 6SL7 больше подходит смещение на сетке -2V, а вместе с ним анодный ток равный 1.1mA и статическое напряжение на аноде 210V (смотри рисунок ниже). Теперь требуется рассчитать катодный резистор 2V/1.1mA = 1.82K, и так, 1.8K – ближайший стандартный номинал. Получаем диапазон пульсации напряжения от +86V до -76V, или 162V, между точками отсечки, показанными на кривых ниже, где нагрузочная прямая пересекается с Vg = 0V кривой и Vg = -4V кривой. Это означает что лампа обладает усилением напряжения в 162V/4V = 40.5 раз. ассиметричная волна выходного напряжения говорит о присутствии перегруза (примечание переводчика – то биш ограничения?). Минимизировать ограничение можно аккуратно выбрав сопротивление нагрузки и рабочую точку. Возьмите на заметку, что рабочая точка находится на той кривой напряжения смешения сетки, которая находится по середине между двумя крайними курсорами (см. рисунок ниже) в точке пресечения этой кривой с нагрузочной прямой. Также советую обратить внимание на кривую в правом верхнем углу, это кривая предельной рассеиваемой мощности 1W. Нагрузочная прямая не должна заходить в область выше этой линии, ибо можно повредить лампу вследствие перегрева анода.







· Катодный резистор
Рассчитанная точка смещения хороша для схемы с общим катодом на 6SL7, тем не менее, так как мы создаем фазоинвертор с автосмещением, то напряжение анод-катод будет ниже 80V, из-за необходимого падения напряжения на «хвостовом» резисторе. Почему 80V? Это догадка основанная на том что мы хотим сбросить 25-30% всего анодного напряжения на резисторе, и делаем его довольно большой величины, что хорошо для достижения баланса. Мы не хотим сбрасывать больше, так как хотим добиться компромисса в том, чтобы максимальная амплитуда выходного сигнала не была ограниченной.

Рассморим вариант схемы с напряжением питания 220V вместо 300V. С питанием 220V и анодным резистором 82K, для 6SL7 лучшее смещение будет около -1.25V и 0.85mA, со статическим напряжением анода около150V. Получим разброс напряжений на минимуме-максимуме сигнала от +52 до -47V, или 99V, это с нагрузкой на 82K. Чтобы установить это смещение катодный резистор будет 1.25V/0.86mA = 1.45K. Половина этого значения (ведь резистор используется с обеими половинами лампы) будет около 725 Ом, или стандартные 680 Ом. В этой точке смещение результирующее напряжения анода 80V + 150V = 230V. (80V – катодное напряжение, а 150V это статическое напряжение анода относительно катода определенное по анодным кривым графика). Ниже указана новая нагрузочная прямая с курсорами, показывающими границы ограничения. Ближайшая к середине отрезка между курсорами анодная характеристка получается при -1.25V смещения сетки и анодном токе 0.85mA. Обратите внимание на новые конечные точки нагрузочной прямой (220V, 0mA) и (0V,2.7mA). 2.7mA получаем путем деления напряжения питания 220V на значение анодного резистора 82K.








· «Хвостовой» резистор
Осталось найти значение «хвостового» резистора. Поскольку мы поднимем напряжение на катоде до 80V, и суммарный катодный ток составляет 2*0.86mA = 1.72mA, то «хвостовой» резистор будет 80V/1.72mA = 47K. Это большая величина по сравнению с резистором смещения в 680 Ом, так что это должно аппроксимировать источник постоянного тока достаточно хорошо для наших нужд. Как упомянуто выше, если этот резистор будет слишком большим, то headroom, т.е. диапазон качения (прим. перев. амплитуды?) напряжения будет более узким. Причину этого явления можно увидеть на верхних диаграммах, если уменьшать напряжение питания и перерисовывать нагрузочную прямую. Т.е. при уменьшении напряжения питания уменьшается и максимальная амплитуда выходного сигнала.
· Резисторы сетки и входные конденсаторы

Конденсатор емкостью 0.1uF должен стоять на втором входе, сетка заземляется для лучшего низкочастотного баланса, и «стандартные» 1M резисторы смещения сеток. Если эффективный входной импеданс будет 2Meg, то входные конденсаторы должны быть не более 0.005uF, для точки -3dB при16Hz. Слишком большая емкость конденсатора может привести к нежелательному "блокирующему" перегрузу, но можно попробовать увеличить и до 0.022uF без особых проблем, в зависимости от ширины пропускания низших частот схемы перед фазоинвертором.

· Завершенная конструкция

Перед вами завершенная конструкция фазоинвертора. Заметьте, что из-за лучшего баланса обеспечиваемого большим "tail" резистором, (который действует как источник постоянного тока (перевел дословно)), анодные резисторы в этой схеме сделаны одинаковые, не как в "стандартной" схеме Fender/Marshall-овского инвертора, в которой используется «хвостовой» резистор меньшего номинала.







Copyright © 2000, 2001 Randall Aiken. May not be reproduced in any form without written approval from Aiken Amplification.