Справочник электронных ламп
Ламповый фазоинвертор

Фазоинверсным каскадом называется каскад, создающий два напряжения одинаковой амплитуды, сдвинутые по фазе на 180°. Фазоинверсным каскадом может быть трансформаторный каскад, у которого трансформатор выполнен со средним выводом вторичной обмотки. Такую схему применяют в тех случаях, когда оконечный каскад работает с токами сетки. Недостаток такой схемы - наличие громоздкой и дорогой детали - трансформатора. Именно п этой причине и были разработаны многочисленные варианты схемных решений фазоинверторов на лампах.
Для чего же нужен фазоинвертор? В усилителях звуковой частоты фазоинвертор, схемно размещается как каскад, стоящий перед двухтактным (пушпульным) выходным каскадом усиления мощности, обеспечивая фазовый сдвиг на входе плечей усилителя мощности.

Фазоинвертор на одном триоде

Схема фазоинвертора, приведенная на рисунке 1, широко применяется в тех случаях, когда требуется высокая идентичность двух выходных напряжений. В этом каскаде одна половина нагрузки включена в анодную цепь лампы, вторая - в катодную. Дело в том, что через нагрузочные резисторы, включенные последовательно в цепь анода и катода, протекает один и тот же анодный ток. Поэтому при полном равенстве сопротивлений этих резисторов на них автоматически обеспечиваются одинаковые падения напряжения.
К недостаткам схемы следует отнести полное отсутствие усиления (µ < 1) и  вдвое меньший коэффициент передачи, чем у обычного резистивного усилителя с общим катодом.
Преимуществами этой схемы перед другими схемами являются:
- отсутствие одного триода и лучшая частотная характеристика.

Фазоинверсный каскад с разделенной нагрузкой

Рис. 1. Типовая схема фазоинвертора с разделенной нагрузкой

Несмотря на то, что такой каскад не дает усиления, он часто применяется, особенно в высококачественных усилителях звуковой частоты и в широкополосных усилителях.
Для устранения асимметрии частотной характеристики плеч на высоких частотах в широкополосных усилителях, между анодом и шасси включают выравнивающий конденсатор емкостью несколько пикофарад.

Упрощенный вариант фазоинверсного каскада с разделенной нагрузкой

Рис. 2. Упрощенный вариант фазоинверсного каскада с разделенной нагрузкой

На рисунке 2 приведен упрощенный вариант фазоинверсного каскада с разделенной нагрузкой. Схема интересна тем, что этот каскад можно включать непосредственно в анодную цепь предварительного каскада, соответственно убрав из схемы Cвх и Rc.

Парафазный каскад усиления.

На рисунке 3, изображена схема фазоинвертора, который называется парафазным каскадом усиления. Парафазный каскад объединяет преимущества самобалансирующегося каскада и каскада с разделенной нагрузкой.

Парафазный фазоинверсный каскад

Рис. 3. Парафазный фазоинверсный каскад

Он характеризуется большим коэффициентом усиления и хорошей устойчивостью. Недостатком парафазного каскада является необходимость тщательного подбора элементов схемы.

Таблица 1. Номиналы компонентов схемы парафазного каскада

Тип лампы

Анодное напряжение (в)

Ra (кОм)

Rc (кОм)

Rк (кОм)

Rf (кОм)

С1, С2, С3 (мкФ)

1

6Н1П

320

120

1000

2

30

0,33

2

6Н2П

300

100

910

2

30

0,33

3

2 х 6Ф3П триодные части

210

62

300

0,27

6,2

0,47

4

6Н23П

370

24

300

0,33

5,1

0,47


Самобалансирующийся фазоинверсный каскад

Самобалансирующийся фазоинверсный каскад представлен на рисунках 4 и 5. В этих схемах могут быть применены лампы типа 6Н7С, 6Н8С, 6Н9С, 6Н1П, 6Н2П, 6Н5П, 6Н15П, 6Н6П, 6Н23П и др.

Самобалансирующийся фазоинверсный каскад

Рис. 4. Самобалансирующийся фазоинверсный каскад

Расчет каскада по схеме рис. 4 производится следующим образом:
1) задаются величиной Ra и величиной R3= R1 + R2, учитывая, что R1, R2 и R3 являются сопротивлениями смещения в цепях сеток ламп выходного каскада, и их сопротивление не должно быть более чем допустимое для конкретных ламп;
2) принимают Rb = 0,2 R3;
3) сопротивление нагрузки переменному току:

Формула для расчета сопротивления нагрузки переменному току

4) коэффициент усиления каскада:

Формула для расчета коэффициента усиления каскада

где µ - статический коэффициент усиления лампы в рабочей точке. Рабочая точка выбирается, как показано в разделе Электронные лампы рисунок 3;
5) определяются сопротивления делителя напряжения R1 и R2:

Формула для расчета сопротивлений делителя напряжения фазоинвертора

6) рассчитывается сопротивление автоматического смещения :

Формула для расчета сопротивления автоматического смещения в катодной цепи фазоинвертора

7) емкость разделительных конденсаторов (в мкф):

Формула для расчета емкости разделительных конденсаторов фазоинвертора

где fн - в Гц, R3 - в ком.
Величина Мн выбирается обычно в пределах 1,05—1,2.

Самобалансирующийся фазоинверсный каскад по упрощенной схеме

Рис. 5. Самобалансирующийся фазоинверсный каскад по упрощенной схеме

В схеме рис. 5, функции делителя напряжения и балансирования выполняет одно сопротивление R6. При этом сопротивления R1и R2 выбираются неравными. Достоинством этой схемы является отсутствие одного сопротивления, недостатком - несколько худшая балансировка.
Особенности расчета фазоинверсного каскада по схеме рис. 5 следующие: сопротивлением R2 задаются в соответствии с типом выходной лампы, сопротивление R1 выбирают на 20% меньше R2, т. е. R1 = 0,8R2, а сопротивление Rb = 0,3R2. Остальные элементы рассчитываются так же, как и для каскада, по схеме рис. 4.