SES FREKANSLI AMPLİFİKATÖRLERDE ANOD KAYBININ AZALTILMASI

Ses Frekanslı Amplifikatörlerde flnod Kaybının Azaltılması

TAZAN:

Robert B. DOME

A ve B sınıfı ses frekansı amplifikatörle rinde ızgaraya, normal işaret geriliminden başka ses üstü frekanslı bir işaret tatbik ede rek anod kaybını A sınıfı amplifikatörlerde % 41 ve B sınıfı amplifikatörlerde ı% 50 nis petinde azaltmak mümkündür. Kullanılan ses üstü frekanslı yardımcı işaretin' genliği öyle ayarlanır ki esas işaretin pozitif tepele rinde anod akımı maksimum değerini • aşmaz ve negatif tepelerinde kırpılmaya sebebolmaz.

Normal bir A sınıfı amplifikatörde girişe bir işaret tatbik edilmezse anod devresindeki bütün güç, anod levhası üzerinde kaybolur. Gi rişe bir işaret tatbiki halinde çıkış devresin den bir güç alınır ve buna bağlı olarak anod kaybı azalır. Burada izah edilen tertipte tü bün normal işaretle maksimum anod akı mı akacak şekilde sürüldüğü durum hariç tü be daima bir işaret tatbik edilmektedir. Bu yardımcı işaretin frekansı, asıl işaretle ka rışmaması ve çıkışta işitilmemesi için ses fre kansları bandının üstünde seçilmiştir.

Şekil: 1 Şekil 1 de normal bir A sınıfı amplifi katörlere tatbik edilen işaretin (bir müddet sıfır işaret geriliminden sonra iki peryotluk bir alternatif gerilimin) doğuracağı anod akı mı görülmektedir. Ortalama doğru anod akı mı işaretin olması veya olmaması hallerinde aynıdır. Şekil 2 de ise aynı işaret geriliminin

Şekil : 2

ÇEVİREN :

Yıldız LEBLEBİCİ Y. Müh. t. T. Ü.

etrafında, sanki bu alçak frekanslı gerilimin bir eksenmiş gibi bir pozitif, bir negatif yön de değişir ve ortalama ses frekanslı akımda bir değişiklik meydana gelmez.

Kullanılan A sınıfı amplifikatörün, biri ses frekanslı işaretlere diğeri ses üstü fre kanslı işaretlere mahsus olmak üzere iki ayrı yük devresi vardır. (Şekil 3) R ile gösterilmiş olan ses üstü frekanslara ait yük direnci, ses frekansları için L şelfi ile kısa devre edilmiş tir.

Şekli: 3

Yardımcı gerilimin dalga şekli sinüzoidal veya karesel olabilir. Yardımcı işarete ait yük devresi bu sinüzoidal dalganın frekansına ve ya karesel dalganın fondamantal frekansına akord edilebilir. Yahut, anod devresindeki yardımcı işaret akımınında karesel olmasını temin edecek şekilde geniş bandlı olabilir. Anod kaybının azalma miktarı, bu faktörlerin iyi kullanılmasına bağlıdır ve genel olarak karesel dalgalı yardımcı işaretle daha iyi so nuçlar elde edilir.

Devrenin Çalışma Prensibi: Şekil 4 de normal bir A sınıfı amplifika törle bahsedilen üç ayrı tertibe ait anod kay bı karakteristikleri verilmiştir. Eğriler, (watt olarak anod kaybı/watt olarak giriş gücü) nü

Electronics mecmuasının April 10, 1959 sayısın daki «Audio Amplifier Design Cuts Plate Dlsslpa tlon» adlı makaleden çevrilmiştir

E M. M. 39 40

£ s* 3 4

Sı i ol

NO AMAL MkfP^jPİlUKT

, A M O 0 AKDHSM1İ

^^^^m^.

KAfiCSb.

• FONOAMENTAtf A K M R l T * *

Şekil: 4

k = (Eb E,, mln)/Eb olmak üzere k'ya bağlı olarak vermektedir.

Görülüyor ki anod kaybı orijinal değeri nin |% 40,5 ine, hattâ k = 0,91 alınmakla % 46 sına düşürülebilir. Genel olarak kullanılan tüpler için bu k = 0,91 değeri, kolayca ulaşı labilecek bir değerdir. Meselâ 6V6 tübü ile

E^ =« 315V, Eg2 = 225V, Io = 34 mA değerle rinde çalışılırsa k = 0,91 elde edilir. E01 = 0 için E = b mln 28V ve Ib = 68 mA olur. Bura dan; (315 28)/315 = 0,91 bulunur. Anoda ge len toplam güç; 315.0,034 = 10,7 W. dır. Bu yolla anod kaybı % 46 sına düşürülebileceği ne göre 4,93 W olur.

Sinüzoidal bir ses üstü frekanslı yardımcı işaret kullanılması ve anod devresinin buna akordlu olması halinde ses frekanslı işaretin m izafi genişliğine (m'nin max. değeri l'dir) bağlı olarak anod kaybı aşağıdaki ifade ile he saplanabilir:

mw'nıdni6

= E bb maksimum

L k (1/2 + 3 m2 /4 2m/u)] anod kaybına tekabül eden

değeri, bu bağıntıyı m'ye göre türetip, türevi

sıfıra eşitleyerek çözülebilir. Buradan; m =

4/3 7t = 0,425 bulunur.

Benzer olarak karesel dalgalı bir yardımcı işaret kullanılması ve yardımcı anod devresi nin esas olarak sinüzoidal bir anod akımı akı tacak şekilde, karesel dalganın fondamantalı ne akord edilmiş olması halinde anod kaybı k ve m'ye bağlı olarak; Wdi = Eb I b

$ 1 k [2/Tı + (1/2 + l/T^ntf Sm/TC2] I

dır. Türev alınarak maksimum anod kaybı için m = 8/ ('TJ 1 + 2^) = 0,495 bulunur.

Karesel dalgalı bir yardımcı gerilim kul

lanılması ve yardımcı anod devresinin karesel

bir anod. akımı akıtacak şekilde geniş bandlı

olması halinde ise; m2 4m/7;)] dir. ve

Wdl8a = Eb maksimum

b Ib [1 anod

k (1 + kaybı için

m = 2/TU = 0,636 bulunur.

B sınıfı bir amplifikatörün tipik özelliği, girişinde bir işaret bulunmadığı zaman anod akımı akmaması ve işaret geriliminin pozitif

E M. M 39 40

ve negatif yarım peryodlannın ayrı tüpler tarafından kuvvetlendırilmesidir. Şekil 5 de işaret gerilimine yardımcı ses üstü frekanslı gerilim ilâve edildiği zaman anod gerilimleri nin bir anoddan diğerine nasıl değiştiği gö rülmektedir Bu durum,, A sınıfı amplifikatör halinden, girişte hiç ses frekanslı işaret bu lunmadığı zaman yardımcı işaretin de bulun maması bakımından farklıdır.

Şekil: 5

B sınıfı amplifikatör halinde de ızgara lardaki ve anodlardaki yardımcı gerilim si nüzoidal veya karesel olabilir. Şekil 6 da yar dımcı gerilim kullanıldığı zaman maksimum anod kaybının k'ya nazaran nasıl değiştiği görülmektedir Bu eğrilerle normal bir B sı nıfı amplifikatör hali, sinüzoidal bir yardım cı gerilim kullanılması ve anod devresinin bu na akordlu olması hali, karesel bir yardımcı gerilim kullanılması ve anod devresinin bu nun fondamantaline akordu olması hali ile karesel bir yardımcı gerilim kullanılması ve anod devresinin geniş bandlı olması hali ayrı ayrı verilmiştir.

Şekil 6, 1 watt giriş gücü ve maksimum işaret gerilimi şartları altmda maksimum anod kaybını k'ya bağlı olarak vermektedir. Maksi mum anod kaybı işaretin maksimum değerin den daha küçük olduğu hallerde de

İt' Z SİN VARS BEK. AtOS AKDUDül

1 KARBO. . ' • A

• mo •» GCMİ$

Şekil: 6

lir. Şekilden, k = 1 için anod kaybının yarı ya indirilebileceği görülmektedir, k = 0,9 için (ki bu elde edilebilecek bir değerdir) maksimum anod kaybı normal bir B sınıfı amplifikatörünkinin |% 63 üne düşer.

Çıkış Gücünün Arttırılması :

Buraya kadar yardımcı gerilimin, giriş gücünü ve faydalı çıkış gücünü değiştirmeden anod kaybını azalttığını gördük. Diğer bir' imkân da tübün tavsiye edilen çalışma şart larının dışına çıkmadan, giriş gücünü arttır mak sureti ile faydalı çıkış gücünü arttır maktır Bu, anod gerilimi veya anod akımı yahut her ikisi birden tübün çalışma limitleri içinde arttınlabıldiği taktirde mümkün olur. Şekil 7 deki eğriler elde edilebilen maksimum çıkış gücünün tübün verilen maksimum anod kaybına oranını k'ya bağlı olarak vermekte dir. Meselâ; normal B sınıfı çalışan bir çift tüp için müsaade edilen toplam anod kaybı 250 İW ve k = 0,9 ise 5 numaralı eğriden bu tüplerle 500iW anod kaybına tekabül eden iki misli çıkış gücünün'elde edilebileceği görülür.

1 A VHIPI 1 3 4 S 6 7

,

, roNO

NORMAL SİN Y ARD SER, ANOD AKOR0UJ

• , >, FOND <f

8CMİ5 SAND

Şimdi karesel dalgalı bir yardımcı geri lim kullandığımızı ve anod devresinin geniş bandlı olduğunu farzedelim. Şekil 7 deki 8 numaralı eğriden, elde edilebilecek faydalı çıkış gücünün, anod kaybının 3,7 katı yani 925 W olacağı bulunur.

Giriş gücü, Şekil 6 dakı 1 ve 4 eğrilerinin gösterdiği gibi 0,34 ün 0,2 ye oranı nispetinde artacaktır. Binaenaleyh Wgl = 730 (0,34/0,2) = 1241 W olur. Eb/Ib = 10 000 ve 2Eb. Ib = 1241 denklemlerinin çözümünden, E,, = 2491V ve her tüp için Ib = 294,1 mA bulunur ki bu değerler de kullanılmaya elverişlidir.

Benzer hesaplar karesel dalgalı yardımcı gerilim ve fondamantale akordlu anod devre si kullanılması halinde de yapılabilir ve mü saade edilen limitler dahilinde Eb =. 2260 V, her tüp için Ib = 226 mA, W Bl = 1020W, W,, = 75OW bulunur.

750VV çıkış gücü pratikte elde edilebilir 925W,, anod devresinin çok geniş bandlı olma sı halinde elde edilebilecek teorik bir değer dir. Bununla beraber bazı yüksek hannonik lerin zayıflaması halinde 925W dan daha kü çük ve yalnız fondamental kaldığı zaman 750W olan yüksek çıkış güçleri elde edilebilir.

Giriş Devresi :

A sınıfı amplifikatörlerde ızgaranın bes lenmesi için kullanılabilecek devrelerden biri Şekil 8 de verilmiştir. Her tübün anodu top rağa bir dirençle, bağlanmış ve ( +) anod ge rilimine bağlı potansiyometreler yardımı ile

Şekil: 7

Izgaraya karesel dalgalı bir yardımcı ge rilim ilâve edilir ve anod devresi geniş bandli olursa 8 numaralı eğriden k = 0,9 için elde edilebilecek çıkış gücünün, anod kaybının, 3,18 katı yani 797W olacağı görülür.

B sınıfı çalışan bir çift 810 triyodu alalım: Her tübün anod kaybı normal çalışma şartla rı altında 125 >W dır. Anod tepe akımı 0,25 ^

l=ebi0li,r7.85BAöyldeicrev, eEEb h=

= 160 V ile temin edi 2500V ile k = 0,936 bu

lunur. Şekil 7 deki 5 numaralı eğriden normal

B sınıfı çalışmada Wo = 2,15. 250 = 537W el de edilebileceği görülür. Giriş gücü ı ^ , = 4Wn /kn = 4.537/0. 9367t = 730W dır. E,,/Ib= 2500 /0,25 = 10 000 ve 2E,,. Ib = 730 olduğundan Eb = 1910V ve her tüp için Ih = 191 mA bu lunur ki bu değerler kullanılmaya elverişlidir

Şekil : 8 bir öngerilim tatbik edilmiştir. Ses üstü fre kanslı yardımcı gerilimle işaret gerilimini ih tiva eden giriş gerilimi, bir kondansatör üze rinden, anodlardan birine tatbik edilmiştir. Çıkış diğer anoddan, uygun bir kondansatör yardımı ile alınır. R1 ve R2 potansiyometrele ri, toplam işaretin negatif ve pozitif tarafa fazla büyüyen yarım peryodlannı kırpacak şekilde ayarlanır. Çıkış gerilimi şekil 2 deki gibidir. Maksimum işaret gerilimi, tepelerde yardımcı gerilimin sıfır olduğu hale tekabül eder.

. E. M. M. 39 40