Amplificadores con retroalimentación positiva y negativa

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Amplificadores con retroalimentación positiva y negativa
(Título original: Amplifiers with Positive and Negative Feedback)
CHARLES P. BOEGLI (Gerente de planificación de productos, Bendix Corporation, Cincinnati, Ohio)
Audio, abril de 1961, Vol 45, No. 4

Contrariamente a la creencia popular, el autor descubrió que un inversor de fase de par de cola larga introduce una cantidad significativa de distorsión. Al incluir esta etapa en un circuito de retroalimentación negativa, le permite crear un amplificador con una distorsión extremadamente baja.

   Hace algunos años, el autor publicó dos artículos¹ sobre el diseño y construcción de amplificadores de audio usando retroalimentación negativa global con retroalimentación positiva interna/local. Estos amplificadores fueron construidos por muchos lectores y el efecto general fue de satisfacción.

   Aquellos interesados ​​en los detalles de estos amplificadores deben leer los artículos originales. Hubo varias dificultades con los diseños, las principales de las cuales fueron:

1. El transformador de salida no fue diseñado para la forma en que se usó.
2. El devanado secundario del transformador de salida tenía una ligera constante positiva con respecto a tierra.
3. El inversor de fase (la primera etapa del amplificador) no estaba incluido en el circuito de retroalimentación negativa, lo que significaba que, desde el punto de vista de la salida, las distorsiones introducidas por esta etapa no parecían reducirse.

   Ambos amplificadores utilizan transformadores de salida estándar con devanados secundarios conectados de forma inusual. Las salidas de los altavoces se conectaron a las derivaciones de 0 y 16 ohmios del devanado secundario, y la derivación de 4 ohmios se conectó a tierra (para corriente alterna) de modo que la salida balanceada se tomara de un transformador diseñado para operación no balanceada. El transformador de salida se definió cuidadosamente, y aquellos que fueron lo suficientemente imprudentes como para construir sus amplificadores con otros transformadores generalmente pagaron la penalización de la inestabilidad o la oscilación. Durante un tiempo, la razón por la que un transformador funcionaba bien y el otro no siguió siendo un misterio, pero se creía que la causa podía ser el desequilibrio de capacidades entre cada extremo del devanado y tierra.

Se obtuvo un cien por ciento de retroalimentación negativa conectando los extremos del devanado secundario directamente a los cátodos de los tubos conductores. La retroalimentación positiva interna se transmitió desde cada ánodo del tubo conductor a la rejilla de la segunda etapa. La polarización de los tubos de control se obtuvo insertando una resistencia con derivación entre la derivación central (es decir, una derivación de 4 ohmios) del devanado secundario del transformador de salida y la tierra, de modo que todo el devanado secundario tuviera un potencial constante igual a la tensión previa del cátodo del sistema de control. Si la salida del altavoz estaba en cortocircuito con el chasis del amplificador, la polaridad se alteraba y normalmente se producían oscilaciones. Sin embargo, las líneas de los altavoces no suelen estar conectadas a tierra, y esto resultó ser un gran inconveniente..

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Todo sobre la guitarra eléctrica - Parte I

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Ing. Konrad Widelski
Todo sobre la guitarra eléctrica - Parte I
Radioamator i Krótkofalowiec Polski, Año 17, Septiembre 1966, No. 9

Debido al incansable interés en los instrumentos musicales eléctricos, y especialmente en una guitarra eléctrica tan popular, publicamos la primera parte de un artículo escrito sobre este tema. Todo el estudio, que consta de tres partes, debe dar respuesta a las dudas de las personas interesadas.

   Una guitarra eléctrica se diferencia de una guitarra normal (mecánica) en que requiere un dispositivo de amplificación adecuado para su uso. Sin embargo, antes de echar un vistazo más de cerca a este aparato, dedicaremos algo de espacio a la guitarra en sí. Su principio de funcionamiento no es nada complicado. La figura 1 muestra un diagrama esquemático del llamado transductor magnetoeléctrico, el cual es un elemento esencial del instrumento.

Fig. 1. Construcción de un transductor magnetoeléctrico

Dicho transductor consta de un imán permanente y dos carretes con un devanado de alambre delgado aislado, montados cerca de sus polos. Todo se coloca directamente debajo de las cuerdas de acero del instrumento. Durante el juego, la cuerda puesta en movimiento cambia su distancia desde la parte delantera del imán. Esto, a su vez, provoca cambios en el flujo magnético del sistema y la inducción de fuerzas electromotrices en el devanado. Los voltajes eléctricos producidos por el transductor se corresponden más estrechamente con las vibraciones de la cuerda y, por lo tanto, con los sonidos que produce. Estos voltajes deben entonces ser adecuadamente amplificados y reproducidos a través del altavoz.
   Las vibraciones mecánicas del aire generadas por los altavoces perciben a los oyentes como impresiones sonoras. Un diagrama de bloques de este tipo de conjunto electroacústico se muestra en la Figura 2.

Fig. 2. Diagrama de bloques del conjunto electroacústico

   También puede utilizar una guitarra mecánica estándar existente como guitarra eléctrica. Para este propósito, se debe montar un transductor magnetoeléctrico. Dichos transductores se fabrican en fábrica y se venden en tiendas de música por alrededor de 100 PLN.
   El transductor/pastilla se puede acoplar fácilmente a su guitarra, siguiendo las instrucciones dadas en el manual de fábrica de la pastilla.
   Hacer el transductor usted mismo, aunque también es posible, probablemente no debería ser una opción, porque es una tarea (especialmente en lo que respecta a la parte mecánica) que es demasiado difícil de hacer en casa.

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Amplificador de potencia Marantz de 40/20 vatios - Consola de audio Marantz

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Amplificador de potencia Marantz de 40/20 vatios - Consola de audio Marantz
(Informe de equipo)
AUDIO, AGOSTO DE 1956, VOL. 40, No. 8 (Sucesor de RADIO, Est. 1917).

   Si el audiofan promedio comenzara a construir una unidad de control de preamplificador exactamente para adaptarse a sus sueños más preciados en cuanto a rendimiento, ausencia de zumbidos y ruido, flexibilidad de control y apariencia general, es muy probable que se acercara bastante a doblando la Consola de audio de Marantz, si tenía la experiencia, la habilidad y la perseverancia necesarias. Y eso es exactamente lo que hizo Saul Marantz, y durante muchos meses elaboró el diseño. El resultado fue lo suficientemente "comercial" como para justificar poner la unidad en la marca. Las curvas de rendimiento de la figura 1 muestran por qué.

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Amplificador Hi-Fi de 20 W con control de volumen sofométrico

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Amplificador Hi-Fi de 20 W con control de volumen sofométrico
Autor: Stanisław Głowacki
Radioamator i Krótkofalowiec, año 15, diciembre de 1965r., No 12

   El oído humano no es igualmente sensible en todo el rango de frecuencias audibles. Muestra la máxima sensibilidad para frecuencias que van desde aproximadamente 1 kHz a 3 kHz, y esta propiedad se produce cuanto más fuerte, más débil es la intensidad del sonido percibido por el oído. Esta respuesta de frecuencia no lineal del oído reduce la experiencia de sonido percibida cuando se escucha música a niveles de volumen bajos. A niveles de sonido altos, las diferencias en la sensibilidad del oído disminuyen y la recepción es más precisa. De lo anterior se desprende que el ajuste del volumen de las emisiones reproducidas debe estar relacionado con el ajuste de las características de frecuencia del amplificador de altavoz.

   A un nivel de volumen bajo, es decir, con una amplificación más baja del amplificador, los tonos bajos y los tonos altos deben enfatizarse en relación con los tonos medios, o los tonos medios de 1 ÷ 3 kHz deben amortiguarse en relación con los tonos bajos y altos, y mucho más, cuanto más pequeño es. potencia de salida del amplificador. Como resultado, es posible lograr tales cambios en las características del amplificador que el oído percibirá la emisión con el equilibrio completo de sonidos, independientemente de la potencia de salida.

   La figura 1 muestra un esquema de un amplificador de alta calidad que cumple las condiciones anteriores. La potencia de salida de 20 W le permite amplificar habitaciones grandes o impulsar una gran columna de sonido.

Fig. 1. Diagrama esquemático del amplificador de potencia de 20W

   La primera etapa del amplificador con el tubo de electrones ECC85 es un amplificador de voltaje con un seguidor de cátodo que controla el cuádruple de baja resistencia del circuito de retroalimentación negativa. La respuesta de frecuencia del cuádruple tiene un máximo plano en el rango de 1 a 5 kHz, por lo que la retroalimentación negativa en estas frecuencias es la más fuerte. El voltaje inverso U_zw se alimenta al extremo opuesto del potenciómetro de control de volumen en relación con el voltaje Uo que controla el amplificador. El voltaje de retroalimentación se deposita sobre la resistencia del potenciómetro y la resistencia interna R_o de la fuente de señal U_o, como se muestra en la Fig.2.

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Cómo hacer un transformador push-pull para un amplificador de baja frecuencia

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Cómo hacer un transformador push-pull para un amplificador de baja frecuencia
Autor: Ryszard Zarzecki
Radioamator i Krótkofalowiec, Rok 19, Sierpień 1969r., Nr 8
(Radioaficionado, año 19, agosto de 1969, núm. 8)

   Al diseñar amplificadores push-pull, a menudo es difícil adquirir o fabricar un transformador de salida adecuado. La "Radio" mensual soviética núm. 2/1967 presenta un método simple para hacer tal transformador. Para ello, se necesitan dos transformadores de salida "normales" idénticos (por ejemplo, de un receptor tipo "Pionier"). Se deben retirar de estos transformadores las abrazaderas metálicas y un paquete de placas simples que cierran el núcleo, y las placas del tipo "E" deben dejarse junto con los cuerpos con los devanados colocados sobre ellos.

   Los núcleos de transformador con devanados deben ensamblarse como se muestra en la Fig.1.

Figura 1.

De esta manera, los transformadores ensamblados se conectan y aprietan con una nueva abrazadera de metal, y luego, el comienzo del devanado del ánodo de un transformador se conecta al final del devanado del ánodo del otro transformador (Fig.2).

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Cómo un transformador de salida causa distorsión - Parte 2

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Cómo un transformador de salida causa distorsión
En dos partes - Parte 2
Audio, March, 1957, Vol. 41, No. 3 (Successor to RADIO, Est. 1917)
(Audio, marzo de 1957, vol. 41, No. 3 (Sucesor de RADIO, Est. 1917))
Norman H. Crowhurst

El funcionamiento de los transformadores de audio ha estado rodeado durante mucho tiempo de un aura de misterio. Este artículo distingue las diferentes formas de distorsión que puede producir un transformador de salida y proporciona algunos métodos de medición sencillos.

   Como esta distorsión debida a la carga reactiva es bastante similar a las variedades que causa un transformador a altas frecuencias, consideraremos ambos juntos. (A) en la Fig. 8 muestra el circuito práctico de un transformador de salida, mientras que (B), Fig. 8 muestra la carga que se ve en los tubos de salida.

Fig. 8. Circuito práctico y equivalente de transformador de salida para respuesta de alta frecuencia: (A) circuito real: (B) carga de placa equivalente para tubos de salida.

   La derivación directa de placa a placa es la capacitancia primaria del transformador. La resistencia de carga aumenta con la relación N2 pero, debido al flujo de fuga que se produce entre los devanados primario y secundario, existe una inductancia efectiva entre esta carga y los tubos, que se muestra en el circuito equivalente de (B), Fig 8 como inductancia de fuga.

   La capacitancia del devanado tiene las mismas propiedades que cualquier otra capacitancia en un circuito. Una inductancia de fuga es exactamente similar a cualquier inductancia con núcleo de aire: no puede introducir distorsión por sí misma.

   Sin embargo, si la inductancia de fuga es la reactancia dominante en el extremo de alta frecuencia, entonces la resistencia de carga, referida al primario, se verá como una resistencia con una inductancia en serie. Si los tubos de salida causan distorsión con reactancia en serie agregada a la resistencia de carga, entonces este tipo de transformador parecerá causar distorsión.

En otros amplificadores, la distorsión puede aparecer más rápidamente cuando se agrega una reactancia en paralelo con la resistencia de carga. En este caso, un transformador, en el que la    capacitancia del devanado es la reactancia dominante en el extremo de alta frecuencia, mostrará distorsión más rápidamente.

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Cómo un transformador de salida causa distorsión - Parte 1

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Cómo un transformador de salida causa distorsión
En dos partes - Parte 1
Audio, February, 1957, Vol. 41, No. 2 (Successor to RADIO, Est. 1917).
(Audio, febrero de 1957, vol. 41, N ° 2 (Sucesor de RADIO, Est. 1917).)
Norman H. Crowhurst

El funcionamiento de los transformadores de audio ha estado rodeado durante mucho tiempo de un aura de misterio. Este artículo distingue las diferentes formas de distorsión que puede producir un transformador de salida y proporciona algunos métodos de medición sencillos.

   El uso de transformadores de audio se ha depreciado durante mucho tiempo debido a que causan distorsión. De hecho, el transformador de salida parece ser casi el único superviviente de la especie y se han hecho muchos intentos para prescindir incluso de esto. Se han diseñado algunos amplificadores para prescindir del transformador de salida, aparentemente con la creencia de que el transformador de salida es la principal causa restante de distorsión.

   Un análisis cuidadoso generalmente mostrará que los tubos introducen más distorsión de la que tendría el transformador de salida y que un amplificador bien diseñado que usa el transformador de salida convencional puede lograr un orden de distorsión mucho menor de lo que es posible sin uno.

   Parece que se pasan por alto algunos hechos simples sobre los transformadores: cuando la curvatura del tubo causa distorsión, distorsiona todas las frecuencias; pero la distorsión que causa un transformador debido a la no linealidad de su corriente de magnetización se concentra en el extremo de baja frecuencia. El peor transformador fabricado no distorsionará las frecuencias medias y la forma en que se distorsiona tanto en las frecuencias más bajas como en las más altas es una de las cosas que aclararemos en este artículo.

   Pero, seguramente, alguien dirá, ¿un transformador puede causar distorsión en frecuencias medias? "Recuerdo haber reemplazado un transformador, y el reemplazo no da tanta potencia sin distorsión como lo hizo el original". ¿No prueba esto que el transformador se distorsiona en la frecuencia media? Para comprender la causa de esta experiencia, consideremos el efecto de la eficiencia del transformador en el rendimiento del amplificador.

La importancia de la eficiencia

   Los amplificadores están clasificados para dar una salida máxima determinada, determinada por el rendimiento de los tubos de salida. Sin embargo, la potencia de salida siempre se mide en el lado secundario del transformador de salida, como se muestra en la Fig.1.

Fig. 1. El método habitual para medir la potencia de salida consiste en calcular los vatios disipados en una resistencia de carga conectada al secundario del transformador de salida. Si bien esta es la potencia de salida disponible, los tubos de salida en realidad entregan un poco más que esto.

   Un buen transformador de salida tiene probablemente un 95% de eficiencia. Esto significa que, si el amplificador da una salida de 50 vatios, medidos en el lado secundario del transformador, debe haber una salida de casi 53 vatios entregada al lado primario desde los tubos de salida. Los tubos de salida tienen que dar una salida de casi 53 vatios para que podamos medir unos buenos 50 vatios.

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El "88-50": un amplificador de 50 vatios de baja distorsión

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El "88-50": un amplificador de 50 vatios de baja distorsión
Audio, January, 1958, Vol. 42, No. 1 (Successor to RADIO, Est. 1917).
(Audio, enero de 1958, vol. 42, N ° 1 (Sucesor de RADIO, Est. 1917).)
W. I. HEATH and G. R. WOODVILLE

Con una distorsión armónica de menos del 0,5% en la mayor parte del espectro de audio, este amplificador de 50 vatios es de construcción comparativamente simple y solo requiere un cuidado normal en el cableado.

   Para los amplificadores de audio de potencia media, el tubo de salida KT66 se hizo muy conocido con el amplificador Williamson, y su reputación de confiabilidad lo ha hecho muy buscado en los amplificadores de alta fidelidad "listos para usar", así como en los de construcción casera. kits.

   Del mismo establo sigue ahora un nuevo tubo, el KT88, un pentodo con una disipación de placa a pantalla más alta de 40 vatios y una conductancia mutua más alta de 11 mA por voltio (11.000 microohmios).

   El KT88 hace posible el uso de técnicas de circuitos familiares para construir amplificadores de audio que brinden la mayor potencia de salida necesaria para manejar los "picos" en la reproducción de alta fidelidad en el hogar o para equipos de megafonía. Esta salida más alta se puede obtener sin utilizar una tensión de placa superior a la disponible en los componentes estándar. El KT88 logra esto en virtud de su impedancia de placa más baja. Por ejemplo, con polarización catódica, se pueden obtener 30 vatios de potencia de salida con un suministro de placa de solo 375 voltios, en comparación con los 425 voltios requeridos por el KT66. La potencia máxima que se puede obtener con polarización catódica de un par de KT88 es un poco más de 50 vatios con una tensión de alimentación de 500 voltios. Este artículo describe el diseño y la construcción de dicho amplificador; un segundo artículo dará detalles similares de un preamplificador coincidente. Se muestran juntos en la Fig.1.

Fig. 1. Vista externa del amplificador y preamplificador descrito por el autor. Esta entrega cubre solo el amplificador de potencia de 50 vatios.

   El amplificador completo, el "88-50" ha sido diseñado para brindar un alto rendimiento y una gama completa de instalaciones de entrada y control sin redes complicadas o componentes inusuales. Por lo tanto, es razonablemente económico de construir. Con su preamplificador, se reproducirá desde cualquier fuente de programa, como sintonizador de radio, captador de fonógrafo magnético o de cristal, micrófono o directamente desde un cabezal de reproducción de cinta magnética. Un interruptor giratorio selecciona el circuito de entrada requerido y al mismo tiempo ajusta la sensibilidad y la corrección de frecuencia a la característica de reproducción requerida. El preamplificador está separado del amplificador de potencia y está conectado a él mediante un cable flexible. Sus controles incluyen un control de sonoridad, un control de presencia y un control de pendiente de agudos, todos ellos continuamente variables con una posición plana alrededor de la mitad. Un interruptor de oblea preselecciona la frecuencia en la que opera el control de pendiente de agudos. Para evitar uno de los mayores gremlins de los aparatos de alta fidelidad, se incorpora en el preamplificador un filtro de ruido que utiliza un circuito atractivo y simple.

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Un amplificador usando nuevas 6CZ5

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Un amplificador usando nuevas 6CZ5
Nathan Grossman
AUDIO, JULY, 1958, VOL. 42, No. 7 (Successor to RADIO, Est. 1917)
(AUDIO, JULIO DE 1958, VOL. 42, No. 7 (Sucesor de RADIO, Est. 1917))

La mayoría de los experimentadores tienen suficiente equipo en el departamento de "excedentes" para construir este amplificador simple que ofrece un buen rendimiento en un paquete pequeño.

   El 6CZ5, un nuevo tubo de potencia en miniatura RCA, es muy prometedor para el arte de la amplificación de potencia de audio. Este tubo no debe confundirse con el 6AQ5 o el 6BQ5 inglés, ambos se asemejan en construcción y propósito. No es intercambiable con ellos.

Tiene el mismo filamento, placa y pantalla, y características de carga que el 6V6, del cual el 6AQ5 es del tipo miniatura, y cuesta aproximadamente lo mismo. Sin embargo, las otras características son diferentes y proporcionan una mejora considerable con respecto a los últimos tipos. La polarización negativa en la cuadrícula de señal y la transconductancia son aproximadamente un 15 por ciento mayores y la salida de potencia aproximadamente un 20 por ciento mayor para un voltaje de placa de 250. En funcionamiento push-pull, el 6CZ5 se asemeja al 6L6 en que genera un bajo porcentaje de armónicos impares y se puede operar como un pentodo con un voltaje de placa de 350. En esta última circunstancia y con 280 voltios en la pantalla, una polarización de -23,5 voltios en la rejilla de señal y una carga placa a placa de 7500 ohmios , dos 6CZ5 están clasificados por el fabricante para ofrecer 21,5 vatios de potencia de audio y con solo el 1 por ciento de distorsión armónica.

Esto se suma a menores requisitos de suministro, menor distorsión, menor costo general y mayor potencia de salida. Para probar un par de 6CZ5, el escritor construyó un amplificador a partir de piezas en la caja de basura, incluido un transformador de salida fornido que se fabricó hace unos 20 años. Para evitar gastos en la obtención de una buena regulación de voltaje, el escritor usó un purgador grande y trabajó el amplificador a medio camino entre el pentodo recomendado y la operación del tetrodo de voltaje de placa inferior. Con 325 voltios de la placa al cátodo, los resultados fueron mejores de lo esperado. El voltaje de la placa no varió de la potencia de salida mínima a la máxima, y ​​la variación total del voltaje de la pantalla fue solo del 3,5 por ciento.

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