Как правильно соединить земли в усилителе?

Что такое заземление?

Что собой представляет и зачем нужно заземление? Конструктивно это чаще всего обычный кусок провода, который одним концом соединён с корпусом электрического аппарата, а другим концом с землей, откуда собственно и название. Заземление также может присутствовать в вилке современного электроинструмента, там его роль такая же – при повреждении инструмента заземление предохраняет человека от удара электрическим током.

Существует множество различных систем заземления таких как TN-C, TN-S, TN-C-S и другие, собственно, обычному человеку, не имеющего электротехнического образования вовсе не обязательно вникать в данные вещи настолько глубоко, поэтому мы движемся дальше.

Обработка грунта с целью снижения его удельного сопротивления

При сооружении заземляющих устройств часто случается, что удельное сопротивление грунта настолько велико, что достичь необходимого сопротивления растеканию тока заземления возможно только ценой значительного расхода металла, а в некоторых случаях и совсем невозможно. В связи с этим уже давно применяются эффективные способы искусственного повышения удельной проводимости земли.
Основными факторами, влияющими на удельное сопротивление являются степень насыщения земли и содержание солей в почве. Опыты, проведенные с увлажнением грунта обычной водой, показали, что можно увеличить проводимость растеканию тока заземлителя таким способом в пределах 2 — 4 раз, но при этом длительность пребывания заземлителей в таком благоприятном состоянии исчисляется часами, в лучшем случае сутками, в зависимости от свойств земли удерживать в той или иной мере влагу. Зимой, способ увлажнения тем более не эффективен. Таким образом не рекомендуется использовать метод увлажнения почвы водой для снижения удельного сопротивления грунта.

Лучших результатов можно достичь применением увлажнения заземлителей растворами солей NaCl, CaCl, содой, медным купоросом и т. п., которые повышают проводимость и понижают точку замерзания влаги, находящейся в слоях земли, близких к заземлителю.

Другой способ снижения удельного сопротивления основан на окружении заземлителя веществами, притягивающими влагу — к этим веществам относятся кокс, шлак, сажа, размельченный древесный уголь и другие вещества. В какой мере влияет добавление в землю соли можно изучить из испытаний, проведенных в тридцатых годах 20 века (таб.1).

Содержание соли в % к весу влаги	Удельное сопротивление земли ρ, Ом*м
	107
0,1	18
1	4,6
5	1,9
10	1,3
20	1

Оказывается, что достаточно добавить к земле, не содержащей солей, 0,1 % соли, чтобы удельное сопротивление земли уменьшилось в 6 раз, прибавление же 1,0 % соли дает снижение ρ в 23 раза. Обработка земли солью кроме того приводит к меньшему увеличению удельного сопротивления при понижении температуры.

Все это было уже известно давно, но не были достаточно ясны основные вопросы, которые возникают при попытках применить эти способы в практических условиях:

— как долго сохраняют свое действие увлажнители;

— в какой мере увеличивается проводимость в натуральных условиях;

— в какой мере увлажнение отражается на амплитуде колебаний величины удельной проводимости в различные времена года;

-насколько быстро происходит коррозия заземлителя.

Обработка шлаком и сажей также увеличивает проводимость земли, но по сравнению с увлажнением заземлителей с помощью соляных растворов степень увеличения и длительность сохранения заземлителей в условиях лучшей проводимости растекания значительно меньше. Кроме того заземлители, таким образом обработанные, подвержены несколько большему воздействию атмосферных условий, чем обработанные солью.

И обработка земли солью и обработка шлаком сокращают срок службы заземлителей в грунте, однако, исследования показали,, что разъедающее действие увлажнителей не так велико, чтобы мог возникнуть вообще вопрос о нецелесообразности применения искусственной обработки земли.

Указанные выше способы искусственной обработки земли при всех видимых достоинствах все же вносят усложнения, как в конструкцию заземлений, так и их эксплуатацию. Например приходится одни раз в 2-3 года повторять обработку земли, досыпать наполнитель в электрод заземления. Важно то, что искусственные способы обработки земли малоэффективны в каменистых грунтах, т. е. в таких почвах, где в первую очередь возникает необходимость повышения проводимости земли.

Из изложенного следует, что к обработке земли есть смысл прибегать в тех случаях, когда в результате тщательных измерений на территории объекта установлены значительное увеличение ρ и невозможность получения обычными заземлителями (может быть несколько более погруженными) достаточной проводимости растекания тока.

Как работает заземление

Суть заземления проста – служить проводником. Допустим, случилась аварийная ситуация – сломалась стиральная машина. При этом замкнуло обмотку электродвигателя (или что-нибудь еще) и корпус машинки оказался под напряжением. Человек ничего не подозревая может коснуться корпуса, после чего его ударит током.

Для того чтобы этого не произошло, стиральную машину заземляют. Тогда если человек коснётся корпуса, то ток пройдет не через него, а через заземление. А произойдёт так потому, что кожа человека имеет сопротивление порядка нескольких тысяч Ом, а сопротивление заземляющего проводника не более 5-10 Ом, что в тысячу раз меньше чем сопротивление кожи человека.

Выходит, что току в тысячу раз проще пройти по проводу и уйти землю, чем пройти через человека.

Делаем сами. Ламповый усилитель для наушников (страница 2)

Изготовление усилителя

Так же, как и в случае с блоком питания, берется будущий корпус и в нем раскладываются все детали. Продумывается их взаимное расположение.

Было бы более правильным сделать сначала макет, на «фанерке». Потом запустить, послушать, настроить. И когда звук понравится, перенести в корпус. Я не буду загромождать статью подобными подробностями. По этой схеме я собираю третий усилитель и макетирование уже лишнее.

Кладу перед собой коробочку, оклеиваю крышку малярным скотчем. Размечаю отверстия под лампы и разъемы. К монтажу ламповой техники есть определенные требования. Если их не выполнять, то результат будет заметно хуже. Входные разъемы нужно располагать как можно ближе к лампам. Их размечаю на крышке. А выходной разъем будет расположен ближе к выходным трансформаторам, поэтому отверстия под него сверлю в самом ящике. Для сверления отверстий большого диаметра удобно пользоваться ступенчатым сверлом.

Циферблат на ящике — это измеритель влажности. Когда-то в нем хранились сигары, и владельцу нужно было следить, чтобы они не пересохли. В моем случае прибор и усилитель никак не связаны, возможно, позже на его место поставлю индикатор «зеленый глаз».

При сверлении оказалось, что ящик не деревянный, а сделан из МДФ и просто оклеен шпоном. Поэтому конусные отверстия под лампы получились некрасивыми. Пришлось снимать скотч, клеить его еще раз. Аккуратно подрезать по окружности и красить внутри этих отверстий. В качестве краски использовалась кузнечная патина.

Теперь надо закрепить ламповые панельки, что обычно делается винтами с гайками. Но в данном случае крышка в форме пирамиды, и сделать это красиво не представляется возможным. Я применил короткие шурупы. Теперь можно спаять схему усилителя.

анонсы и реклама

4 480 000р — цена IPS/4K LG, теперь ты видел все

Супердешевая RTX 2060 + подарок в Ситилинке

Ryzen 4000

серии в составе компьютеров уже Ситилинке

RTX 3000

в составе компа в Ситилинке

Сначала монтируется «земляная шина» — общий провод (минус источника питания). Разводке «земли» в ламповых конструкциях отводится много внимания. Все детали с общим проводом должны быть соединены «звездой» — от каждой детали в одну точку. Сделано это для уменьшения фона и наводок. В качестве «земли» использовался облуженный медный провод. Детали монтируются «объемным монтажом», по кратчайшему пути, по возможности собственными выводами. Это ведет к снижению емкости монтажа и уменьшению наводок и фона. Монтаж ведем по схеме. Цоколевку лампы смотрим по справочнику. По три детали на канал, не так сложно.

Теперь займусь расположением конденсаторов фильтра и звуковыми трансформаторами. Дно у коробочки хлипкое. Приклею это все на акриловый герметик не только ко дну, но еще и к стенкам.

Трансформаторы лучше развернуть магнитопроводами относительно друг друга. Это делается, чтобы электромагнитные поля трансформаторов не складывались и взаимно друг друга не усиливали.

После просушки можно приступать к распайке анодных цепей. Провод идет от анода (контакты 7, 8, 9 ламповой панельки) на конденсатор фильтра емкостью 470 мкФ на напряжение 450 В, далее к блоку питания. Паяем, строго соблюдая полярность — минус конденсатора к минусу источника питания.

Вторичную обмотку выходного трансформатора соединяем с выходным разъемом на наушники. Определить, где у ТВЗ 1-9 первичная, а где вторичная обмотки, можно, замерив их сопротивления. Сопротивление первичной обмотки должно находиться в пределах 270 Ом. А вторичная 0.32 Ом. Такое сопротивление обычным мультиметром не измерить. Он покажет ноль. При монтаже нужно соблюдать фазировку обмоток трансформатора. Распаяно должно быть в обоих каналах одинаково. Это важно. Иначе фазы музыкальных сигналов в наушниках будут разные и звук неправильный.

Потом распаиваются накалы ламп. К каждой лампе идут свои провода, применяется тот же принцип «звезды». Электролитические конденсаторы шунтированы пленочными. На фото пленочные конденсаторы емкостью 0.1 мкФ, что недостаточно. Потом, как я и говорил в начале, пришлось ехать за деталями еще раз. Соединяем блок питания с усилителем проводами. Внимательно, соблюдая полярность соединения.

После окончательной сборки еще раз проверяем правильность монтажа. А потом пробный пуск.

Накал у ламп засветился, и ничего не взорвалось. Попытался снять свет от накала ламп, получилось неважно.

Настройка

После включения необходимо замерить напряжение накала. Оно должно находиться в пределах от 6 до 7 вольт. 7 — это предельно допустимое значение. Если напряжение 7 или выше, то лучше поставить последовательно резистор мощностью 10 Вт, сопротивлением 0.5 – 1 Ом. Номинал подбирается опытным путем.

Схема начинает работать сразу.

Не заработала – ищите ошибки в монтаже.

Дальше идет перечень неисправностей и как с ними бороться.

• Если у вас в наушниках слышен низкочастотный фон, то нужно соединить минус источника питания накалов с общим проводом. Если фон снизился, но присутствует, то причина — недостаточная фильтрация анодного напряжения. Нужно добавить конденсаторов или применить CRC фильтр. Мне пришлось это сделать, просто конденсаторов оказалось недостаточно. Резистор я составил из двух параллельно соединенных резисторов 1.8 кОм, мощностью 10 Вт. Лучше все же поставить дроссель, но мне не удалось найти его на рынке. Если низкочастотный фон и после этого не исчез, значит нужно искать ошибки разводки общего провода. Должно быть «звездой».
• Если же в наушниках слышен высокочастотный фон, похожий на свист, что часто случается при применении 6ж52п, то для избавления от него в управляющую сетку лампы нужно поставить «антизвонный дроссель». Схема. Делается просто — проводом от витой пары наматывается на резистор 1 кОм несколько витков, пять-шесть. Как это выглядит, видно на фотографии. Если свист остается, попробуйте заменить лампу. Мне попалась одна «свистящая».

Вообще подбор ламп влияет на результат. Лучше купить несколько, послушать каждую и выбрать те, что понравятся.

На фотографии также видно, что я дополнительно ввел регулятор громкости, на пробу. Но он не понадобился, в моем случае оказалось гораздо удобнее регулировать звук программно. Хотя, возможно, кому-то он необходим. Включается на входе по схеме потенциометра

Также на фотографии видно, что я шунтировал катодные конденсаторы пленочными. В случае использования Low ESR конденсаторов это делать не обязательно. Но…

Несколько слов о катодных конденсаторах. Увеличивая емкость катодного конденсатора, увеличиваем отдачу усилителя на низких частотах. Некоторые аудиофилы доводят емкость до 10 000 мкФ. Можно и больше, но это уже будет практически неразличимо на слух. Утверждение опять спорное, кто-то слышит, а кто-то нет.

Шунтируя этот электролит пленочным конденсатором, увеличиваем отдачу на высоких частотах. Не сильно. Можно вообще убрать конденсаторы из катода. Будет великолепная середина при некотором недостатке баса. Эти манипуляции по смене и подбору конденсаторов производятся с промежуточным прослушиванием и подбираются по личным вкусовым пристрастиям.

Звук зависит от типа конденсаторов. Электролиты, бумага в масле, пленка. Есть аудиофилы, набирающие «бутерброд» из различных типов конденсаторов. Кто-то улавливает разницу, кто-то нет. Дело вкуса. Если интересно, то можно поэкспериментировать.

Можно продолжить эксперименты с емкостью и типом конденсаторов фильтра анодного питания. В этом случае электролиты обязательно шунтируются пленочными конденсаторами. В сотый раз повторю — дело только в вас. Кто-то это слышит, кто-то нет, а кому-то кажется, что он слышит. Если есть желание и время, то почему бы не попробовать.

ВНИМАНИЕ:

Все перепайки в усилителе ведутся на выключенном усилителе. Вилку из розетки нужно обязательно вынуть. После выключения усилителя конденсаторы фильтра питания долго сохраняют заряд. Перед тем, как что-то менять в схеме, нужно их разрядить. Для этого контакты конденсаторов закорачиваются резистором 5-10 кОм. Резистор 1-2 Вт и держать его надо пинцетом. Проскочит искра. Нужно повторить до пропадания искр, после этого можно смело перепаивать.

Вот, во что у меня превратился усилитель.

На вид – жуткое зрелище. Но фона практически нет. Звук отличный. Надо будет попробовать заменить последний конденсатор фильтра анодного на бумагомасляный и послушать. Интересно, услышу ли разницу?

Тестирование

Прослушивание производилось в наушниках Sennheiser HD 280 Pro. Тестируемый ламповый усилитель подключался на выход Cleo Max 24bit 192khz USB DAC with Tube Output Stage. USB DAC подключался к компьютеру с помощью Monster cable High Performance USB.

На компьютере с помощью проигрывателя foobar2000, настроенного на вывод звука через драйвер USB DAC Cleo Max, воспроизводились музыкальные файлы в формате lossless. Усилитель я делал для себя, поэтому и «атслушивал» сам.

Как можно описать звук? Есть для этого куча всяких цветастых терминов. Не буду вдаваться в эти «аудиомурзилочные» дебри. Звук понравился. Особенно хорошо звучат акустические инструменты. Первое время я даже дергался. Стало слышно много того, что проходило мимо при прослушивании со встроенного в звуковую карту усилителя. Поразило то, что слышно шорох одежды музыкантов, прикосновения к музыкальному инструменту. И многое-многое другое, чего раньше не замечалось. Звук стал однозначно мягче. Если раньше я не любил слушать музыку в наушниках (быстро уставали уши), то теперь выключать усилитель просто не хотелось.

Заключение

Выводы будут просты — усилитель получился неплохим. За те деньги, что были потрачены на его сборку, ничего подобного купить не получится. Я не привожу цены на комплектующие потому, что основные компоненты давно не выпускаются, да и стоимость их отличается в разы. Тот же выходной трансформатор ТВЗ 1-9 на нижегородском радиорынке у одного продавца стоил 500 рублей, а у другого — 200, зато у последнего не было в наличии. Разброс цен на анодно-накальный трансформатор не меньше. От 400 на радиорынке до почти 1000 в «Чипе».

Звук получился на уровне, за внешний вид не особенно стыдно. Думаю, затея удалась.

Есть пути улучшения устройства.

• Добавить отдельный тумблер для включения анодного питания, чтобы включать его с задержкой, после того, как накалы прогреются. Это продлит срок жизни лампам.
• Доработка выходного трансформатора. Вариантов здесь много, достаточно набрать в поисковике – «доработка ТВЗ 1-9».

Звук этого простого устройства мне так понравился, что я решил собрать еще один для ретро-компьютера под DOS-игры.

С сумматором двух стереосигналов, чтобы объединить MIDI Roland MT-32 с эффектами AWE-32. Но это уже другая история.

Александр Удалов

aka
clear66

В чем разница между заземлением и занулением

Если говорить простым языком, то зануление это соединение корпуса приемника электроэнергии с нулем. Ноль – это провод, имеющий нулевой потенциал и идущий из трансформатора. Зануление работает так: если на корпус приемника попадает провод под напряжением, то он через корпус замыкается на ноль, что вызывает короткое замыкание. Защита автоматически срабатывает и отключает питание.

Зануление — это прием который используется только на производстве и по своим защитным свойствам гораздо хуже заземления. К сожалению, во многих старых домах не существует возможности защитить проводку квартиры с помощью заземления и прибегают занулению, что крайне не безопасно.

Похожие публикации

• Читать
  

  Что такое теплый пол, какие виды есть и зачем он вам нужен?

• Читать
  

  Монтаж скрытой проводки в деревянном доме

• Читать
  

  Как сделать громоотвод в доме

• Читать
  

  Монтируем электропроводку в частном доме

• Читать
  

  Очистка воды из скважины в частном доме

• Читать

Мнимая земля

Чтобы рассчитать действие параллельной обратной связи, мы воспользуемся тремя упрощающими предположениями о свойствах ОУ:

• коэффициент усиления без обратной связи АУ0Ь =

• входное сопротивление Zbx =

• выходное сопротивление.

bmx =

Точку Е

в схеме на рис. 11.9, где резисторы
Rf
и
Rx
подключаются к инвертирующему входу, называют
мнимой землей,
потому что в случае, когда коэффициент усиления напряжения стремится к бесконечности, разность потенциалов между входами усилителя должна быть пренебрежимо малой. Таким образом, с точки зрения сигнала инвертирующий вход имеет тот же самый потенциал, что и неинвертирующий вход, который заземлен.

Принимая во внимание, что точка Е является мнимой землей, видим, что все входное напряжение.

bx оказывается приложенным ко входному резистору
Rv
Отсюда непосредственно следует, почему входное сопротивление
Rbx
равно
Rx,
как это указано на рис. 11.9:
R{
является единственным сопротивлением, находящимся между входной клеммой и мнимой землей. Поэтому ток, создаваемый сигналом в
Rx,
равен

то есть поэтому

Тот факт, что коэффициент усиления определяется всего лишь отношением сопротивлений двух резисторов, делает применение инвертирующего усилителя очень гибким. Если, например, в качестве Rf

взять магазин сопротивлений с нанесенной калибровкой в килоомах, a
Rx
сделать равным точно 1 кОм, то значение коэффициента усиления усилителя можно видеть по шкале магазина сопротивлений.

Простой инвертирующий усилитель двояко используется в аналоговых вычислениях. Во-первых, при Rf

= он действует как устройство, изменяющее знак (инвертор) без изменения величины сигнала. Во-вторых, когда требуется умножить переменную (сигнал) на константу
к,
выбирают
Rf/Rl
равным
к
если константа положительна, то мы должны вслед за этим включить инвертор, чтобы скорректировать знак.

Усиление переменного сигнала инвертирующим усилителем

Если требуется, то можно воспользоваться разделительными конденсаторами без какого-либо изменения основной схемы, поскольку необходимый путь по постоянному току от каждого из входов ОУ на землю (через резисторы Rf

и
R
) остается. Так как по резистору
Rl
уже не будет течь постоянный ток от инвертирующего входа, следует увеличить значение
Rx
, сделав его равным R чтобы минимизировать напряжение смещения на выходе.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

Tweet Нравится

• Предыдущая запись: Электронные логические элементы
• Следующая запись: ТРЕХЭЛЕКТРОДНАЯ ЛАМПА (ТРИОД)

Похожие посты:

• ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ АУДИОСИГНАЛОВ C АРУ (2)
• БУФЕРНОЕ УСТРОЙСТВО C ЕДИНИЧНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ УСИЛЕНИЯ ДЛЯ АЦП (0)
• БУФЕРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ ВЫСОКООМНОГО МИКРОФОНА (0)
• ШИРОКОПОЛОСНОЕ БУФЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ (0)
• CXЕMA ЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ (0)
• ДЕТЕКТОР ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (0)
• ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ HA ТИПОВОМ ОУ (1)

УНЧ НА ЛАМПАХ В ПАРАЛЛЕЛЬНОМ ВКЛЮЧЕНИИ

Практически каждый радиолюбитель, делающий первые шаги в освоении ламповых УНЧ, начинает с простого однотактного усилителя на 6П14П. Схема эта действительно несложная и неприхотливая. Работает при безошибочной сборке неплохо, размеры небольшие, звук приятный.

Схема принципиальная УНЧ на одной лампе 6П14П

Но послушав некоторое время такой усилитель начинаешь понимать, что мощности одной лампы явно недостаточно. И дело не в желании врубить музыку на полную, чтоб слышали соседи, а в необходимости иметь определённый запас по мощности, для качественного отыгрывания низкочастотных звуков. Самый простой выход — добавить ещё одну аналогичную лампу в выходной каскад, включив её параллельно уже установленной. Такое включение ламп позволяет уменьшить внутренние сопротивление ламп, что положительно сказывается на выходном сопротивлении усилителя и увеличивает мощность УНЧ за счет уменьшения коэффициента трансформации в трансформаторе.

Схема принципиальная УНЧ на двух лампах 6П14П

Выходная мощность 6 Ватт.

Диапазон воспроизводимых частот 35-35000 Гц.

Коэффициент искажений 5% при максимальной мощности.

Входное напряжение 1 вольт.

Настраивают данную схему почти также, как и одноламповую, только нужно добиться равенства токов, текущих через выходные лампы. У меня были EL84 — это аналоги советских 6П14П, их и задействовал. В своём варианте настроил на одной лампе EL84 54mA, на другой — 55mA. На входной 6н2п — 7,5mA. Подобрал все номиналы: по катодам и режим открытости на 220 к (заменил на 500 к цепь перед сетками на корпус EL84) подобрал. Теперь УНЧ отлично работает: получился он с глубокими высокими, нормальными средними, обычными низкими.

При настройке (установке анодного напряжения и тока) надо не превысить мощность на лампе — примерно 15 ватт будет предел. Ток каждой лампы меряем по падению напряжения на 10 Омах — R3 R4, ими если надо можно и сбалансировать токи.

Ещё один момент. Чтоб паралелить лампы, нужно убавлять сопротивление нагрузки, то есть уменьшить расчетное количество витков выходного звукового трансформатора приблизительно на 30%, иначе заметного увеличения мощности не появится.

Завершил работу. Вход: Tungsram PCC88 ток 2 мА. На выход все 4 х EL84 выставил 40mA. Прилично работает. Колонки с динамиками 25-гд качает нормально. Правда для слабого лампового УНЧ это тяжёлый динамик.

Необходим более чувствительный, например 10гд36 или аналогичный. В комнате 12 кв. метров звучит вполне прилично, но несомненно слабее двухтакта. На 350 вольтах анодного разница заметна — стоит 1 лампа или 2. Прирост мощности около 50%. Сборка и испытание — Ma$ter. Форум по ламповым УМЗЧ

Схемы усилителей
УСИЛИТЕЛЬ 500 ВТ / 8 ОМ

СХЕМА ПРОСТОГО ИНДУКТОМЕТРА ЗАЩИТА ДЛЯ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ