Предварительный усилитель усиливает напряжение сигнала до такой величины, которая требуется для подачи на вход оконечного каскада.

Каскад на сопротивлениях.

Типовые схемы каскада усиления напряжения низкой частоты на сопротивлениях
а — на триоде; б — на пентоде

В каскаде усиления низкой частоты на сопротивлениях (рис. 8-2) нагрузкой анодной цепи лампы служит активное сопротивление R_A. Такой усилитель прост по схеме, не требует дефицитных или дорогостоящих деталей и обеспечивает равномерное усиление в полосе частот от 30—50 до 12000—15 000 гц и даже выше. Недостатками его являются значительная величина выходного сопротивления, что исключает возможность работы лампы последующего каскада с токами сетки, а также необходимость сравнительно большого напряжения анодного питания вследствие падения напряжения на сопротивлении R_A. В таком каскаде используют триоды с большим Mu или пентоды. В первом случае каждый каскад может обеспечить усиление порядка 50—70, а во втором — до 150— 500.

Расчет реостатного каскада на сопротивлениях.
Сопротивление анодной нагрузки R_A выбирают в зависимости от допустимого ослабления усиления на верхней граничной частоте f_H заданного диапазона частот. При этом следует учитывать, что с увеличением R_A повышается коэффициент усиления каскада, но одновременно сужается полоса пропускания в области верхних звуковых частот. Для триода сопротивление нагрузки:

R_A=(2 to 5)*R_i   (kOhm)
где R_i — внутреннее сопротивление лампы в kOhm.

В случае использования пентода сопротивление нагрузки:

где М_H — коэффициент частотных искажений;
f_H — верхняя граничная частота в kHz,
С_O == С_OUT + С_IN + С_C — емкость схемы в pF.

Если на верхней граничной частоте допустимо ослабление усиления до 3 dB, то сопротивление нагрузки пентода

где f_H — верхняя граничная частота в kHz,
С_O == С_OUT + С_IN + С_M — емкость схемы в pF.

Сопротивление утечки сетки лампы следующего каскада:

R_C=0.5 to 1 MOhm.

Когда последующий каскад оконечный, R_C не должно превышать предельно допустимой для данной лампы величины, указанной в паспорте на лампу или справочнике.

Емкость разделительного конденсатора С_C:

C_C=159/(f_LR_CÖM_N²-1)   mkF
где М_N — коэффициент частотных искажений,
f_H — нижняя граничная частота в Hz,
R_C — сопротивление учетки сетки в kOhm.

Когда на нижней граничной частоте допустимо ослабление усиления до 3 дб, емкость разделительного конденсатора находят по следующей формуле:

C_C=159/(f_LR_C)   mkF

Практически всегда достаточно применить конденсатор С_C емкостью от 0.025 до 0.05 mkF, чем будут обеспечены минимальные частотные искажения. Следует, однако, отметить, что разделительный конденсатор должен иметь возможно большее сопротивление утечки (не менее 1000 Мом) и минимальную индуктивность.

Cмещение на управляющей сетке лампы выбирают равным:

U_C =U_IN+ (0.5 to 1.5)   Volt

Далее по характеристикам лампы находят рабочую точку, а затем определяют внутреннее сопротивление R_i, крутизну S и коэффициент усиления Mu для выбранного режима работы лампы. По полученным данным вычисляют истинный коэффициент усиления каскада в выбранном режиме, который для триода равен:

K=Mu/(1+R_i/R_A+R_i/R_C)
а для пентода, при R_A<<R_i
К=SR_A
где Mu - коэффициент усиления,
Ri – внутреннее сопротивление, Ohm,
S – крутизна характеристики, A/V,
R_A –сопротивление анодной нагрузки, Ohm,
R_C – сопротивление утечки сетки, Ohm.

Сопротивление автоматического смещения равно:

R_K= – 1000 U_C/I_A
где U_C – напряжение смещения на управлябщей сетке, Volt,
I_A – анодный ток лампы, mA.

Для пентода

R_K= – 1000 U_C/(I_A+I₃)
где I₃ – ток экранирующей сетки лампы, mA.

Емкость конденсатора, блокирующего сопротивление смещения, должна быть не менее

где f_L – нижняя граничная частота, Hz,
R_K – сопротивление смещения, kOhm.

Практически для большинства схем емкость этого конденсатора выбирают не менее 20 – 50 mkF. Чем больше будет емкость блокирующего конденсатора, тем меньше будут частотные искажения на нижних звуковых частотах.

Пример анодных характеристик лампы 6H2n