Файл: Слюсарь В.К. Упрощенный расчет импульсных схем [учебное пособие].pdf

Итак, все параметры схемы определены. По ГОСТ выбираем R e , RK, Ск в соответствии с данными, полученными при рас­

чете.

§ 17. РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Усилители постоянного тока (УПТ) не имеют прямого отно­ шения к импульсным схемам. Но в ряде импульсных схем, па' пример, в схемах автоматической подстройки частоты, в схемах автоматического сопровождения целей возникает необходимость преобразования видеоимпульсов в напряжение постоянного тока с последующим его усилением с помощью специального уси­ лителя.

Характерной особенностью усилителей постоянного тока яв­ ляется то, что для связи между каскадами в УПТ нельзя при­ менять такие реактивные элементы, как разделительные конден­ саторы, дроссели, трансформаторы и т. п. Связь между каска­ дами в таких усилителях осуществляется или непосредственно, или с помощью цепей из омических сопротивлений.

Наличие непосредственной связи между каскадами обуслав­ ливает появление так называемого напряжения дрейфа, сущ­ ность которого сводится к самопроизвольному изменению вы­ ходного сигнала при изменениях сигнала на входе.

Для уменьшения напряжения дрейфа применяются специ­ альные схемы УПТ, основными из которых являются:

—схема с катодной компенсацией;

—мостовая или балансная схема;

—схема дифференциального усилителя.

Расчет УПТ с катодной компенсацией

Схема усилителя постоянного тока с катодной компенсацией изображена на рис. 42. В этой схеме лампа Л i является собст­ венно усилителем, а лампа Л2 служит для компенсации изме­ нения накального напряжения.

Методика расчета УПТ с катодной компенсацией сводится к следующему.

И с х о д н ы е д а н н ы е

— напряжение источника анодного питания ЕлЛ= 250 а;

— амплитуда входного напряжения U вх= 3 в.

Тр е б у е т с я о п р е д е л и т ь

—тип ламп и режим их работы;

—параметры схемы /?аа R Ki >Rm I

104

—коэффициент усиления каскада

—амплитуду выходного напряжения П„нк

Рис. 42.

П о р я д о к р а с ч е т а

1. Выбор типа ламп

Лампы, используемые в усилителях постоянного тока, долж­ ны иметь:

—большой коэффициент усиления;

—малое внутреннее сопротивление.

Кроме того, при выборе типа ламп неооходимо учитывать, что большое количество электродов лампы вызывает рост на­ пряжения дрейфа.

Исходя из перечисленных требований, в УПТ с катодной компенсацией применяют обычно двойные триоды 6Н2П, 6Н9С, 6Н1П, 6НЗП, 6Н8С, 6Н15П и др. Выберем лампу 6Н9С.

2.Выбор источников питания и режима работы ламп

Напряжение источника анодного питания £ аi нам задано. Напряжение анодного питания Е,^ рекомендуется брать в 3^~5 раз меньше Еы.

105

Режим работы лампы Л j определяется выбором начальной рабочей точки на характеристике лампы, которая должна быть выбрана на сгибе анодной характеристики. Для выбора рабо­

На анодной характеристике лампы по оси абсцисс отклады­ ваем значение E3i и находим точку А.

Для нахождения точки Б откладываем значение Uа, и воз­

водим перпендикуляр до пересечения с характеристикой при Ug1 = — 1 в. По двум точкам А и Б строим динамическую ха­

рактеристику. Пересечение динамической характеристики с осью ординат дает значение тока г'о,

г0 = 2,6 ма.

3. Определение величины сопротивления Ra

Зная величину тока г'а и значение напряжения анодного ис­

106

4.Определение величины сопротивления RKi и Rk2

5.Определение коэффициента усиления каскада

ивыходного напряжения

Коэффициент усиления каскада можно найти по формуле

Выходное напряжение £/„ых находим из соотношения

( А ы х — ^ ' U ВХ — 36 - 3 108 в.

107

<5. Определение мощности, рассеиваемой на сопротивлениях

Зная величину сопротивления и значение тока, протекающе­ го через него, легко определить рассеиваемую мощность

Суммарный ток, протекающий через катодные сопротивле­ ния, равен

Ос ~ С i = 2,6 Т- 1 = 3,6 mci\

Pr k 1 — V Rki = 3,62 • 10 ~6 • 2815 = 0,03 вт\

p Rk2 = / ks Rk2 = 3,62 - 10- 6 - 685 = 0,007 вт.

Итак, все параметры схемы определены. По ГОСТ выбираем Rd> P ki , R «а в соответствии с данными, полученными при рас­

чете.

Расчет УПТ, собранного по мостовой схеме параллельного баланса

Усилитель постоянного тока, собранный по мостовой схеме параллельного баланса, изображен на рис. 44.

В этой схеме сопротивление R служит для балансировки

каскада в исходном режиме. Источник компенсирующего на-

108

Пряжения Е к и сопротивление R K служат для улучшения ста­

билизирующих свойств схемы. Они могут отсутствовать при хо­ рошей симметрии плеч.

Методика расчета УПТ параллельного баланса сводится к следующему.

И с х о д н ы е д а н н ы е

— напряжение источника анодного питания Е а = 250 б;

— амплитуда входного напряжения £/Вх = 2,8 б;

— величина сопротивления нагрузки R B = 50 ком.

Тр е б у е т с я о п р е д е л и т ь

—тип ламп и режим их работы;

—параметры схемы R a, R g , R K, R:

—коэффициент усиления каскада k.

П о р я д о к р а с ч е т а

1.Выбор типа ламп

Выбор типа ламп производится на основании тех же требо­ ваний, что и в предыдущей схеме. В балансных схемах особо жесткие требования предъявляются к идентичности параметров ламп. Выберем лампу 6Н2П.

2.Выбор источников питания

Напряжение источника анодного питания Ел нам задано. Напряжение Е к берут обычно равным напряжению Ея , но об­

ратного знака

Ек = — Еа = — 250 в

В качестве источников Еа и Е к необходимо использовать

стабилизированные выпрямители.

3.Определение величины сопротивления Ra

При определении величины сопротивления Ra используем

соотношение

R .= (Зт-4) R*,

где Rt — внутреннее сопротивление лампы, которое можно

определить по формуле

109

4 Определение величины сопротивления Rk

При выборе сопротивления RK рекомендуется пользоваться

соотношением

RK> ( 1 0 -г-15) ;

=2 ком.

~2-0,7- 10~3

6.Определение коэффициента усиления каскада

Для определения коэффициента усиления каскада исполь­ зуем выражение

Зная коэффициент усиления каскада и величину входного напряжения, легко определить амплитуду напряжения на вы­ ходе схемы

^вых = Т/вх • k = 2,8 • 30 = 84 в.

110