Файл: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 341

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Из этой

формулы

видно, что всегда

Kc<\i,

но по мере

увеличе­

ния

Rg. коэффициент

усиления

каскада

приближается

к

коэффи­

циенту усиления лампы. Эта зависимость

показана

на рис. 2.25. На

графике

видно, что при увеличении

Я а

коэффициент усиления

кас­

«с

 

 

 

 

 

када сначала возрастет резко, а затем

 

 

 

 

 

плавно. Поэтому

в

усилителе

на

три­

И-

 

 

 

 

оде обычно

выбирают

 

 

 

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= (3-4-5)-/?,.

 

(2.60)

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

При

этом

коэффициент

 

усиления

 

 

 

 

 

 

 

 

0 1 Z 3 U - 5

6 7 8 9

WRG/RI

каскада

на

средних

частотах

полу­

Рис. 2.25.

Зависимость

коэф­

чается на

15—25%

меньше

 

коэффи­

циента

усиления

 

лампы.

Поскольку

фициента

усиления

резистор­

 

ного

каскада

от сопротивле­

у

триодов

|JL<100, то Кс бывает по-

 

ния анодной нагрузки

рядка

нескольких

десятков

(аоычно

 

 

 

 

 

 

/<с <80).

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Резисторный усилитель на пентоде

Схема резисторного каскада на пентоде показана на рис. 2.26. Она одинакова со схемой на триоде, поэтому и физические процес­ сы в обеих схемах аналогичны (рис. 2.27).

Рис. 2.26. Схема резисторного каскада на пентоде

Элементы цепи питания экранирующей сетки Rg2 и C g 2 выбира­ ются так, чтобы напряжение Ug2 было постоянно, а его величина составляла около половины напряжения £/а 0 . Поясним процессы в этой цени.

Постоянный ток экранирующей сетки

Ig2u проходит

от а че­

рез резистор

Rg2, участок лампы

экранирующая сетка — катод и

резистор RK.

Поэтому в схеме на

пентоде

напряжение

смещения

Eg — (7ао + 7g 2 o) - Як-

240


О б ы Ч Н О ТОК Ig20< (0,2-4-0,1) - /ао -

При показе цепи переменной составляющей тока экранирующей сетки данный участок лампы заменяют эквивалентным генерато­ ром. В положительный полупериод входного напряжения перемен­ ный ток +lg2~ выходит из катода, проходит через конденсатор Сн , конденсатор Cg2 и входит в лампу через вывод экранирующей сет­ ки. В это время ток ig2>Ig2o- В отрицательный полупериод вход­ ного напряжения переменный ток — / g 2 ~ начинает свой путь от экранирующей сетки, затем проходит через конденсаторы Cg2 и Ск . Он входит в лампу через вывод катода. В это время ток ig2<.Ig2o-

Рис. 2.27. Графики физических

процессов, происходящих в резисторном усили­

тельном каскаде на пентоде, при усилении

напряжения средней

частоты. В дан­

ном примере Еа = 250 в; Eg =

—2 в; Ug2

= 150 в; Um в х = 1 в;

Um в ы х = 57«',

Из сказанного следует, что метод показа цепей прохождения переменных токов экранирующей сетки и анода одинаков. Он основан на формальной замене соответствующего участка лампы эквивалентным генератором. Амплитуда переменного тока экрани­

рующей СеТКИ / , n g 2 < / m a .

Конденсатор Cg2 выбирается так, чтобы его сопротивление на средних частотах было значительно меньше сопротивления Rg2. Обычно /?g2 = 0,02-И Мом, a Cg2 = 0,05-=-0,25 мкф.

Сопротивление анодного резистора R& в усилителе на пентоде сильно зависит от требуемой полосы пропускания. При усилении колебаний звуковой частоты выбирают # а = Ю0-г-300 ком. В усили­

теле с широкой полосой пропускания # а

= 1-5-10 ком. В любом

слу­

чае Ra<€^Ri,

так как обычно #{ = 0,5н-1

Мом.

Следовательно,

на

средних частотах / С с ^ ' р -

Несмотря

на это

удается

получить

Кц = 200-v- 300,

так как р. у

пентодов измеряется

тысячами

единиц.

241


В большинстве усилителей на пентоде допустимо

считать Sd~S

и поэтому

 

/Се « $ • / ? , .

(2.61)

Частотные свойства усилителя на пентоде не отличаются от свойств триодного каскада. Поэтому все формулы, приведенные выше, остаются верными, за исключением уравнения (2.60).

4. Входное сопротивление усилителя с общим катодом

Входное сопротивление усилительного каскада на пентоде можно представить в виде входной емкости С в х активного сопротивления /?DX, соединенных параллельно

триоде или и входного (рис. 2.28).

Рис. 2.28. Схема входа уси-

Рис.

2.29.

Векторная

 

лителя

 

диаграмма

токов и

 

 

 

напряжений в

усили­

 

 

 

теле

на низких

ча­

 

 

 

 

стотах

 

 

 

Входная емкость усилителя зависит от междуэлектродных

емко­

стей лампы и коэффициента

усиления каскада

по

напряжению.

Ее желательно иметь как можно меньше.

 

 

 

 

 

Входное активное сопротивление зависит

от способа

включения

лампы, режима ее работы и

от

частоты усиливаемых

колебаний.

Его желательно иметь как можно больше.

 

 

 

 

 

Формула для входной емкости усилителя выводится просто и

оказывается верной в широком

диапазоне

частот.

Формулу

для

активного входного сопротивления вывести труднее, а ее точность не является высокой.

Рассмотрим входное сопротивление резисторного усилителя на триоде (рис. 2.17) при условии, что на его вход подается синусо­ идальное напряжение низкой частоты. Будем также считать, что амплитуда входного напряжения £ / т в х меньше постоянного напря­ жения смещения Ее. В этом случае напряжение на сетке лампы

всегда отрицательное и попадания электронов

на сетку лампы не

происходит.

Несмотря на это, в сеточной цепи

проходит

перемен­

ный ток / в х .

Он обусловлен наличием в лампе

междуэлектродных

емкостей

CgK

и Cag, к которым приложены, переменные

напряже­

ния UgK и

Uag.

 

 

242


Из схемы видно, что

4 = /** + /.,•

(2.62)'

Следовательно, для определения тока, протекающего через источник входного сигнала, надо найти токи IGK и IAG. Это можно сделать с помощью векторной диаграммы переменных токов и на­ пряжений, действующих в усилителе (рис. 2.29).

Под воздействием переменного напряжения UgK, равного вход­ ному напряжению UBX, через емкость CgK проходит ток

Ток.IgK по фазе опережает напряжение UgK на 90°. Под воздей­ ствием напряжения UgK в анодной цепи возникает переменный ток / а _ ,по фазе совпадающий с этим напряжением.

где Sd — крутизна

рабочего участка СДХ.

 

 

Ток /а__ создает

на сопротивлении Ra переменное напряжение

URa

= /а_ -Ra = Sd-Ra-UByi

=

K-UBX,

которое по фазе совпадает с током Переменное напряжение на аноде лампы находится в противо-

фазе с напряжением

URA

и равно

ему по величине. Это можно за­

писать так: £/В ых =

K - U b x -

 

 

 

 

 

 

К емкости

Cag

приложено переменное

напряжение

 

V4

= L7BX + URi

= Z7BX + (-с7в ы х ) = UBX (1 + К ) .

 

Под действием

напряжения

Uag

через

емкость

Cag

идет

ток

 

 

=

Uag • wCas

= UBX (1 +

К) <оС.,.

 

 

Ток I A G по

фазе

опережает

напряжение UAG

на

90° и

поэтому

совпадает по фазе с током

IGK.

 

 

 

 

 

 

Из векторной диаграммы видно, что ток 1Вх опережает по фазе напряжение UBX точно на 90°. Следовательно, входное сопротивле­ ние лампы на низких частотах может быть представлено только

входной емкостью, так как RBX=°°-

Такая схема входа усилителя

изображена на рис. 2.11, а.

 

Тогда можно записать, что

 

£^вх

^

у вх

ш ( ^вх

откуда

4 х = ^ в х - ш С в х .

Подставив найденные токи в исходное уравнение (2.62), полу­ чим формулу для входной емкости усилителя с общим катодом в следующем виде;

С „ = С ^ + С а , ( 1 + / С ) .

(2.63)

243


Обычно у триодов £ 5

к = 2н-10 пф,

G\g = 3-M5 пф,

а /С = 10н-50.

Поэтому входная емкость

усилителя

на триоде может достигать

сотен пикофарад.

 

 

 

 

 

 

Если усилительной лампой является пентод

(рис. 2.26), то

емкость C a g l очень мала

и произведение Cagi(\+K)

можно не учи­

тывать. Однако теперь

к емкости

CgiK

добавляется

параллельно

включенная емкость Cg\go

и формула

для входной

емкости усили­

теля на пентоде получает следующий вид:

 

 

C B X & C g l K

+ C g l l f t .

 

(2.64)

Емкость Cgi82 у пентодов равна единицам пикофарад. Приведенные выше рассуждения и формулы справедливы до

частот в несколько десятков мегагерц при чисто активной нагрузке лампы.

Бесконечно большая величина активного входного сопротивле­ ния усилителя означает, что в сеточной цепи лампы не расходует­ ся энергия источника входного сигнала.

5. Резисторный усилитель на транзисторе

а) Ф и з и ч е с к и е п р о ц е с с ы в т р а н з и с т о р н о м к а с к а д е

Транзисторные усилительные каскады с резисторной нагрузкой весьма разнообразны. Они могут выполняться на транзисторах р-п-р или п-р-п. Применяют включение транзистора с общим эмит-

Рис. 2.30. Схема резисторного каскада на транзисторе с общим эмиттером (с фиксированным током смещения)

тером, общей базой и общим коллектором. Физические процессы во всех каскадах аналогичны. Поэтому рассмотрим их на примере наиболее распространенного усилителя (рис. 2.30). Это каскад с общим эмиттером.

В схему усилителя входят: транзистор типа р-п-р; коллекторный

244