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
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
0Л / |
|
|
|
|
|
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 +Еа 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