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: 324

Скачиваний: 3

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

Заметим, что в эти уравнения входит только один параметр транзистора (р). При этом он есть в числителе и в знаменателе. Поэтому усилитель работает очень стабильно. Его параметры практически не зависят от температуры.

§7. ВИДЕОУСИЛИТЕЛИ

1.Общие сведения о видеоусилителях

Врадиолокационном приемнике видеоусилитель предназначен для усиления сигналов, имеющих форму периодически повторяю­ щихся прямоугольных импульсов. Такие сигналы получаются на нагрузке детектора. Более точно они называются видеоимпуль­ сами.

Длительность импульсов, действующих на входе видеоусили­ теля, может быть весьма различной. Она изменяется от длитель­

ности импульса

передатчика РЛС

(если отраженные

сигналы

«приходят» от одиночной цели) до

величины значительно

боль­

шей (когда сигналы, отраженные от групповых целей

или

мест­

ных предметов,

сливаются в общий

импульс).

 

 

Период повторения усиливаемых импульсов зависит от даль­ ности действия РЛС и от расстояния до обнаруженной цели. Он бывает от десятков микросекунд до единиц миллисекунд.

Амплитуда импульсов на входе видеоусилителя бывает от де­

сятых долей

вольта до единиц вольт. Она сравнительно постоян­

на, так как

в приемнике обычно имеется система автоматической

регулировки усиления. Амплитуда импульсов на выходе видеоуси­ лителя должна быть порядка десятков вольт. Следовательно, тре­

буемый коэффициент

усиления видеоусилителя

приемника может

обеспечиваться одним или двумя каскадами.

 

 

Необходимая полоса пропускания видеоусилителя зависит от

длительности усиливаемых

импульсов и допустимых

искажений

их формы. Наиболее

часто

область средних

частот

видеоусили­

теля заключается в интервале от сотен герц до единиц мегагерц. Следовательно, видеоусилитель является широкополосным.

Для получения широкой полосы пропускания видеоусилителя принимают специальные меры. Они сводятся к коррекции частот­ ной характеристики усилителя в области его верхних и нижних частот. Наличие элементов частотной коррекции типично для боль­ шинства схем видеоусилителей. Только в отдельных схемах кор­

рекция не

применяется.

Тогда

усилитель

называют

некорректи-

рованным. Но именно в таком

усилителе

лучше всего

проявляют­

ся причины

искажения

формы

усиливаемых импульсов.

2. Видеоусилители без частотной коррекции

При теоретическом изучении свойств видеоусилителя удобно считать, что на входе его действует одиночный импульс напря­ жения или тока идеальной прямоугольной формы. В этом случае

300


анализ физических процессов и вывод расчетных соотношений по­ лучается простым и наглядным. Так, например, становится хоро­ шо видно, что искажения видеоимпульсов можно оценивать дли­ тельностью фронтов и спадом вершины.

а) В и д е о у с и л и т е л ь на л а м п е

Ламповый видеоусилитель обычно выполняется на пентоде. Его простейшая схема изображена на рис. 2.71. Каскад предна­ значен для усиления импульсов отрицательной полярности. По-

Рис. 2.71.

Схема

видеоусилителя

без

Рис. 2.72,

Процесс

усиления

прямо-

 

частотнон

коррекции

 

угольного

импульса

в

резисторном

 

 

 

 

 

 

каскаде

 

 

этому в

его схеме

нет ячейки

смещения. Пунктиром

показана па­

разитная

емкость

анодной цепи

Са . Она складывается

из

выход­

ной емкости лампы, емкости монтажа и входной емкости следую­

щего каскада. Обычно емкость С а бывает порядка

десятков пико­

фарад. На рис. 2.72 показан процесс усиления

прямоугольного

импульса.

 

До момента t\ на сетке лампы напряжения нет. Через лампу проходит значительный анодный ток. Напряжение на аноде мало. До этого напряжения заряжены паразитная емкость Са и конден­ сатор переходной цепи. На выходе усилителя напряжения нет.

В момент t\ на сетке лампы мгновенно появляется отрицатель­ ное напряжение. Анодный ток резко уменьшается. Однако напря­ жение на аноде лампы мгновенно возрасти не может. Для этого требуется определенное время, в течение которого*происходит за­ ряд емкости £ а . Ток заряда проходит через резистор Поэтому напряжение на аноде лампы возрастает по экспоненциальному за-

301


кону. Данный процесс продолжается в течение времени, равного &СЯ, и заканчивается в момент t2.

Для ускорения процесса нарастания анодного напряжения не­ обходимо уменьшать емкость Са . Достигается это рациональным размещением деталей и тщательным выполнением монтажа уси­ лителя. Все соединительные провода должны быть максимально короткими, а детали усилителя малогабаритными. Можно также уменьшать величину сопротивления R&, но при этом будет умень­ шаться коэффициент усиления каскада.

Иа-5к0м

,

Тц-2,5шс

Са = 50пФ

 

 

 

 

 

 

Са = Ь0пФ

 

 

 

Са=25пФ

 

 

 

 

?вг fer

>e"r

 

f

-50пФ

и а (

Са=Ь0пФ

<fy

Са=25пФ

 

 

ft!

 

1 -

f t

 

 

 

 

 

71—У

 

 

 

 

 

5 *.

 

 

0,625

t

 

Рис. 2.73. Зависимость формы импульсов

на аноде

лампы

и полосы пропускания видеоусилителя от емкости

анодной

 

 

 

цепи

 

 

 

 

В момент

/г напряжение

на сетке

мгновенно

спадает до нуля

и анодный ток резко возрастает. Напряжение на аноде лампы должно уменьшиться, но произойдет это не мгновенно, а в течение

времени, необходимого

для

разряда

емкости Са . Теоретически

можно доказать,

что

время

разряда

емкости Са равно времени

ее заряда, хотя

на первый

взгляд это не очевидно.

Таким образом, крутизна и длительность фронтов выходных видеоимпульсов зависят от полосы пропускания усилителя в об­ ласти верхних частот, так как

/••'«яаЬ;-

<2Л66>

Зависимость формы видеоимпульсов

на аноде лампы и по­

лосы пропускания усилителя от паразитной емкости анодной цепи показана «а рис 2.73. Аналогичная зависимость, но от сопротив­

ления

Ra

показана

на

рис. 2.74.

Для

выяснения

точной

связи менаду установлением процессов

в анодной

цепи лампы

и

полосой пропускания усилителя вводят

302


понятие времени нарастания фронта выходного импульса т н * . Это есть условный промежуток времени, в течение которого выходное напряжение нарастает от 0,1 до 0,9 своего установившегося значе­

ния (рис. 2.75).

К

Яа=5к0м

ра = 2,5к0/и

 

 

 

 

 

 

 

-F'

Р"г

 

 

 

 

 

 

 

 

~вг

вг

 

 

 

 

 

 

 

™ .

Па=2,5к0м

 

 

 

 

 

 

 

I I

IV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,375

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(мке)

 

 

Рис. 2.74. Зависимость

формы импульсов на аноде лампы

 

и полосы пропускания

видеоусилителя от

сопротивления

 

 

 

 

анодной нагрузки

 

 

Для

резисторного

усилителя

на лампе

 

 

 

 

 

 

т и =

2 , 2 С . / ? а .

 

 

(2.167)

Подставив

в эту

формулу

произведение

C a - i? a из формулы

(2.166), получим простое выражение для

времени

нарастания

фронта

выходных

импульсов

 

 

 

 

 

 

т н =

^ .

(2.168)

 

 

 

 

 

 

/ в .

г

 

 

 

 

 

На

практике

обычно

стараются

 

 

 

получить

 

 

 

 

 

 

 

 

•=н = ( 0 , 1 4 - 0 , 2 ) . хн .

(2.169)

 

 

та

Напомним,

что

время

спада им­

 

 

 

пульса

т с ~ т н .

Это время часто

назы­

 

 

 

вают длительностью

заднего

фронта

 

 

 

импульса и обозначают тфг.

 

 

Рис. 2.75. Время

нарастания и

Видеоимпульсы,

 

получающиеся на

время

спадания видеоимпульса

 

 

(Ссх =

С а )

аноде лампы, имеют плоскую верши­

 

 

 

 

ну, но форма

их отливается

от формы

входных импульсов. Она

экспоненциальная. Называть эти импульсы прямоугольными можно только условно.

* Вместо термина «время нарастания фронта» часто пользуются термином «длительность фронта». Тогда вместо тн пишут тф (или /ф),

30 3