Файл: Комаров Е.Ф. Учебное пособие радиотелемастера.pdf

(постоянная составляющая) лампы. На резисторах образу­ ется падение напряжения также постоянной величины.

Пусть теперь на входе лампы действует положительная полуволна переменного входного напряжения. Потенциал управляющей сетки лампы возрастет, вследствие чего уве­ личится анодный ток лампы. Анодный ток, протекая по сопротивлениям Ra и RK, создаст на них нарастающее по величине падение напряжения.

Первое выходное напряжение снимается с анода лампы, где оно уменьшается по величине. Следовательно, с анода лампы снимается выходное напряжение отрицательной полярно:™ (отри­ цательная полуволна).

Второе выходное напряжение схемы действует на катодной по­ ловине нагрузочного сопротив­ ления и снимается с катода лам­ пы, где оно возрастает по вели­ чине. Следовательно, с катода лампы снимается напряжение положительной полярности (по­ ложительная полуволна).

Так как оба выходных напря­ жения сформированы при про­ текании одного и того же тока (переменной составляющей анод­ ного тока лампы), то форма и

частота обоих выходных напряжений будут одинаковыми. Очевидно, что подбором величин резисторов R a и RK можно добиться и равенства амплитуд выходных напряжений.

Однако эта схема обеспечивает весьма малый коэффици­ ент усиления, который практически равен единице на каж­ дое «плечо». Это является недостатком схемы, препятствую­ щим ее широкому распространению. Достоинством схемы следует считать ее простоту.

2. Фазоинверсный усилитель напряжения с дополнитель­ ной фазопереворачивающей лампой (см. рис. 83).

Данная схема представляет собой, по существу, обычный двухкаскадный усилитель, у которого выходные напряже­ ния снимаются с анодов различных ламп. В схеме, пока­ занной на рис. 83, цепочка R KCKявляется общей для обеих

135

ламп, где создается напряжение смещения (при использо­ вании одинаковых ламп это вполне допустимо). Резисторы RJR&2 представляют собой нагрузки ламп усилителя. Резис­ тор RC1 совместно с конденсатором СР1 образует переход­ ную цепь, через которую на вход схемы подается входное напряжение. Элементы Rc2 Rc3 Ср2 и Rc4 Ср3 образуют аналогичные переходные цепи, с помощью которых выходные напряжения подводятся ко входам последующих каскадов.

Работа этой схемы не отличается от работы предыдущей. Напряжение, поданное на вход лампы первого каскада, уси­ ливается этим каскадом в К раз (К—коэффициент усиления каскада), переворачивается по фазе на 180° и подается далее на вход лампы последующего каскада. Одновремен­ но с этим оно подается на вход второй лампы Л2. Это на­ пряжение является первым выходным напряжением схемы. Вторая лампа также производит усиление напряжения итакже поворачивает его фазу еще на 180°. Это напряжение на выходе лампы Л2 является вторым выходным напряжением схемы усилителя. Очевидно, что здесь фазы выходных на­ пряжений отличаются друг от друга на 180°, что и нужно для схемы фазоинверсного усилителя. Для того чтобы обес­ печить равенство амплитуд выходных напряжений, на вход лампы Л2 подается не все напряжение с выхода первого каскада, а лишь некоторая его часть. Для получения напря­ жения нужной величины в схему вводится делитель напря­ жения, образованный резисторами Rc2 и Rc3, сопротив­ ления которых подобраны таким образом, что напряжение на резисторе Rc3 (входное напряжение лампы Л2) оказы­ вается равным напряжению, поданному на вход первой лампы. При равенстве входных напряжений, при одина­ ковых параметрах схемы и однотипных лампах (что всегда имеет место на практике) выходные напряжения будут иметь одинаковую амплитуду.

В данной схеме отрицательная обратная связь (за счет катодной цепочки) отсутствует и коэффициент усиления схемы оказывается максимальным.

УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ

Оконечный каскад усилителя низкой частоты предна­ значен для создания сигнала необходимой мощности в гром­ коговорителе. Эта мощность должна отдаваться выходным

136

каскадом при возможно меньшем расходе энергии источни­ ков питания и при искажениях не больше допустимых.

Потребителем энергии для выходного каскада служит катушка громкоговорителя. Активное сопротивление ее о учетом преобразования электрической энергии в звуковую обычно составляет единицы ом. Таксе сопротивление потре­ бителя резко отличается от выходного сопротивления лампы или транзистора. Для того чтобы усилительный каскад получил необходимое сопротивление нагрузки, громкогово­ ритель включается через трансформатор.

Поясним процесс преобразования сопротивления. Включим трансформатор в анодную цепь лампы выходного

трансформатора нагрузку — резистор RH. Через нее начнет протекать переменный ток 12т, а на концах резистора R aбу­ дет действовать напряжение U2m. В сердечнике трансформа­ тора током вторичной обмотки будет создаваться вторичный магнитный поток, направленный навстречу основному маг­ нитному потоку, созданному первичным током. Так как вто­ ричный магнитный поток вычитается из первичного магнит­ ного потока, то общий результирующий магнитный поток должен бы уменьшиться. Но этого не происходит ввиду того, что при этом амплитуда тока в первичной обмотке возрастает и магнитный поток в сердечнике будет иметь прежнее значение.

Следовательно, магнитный поток в сердечнике трансфор­ матора всегда имеет одно и то же практически постоянное значение, а подключение ко вторичной обмотке нагрузки приведет к увеличению тока в первичной обмотке, т. е. тока, потребляемого от источника (в данном случае от лампы). Но это возможно представить себе как результат подключения параллельно первичной обмотке некоторого дополни­ тельного резистора R'a. Тогда можно сказать, что сопротив­

137

ление нагрузки, подключенное ко вторичной'обмотке, п е р е ­ с ч и т ы в а е т с я (приводится) в первичную цепь транс­ форматора.

Пересчитать сопротивление резистора RB, включенное во вторичную обмотку, или, иначе говоря, «привести» это со­ противление к первичной цепи трансформатора,— значит найти такое сопротивление, которое при включении в пер­ вичную цепь потребляло бы такую же мощность, какая от­ дается громкоговорителю. На рис. 84 пересчитанное сопро­ тивление показано пунктиром, так как оно не является кон­ кретной деталью выходного каскада, а входит в него неявно.

Если уменьшать сопротивление резистора R„, то вторич­ ный ток увеличится, что, в свою очередь, приведет к увели­ чению первичного тока. В этом случае можно сказать, что приведенное (пересчитанное) сопротивление нагрузки Râ как бы уменьшилось. Наоборот, при увеличении сопротивле­ ния резистора R„ вторичный и первичный токи уменьшают­ ся, а приведенное сопротивление возрастает. При разрыве вторичной обмотки вторичный ток становится равным нулю, первичный ток получает свое прежнее значение, а сопротив­ ление резистора Rh становится бесконечно большим.

Пересчитаем нагрузочное сопротивление R'a в цепь пер­ вичной обмотки.

По закону Ома сопротивление резистора Rh можно пред­ ставить как отношение амплитуды переменного напря­ жения, действующего на концах первичной обмотки транс­ форматора, к амплитуде переменного тока, протекающего по этой обмотке:

Но величины Ulm и І1т можно выразить через напряжение Ѵгт, ток ]2т и коэффициент трансформации птр:

Подставим выражения для тока І 1т и напряжения Ulm в первую формулу:

138

Отношение и. есть не что иное, как сопротивление рези­

стора R a. Окончательно получим:

( 69)

птр

Таким образом, сопротивление нагрузки, подключенное ко в т о р и ч н о й о б м о т к е т р а н с ф о р м а т о р а , п е р е с ч и т ы в а е т с я в е г о п е р в и ч н у ю о б ­

ключается звуковая катушка громкоговорителя с сопро­ тивлением, равным 5 ом. Определить величину сопротивле­ ния, пересчитанного в анодную цепь лампы.

Для обеспечения нормальной работы выходной лампы со­ противление нагрузки R H приводится не к какой-то случай­ ной величине, а к такой, при которой лампа работает с наи­ большим эффектом, т. е. отдает наибольшую мощность, соз­ давая наименьшие искажения сигнала. Иными словами, всегда должно выполняться требование: приведенное со­ противление нагрузки должно быть равно о п т и м а л ь ­ н о м у сопротивлению нагрузки для данной лампы: R'a =

=R O U T

На практике чаще приходится решать обратную задачу, а именно: по известному сопротивлению звуковой катушки и выбранному типу лампы выходного каскада (т. е. по извест­ ному сопротивлению R0пт) находить коэффициент трансфор­ мации. Для этого случая последняя формула преобразуется следующим образом:

139