Файл: Любивый В.И. Усилительные устройства учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 141

Скачиваний: 0

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

 

-

92 -

 

 

 

или

 

К -

**

S R .

(2 .2)

Знах минус

физически

означает

изменение поляр­

ности выходного сигнала относительно входного, что присуще нагруженной пампе активным сопротивлением. Для простоты

иногда знак минус будем опускать.

 

 

 

 

Имея

в

виду,

что статическая крутизна лампы

S =ju

( u * R : S ) ,

последнее соотношение можно представить

в виде

 

 

 

 

 

 

 

- А

.

 

 

 

 

( 2 .3 )

 

 

 

 

К “'

i

a - . S s

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gi.

« I

 

 

 

S i. зна-

 

Но так как для ряда ламп

их проводимость

чительно

больше проводимости утечки

{f

то

отношение

«

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S i

Поэтому,

пренебрегая

третьим членом' знаменателя в вы­

ражении (2 .3 )

и деля

числитель

и знаменатель

на отношение

 

&Q-

 

 

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

К ,

 

Зк

 

 

я«.

 

 

 

 

 

 

 

SL

 

 

 

 

 

 

 

I*

 

1 +“ Ж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИЛИ

 

 

 

 

 

« а

 

R;

 

 

 

 

 

 

 

к.О

а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2 .4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отношение

I t

-

ь

носит имя коэффициента нагрузки.

 

Анализ

зависимости

К 0=ju tp (

^

)

, представлен­

ной на рис.

2 .6 ,

показывает, что коэффициент усиления реостат­

ного

каскада

К 0

 

всегда

меньше статического коэффициента

усиления лампы^ои,что увеличение сопротивления нагрузки

R .влияющее'’на рост

коэффициента усиления,

имеет смысл до­

водить до величины, равной

(2*

5)

 

и не

больше Д-R^, .

Это объясняется

тем,

что

с ростом сопротивления

нагрузки

рабочая

точка

опускается вниз

(рис.2.7

) и при

некоторых


- 93

значениях R-a > ( 2T2

> . ) попадает в область статических ха­

рактеристик пампы,

где сопротивление

R .

существенно из­

меняется в сторону

возрастания.

v

 

Рис. 2.7

Козффициент усиления

можно повысить за счет увеличении'

-94 -

э.д .с . источника питания анодной цепи. На рис.2.7 показано, что путем увеличения э .д .с . источника питания, не меняя со­ противлений нагрузки, можно возвратить рабочую точку в ли­ нейную область характеристик (пунктирная нагрузочная линия)

и тем самым увеличить отношение

, а следовательно,

и

. Следует

иметь в виду, что последний способ

увели­

чения коэффициента усиления экономически невыгоден.

 

 

Для экранированных ламп (тетродов и пентодов),

где

 

= (0 ,5 fl) 10бом, обычно сопротивление

нагрузки берется

значительно меньше внутреннего сопротивления лампы, поэтому

величинами

Б знаменателе формулы (2.2) можно

пре­

небречь.

 

 

 

Тогда получим

 

 

 

к0-

----- <г.5)

 

эа

 

Применение сопротивления нагрузки Я-а порядка в нутре нч

него сопротивления

лампы

требует высоких напряжений ис­

точников питания анодных цепей усилительных каскадов, что netвыгодно .

 

 

 

Область нижпих .частот

 

Заменив в эквивалентной схеме (см.рис.2.4^)

параллель­

но соединенные

проводимости

и

одной

получим схему

несколько

проще

(рис.2.8 ).

®

Для определения коэффициента усиления целесообразно

генератор тока в схеме.изображенной

на(рис.2.8) заменить

генератором напряжения, как это показано на рис. 2.9.

На основании схемы, изображенной

на рис. 2 .9, опреде­

лим напряжение

на

ее выходных зажимах

 

 

и г= ' Я;

 

 

\

-

 

R; <

R. U.

 

jtjC c

 

 

 

 

UI с

 

R u .

У j ^

c c<wle:~ s7 >

Имея в

виду,

что

ТГГLo. *Re.

• R

, и вводя

обозначения

 

 

 

 

 

Э 1

 

запишем соотношение, определяющее


- 95 -

Ua> в более простой форме

s k - A

и„

i ♦ U*<bu

Тогда коэффициент усиления в области нижних частот определилЬ ся формулой

U,

SB-э

К « * ^ Г

1 ♦

Г

ыЧ,,

или

J

 

 

 

к.

К.

(2.6)

 

 

1-

где К.

* - S R 3

’ а %

“ постоянная времени рео­

статного

каскада

нижних частот.

 

Рис. 2.9

Частотная и фазовая характеристики усилителя соответ­ ственно определятся

 

-

96 -

К

-

к .

(2 .7 )

нг г г

Со>гня

a rc w

о

- 4 -

(2 . 8 )

 

со<1.

 

Здесь фазовый сдвиг на 180°

, обусловленный

пампой, на­

груженной активным сопротивлением, не учитывается. Сохраня­ ется только фазовый сдвиг, обусловленный комплексным харак­ тером нагрузки.

Коэффициент частотных искажений в области нижних частот

определяется

выражением

 

 

 

 

 

 

К

 

 

 

 

 

 

м " - T t 7 ' V ‘ *

 

(2-9)

откуда

 

ю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■1

 

 

 

Нижняя и верхняя граничные частоты

со определяются на

уровне

J k -

,т .е . К и<сО„) «

 

 

 

 

или

 

М н(сан ) = у Т .

 

 

 

 

Тогда

 

V a - к Т

 

 

 

 

Откуда

нижняя граничная частота

cau

 

оудет

равна

со.

1

или

£ _ 0.159

( 2 . ю ;

Н ^

 

■и"

и

 

 

 

 

 

 

Частотная и Фазовая характеристики изображены на рис.

2 .10.

Из соотношений (2 .7) и ( 2 .о) видно, что при безграничном уменьшении частоты коэффициент усиления реостатного каскада


 

 

 

 

- 97

-

стремится

к

нулю, а

фаза ? р -к *§0 ; при повышении же час- •

тоты

К.н

стремится

к значению

коэффициента па средних часта-

тах,

a ip

-

к нулю.

 

 

Рис . 2.10

Уменьшение коэффициента усиления с понижением частоты

Физически можно объяснить тем, что

с понижением частоты уве­

личивается сопротивление конденсатора Сс

, что приводит

к увеличению напряжения сигнала на

нем и уменьшению выход­

ного напряжения каскада.

 

 

По эквивалентной схеме для нижних частот

определим пе- ,

реходнуа характеристику реостатного каскада в области боль- | ших времен, а следовательно, искажение вершины импульса. Для; этой цели воспользуемся операторным методом. Из курса "Теорф злектро-радио цепей1' известно о связи между переходной харакн теристикой и комплексным коэффициентом передачи системы.

Если для системы с нулевыми началыл .щ условиями известно

выражение комплексного

коэффициента передачи

т о пу- ;

тем

замены j to

на

Р

определяется изображение по Лапласу ;

К ( Р )

переходной характеристики

.!?(!) . Далее по таблицам

оригиналов операционных изображений (по Лапласу) легко най­

ти переходную

характеристику

= JLiE*.

 

 

В соответствии

со сказанным

заменим в выражений

 

KH( j o ) -

 

 

Jo?

 

 

 

 

о jo> + t

 

 


 

 

 

 

 

 

 

-

98 -

 

 

 

 

j<tf

на

p

 

получим"изображение оригинала,г.e .

 

 

 

 

 

 

 

г,

R o

« 4" Х

 

(2 • I I)

 

По таблицам

 

найдем

оригинал, соответствующий

 

 

[ 2 4 J

изображению, который представляет собой переходную характе­

ристику

реостатного

наскада

в области больших времен;

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

/ 1 > - Кое

 

 

 

 

(2 .1 2 )

 

Разлагая

в .ряд это соотношение npj Ь « ( О д -f 0,2 )Ъ И

и пренебрегая

всеми членами

ряда,

начиная с 3 -г о , получим

 

 

 

 

K / u - V - i T - b

 

 

(2 -п )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Н-

 

 

 

 

В соответствии

с формулой

(2 .1 3 )

спад Д с

вершины импуль­

са

длительностью

Ъи , вызванный влиянием разделительного

конденсатора

С ,

будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

ъ и

 

<2.1Д)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т .е . спад импульса

прямопропорционален длительности

импуль-

са и обратно йропорционален постоянной

времени

*1^

.

 

Задавшись спадом, можно определить величину емкости

 

разделительного конденсатора по приближенной формуле

 

 

 

С

е

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

 

 

+ К

)

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2 .1 5 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С с

 

Ьи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a c r c

 

'

 

 

 

 

 

так как

 

 

 

R l a «

Rc