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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 104

Скачиваний: 0

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

-23b -

Вусилителях постоянного тока с преобразованием уси­ ливаемый сигнал, обладающий спектром от 0 до Jfi, с помощью ■

модулятора

и генератора,имеющего частоту со » £ 2 ,

преобра­

зовывается

в высокочастотные колебания со спектром

сы> ± £2.

затем подвергается усилению в усилителе переменного тока и далее демодулируется в демодуляторе,т.е. обращается в пер­ воначальную форму.

В таком устройстве нестабильность нулевого положения выходного напряжения или тока невелика, так как определяет­ ся главным образом только модулятором.Этот вид усилителей обладает большой чувствительностью по сравнению с усилителя­ ми постоянного тока прямого усиления, доходящей до оо-гых • долей микровольта. Однако в связи с их. конструктивной слож­ ностью они находят ограниченное применение.

Основные особенности в построении усилителей постоян­ ного тока ‘связаны’ с нецелесообразностью , а в случае усиле­ ния сигналов нулевой частоты щ близкой к ней-невозможностью применения разделительных и фильтрующих конденсаторов. В связи с отсутствием разделительных конденсаторов приходит­ ся усложнять схемы питания усилителей, что откосится глазным, образом к ламповым усилителям.Кроме того, наличие дрейфа нуля вынуждает в усилителях постоянного тока применять ряд

специфических мер для его уменьшения, напрмер, использований

- 236

пониженных напряжений питания анода* накала, сеток; компен­ сацию дрейфа; построение усилителей по балансный схемам и т^д.

Построение схем

усилителей постоянного тока

прямого усиления

Рассмотрим принцип

построения схем усилителей достоян-»

кого тока с точки зрения

ыежкаскадных связей, а также в свя-*

зи с этим осуществление питания анодных и сеточных црпей. ,

По способу меккаскадных связей усилители постоянного тока

прямого усиления можно разбить на две группы; усилители о прямой (непосредственной), меккаскадной связью и потенцио­ метрической!.

На рис.. 4.23 изображена простейшая схема усилителя с непосредственной связью между каскадами.

Непосредственная связь между каскадами характеризуется, прямым соединением анода (рис.4.23) или катода (рис.4.24) лампы A t предыдущего каскада с сеткой лампы А 2 последую­ щего каскада. В данном случае связь осуществлена через компен­

сационную батарею Е к

, которая

служит для компенсации

 

высокого положительного напряжения,

существующего между


- 237 -

анодом и катодом первой пампы и создания между сеткой и ка­ тодом второй пампы нужного напряжения (обычно отрицательно­ го смещения).

 

Компенсационный источник

Е к

выбирают из соотноше-j

ния

 

 

 

где

Uc o a - необходимое напряжение

смещения на сетке второй

лампы, обеспечивающее нормальный режим работы каскада -усидщ теля. Для компенсации постоянного напряжения на выходе усили­ теля Ua 0 g, , которое имеет место и когда сигнал отсутствуй ет, включают компенсационный источник в разрыв провода, сое-) диняющий анод с нагрузкой.Величина напряжения компеноацион-1

ного источника

подбирается так,

чтобы полностью ком­

пенсировать напряжение на аноде второй

лампы ^ а о а *

должно выполняться

равенство

 

Существенным недостатком схемы (см .рис.4.23) являет­ ся необходимость использования большого числа независимых высоковольтных источников питания, что делает ее во многих случаях практически неприемлемой, особенно при многокаскадном усилителе". __ ’

- 238 -

 

.Число

источников

| питания усилителя можно умень­

шить до одного, применив общий делитель напряжения в цепи

питания

( р с .4 .2 5 ) .

Здесь каскады питаются от делителя

на­

пряжения

R,1- r ll5 ,

присоединенного к

общему источнику

пита-

ния

Е а * Сопротивления делителя выбираются так,чтобы

напря­

жение

на сопротивлении

обеспечило необходимое смещени^•

UCM

на

сетке первой лампы, падение напряжения на сумме со -'

противления

R2 + R 3 h Ra +B-4 + R5 соответственно дала

нуж­

ное анодное

питание для

ламп А 1 и

Л а , а падения напряже­

ний

на

 

и

создали бы необходимое компенсационное

напряжение в сеточной и выходной цепях второй лампы. Причем)

напряжение на И^^рлжно

быть меньше l aoJ^ a i на величину

смещения на сетке второй

пампы, а на

Ug

равно I ao2”R-aa -

При

выполнении последнего

равенства

напряжение на выходе

пга

отсутствии сигнала на

входе будет равно

нулю.

Одним из недостатков схемы является отсутствие общего провода между входной и выходкой цепями.

Другим недостатком схемы является потребление, делите­ лем цепипитания сравнительно большой мощности. Последнее связано с тем, что сопротивление делителя приходится брать -


- 239 -

небольшим, чтобы выходные токи усилительных элементов,теку­ щие через делитель, не создавали на его сопротивлении замет­ ных напряжений паразитной обратной связи, которая может на­ рушить нормальную работу усилителя.

В транзисторных усилителях постоянного тока прямого усиления, благодаря малым рабочим напряжениям на электродах транзистора, возможна непосредственная прямая связь между каскадами без компенсационных источников напряжения. Одна из простейших схем такого вида изображена на рис.4.26.

Компенсация постоянной составляющей предыдущего транзистора осуществляется за счет подбора напряжения на Я ^ й ед у ю - щего транзистора та.:им образом, чтобы она удовлетворяла со­ отношению

 

U

эг

= U

 

 

 

 

 

 

 

Э-1

 

 

9

 

 

где

U31 - напряжение

на

, a

UKi

на

транзисторе

Т,

коллектор -

эмиттер

предыдущего каскада,

U* - напря­

жение смещения базаэмиттер последующего каскада^

Усилитель охвачен

петлей

обратной

с!язй7"“кото ­

рая

осуществляет в основном стабилизацию

точек покоя всех


- 240 -

каскадов.

 

 

Делители

Ug компенсируют постоянную составляющую

напряжения между входными зажимами,К"

- между выход­

ными, R ' Rl, -

делитель смещения [первого каскада и'обратной

[связи

усилителя.

 

 

Потенциометрическая связь между каскадами основана на

том,

что компенсирующее напряжение создается

при помощи де­

лителя, одно из плеч которого непосредственно включено меж­ ду выходным и входным электродами соответствующих усилитель-* ных элементов. Усилители с такой связью могут питаться от двух последовательно соединенных источников или одного, имею­ щего дополнительный вывод.

На рис. 4.27 изображена схема усилителя с потенциомет­ рической связью._

Здесь источник

Е & служит для

питания

анодных цепей каска­

дов, суммарное

напряжение

питает

делитель связи, обес­

печивающий компенсацию положительного потенциала,поступающее го с анода предыдущей лампы на сетку следующей. Подбором со­ противлений R ^ и &с можно в каждом каскаде обеспечить необходимое смещение на сетке лампы следующего каскада. Для определения этих сопротивлений рассмотрим эквивалентную с?ч ну (р и с ..4.28) одного усилителя в статическом режиме.

- 241 -

Уравнения Кирхгофа для э.ой схемы будут;

( Ia 0 - Ii )Ra * I,<Rc 6 * R c > - Ea ‘ E e .

( 4 . 4 9 )

( 4 , 5 0 )

где UCQ - необходимое смещение на лампе последующего каскада;

R .

-

внутреннее

сопротивление

лампы постоянному току;

t-O

 

_ UДО

 

 

 

.

 

 

 

Т

 

з

V

%

* и е е

 

 

 

ао

р

 

 

 

 

 

 

 

vi-0

 

 

 

 

 

 

Исключая из

системы уравнений

4.4S)

и (4,50)

и решая

ее относительно

R г

и

R

,

получим

 

 

 

 

Со

 

Ф

 

 

 

 

 

 

 

» а о

-

Uco

 

 

 

(4.51)

( 4 .£ )

4 ' V V y a


- 242 -

При расчетах Rc

и Rc |

по формулам (4.49

и 4.50) каскада

с сопротивлением

R K

(см.пунктир на схеме

рис. 4.22)

следу-,

ет вместо Utt0

брать

Uno *

 

 

Коэффициент усиления каскада с потенциометрической

связью будет всегда меньше

при прочих равных условиях,

чем

коэффициент усиления каскада с непосредственной связью. Коэфнфициент усиления каскада с непосредственной связью без образи­ ной связи в области нижних и средних частот определяется формулой

к. =

* R ,L * R а

У каскада с потенциометрической связью коэффициент усиления I в соответствии со схемой^изображенной на рис.4 .29, для облас*- ти нижних и средних частот будет

 

к , А . _ и»

R

аэ

.(4.51

 

О

Ч

Ч

- JO.

 

 

 

и с

 

 

где

ТЭ

* R c )

- сопротивление нагрузки

пампьи

сэ о

сь + а с

 

 

а

 

 

 

 

Рис. 4.29

 

 

 

Эквивалентная схема (рис.4,30) в области верхних час­

тот

рассматриваемых схем аналогична схеме

реостатного

каска­

да

для верхних частот, поэтому и расчетные

соотношения,

по­

лученные ранее, годятся для расчета усилителей постоянного тока прямого усиления.