Файл: Фрер Ф. Введение в электронную технику регулирования.pdf

Усилитель является звеном комплексного характера, уравнение которого в общем случае является дифферен­ циальным уравнением высшего порядка. Это звено дей­ ствует так, что с возрастанием частоты сдвиг фаз меж­ ду выходным и входным сигналами возрастает во все большей степени. В диапазоне частот, в котором коэф­ фициент усиления больше единицы, усилитель можно приближенно представить как инерционное звено 1-го порядка.

Рис. 29. Частотные характеристики усилителя регу­ лятора.

Тогда комплексную передаточную функцию усилите­

эквивалентная постоянная времени усилителя как инер­ ционного звена.

55

нин) фазовый сдвиг равен нулю и действительный коэф­ фициент усиления равен Ку (рис. 29).

Вводя понятие комплексного выходного сопротивле­ ния ZBLIX, МОЖНО на основании изложенного определить следующие характерные величины для усилителя в его

Символ А перед величинами токов и напряжений учитывает возможные нелинейности, которыми для управляемой области в общем случае, естественно, при­ ходится пренебрегать. Точно так же часто интересуются не комплексными величинами, а лишь вещественными их значениями, так как обычно рассматривают устано­ вившиеся процессы или область весьма малых частот.

56

В этих случаях частота, при которой коэффициент усиления равен единице, намного превышает максималь­ ную частоту рабочей полосы.

Статические свойства четырехполюсника «усилитель ре­ гулятора».

Для установившегося состояния по окончании процесса регулирования важно знать, насколько точно усилитель регулятора может отработать сигнал . рассогласования. Поэтому при рассмотрении вопросов, связанных с точ­ ностью, статические свойства усилителя выдвигаются на первый план.

Рис. 30. Схема подключения усилителя регулятора с короткозамкнутым (о) и разомкнутым (б) входом.

Современный полупроводниковый регулирующий уси­ литель обычно имеет на своем симметричном входе в ка­ честве усилительных элементов два транзистора, кото­ рые никогда не обладают абсолютно идентичными пара­ метрами. Поэтому и характеристики входов Еі и Е2 все­ гда несколько различаются, так что в случае £ / в х = 0 (короткозамкнутые входные зажимы) выходное напря­

Ri и Ль обеспечивающими большой коэффициент деле­

57

ным сопротивлением усилителя Rax- Если установить напряжение питания делителя U'BX таким, чтобы выход­ ное напряжение было равно нулю, то входное напря­ жение усилителя будет равно напряжению нулевой точ­ ки (напряжению смещения нуля) £/в х 0 :

1 + Rt + Л«

Вторая, более простая схема измерения показана на рис. 32,а, из которого следует, что в данном случае вход­ ное напряжение равно выходному. Но тогда

Отдельно определяется ток смещения нуля /в х о для характеристики —VBUIX = f (Івк) (рис. 31,6).

При подаче на вход усилителя сигнала от источника напряжения U'BX через сопротивление R& значительно

Рис. 31. Статические характеристики усилителя.

Рис. 32. Схемы определения Unxo (а) и / в ю (б).

58

большее входного сопротивления /?п х (рис. 32,6"), баланс токов на сопротивлении RBX достигается при условии

/ в х = ^вхО = IV'BX/^?3-

Исходя из изложенного, для входа усилителя можно составить схему замещения, изображенную на рис. 33,а, где последовательно со входным сопротивлением вклю­ чен эквивалентный источник напряжения /7п х 0 , а парал­ лельно этой цепочке — эквивалентный независимый ис-

Рнс. 33. Схемы замещения входной цепи усилителя.

точник тока / в х 0 - Такой подход применим, когда можно зажим Е2 усилителя непосредственно соединить с «нуле­ вой» шиной М. Если же это соединение отсутствует, то в схему замещения следует ввести второй источник тока

(рис. 33,6).

Этот второй вариант используют тогда, когда считают зажим Еі соеди­ ненным с общей шиной через сопротивление, рав­ ное, например, сопротив­ лению утечки всей схемы, приведенной, ко входу Е[. В .этом случае возраста­ ют токи 'покоя обоих входных транзисторов,

вследствие чего ток смещения нуля, равный разности входных токов при (7 В ых=0, меньше, чем входной ток покоя каждого из входных транзисторов. Его измерение ведут таким же образом, но вход питают через два оди-

59