Файл: Ульянов О.И. Инженерные методы расчета ламповых и транзисторных схем.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.07.2024

Просмотров: 129

Скачиваний: 0

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

В таком виде его можно считать контурным уравнением, со­ ставленным на основе второго закона Кирхгофа для анодного контура лампы. Очевидно, что контурные уравнения можно за­ писывать и отдельно для постоянных и переменных составляю­ щих. Для схемы рис. 3 они соответственно имеют вид

+ R i ) - v - U x = 0

(1-Ю)

и

 

Р-.Ивх— h ~ - ( R n + R i ) = 0 .

( 1 - 1 1 )

В заключение отметим, что овладеть рассматриваемым мето­ дом расчета — это значит суметь, прежде всего, для любой кон­ кретной схемы составить уравнение анодного тока или контур­ ное.

В следующих параграфах рассматриваются некоторые прак­ тические примеры использования метода для расчета конкрет­ ных схем. Они помогут читателю самостоятельно применять метод при разнообразных расчетах. Кроме того, эти примеры покажут, как широк круг практических вопросов, решаемых на основе этого метода.

1—3. Применение метода для расчета ламповых схем

Схема обычного усилительного каскада с общим катодом

Допустим, требуется рассчитать каскад, собранный по схе­ ме рис. 6. Составим уравнение для анодного контура

U п — U * [Ь- U о с - г ^ 'й п х

£ а~"/?нэкв

i a ~ ' R l

 

l o a ' R i I o a' R a — / о а , ^?к =

0>

(1 " 1 2 )

где

 

 

 

 

 

n

Ra-Ra

 

 

 

 

Ra + R и •

 

 

При составлении уравнения считаем, что сопротивления

кон­

денсаторов Сев и

С„ несоизмеримо малы по сравнению

с со­

противлениями соответственно Ru и RK.

Следует внимательно учитывать, через какие элементы схе­ мы идет весь ток Д—Д>а+іа~м а также та или другая из его составляющих. В данном случае составляющая /оа проходит через Ra. и Riit а іа~ — через Ск и Rnэкв.

10


Ru

За счет постоянной составляющей на

создается

падение

напряжения

UOC— IOSL'RR,

действующее

в

сеточном

контуре как напряжение

смещения сет­

ки.

Следует

обратить

внимание,

что

действие падения

напряжения

70а. RK на

сетку

учтено

в

уравнении

членом

|я-£/ос=

М'-/оа-7?к. Но

в

уравнение входит

также

член

/ оа-7?к,

учитывающий,

что

часть напряжения Un расходуется на па­ дение напряжения на резисторе RK. Ре­ зистор RK включен одновременно и в сеточный и анодный контуры.

По (1-12) получим

Рис. 6. Схема обыч­ ного усилительного каскада (с общим ка­ тодом).

 

 

U n - U *

 

(1-13)

 

Ri + Ra +

(1 +

и )-/? к

 

 

 

fJ-*Цвх

 

(1-14)

 

 

Ri +

R H экв

 

 

 

Из (1-13) следует, что

 

 

 

 

 

£7ос =

/оа ‘ R к =

 

U n - и *

(1-15)

Rl + Ra

+ 1 + |А

 

 

R K

 

 

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

п

_

Rl 4* Ra

 

( М б )

Ңк ~ Un —

U*

 

 

1

(-1,

 

 

тт

 

 

и

ос

 

 

 

По (1-16) можно определить значение RK, необходимое для получения требуемого напряжения смещения Uoc при данных напряжении питания Нц, нагрузочном сопротивлении Р а и па­ раметрах лампы Ri и |.і.

По (1-14) находим

, ,

 

,

n

 

И вх • R n э к в

 

(1-17)

^ВЫХ

 

Д н ЭКВ — “

~

>

 

 

 

 

д

/ + R H экв

 

 

откуда коэффициент

усиления

напряжения

 

 

 

 

&ВЫХ

P-'Rн экв

 

(1-18)

 

К

= Нвх

R i + R иэкв

 

 

 

 

коэффициент усиления тока

 

 

 

 

ІІВЫХ

 

 

R H экв R с

 

 

К і =

R H

_

rj- R c

 

 

(1-19)

 

ц°* “

Я'Rn

(Ri 4* /?иэкв)*/?н

 

R с

ll


коэффициент усиления мощности

Кр = К -К і = К 2-— =

|J-2- /?„ экв .

(1-20)

р

Rn

(Ri + RnsKB 2-Rn

При работе усилителя в режиме класса А максимум ам­ плитуды Uвхм.-шс не должен превышать такого значения, при котором нарушится условие іл~. ыакс^/оаИначе усилитель начнет работать с отсечкой анодного тока. С учетом (1-13) и (1-14) получим

(■i-t/вх макс

 

U n - u »

 

R і Rn эко

Ri 4- Rn 4- (1 4- (-0 Rк

 

или

(Uп — U*) (Rі + ^?н экв)

 

Uвх макс

( 1-21)

Ц[/?і + ^?а + (1 + (а) /?к]

 

 

Схема каскада с последовательной обратной связью по току

Представим, что в схеме рис. 6 изъят конденсатор С„. Тогда уравнение анодного контура (1-12) примет вид

U n Д * Іа' R і

Ій' R K [^' Іа’ Rn

Ru эко

I ол' Ra Т |А■Мвх —0,

 

и, значит,

Un —u*

 

7па —

 

Ri + Rа + (1 + iR'Rк

 

_______Ц'Црх_______

Іа~ Ri + Rи эко + (1+ и)• Rк

R к =

Ri 4- Ra

Un — U*

 

Uос

1 — |А

 

Rn экв

к =

 

R і + Ru экв + R к (1 + и)

Для режима класса А

( 1-22)

(1-23)

(1-24)

(1-25)

(1-26)

 

(Uп —U*) ■[/?/+ Ru экв 4-Як(1 4" ц)]

. (1-27)

и „X,

 

 

+ И)]

 

|А•[■/?/ + Ла + Лк‘ (1

 

В частном

случае, когда U*<^Un

(что

обычно справедливо

для триода)

и при R„ = оо

 

 

 

 

 

UB

_

Un

 

(1-28)

 

 

ІС _

и '

 

 

12


Схема катодного повторителя

Главное здесь — не выбор той или иной конкретной схемы для очередного примера и не определение ее свойств, а усвое­ ние принципа составления контурного уравнения и получение таким образом «ключей» к анализу и расчету любой схемы. Поэтому, прежде чем перейти к дальнейшему рассмотрению материала, рекомендуем самостоятельно составить контурные уравнения для схем на рис. 7 и 8 и затем сравнить результаты с нижеследующим.

Для катодного повторителя на рис. 7 уравнение анодного контура

U п — U * Іа' R I

і а ~ ' R. и эк в

Л)а ‘(Т?к т

/?к)

р ' / о а ' 7?к

р

І а ~ ' 7?н экв

вх =

О,

где

 

 

 

 

 

 

_

#н- (#к +

*к )

 

 

 

 

Ru -Ь ÄK+ RK

 

 

Тогда

U n - U *

/па —

Ri + ÄK+ RK-(l +

t а~ — _______ [J-’ U ox_______

Ri + Rn экв’(1 "b Iх)

{j- R H э к в

к =

Ri + Ä H э к в *(1 t1)

(1-29)

( 1 - 3 0 )

(1-31)

Следует обратить внимание на то, что для любой схемы по выражениям /оа и іа~ легко составить соответствующие экви­ валентные схемы, подобные изображенным на рис. 4 и 5.

Рис. 7. Схема катодного

Рис. 8. Схема каскада с

повторителя.

общей сеткой.

13


Схема каскада с общей сеткой

Рассмотрим

каскад с

общей сеткой (рис.

8).

Контурное

уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

U а U *

1 oa’ Ra

Л > а ' R і

' f oa' R к

' / о а ' R K " Ь Іа~' Rn э к а " Ь

+

£а—'

і +

Іа-*-' R n

+

(A‘ta^.-/?K —

W-вх — ^

Mnx

0i

откуда

 

Un — U*

 

 

R i +

Ra + (1 + i-O(/?K+ ^?K)

 

(1 + И-) Ирх__________ __________(1 + (J-)-Unx

 

 

I a ~ =

 

 

( -а

Ri + Rn аки + R K-(1 + [-О

R І + R H ЭКВ + ÄK(1 + (A)

 

ia~-Rn ЭКВ

_____(1 + p.) -RHЭКВ____

K =

R i + R H э к в + ^?K ' C

+

(*)

 

 

R H э к в

 

 

 

R K

 

 

Ri

Ra !

R *

 

(1 + P ) - R K

(1 +

R K

 

(1-32)

; (1-33)

(1-34)

Прочие расчетные формулы выводить не будем, предостав­ ляя это сделать самому читателю.

1—4. Расчет выходного сопротивления

Для уяснения смысла выходного сопротивления усилитель­ ного каскада надо представить последний источником выходно­ го сигнала, подаваемого на нагрузочное сопротивление. Отно­ сительно нагрузочного сопротивления схема может рассмат­ риваться как некоторый источник, обладающий внутренним со­ противлением. Выходное и внутреннее сопротивления в данном случае — тождественные понятия.

Согласно теореме об эквивалентном источнике напряжения ток на выходе цепи не изменится, если эту цепь заменить эк­ вивалентным источником напряжения. Э. д. с. последнего дол­ жна быть равна напряжению холостого хода на выходе, а внутреннее сопротивление — сопротивлению пассивной цепи между выходными зажимами при разомкнутой цепи нагрузки.

Напряжение холостого хода на выходе усилительного кас­ када находится как произведение коэффициента усиления в режиме холостого хода и величины входного сигнала.

14