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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.07.2024

Просмотров: 128

Скачиваний: 0

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

Поэтому э. д. с. эквивалентного источника

 

£вых = ТСхх'Ивх-

(1-35)

Следовательно, ламповый каскад с точки зрения эффекта, со­ здаваемого в нагрузочном сопротивлении, можно рассматри­

вать

как активный двухполюсник,

вырабатывающий

э.

д. с.

-Евых,

с последовательно

включенным

сопротивлением

RBых

(рис.

9). Необходимо иметь в виду,

что формула (1-35)

спра­

ведлива, если величина

ивх не зависит

от изменения

нагрузки

на каскад. Для лампы, работающей при отрицательном смеще­ нии сетки, обычно можно пренебречь сеточным током и считать сопротивление между сеткой и катодом бесконечно большим. Тогда величина мвх будет определяться только состоянием вход­

ной цепи лампы и окажется одинаковой

для нагрузочного' ре­

жима и режима холостого хода.

параметр,

позволяю­

Выходное

сопротивление — важный

щий оценить,

насколько сильно зависит

выходное

напряжение

или выходной ток от величины нагрузочного сопротивления. Иначе говоря, по выходному сопротивлению оценивается ре­ акция каскада на изменение нагрузки.

По уравнениям анодного тока легко получать эквивалент­ ные схемы каскадов. Например, для схемы рис. 6 на основании (1-14) эквивалентная схема будет представлена рис. 10. По такой схеме нетрудно рассчитать выходное сопротивление. Для этого отключают нагрузочное сопротивление RB (или про­ сто считают, что RK=oo). Для придания пассивности схеме при­ нимают, что |л-иВх=0. Затем рассчитывают сопротивление меж­ ду выходными зажимами.

R ВЫХ —

R j - R а

(1-36)

Ri -Ь Rа

 

Согласно (1-18) коэффициент усиления напряжения

в режиме

холостого хода равен

 

 

/ С х х =

Р - R а

(1-37)

R і + Ra

Тогда эквивалентная схема выхода каскада будет

такой, как

на рис. 11.

Получим также формулу для расчета выходного сопротивле­ ния катодного повторителя (рис. 7). На основании (1-30) экви­ валентная схема каскада имеет вид, представленный рис. 12, а. Но этой схемой нельзя воспользоваться для определения выход­

ного сопротивления, так как выход каскада на ней

показан в

неявном виде. Преобразовав

(1-30) к виду

 

 

 

ц

 

 

 

,

_

1 +

ц 'Ыох

(1-38)

^

“

_ * і_

,

п

 

 

 

1 + (X +

Нп экв

 

15

Чыі Чья

Рис.

9.

Эквивалентная

 

 

 

 

 

 

 

 

схема

выхода

каскада.

 

 

 

 

 

 

 

 

---- ------ 0-----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пяі

!к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- . Ч ь я

 

Рис.

10. Эквива­

 

 

 

 

 

 

i.

 

 

лентная

схема

для

 

 

 

.

 

 

І

Ш

~ Ч ь я * Ч

 

определения

вы­

 

 

 

Ч

‘Ч

 

 

 

 

ходного

сопротив­

 

 

Чья' 'Ri+R/tlly)

 

 

 

ления

каскада

с

 

 

 

_ M W to

 

ЛПЧья

Чья~^ш’Чш

общим

катодом.

 

 

Оч>

 

 

 

 

 

 

 

І м

RrR«-lt*Ml

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

12.

Эквивалентные

схемы выхода ка­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тодного повторителя.

 

 

 

 

 

 

 

получаем

эквивалентную

схему

 

 

 

 

 

 

рис. 12,

б.

Отключив

/?„ и приняв

 

 

 

 

 

 

э. д. с.

источника,

равной

нулю,

Рис.

11.

Эквивалентная

схема

найдем

выходное

 

сопротивление

выхода каскада с общим като­

как

сопротивление

между

выход­

 

 

дом.

 

 

ными зажимами

 

 

 

 

 

 

R K

R i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л?ВЫХ --

1

+ (J*

R K - R I

 

R K

 

 

(1-39)

 

 

~ R T

R i +

 

 

+

1 + S ' R K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R K +

1

~b

 

 

 

 

 

 

 

 

Эквивалентная схема выхода изображена на рис. 12, в.

Можно рекомендовать и другой способ определения выход­ ного сопротивления. Из рис. 9 следует, что

^DblX =

Чвых ~Ь Гных-/^ вых =

Ивых -f-

 

 

ИвЫХ

г-.

„

/ і ,

R вых

(1-40)

+

R и ■R ,

— Ивых ^l +

Rn

 

Учитывая (1-35), получим

« о ы х - ( 1 + ^ ~ ) = І і в х - К х х

16

или

 

 

R вых

 

к ™

 

 

 

(1-41)

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве примера определим по (1-41)

выходное

 

сопро­

тивление для схемы рис. 6 при

отключенном

 

конденсаторе С к -

Имея в виду (1-26) и получив

 

 

 

 

 

 

 

/ С х х

=

________V-'Rü_______

 

 

 

 

 

 

R t Ra + R K (1 + t*-)

 

 

 

 

найдем по (1-41)

 

 

 

 

 

Rа '

i + (1 4~ (-Q^?к]

 

 

 

 

п

— р

.1 ^~хх _ И

 

Ra

•

(1-42)

'Л вых — ДИ

I ^

Ri + Ra +

(1 + Ji)-/?K

 

Ra

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R i

 

 

 

 

 

 

 

1 +

1 + S . Я к

 

 

 

Аналогично для каскада с общей сеткой на рис. 8 по (1-34)

и (1-41) можно найти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я а’ [Я / +

(1 + і-О'Як]

Ra

 

(1-43)

 

 

Я і + Я а + (1 + и ) ' Я к

 

 

 

 

Ra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ri

 

 

 

 

 

 

 

1

+

S - R 'K

 

 

1—5. Расчет входного сопротивления

Для не очень высоких частот междуэлектродные емкости лампы можно не учитывать. Если считать также, что лампа бу­ дет работать при отрицательном смещении сетки и пренебречь сеточным током, то можно принять сопротивление между сеткой

икатодом, равным бесконечности.

Сучетом таких допущений для обычного каскада на рис. 6

входное сопротивление равно Rc-

Для катодного повторителя рис. 7 входное сопротивление за­ висит от соотношения между R'Kи R"к. В этом легко убедиться. Составим уравнение для сеточного контура

£>’

 

^DX = iflX'T?с + #ВЫХ уг~ •

(1-44)

ЛК

 

Второе слагаемое в правой части учитывает падение напряже­ ния на R"к. Влиянием на величину этого падения некоторой доли входного тока, проходящей через R'K, пренебрегаем.

Из (1-44)

ИвХ-- иВЫХ'

Лк

(1-45)

 

Я к

Wz

 

 

 

2—4468

 

17

Тогда

*«=ёг-—

( М 6 >

1 - к

- ъ

 

где К — коэффициент усиления напряжения

катодного повто­

рителя.

то из

(1-46) следует, что,

Поскольку К не превышает единицы,

варьируя значение R"i{ от 0 до Як, можно получать входное соп­ ротивление в пределах от R c до R c/ 1—К. При значении К, близ­ ком к единице, входное сопротивление катодного повторителя во много раз превосходит величину R c .

Для каскада с общей сеткой на рис. 8 входное

сопротивле­

ние можно найти, применив к узлу на границе между R ' K и R " K

первый закон Кирхгофа

 

#ВX

(1-47)

= іа~ +

Второе слагаемое в правой части выражает ток через R"K. Причем предполагается, что сопротивление конденсатора С\ значительно меньше величины R"lb и поэтому входное напряже­ ние целиком прикладывается к R"1{.

С учетом (1-33) из (1-47), получим

7?вх =

£вх

WDX

 

 

1

г - (1-48)

 

 

 

1

 

 

я ;

 

 

 

// “Ь n

 

 

R i

R H экв

(

Як

 

 

 

1+ [j.

+ 1+ ц

+ R K \1 -~ R J

При ц » 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1_______

 

(1-49)

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

Rn экв R і

..

 

 

1 + S - R к +

Як

 

 

S - R K

R K

R K

1—6. Расчет усилителей постоянного тока

В [6] приводятся без вывода формулы для расчета целого ряда усилителей постоянного тока, построенных по балансным схемам. На практике многообразие схем не исчерпывается рас­ смотренными в [6]. Кроме того, более правильно и обоснованно выбрать и рассчитать схемы можно, лишь зная происхождение расчетных формул. На примере одного из балансных каска­ дов — симметричного параллельно-балансного с общим сопро­ тивлением автоматического смещения (рис. 13) — покажем,

18

как легко получить расчетные формулы

 

 

 

 

на

основании

метода

эквивалентных

]/fff

uÖbtx

Ra1

схем.

Освоив

принцип,

в

дальнейшем

■1-----l= j----- r

читатель

сможет

самостоятельно

ана­

j

Rn

=

лизировать и рассчитывать и многие дру­

ГІ

 

 

 

гие

схемы усилителей

постоянного

то­

 

 

 

ка, встречающиеся на практике.

 

 

 

\

 

Допустим,

что

uDX=

0. Тогда с

уче­

», ""öl"''«.

том

симметричности схемы

пВых также

 

 

 

 

равняется

0, и Ru пока не

проявляется

-0

0-

 

как нагрузочное сопротивление. В этих

 

и6х

 

 

условиях для любой из половин лампы

 

 

 

контурное уравнение анодной цепи

 

Рис. 13.

Схема

симмет­

и

п — U *

— l o a ' R l

— I oa' R a — 2 - / оа- /?к —

ричного

параллельно-ба-

лаисного

каскада.

 

 

- 2 ^ - / oa-RK= 0.

 

(1-50)

 

 

 

 

 

 

 

В уравнении учтено, что через резистор R K проходят токи покоя обеих половин лампы, т. е. ток, равный 2/оа.

Из (1-50)

Un — U *

(1-51)

R I + Ra + 2RK (1 + ц)

 

О"*M L №

“Ф№і„.Ф

2ft„

леитные схемы симметричного па­ раллельно-баланс­ ного каскада.

тогда

U ос — 2 / o a ' R n

=

 

Un — u*

(1-52)

Ri +

R a

+ 1 + ц

 

 

 

2RK

 

и, следовательно, резистор R K может быть вы-

бран по формуле 1

 

 

 

 

г)

_

 

R і

+ Rn

 

(1-53)

J\

к —

(Un— u *

' 1 —

(X

 

 

I

Uoc

 

 

 

 

 

 

 

 

Теперь подадим на вход

напряжение иВх-

В сеточный контур каждой из половин лампы

введется

напряжение 0,5«Вх-

Если

принять,

что для

левой половины оно

будет

положи­

тельным, то для правой окажется отрицатель­ ным. В результате анодный ток левой поло­ вины лампы возрастет, правой — на столько же уменьшится. Падение напряжения на ре­

зисторе RK не изменится.

С учетом

всего это­

го эквивалентная схема

усилителя

для

пе­

ременных

составляющих

будет представлена

рис. 14, а,

а после операций свертывания —

рис. 14, б или 14, в.

 

,

 

Из рис. 14, б следует, что

 

1

 

(X- Ивх • R a • R n

 

 

(1-54)

^ВЫХ -- 2Ra-Ri + Ri-Rn +

Ra-Rn

 

 

 

r s c . публичная

иаучногѳхнч .e Чг*я

oköjH-roförta C C i . p

3 К F fv{П f! C? n

Смотрите также файлы