Файл: Терсин, В. Я. Радиоэлектроника и радиотехнические измерения учебник для школ техников ВМФ.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 102
Скачиваний: 0
Этим уравнением и определяется предел наибольшей мощности, которую можно получить на выходе усили теля.
Величина выходной мощности в любой момент вре мени определяется зависимостью
^ ° в ы х = = /(^ в х )-
Если |
зависимость выходного сигнала |
от входного яв |
||
ляется линейной, то выражение /3Вых= /(ЯВх) |
можно пе- |
|||
реписать |
в виде Рвых^КРвх, |
|
Р |
|
откуда К =-§**■. |
||||
Это |
отношение принято |
называть |
* ВХ |
|
коэффициентом |
||||
усиления, поскольку /(>1. |
|
|
|
|
Усилители классифицируются по типу используемого |
||||
в них усилительного элемента. Различают |
усилители |
|||
электронные (или ламповые), |
где в качестве усилитель |
|||
ного элемента используется электронная лампа, и уси лители полупроводниковые (или транзисторные), в ко торых в качестве активного элемента используется по лупроводниковый триод (транзистор). Электронные и полупроводниковые усилители могут быть усилителями высокой частоты (УВЧ), низкой частоты (УНЧ) или постоянного тока (УПТ).
Усилителями высокой частоты принято называть электронные и полупроводниковые усилители, в кото рых происходит усиление электрических колебаний в диапазоне частот выше 100 кГц вплоть до десятков и сотен мегагерц (МГц).
Усилители, предназначенные для усиления колеба ний с частотами выше 30 МГц, называются усилителями СВЧ (сверхвысокочастотными).
К числу усилителей низкой частоты обычно относятся такие, назначение которых— усиливать электрические колебания в пределах звукового диапазона частот от 40 Гц до 20 кГц.
Для оценки усилительных устройств обычно исполь зуются следующие основные показатели:
—коэффициент усиления;
—диапазон частот или полоса пропускания частот (частотная и амплитудная характеристики);
—величины частотных и нелинейных искажений.
75
Коэффициент усиления К является одним из важ нейших показателей работы усилителя.
Принято различать два значения коэффициента уси ления: коэффициент усиления напряжения и коэффи циент усиления мощности.
Коэффициент усиления напряжения численно равен отношению напряжения на выходе усилителя к напря
жению на |
входе усилителя: |
|
Цвь |
|
|
||
|
|
|
|
к-- |
|
|
|
|
|
|
|
|
и„ |
|
|
|
|
|
Коэффициент |
усиления |
|||
|
|
|
мощности равен |
отношению |
|||
|
|
|
мощности, |
получаемой на |
|||
|
|
|
выходе усилителя, к мощ |
||||
|
|
|
ности, |
подводимой |
к входу |
||
Рис. 6.2. Частотная характери |
усилителя: |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
стика |
усилителя: |
|
|
|
|
|
|
1 — идеальная; |
2 — реальная |
|
|
|
|
|
|
Диапазон |
частот, или |
полоса |
пропускания |
усили |
|||
теля, есть |
область частот, |
в пределах |
которой |
измене |
|||
ние коэффициента усиления не превышает допустимой величины. Допустимые изменения величины коэффи циента усиления обычно не превосходят 3 дБ.
Полоса пропускания усилителя определяется обла стью его применения. График, показывающий зависи мость коэффициента усиления любого усилителя от ча стоты, принято называть его амплитудно-частотной (или частотной) характеристикой (рис. 6.2).
Искажения, вносимые усилителем, есть изменение формы сигналов, возникающее в процессе их прохожде ния через каскады усилителя.
§ 2. Ламповые усилители низкой частоты
Для уяснения усилитёльного действия электронной лампы рассмотрим явления, происходящие в триоде
(рис. 6.3).
Изменение напряжения сетки, создаваемое генерато ром, вызывает соответствующее изменение анодного тока. Весь процесс, происходящий при этом, удобно проследить по графикам, характеризующим изменение
76
напряжения сетки и связанное с ним изменение анод ного тока.
Как видно из рис. 6.3, напряжение между управляю щей сеткой лампы и ее катодом ис в положительный
Рис. 6.3. Усилитель на электронной лампе |
|
полупериод входного сигнала равно нс тах — ~ |
+ ивх> |
а в его отрицательный полупериод —ис тах — — Ес— ивх.
Рис. 6.4. Диаграмма усилительного процесса
На рис. 6.4,6 дана анодно-сеточная характеристика триода.
77
Каждому значению напряжения сетки соответствует определенное значение анодного тока. Так, значению на пряжения сетки,равному —Ес (точки tu ts nts рис. 6.4,а), соответствует анодный ток, равный по величине га0; напря
жению |
истах |
(точка t2) — ток |
гашах ; напряжению |
ист1п |
(точка |
ti) —- ток iamin и т. д. |
|
|
|
Как видно из рис. 6.4, в, анодный ток изменяется по |
||||
величине, но |
не изменяется |
по направлению. |
Сле |
|
довательно, переменное напряжение, приложенное к входу схемы, вызывает появление пульсирующего анод ного тока.
Всякий пульсирующий ток состоит из двух слагае мых: переменной и постоянной. При работе триода в качестве усилителя маломощных колебаний главную роль играет переменная слагаемая пульсирующего анод ного тока.
В чем же конкретно заключается усилительное дей ствие триода? Маломощные источники переменного тока, включаемые на вход усилителя, развивают весьма малое напряжение. Мощность, создаваемая в сопро тивлениях нагрузки этими источниками, также очень мала.
Но если сопротивление нагрузки включить в анод ную цепь, а небольшое переменное напряжение, разви ваемое маломощным источником, включить между като дом и сеткой триода (рис. 6.4), то в результате процес сов, описанных выше, мощность, развиваемая на сопро тивлении, включенном в анодную цепь, будет значи тельно больше той мощности, которая могла быть полу чена в случае непосредственного включения сопротив
ления нагрузки на |
клеммы источника. |
С х е м ы УНЧ. |
Помимо разделения усилителей по |
целевому назначению их принято классифицировать также по характеру нагрузки и по способу включения их в электрические цепи усилительного элемента.
Так, например, для усилителей, работающих с элек тровакуумными приборами, применяется следующая классификация каскадов усиления низкой частоты:
а) реостатный усилительный каскад, или усилитель на сопротивлениях;
б) дроссельный усилительный каскад, или дроссель ный усилитель;
za
в) усилительный каскад с трансформатором, или трансформаторный усилитель.
Усилителем на сопротивлениях принято называть усилитель, в котором в качестве нагрузки используется активное сопротивление, включенное в анодную цепь лампы. Принципиальная схема усилителя на сопротив лениях изображена на рис. 6.5.
Усиление сигнала в данном усилителе происходит за
счет |
использования |
усилительного элемента |
лампы. |
|||
С возрастанием |
анодного |
тока |
увеличивается |
падение |
||
напряжения на |
сопротив |
|
|
|
||
лении анодной |
нагрузки, |
|
|
|
||
что приводит к уменьше |
|
|
|
|||
нию напряжения на ано |
|
|
|
|||
де |
лампы, поэтому |
при |
|
|
|
|
максимальном |
напряже |
|
|
|
||
нии |
на сетке лампы на |
|
|
|
||
пряжение на аноде будет |
|
|
|
|||
минимальным и, наобо |
Рис. |
6.5. Усилитель на резисторах |
||||
рот, |
минимальному |
на |
||||
пряжению на сетке лам |
|
напряжение на |
аноде |
|||
пы |
соответствует наибольшее |
|||||
лампы. |
|
|
|
|
|
|
Переменное напряжение на аноде лампы оказывает ся сдвинутым по фазе относительно переменного напря жения на сетке на 180°. Возникающее на сопротивле нии анодной нагрузки переменное напряжение через разделительный конденсатор Сд подается на сетку лам пы последующего каскада.
Конденсатор Сд позволяет оградить сетку лампы от попадания на нее постоянного напряжения с анодной нагрузки. предыдущего каскада и называется раздели тельным.
Сопротивление /?д называется сопротивлением утеч ки. Оно служит для стекания электронов на катод и подачи на сетку отрицательного смещения.
Коэффициент усиления реостатного каскада по на
пряжению определяется |
по формуле |
||
|
к = |
ив |
|
|
ив |
||
где |
Нвых — напряжение |
на |
выходе, a UBX— напряже |
ние |
на входе. |
|
|
79