Файл: Боровиков, А. И. Усилители электрических сигналов в вопросах о ответах учеб. пособие для студентов РИСХМа специальностей 0636, 0501, 0502, 0504, 0509, 0531 и 0536.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 98

Скачиваний: 0

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

Вторичные обмотки входного трансформатора присоедине­

ны так, что

на базы Транзисторов

Т1

и Т2 подаются про­

тивофазные

напряжения

входного сигнала

(к базе Т1

присое­

динен вывод

без точки

, а к базе

Т2 -

с точкой)

(см,

рис. 90). Это приводит к тому, что

транзисторы ТТ

и Т2

при действии входного сигнала будут поочередно открываться и закрываться на каждом полупериоде сигнала. Пусть, на­ пример, на положительных полупериодах (плюс на выводах с точкой) всегда открывается транзистор Т1 и закрывается транзистор Т2, а на отрицательных полупериодах открыва - ется Т2 и закрывается Т1.

Теперь через открывающиеся транзисторы будут проте - кать токи от той половины вторичных обмоток сетевого трансформатора, фаза напряжения которого в данный момент совпадает с фазой входного сигнала. Входной сигнал имеет ту же частоту, что и сетевое напряжение.

Если, например, на положительной полуволне сетевого напряжения появляется плюс на выводах с точкой, то через открытый в этот момент транзистор Т1 потечет ток от ле­ вой половины обмотки П (см. рис. 90) (через Rhi , Т1эк На отрицательной полуволне сетевого напряжения через от­ крытый транзистор Т2 потечет ток от левой половины об­

мотки Ш (через . ДЗ , R«., TZL

).

Следовательно, для такого

сочетания фаз входного и се­

тевого напряжений при действии входного сигнала токи от

обоих полупериодов проходят через нагрузку

Rhi

.

При

перемене фаз входного сигнала на 180 транзистор

Т1

бу -

дет открываться на отрицательной полуволне и закрываться

на положительной полуволне, а транзистор Т2 -

наоборот.

В этом случае через открытые транзисторы Т1 и Т2,

диоды Д2 « Д4

и нагрузку теперь уже

(?нг

будут

протекать токи от правых половин обмоток сетевого

транс­

форматора (от обоих полупериодов напряжения).

 

 

Таким образом,

в зависимости от фазы входного напря­

жения ток двухполупериодного выпрямителя будет протекать

либо через нагрузку

Rh

■ либо через нагрузку Rhz

Прохождение тока через нагрузку

Rhi (например,

129



через обмотку

возбуждения

серводвигателя) соответствует

ходу

'вперед',

а прохождение тока через нагрузку

Rtu

-

ходу

'назад",

электропривод реверсирует .

 

 

 

 

При отсутствии

сигнала оба

транзистора

одинаково

от- ■

крыты.

Через

нагрузки

Rm

и

Кнг.

проходят

оди­

наковые

токи,

их действия

компенсируют друг друга

и

 

электропривод

не работает.

 

 

 

 

 

 

 

На резисторы

R,

и

R^

могут

подаваться

напряжения от корректирующих цепей или цепей обратной свя­ зи.

98. ЧТО ТАКОЕ УСИЛИТЕЛЬ

Усилители постоянного то-

ПОСТОЯННОГО ТОКА И ЕГО

ка (УПТ) предназначены

ЗНАЧЕНИЕ ?

для усиления сигналов

 

постоянного тока, т. е.

 

сигналов, медленно изме­

няющихся во времени по произвольному закону как по вели­ чине, так и по направлению. Следовательно, усилитель по­ стоянного тока может в равной мере усиливать как сигналы с нулевой частотой (сигналы постоянного тока),так и сигна-. лы переменного тока. Полоса пропускания частот УПТ доста­

точно

широка,

она ограничивается лишь на верхних частотах,

когда

начинает

сказываться влияние паразитных емкостей

электронных ламп и монтажа.

В области нижних частот частотная характеристика УПТ простирается до нуля герц.

Обычно возникает необходимость усиления сигналов в форме очень малых медленно изменяющихся напряжений по­

стоянного тока, например, усиление

термоэдс термопар

или усиление

маломощных биотоков,

ЭДС пьезодатчиков и

т. д.

 

 

 

 

Усиление всех этих и подобных им

сигналов осуществля­

ется, главным образом, в целях повышения мощности их

воздействия на различные исполнительные механизмы

(из­

мерительные приборы, электромагниты,

золотников ,

реле

и т. д. ).

 

 

 

 

Основной

характерной чертой УПТ является отсутствие

во входных,

выходных целях и межкаскадных связях раздели­

130


тельных конденсаторов или трансформаторов. Все связи в усилителях постоянного тока выполняются гальваническими; т .е . через такие цепи, которые передают потенциалы посто­ янного тока. Эти связи обычно осуществляются посредством различных резисторов.

Наличие гальванических связей между каскадами УПТ значительно усложняет задачу задания и стабилизации уста­ новленных режимов работы электронных ламп или транзисто­ ров, что обусловливает работу этих усилителей.

Для получения заданного напряжения смещения на сетках ламп приходится компенсировать или уравновешивать (за счет дополнительных источников питания) постоянные составляю - щие анодных напряжений ламп.

Всякие изменения параметров элементов, входящих в схе­ му УПТ и участвующих в компенсации или уравновешивании напряжений постоянных составляющих, приводит к расстройст­ вам установленного режима работы и появлению так называе­ мого "дрейфа нуля".

При отсутствии входного сигнала в случае расстройки ре­ жима на выходе появляется некоторое напряжение постоянно­ го тока, которое со временем увеличивается (дрейфует). На­ стройка нуля нарушается, это явление и называют дрейфом нуля.

Дрейф нуля один из наиболее характерных и важных не­

достатков УПТ.

Кроме того, необходимость применения до­

полнительных источников питания и делителей напряжения в

значительной мере удорожает стоимость усилителя. В борь­

бе за снижение

дрейфа нуля приходится еще больше услож­

нять схему

УПТ

и увеличивать его

и без того высокую

стоимость.

Устройство и принцип действия усилителей посто­

янного тока

будут описаны ниже.

 

99. КАК КРАТКО КЛАССИФИЦИ-

По своему устройству

РУЮТСЯ УСИЛИТЕЛИ ДОСТОЯН-

усилители постоянного

НОГО ТОКА

?

тока ( УПТ) разделяют­

 

 

 

 

ся на два вида:

а)

усилители

постоянного тока прямого усиления, у кото­

рых сигнал постоянного тока, подлежащий усилению непосред—

131


ственно последовательно, воздействует на усилительные эле­ менты, усиливая это воздействие от каскада к каскаду. Та - кие усилители обладают значительным дрейфом нуля ;

б) усилители с преобразованием, где сигналы постоянно­ го тока предварительно преобразуются в пропорциональные сигналы переменного тока той или иной частоты^ и усиление ведется усилителем переменного тока.

В зависимости от конструкции схемы усилители прямого усиления подразделяются на :

а) УПТ с делителем напряжения, где анодные напряжения и напряжения смещения сеток для каждой лампы каскада сни­ маются с определенных участков многоступенчатого делителя напряжения, подключенного в источнику анодного пит .кия.

Величина напряжения этого источника зависит от числа каска­

дов vcm. п. 1 0 1 ):

 

 

 

б) потенциометрические усилители,

у которых,

независи­

мо от количества каскадов, имеются только два источника

питания с электродвижущими силами

Еа-

и

Ес соот­

ветственно для анодного и сеточного питания;

 

 

в) балансные, или мостовые, усилители постоянного тока (параллельно-балансные и последовательно-балансные усили -

•гели).

Усилители постоянного тока с преобразованием могут от­ личаться друг от друга типом модулятора, например, с вифопреиоразователем, транзисторным модулятором и т. д. видом усилителя переменного тока, например, с резонансным усили­ телем или апериодическим усилителем; по роду выходного сигнала, например, с выходным напряжением переменного то­ ка (наиболее частый вариант; или выходным напряжением по­ стоянного тока и т. д.

132

100. ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ УСИДИ-

Апериодический уси-

ТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ

литель предназначен

АПЕРИОДИЧЕСКОГО УСИЛИТЕЛЯ?

Для усиления слабых

 

сигналов переменное

 

тока, частота которых

может изменяться в пределах от 100 до 20000 гц (полоса про­ пускания усилителя). Через каскады такого усилителя должны проходить сигналь' только переменного тока, поэтому в депях этих усилителей установлены разделительные элементы (кон­ денсаторы или трансформаторы), не пропускающие постоянные составляющие анодного напряжения. По этой причине алерио - дический усилитель не может усиливать сигналы постоянного тока.

В усилителях постоянного тока прямого усиления раздели­ тельные конденсаторы или трансформаторы отсутствуют и кас­ кады между собой связаны гальванически. Наличие гальвани­ ческих связей - главная отличительная особенность усилите - лей постоянного тока прямого усиления.

Гальванические связи в цепях УПТ приводят к необходи - мости уравновешивания или компенсации постоянных составля­ ющих напряжения источника питания, так как непосредственно отделить сигнал постоянного тока от постоянной составляющей анодного напряжения невозможно.

Всякое нарушение условий уравновешивания приводит к по­ явлению дрейфа нуля.

Дрейф нуля - обязательно сопутствующий усилителю посто­ янного тока - является его следующей отличительной особен­ ностью. Апериодический усилитель усиливает сигналы только переменных токов, поэтому он дрейфом нуля не обладает.

Усилитель постоянного^ тока в отличие от апериодического может усиливать как сигналы постоянного тока, так и сигна - лы переменных токов и поэтому является более универсаль - ным. Полоса пропускания УПТ достаточно широка. Частотная характеристика УПТ не имеет завала в области нижних часто! вплоть до нуля герц.

В области верхних частот, как и у апериодического усили­ теля, частотная характеристика ограничивается влиянием па -

133