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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 93

Скачиваний: 0

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

Для получения заданного .напряжения смещения, например,

на сетке Л2, необходимо, чтобы

Uco = Зп Rm - Ес.,

Подставляя значения

 

Зл

и производя простые

преобразования,

получаем

 

 

 

 

 

R iu -

 

Rci( Ec *" Uco)

где

Ro-

(JUQ

Ea-Uoo(l+-fc)

 

 

 

 

Jao

 

 

 

 

С другой стороны, последовательно включенные источ -

ники питания

£а

и

£с.

нагружены цепью Ra ,

Rm

и

Rnt;

и можно написать

 

 

Еа.+ Ес = ( 3ao +-7n)Ro + Jn(Rm +Rm) -

Откуда

 

 

 

 

Ra(iloo -

Uco)

 

 

 

 

 

Ea- (Jao(I + Ra/(?o)

Полученные формулы позволяют рассчитывать величины сопротивлений потенциометров для получения заданных зна­ чений напряжения смещения каждой лампы.

Потенциометр на выходе последующего каскада должен полностью компенсировать постоянную составляющую послед­

ней лампы таким образом,

чтобы при

 

U«x *

0

было

бы равно нулю и выходное

напряжение

Uinix ,

т. е.

Ес •

 

 

величин

Rm

и

R<u

для

Поэтому при определения

этдаго потенциометра

необходимо положить

Uco — О,

тогда:

 

 

 

 

 

 

 

Ua*> Kci-

 

 

о

....,

 

 

 

Ea. - U ao( I+ R»/(!o)

 

 

 

 

 

 

E a - U u o ( l + R a / f > „ )

 

Rm -

Ec

 

 

 

 

 

 

t . e.

(Jao

 

 

 

 

 

 

Rm

 

 

 

 

 

 

Так как величина

Rnt

обычно известна,

то

 

Rm = Rm-

Day

( Rm - Ret) i

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HO

Таким образом, установив расчетные величины сопро­ тивлений потенциометров, все "мешающие' постоянные состав­ ляющие соответственно уравновешиваются так, что на сет - ках ламп установятся заданные величины напряжений смеще­ ния, а постоянная составляющая в выходной цепи полностью компенсируется.

При поступлении на вход усилителя входного сигнала (любого знака} анодный ток первой лампы увеличится либо уменьшится относительно то к а покоя, что приведет к измене­

нию потенциала на сетке второй лампы и соответствующему, но большему по абсолютному значению изменению ее анодно­ го тока и т, д.

По мере прохождения сигнала от каскада к каскаду абсо­ лютное значение приращения анодных токов лампы увеличива­ ется. Сигнал усиливается. Нетрудно убедиться, что при из­ менении знака U (it соответственно изменяется и знак

(Мых. • Усилитель постоянного тока может усиливать сиг­ налы переменного тока. Так к ак в цепях УНТ нет реактивных элементов (конденсаторов и трансформаторов и др. ), то по - лоса его пропускания расширяется в области нижних частот.

На высоких частотах на работу усилителя будут оказывать влияние распределенные паразитные емкости ламп и монтажа, которые и ограничивают верхний предел частотной характерис­

тики усилителя.

Усилитель постоянного тока на потенциометрах не избав­ лен от дрейфа нуля," но свободен от недостатков, присущих усилителю с делителем напряжения: более дешевые источники питания: меньше потерь энергии в делителях, так как токи в пенях потенциометров весьма малы; между входной и вы — ходной цепью имеется заземленная общая точка (соблюдается требование техники безопасности).

104. КАК ПОСТРОЕНА СХЕМА ПАРАЛЛЕЛЬНО-БАЛАНСНОГО УСИЛИТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО
ТОКА ?

Схема параллеяьн^Ьа.чине­ ного усилителя постоянно­ го тока с анодной нагруз­ кой приведена на рис. 96. Как видно из схемы, параллельно-балансный уси­

литель представляет собой симметричный электрический мост.

Два плеча этого

моста

образуются резистора ми

Rai и R«?- ,

другие два плеча -

внутренними сопротивлениями электронных

ламп

Roll

и

Roz

и лампы выбирают

Мост симметричен,

т. е. резисторы

таким,

образом,

чтобы

Roi^Rai

и

Roi = Roz >

На диагональ питания через симметрирующий резистсп пере -

меиного сопротивления

Ro

подключается

напряжение

источника питания

£о.

,

а в

другую диагональ

 

(между анодами ламп) включена

нагрузка усилителя

Rh

ус­

 

 

 

Движок резистора

Ro

 

 

 

танавливается в такое положе ­

 

 

 

ние, чтобы через обе

лампы

 

 

 

протекали одинаковые токи по­

 

 

 

коя Jaoi=Jooi

,

Узел

автома­

 

 

 

тического смещения

 

R*,Ck

 

 

 

устанавливает

на сетках

ламп

 

 

 

заданное напряжение смещения.

 

 

 

При ОТСУТСТВИИ ВХОДНОГО СИГ-

 

 

 

нала (

 

 

0)

через

обе

 

 

 

лампы протекают одинаковые

 

 

 

ТОКИ ПОКОЯ Joo, - J qov '

 

 

 

 

 

Через катодное

сопротивление

 

 

 

протекает суммарный ток обе­

 

 

 

их ламп Ja» = 0'q*e3«ot

. В ЭТОМ

3 1 /«к

(

 

случае

мост

будет сбалансиро­

 

ван и выходное напряжение 1)и

Рис.

96

 

 

на нагрузке

 

Rh

 

будет

Как известно,

 

также равно нулю.

 

 

 

баланс моста

определяется

условием

 

 

 

Rai Rii -

Rei Rii

 

 

 

 

 

 

 

142

и не зависит от величины напряжения на диагонали питания, поэтому изменение напряжения источника питания усилителя не вызовет дрейфа нуля.

Таким образом, одна из причин, обусловливающих дрейф нуля (изменение напряжения источников питания), в этом усилителе исчезает.

Теперь дрейф нуля может вызываться только за счет изменения величин сопротивления плеч, главным образом, внутренних сопротивлений электронных ламп Rii и Ri-г , а также изменения величин других параметров.

Работа параллельно-балансного усилителя состоит в следующем. При поступлении на вход усили­ теля входного сигнала того или

иного

знака

* Uвх

баланс

моста

нарушается. В этом

случае в цепи одной лампы анодный ток увеличивается, а в другой - уменьшается. На со­ противлении нах‘руэки появляет­ ся разность потенциалов, обра­ зуя выходное напряжение соот­ ветственно того или иного знака

t U I*lx . С увеличением выход­ ного сигнала возрастает и вы­ ходное напряжение. При измене­ нии полярности входного сигна - ла изменится полярность и вы - ходного напряжения. Параллельно -балансный усилитель обладает

высоким коэффициентом усиления по напряжению. Схема па - раллельно—балансного усилителя может быть построена с ка­ тодной нагрузкой, каждый каскад которого является катод — ным повторителем (см. рис, 97). Такой усилитель может иметь очень высокий коэффициент усиления по току. Рассмот­ ренные балансные усилители по сравнению, например, с по­ тенциометрическим усилителем обладают меньшим дрейфом нуля, более устойчивы в работе И стоят дешевле.

143

Усилитель, выполненный но схеме рис. 97, кроме того, обладает высокой линейностью и очень широкой полосой про­ пускания, допускающей усиление сигналов переменных токов до одного мегагерца.

Параллельно-балансный усилитель хорошо работает на симметричную нагрузку при симметричном входном сигнале. При вводе несимметричного сигнала или нагружении несиммет­ ричной нагрузкой коэффициент усиления усилителя уменьша­ ется почти вдвое (используется только одна лампа).

105. КАК ПОСТРОЕНА ПОСЛЕДО-

Схема последователь-

ВАТЕЛЬНО-БАЛАНСНАЯ СХЕМА

но-баланского усилп-

УСИЛИТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА ?

теля постоянного тока

 

приведена на рис. 98.

 

Эта схема, как и

схема параллельно-балансного усилителя,

составляет

электри­

ческий мост. Здесь два плеча моста

образуют последователь­

но включенные лампы Л1 и Л2 совместно с катодными ре -

зисторами, а вторые два плеча образуются

резисторами

Ri

Т Т?„

■+

и

Ri

делителя напряже-

ния.

Режим работы ламп Л1

 

 

 

 

 

и Л2

устанавливается (выбо­

 

 

ром

катодных сопротивлений

 

 

R*.

и

 

Rkj

)

таким об­

 

 

разом, чтобы анодные напря­

 

 

жения на лампах

llai

и

 

 

и»г

 

соответственно

были

 

 

бы равны падениям налряже -

 

 

ния

на резисторах

Ri

и

 

 

Кг

от

проходящего

по

 

 

ним тока

 

Jy

;

 

 

 

 

 

Uoi = ^y^1

u

 

 

.

 

 

 

В этом слу чае мост бу­

 

 

дет уравновешен и при отсут­

 

 

ствии

входного сигнала

 

 

 

(

 

U

”

0 /,

на его выход-

144

) выходное напряжение будет равно

ной диагонали ( Rti нулю.

При поступлении на вход усилителя входного сигнала (того или иного знака) лампа Л1 в большей или меньшей степени (в зависимости от знака потенциала, поступающего '.на сетку лампы), откроетсяj и в ее анодной цепи соответст­ венно возрастет или уменьшится анодный ток. На выходной диагонали, т. е. на нагрузке R н появится напряжение

Uh

Полярность выходного напряжения будет соответствовать, полярности входного сигнала. По абсолютному значению это напряжение будет в К раз больше входного сигнала

и н = ки«*>

где К - коэффициент усиления усилителя. Последовательно-балансный усилитель обладает меныпим

коэффициентом усиления, чем параллельно-балансный, но и меньшим дрейфом нуля. Изменение напряжения источника пи— тания практически не вызывает дрейф нуль.

' 106. ЧТО ТАКОЕ УСИЛИТЕЛЬ С

Обычно для усилителя

КАТОДНОЙ КОМПЕНСА.ЦИЕЙ

постоянного тока с ка-

ДРЕЙФА НУЛЯ ?

тодной компенсацией

<

нуля используются двой­

 

ные триоды, у которых

 

цепь накала общая для

обоих катодов. При правильно построенном усилителе в не­ сколько десятков раз снижается дрейф нуля, вызванный из­ менением напряжения накала или старением катодов ламп, при­ водящими к уменьшению их эмиссионной способности.

Схема усилителя с катодной компенсацией дрейфа нуля приведена на рис. 99. Левый триод является усилительным каскадом, а правый, - компенсирующим каскадом. Параметры

схемы должны быть выбраны так,

чтобы анодные теки покоя

 

каждого триода были одинаковы -

3eoi=Jaot

.

 

В анодную цепь первого триода включен резистор Ra

,

а на ее сетке действует

напряжение смещения большее, чем

 

на втором триоде, так

как:

 

 

 

Ucoi =(Jai+Jat)(RivRt) ' a

U c i - (Jqi+Jo*)R i .

 

 

145

 

 

 

Чтобы при этом анодные токи были одинаковы, анодное напряжение второго триода необходимо соответственно уменье шить (см. рис. 100), По этой причине на анод второго триода подается пониженное напряжение через делитель

Rji . Rji

Для компенсации постоянной составляющей в выходной цепи применяется потенциометрическая схема включения ис-

точника смешения

Е с

Пусть, например,

при отсутствии входного сигнала на­

пряжение накала лампы уменьшилось, это приведет к неко­

торому снижению анодных токов ламп

Jao(

и Jqo* и

результирующего тока

Зк =Jam + 3<>«z. «

 

 

и

Уменьшение тока,

проходящего

через резисторы Ri

Rz.

, приведет к уменьшению отрицательного налря -

жения на сетках обеих

триодов, от

чего

обе

лампы откро­

ются больше, и в их цепях анодные токи увеличатся.

При правильно подобранном режиме работы триодов анод-

148

*

 

иый ток второго триода увеличить­

 

ся

настолько, что анодный ток

 

первого триода 3<»i

останется

 

практически постоянным, т. е.

 

восстановится установленный ре­

 

жим усилительного триода (пер­

 

вый триод). Таким образом, все

 

изменения, связанные с умень -

 

шением или увеличением напряже­

 

ния накала будут

восприняты

 

вторым компенсирующим триодом.

 

 

Всякое изменение налряже -

 

ния накала лампы (обоих трио -

 

дов) изменит в основном только

анодный ток второй лампы (

laoi = Const

 

), это рав­

носильно тому, что в цепи катода появится

некоторое на­

пряжение расбаланса

Uk

, которое вызовет появление

некоторого приращения напряжения смещения на

сетке пер­

вой лампы

 

 

 

 

ftUci -

Uk ♦

 

 

 

За счет приращения тока второго компенсирующего триода

бЗвг. •

(см.

рис. 99), что второй триод

Нетрудно заметить

включен по схеме одиночного усилительного каскада с отри­ цательной обратной связью по току. Анодным сопротивлением

нагрузки триода служит резистор R*

( Eat= Const )

 

, »

сопротивлением цепи обратной связи

- резистор

(?i

,

Приращение выходного напряжения при действии напряже­

ния расбаланса

 

Uk

(это

напряжение рассматривается

как "входное")

будет выделять на "анодном"

сопротивлении

напряжение

дОвих = —

 

,

 

 

 

 

Ь'сли К -

коэффициент усиления компенсирующего кж-ияи»,

то приращение выходного напряжения,

вызванного появлением

напряжения

 

Uk

,

будет

д

х КУк

.

Следова­

тельно ? kU *=- aJatRa.

 

 

 

 

 

 

147

Смотрите также файлы