Файл: Шилов, В. Ф. Элементы электронной автоматики учебное пособие.pdf

- 47 -

нометр (микроамперметр).

Рабочий ток, измеряемый миллиамперметром, протекает через резистор R< и реохорд clt и создает на каждом участке падение напряжения. Падение напряжения между точками

С (движок реохорда) и I навивается уравновешивающим, потому что вкяючено в противоположной полярности измеряемой фотоздр. Вели фотоадр. равна по величине уравновешивающему напряжению, то ток через нуль-гальванометр не пойдет. Тогда величину фотоедр, определяют по формуле:

Ел =R«< ifУ

где Ref - сопротивление реохорда, а/ - длина проволоки реохорда, сi - длина проволоки одного плеча, 3 - ток, показываемый миллиамперметром.

Путем перемещения лампочки в приборе для снятия свето­ вых характеристик фотоэлемента, изменяют освещенность его и каждый раз определяют по формуле фотоадр., а затем строят график. Освещенность фотоэлемента определяют по формуле:

световых характеристик фотоэлемента, нуль-гальванометр, миллиамперметр (авометр), реохорд, реостат на 500 он, бата­ рея аккумуляторов 3HKH-I0, ключ, соединительные провода.

Порядок выполнения работы

1.Собрать цепь осветителя, состоящего из лампочки на­ каливания, ключа и аккумуляторной батареи.

2.Собрать цепь компенсации (рис. 52) и при разомкнутом ключе К приблизить лампочку (источник света) к фотоэлементу так, чтобы показания нуль-гальванометра были наибольшими.

- 48 -

3. Замкнуть клич К и о помощью реостата R< добить­ ся нулевых показаний нудь-гальванометра.

4.Записать показания миллиамперметра и положение пол­ зунка реохорда, по формуле подсчитать фотоэдр.

5.Передвинуть источник света и онова добиться нулевых показаний нуль-гальванометра. Снять показания приборов и подсчитать фото^дс.

6.По полученным результатам измерений и вычислений

(их производят 5-6 раз) построить график зависимости э.д.с.от освещенности.

7.Составить краткий отчет, в котором привести схему

ця ш компенсации, раочеты фотощдр., освещенности и график зависимости фото э.д.с. от освещенности.

- 49 -

ЭЛЕКТРОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ

§18. Назначение и классификация усилителей

Впредыдущей главе было показано каким образом датчики преобразуют различные физические величины в электрические. Однако эти электрические сигналы слабы и требуют усиления для того, чтобы вызвать срабатывание исполнительных устройств. Устройства, предназначенные для выполнения этой задачи, на­ зываются у с и л и т е л я м и .

Усилительные устройства являются основными узлами раз­ личной радиотехнической аппаратуры, широко используются в устройствах автоматики и телемеханики, в следящих, управляю­ щих и регулирующих системах, в счетно-решающих и вычислитель­ ных машинах, в контрольно-измерительных приборах и во мно­ гих других областях промышленности, техники и науки.

Классификация усилителей может быть произведена по не­ скольким признакам. Основным из них является диапазон частот электрических колебаний, в пределах которого данный усилитель может удовлетворительно работать.

По этому признаку усилители делятся на следующие типы:

У с и л и т е л и н и з к о й ч а с т о т ы (УНЧ), предназначенные для усиления электрических сигналов, зйуковых частот. Чаще всего электрические колебания звуковой час­ тоты получаются в результате преобразования звуковых сигна­ лов и после усиления должны быть воспроизведены в виде зву­ ков. Поэтому УНЧ широко используются в "слуховых" автоматах,

- 50 -

аппаратуре радиовещания, записи и воспроизведения звука.

У с и л и т е л и в ы с о к о й ч а с т о т ы (УВЧ) К ним относятся, например, применяемые в радиоприемниках и радиопередатчиках усилители модулированных колебаний о не­ сущими частотами порядка сотен килогерц и выше.

УВЧ пропускают сравнительно узкую полосу радиочастот (например, от 300 до 330 кгц), что позволяет у них в каче­ стве нагрузки электронной лампы или поуипроводанкового трио­ да использовать систему из одного или нескольких резонанс­ ных контуров. Поэтому такие усилителя часто называются ре­

уоиления сигналов в устройствах импульсной связи, радио­ локации и телевидения. Во многих случаях усиленные сигналы воспроизводятся на экране электронно-лучевой трубки и реги­ стрируются визуально. Поэтому часто широкополосные усилите­ ли называют видеоусилителями.

7 с и л и т е л и п о с т о я н н о г о , т о к а (или напряжения).предназначенные для усиления электрических сигналов в диапазоне частот, составляющей несколько кило­

герц, начиная от частоты равной нулю. Эти усилители применя­ ются в измерительной аппаратуре, автоматических устройствах, счетных машинах.

Рассматриваемые нами усилители по роду применяемых в них элементах можно разделить на ламповые, полупроводнико­ вые, ионные. Первые два вида обычно называют электронными усилителями, так как их действие основано на электронных процессах в вакууме или полупроводнике. Этот тип усилителей получил наибольшее распространение в электронной аппаратуре.

ЛАМПОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ

§ 19. Трехэлектродная лампа - триод

Триод является основным аяементом ламповых усилителей. Как известно, триод соотоит из анода, катода и сетки.

Эти электроды введены в стеклянный или металлический баллон, из которого выкачан воздух. На рисунке 54 показано устрой­ ство и условное обозначение триодок, обычно материалом для изготовления анода служит никель, молибден или тантал. Чаще

всего анод имеет форму цилиндра (рис. 54, а).

— За

Рис54

В зависимости от способа нагрева катода электрическим током различают катоды прямого и косвенного накала. Катод прямого накала - это вольфрамовая нить, по которой пропус­ кают постоянный ток. Однако наибольшее распространение по­ лучили катоды косвенного накала (подогревные катоды). Такой катод состоит из никелевой трубки, на наружную поверхность которой нанесен оксидный эмитирующий слой. Внутри катода на­ ходится подогреватель, изолированный от никелевой трубки теплостойким изоляционным материалом.

Сетка в большинстве ламп представляет собой цилиндри­ ческую или плоскую спираль из тонкой проволоки, окружающую катод. Материалом для изготовления сетки служит никель, мо­ либден и их сплавы, а также тантал и вольфрам.

-52 -

Влампе при наличии сетки величина анодного тока завиоит не только от величина анодного напряжения, но и от ве­ личины напряжения между сеткой и катодом. Изменяя потенциал сетки относительно катода, можно управлять анодным током.

Поэтому сетка в триоде называется управляющей.

На рисунке 55 показаны цепи накала, анода и управляю­ щей сетки триода. Для цепей сетки и анода вывод катода яв­ ляется общей точкой, которую обычно заземляют. Потенциал ее считают равным нулю, а потенциалы остальных электродов лам­ пы определяют относительно общей точки схемы.

Под действием анодного напряжения в лампе возникает поток электронов. При этом поле анода являетоя ускоряющим. Между оеткой и катодом лампы за счет приложенного к проме­ жутку сетка-катод напряжения Е0 создается электрическое по­ ле сетки, которое может усиливать иди ослаблять электричес­ кое поле анода. Если это напряжение равно нулю, то оетка не влияет на величину анодного тока лампы. Промежутки меж­ ду витками сетки, как бы густа она ни была, всегда будут

огромной по сравнению о размерами электронов. Поэтому меха­ ническим препятствием сетки потоку электронов можно пре­ небречь. При отрицательном напряжении на сетке поле сетки . направлено навстречу полю анода (ряс. 56). Результирующее

электрическое поле между катодом и анодом ослабляется. Часть электронов, начальная скорость которых при вылете из катода была небольшой не преодолевает тормозящего поля сетки и возвращается на катод. Поэтому число электронов, попадающих на анод, уменьшится, а следовательно, уменьшится и анодный ток лампы. Большое отрицательное напряжение на сетке может прекратить анодный ток, несмотря на положительное напряже­