Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [26] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

таким усилителем затруднено из-за присущих трансформатору недостатков.

3. Дроссельный усилитель (рис. 3-1, в) позволяет получать большое сопротивление анодной нагрузки для переменного тока при малом падении на ней напряжения постоянного тока. За исключением того, что в этой схеме отсутствует трансформация, большинство ее характеристик совпадает с характеристиками схемы с трансформаторной связью.

4. Усилитель с непосредственной связью (рис. 3-1, г) является единственным типом, имеющим частотную характеристику без ограничения в области низких частот.

3-2. ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЕЙ

Работу ламповых схем можно анализировать посредством эквивалентных схем. Для относительно слабых входных сигналов лампе можно приписать в эквивалентной схеме линейный передаточный коэффициент Им может служить (1) коэффициент р-, который связывает напряжение эквивалентного генератора с напряжением входного сигнала, или (2) коэффициент S, который связывает ток эквивалентного генератора с входным напряжением.

Следует подчеркнуть, что этот метод анализа учитывает только переменные составляю- щие токов и напряжений, но не их постоянные составляющие.



Рис. 3-2. Усилительный каскад и его эквивалентная схема.

3-2а. Эквивалентный генератор напряжения или тока. Схема рис. 3-2,в может быть заменена простой эквивалентной схемой анодной цепи (рис. 3-2, б). Из этой эквивалентной схемы исключены сеточная цепь и те элементы (Ес, £а), которые определяют режим лампы по постоянному току. Электронная лампа как усилитель напряжения может быть всегда 2 заменена эквивалентным генератором, у которого э.д.с. равна напряжению сигнала на сетке, помноженному на коэффициент усиления лампы jx, а внутреннее сопротивление равно внутреннему сопротивлению лампы Я;.

1 Прн слабых сигналах происходит минимальное изменение параметров лампы под действием сигнала.

2 Это утверждение справедливо для слабых сигналов и для таких рабочих частот, при которых можно не принимать во внимание междуэлектродные емкости, время пролета электронов и другие высокочастотные факторы.

Из эквивалентной схемы следует, что выходной ток /Еых и выходное напряжение 1/вы% могут быть определены из формул

Ri + R,

Ri + Ra

(3-1) (3-2)

1вых

Нагрузочное сопротивление /?а на рис. 3-2, а может быть заменено любым другим типом нагрузки (индуктивностью, настроенным контуром и т. д.), если при этом будет замкнута цепь постоянной составляющей анодного тока. Три этом в эквивалентной схеме и в уравнениях анодное сопротивление Ra заменяется полным сопротивлением Za. Полное сопротивление реактивной нагрузки является функцией частоты, поэтому любой численный результат, полученный из приведенных уравнений, будет верен только для определенной частоты. Если нагрузка Za составлена из двух или более параллельных ветвей, то для облегчения решения это параллельное соединение следует методом комплексной алгебры заменить эквивалентным последовательным соединением. Если нагрузка Za имеет реактивную составляющую, т. е. если ее фазовый угол на данной частоте отличен от нуля, то /вых и вых будут сдвинуты по фазе относительно напряжения сигнала £/вх *,

3-26. Генератор напряжения. Рассмотрение уравнения (3-2) показывает, что если R3 очень велико по сравнению с Ri, то выходное напряжение почти равно - е-в* и почти не зависит от величины Ra. В таком частном случае лампа эквивалентна генератору э. д. с. Такое представление полезно для схем с переменным сопротивлением анодной нагрузки, если минимальное значение /?а много больше, чем Ri. При выполнении этого условия схему усилителя рис. 3-2, а можно заменить схемой генератора э.д.с. рис. 3-3. Для этой схемы £/вых равно э.д.с. генератора, а усиление UBbJX/USK равно и-. Фазовый сдвиг выходного тока равен фазовому углу нагрузки, взятому с обратным знаком.

Эта эквивалентная схема часто применяется для усилительного каскада, имеющего в анодной цепи дроссель илн ненагруженный междукаскадный трансформатор.

3-2в. Генератор тока. Рассмотрение уравнения (3-1) показывает, что если Ra значительно меньше, чем Rit то выходной ток определяется выражением (3-3):

/вых - (при Д. < Rt). (3-3)

В этом частном случае выходной ток фактически не зависит от величины сопротивления

• Обычно при рассмотрении фазового сдвига в усилителях не учитывают нормального фазового сдвига в 180° между напряжениями сетки и анода, а рассматривают только отклонения от этой величины.

гг-L

Рис. 8-3. Схема эквивалентного генератора э. д. с. при

R. 9-



нагрузки и лампа эквивалентна генератору тока. При использовании в схемах ламп с большим внутренним сопротивлением, например пентодов, условие применения уравнения (3-3) часто выполняется и в этом случае лампа рассматривается как генератор тока.

Параметры лампы связаны основным уравнением (3-4):

(3-4)

Используя выражения (3-3) и (3-4) для случая Rt>Ra, можно выразить /вых и с/вых через крутизну:

UBXS; (3-5)

(3-6)

На рис. 3-4 показана эквивалентная схема генератора тока, справедливая при условии Ri Ra- Ток /вых в этой схеме предполагается текущим от генератора тока с бесконечным внутренним сопротивлением в направлении, указанном стрелкой. В такой схеме фазовый сдвиг выходного напряжения по отношению к напряжению на сетке равен 180° плюс фазовый угол нагрузки.

3-2г. Эквивалентные схемы Если пренебречь влиянием шунтирующих и междуэлектродных емкостей, индуктивностей выводов и времени пробега электронов внутри лампы (см. § 3-86-3-8е), то для большинства усилительных схем можно изобразить простые эквива-


"1

"вы.

Рис 3 4 Схема эквивалентного генератора тока при R. R

лентные схемы, которые дают удовлетворительные результаты в большинстве случаев; однако на высоких частотах необходимо принимать во внимание влияние шунтирующих емкостей, времени пролета и т. д.

На рис. 3-5 - 3-7 приведены три основные схемы усилительных каскадов. Здесь же изображены эквивалентные схемы этих каскадов и их входных и выходных полных сопротивлений. Для диапазонов низших и высших частот эти схемы должны быть изменены с учетом факторов, рассмотренных в п. 4 § 3-2 д.

1. Усилитель с общей сеткой. Усилителю, у которого источник сигнала подключен к катоду (рис. 3-5, в), соответствует эквивалентная схема рис. 3-5, 6. На рис. 3-5, в и г показаны эквивалентные схемы полных входного и выходного сопротивлений такого усилителя.

В усилителе с общей сеткой все сопротивления анодной цепи (Rt, Ra и др.) входят в эквивалентную схему каюдной цепи с множителем 1/((х + 1), а сопротивление в цепи катода входит в эквивалентную схему анодной цепи с множителем ((д. 4-1).

2. Усилитель с подачей сигнала в цепь сетки. На рис. 3-6, а приведена схема усилителя, у которого входной сигнал подается на управляющую сетку, а выходное напряжение снимается с анодной цепи; на рис. 3-6, б изображена его эквивалентная схема. Если источник возбуждающего сигнала подключен к управляющей сетке, а выходное напряжение снимается с катодной цепи (рис. 3-6, в), то эквивалентная схема усилителя имеет вид рис. 3-6, г.

3. Усилитель с подачей сигнала в цепь анода. Если управляющий сигнал подается в анодную цепь (рис.




fL+1

Ко*-)

Рис 3 5. Усилитель с общей сеткой и эквивалентные схемы усилитель с общей сеткой и источник сигнала, б - эквивалентная схема усилителя с общей сеткой, в Бивалентное входное сопротивление, г - эквивалентное выходное сопротивление.


Рис. 3-6. Усилитель с источником сигнала в сеточной цепи и его эквивалентная схема. а - схема с общим катодом, б - эквивалентная схема усилителя с общим катодом и его выходное сопротивление, в - усилитель с общим анодом; г - эквивалентная схема усилителя с общим анодом и его выходное сопротивление.




♦ - Т I




Рис. 3-7. Усилитель с источником входного сигнала в анодной цепн и его эквивалентные схемы. а - усилительный каскад с источником входного сигнала в анодной цепи; б - эквивалентная схема усилителя; в - эквивалентное входное сопротивление; г - эквивалентное выходное сопротивление.

3-7, а), то эквивалентная схема имеет вид рис. 3-7, б.

Полное сопротивление, на которое в данном случае нагружен источник входного сигнала, представлено на рис. 3-7, в. Следует заметить, что сопротивление 7?ь с которого на сетку лампы подается напряжение, противофазное входному сигналу, входит в эквивалентную схему с множителем ((л-)- 1).

3-2е. Дополнительные замечания об анализе эквивалентных схем. При составлении эквивалентных схем необходимо принимать во внимание следующие факторы:

[.Условие слабого сигнала. Анализ усилителей методом эквивалентных схем возможен только при слабых сигналах, когда лампа находится все время в состоянии проводимости. При этом условии точность результатов анализа ограничивается главным образом возможными отклонениями характеристик ламп и параметров деталей схемы от их номинальных значений.

2. Параметры ламп. Параметры ламп (ц, Ri и S) должны соответствовать реальным условиям использования лампы. Не следует использовать «типовые» параметры лампы без тщательного рассмотрения конкретных условий ее работы. Многие справочники приводят правильные значения параметров в виде функций напряжений или тока лампы. Если такие данные отсутствуют, то следует определить параметры графически йо характеристикам лампы в рабочей области.

3. Линейность элементов схемы. Обычно нелинейными элементами ;хемы являются следующие!

а) Усилительные лампы а диоды, работающие с переходом из проводящего состояния в непроводящее, а также работающие в области наиболее криволинейных участков характеристик при малых токах.

б) Тиритовые сопротивления, катушки индуктивности, конденсаторы, а также другие устройства, у которых полное сопротивление изменяется в зависимости от величины тока или напряжения.

в) Двигатели или другие электромагнитные устройства, у которых вольт-амперная характеристика изменяется в зависимости от нагрузки, насыщения или других факторов.

4. Пропускаемые частоты. Основными причинами, ограничивающими пропускаемые частоты схемы, являются следующие:

На низких частотах:

а) реактивное сопротивление блокирующих и разделительных конденсаторов;

б) реактивное сопротивление обмоток катушек индуктивности или трансформаторов.

На высоких частотах:

а) междуэлектродные и шунтирующие емкости;

б) индуктивности выводов лампы и соединительных проводов схемы;

в) время пролета электронов в лампе и вызываемые им изменения нагрузочных сопротивлений и фазовых сдвигов;

г) потери в материале сердечника и/или в диэлектриках;

д) реактивное сопротивление индуктивности рассеяния в трансформаторах.

Если эквивалентная схема содержит больше одного контура, то для облегчения ее исследования можно использовать известные теоремы теории цепей.

Если амплитуда сигнала не является малой в указанном выше смысле, то точность анализа быстро ухудшается с ростом амплитуды сигнала. Рассмотрение динамической анодно-сеточной характеристики лампы (см. §3-36) позволяет определить пределы изменения сигнала, в которых сохраняется хорошая точность анализа. Эти пределы соответствуют прямолинейному участку характеристики.

Анализ с помощью эквивалентных схем может применяться и в случае, если схема содержит нелинейные элементы. При этом требуется находить решение для каждого дискретного режима работы. Если для схемы характерна работа в двух различных состояниях, например, если она содержит диод, который может быть открыт или закрыт, то для каждого состояния будет верным свое решение. В тех случаях, когда устройство работает в непрерывно изменяющемся нелинейном режиме, следует находить отдельные решения для ряда точек, лежащих в рабочей области характеристик, и по этим «точечным» решениям определять уравнения, описывающие нелинейный режим работы устройства.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [26] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0017