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

Здесь с/с,макс - максимальная амплитуда входного сигнала. Эти величины указаны на рис. 3-9.

Среднее значение анодного тока при наличии сигнала определяется формулой

а.ср = 0,167 (га.макс + 2<л- + 2ly + h.mua) С3"7)

Обычно от усилителя требуется, чтобы при подаче на его вход синусоидального сигнала выходные напряжение и ток имели бы также синусоидальную форму. На рис. 3-9 входной сигнал с размахом от точки F до точки G вызывает изменение анодного тока от га.маКс Д° га.мнн (предполагается, что рабочая точка при этом не сдвигается). Несимметричность расположения этих значений по отношению к I лТ (или /ао, если сдвиг рабочей точки не принимается во внимание)1 указывает на наличие искажений за счет второй гармоники. Амплитуда второй гармоники анодного тока определяется выражением

U = 0,25 0а.макс + ;а.мин - 2/аГ). (3-8) В приведенном выше примере га.макс = 7>4 лкг;уа.мин = 1,7 ма; 1аТ = 4,2 ма. Следовательно, Is = 0,25 (7,44- 1,7 - 8,4) = 0,175 ма.

Величина второй гармоники в процентах равна:

Л(%)з

+ 1х - 1у - ,

- 100. (3-9)

Так как в рассматриваемом примере ix = 5,7 ма,

2,8 ма, то

3 0,175 8,6

100 = 6,1%.

Амплитуда третьей гармоники анодного тока находится по формуле

/,=0,167 (ia.MaKC- 2ix +2ty - га.мин). (3-10) В примере

/, = 0,167(7,4 -11,4 + 5,6-1,7)=-0,0167 ма.

Знак минус перед результатом показывает, что значение третьей гармоники тока вычитается из основной составляющей тока, когда последняя достигает своего максимального положительного значения.

Величина третьей гармоники в процентах определяется выражением

/,(%) = :-г-гЬ-:--ЮО. (3-11)

В примере

Л(%) =

0,05 8,6

100 = 0,58%.

Аналогично амплитуда четвертой гармоники анодного тока находится из выражения /4 = 0,083 (га.маК1: - Мх + 6/ аГ - 4iy + га.мин).

(3-12)

Ее величина в процентах определяется как Ы%) =-;----:- • ЮО. (3-13)

а.макс

1 В большинстве случаев без заметной погреш. ности величину гармоник можно определять по несмещенной линии нагрузки для переменного тока.


З-Зв. Графический анализ усилителя с отрицательной обратной связью и с одновременной подачей на сетку напряжения смещения из цепи катода и от внешнего источника. На практике часто встречается задача расчета усилителя, сеточное смещение которого создается одновременной подачей на сетку напряжения из цепи катода и от внешнего источника. Режим покоя в этом случае определяется решением, которое учитывает наличие в схеме обоих источников смещения. Графический метод такого расчета показан в примере 3-1.

Пример 3-1

В усилительном каскаде рис. 3-12 сетка может иметь по отношению к земле как положительный, так и отрицательный потенциал. Воспользовавшись характеристиками лампы рис. 3-13, определим рабочие точки в режиме покоя для обоих источников смещения и коэффициент усиления.

Peiuenue

1. На сетке - положительный потенциал (переключатель в положении у).

Если на сетку лампы от внешнего источника подается положительное смещение, то сначала определяют значение тока в сопротивлении Rs, при котором смещение на сетке лампы равно нулю. Это значение тока в данном случае равно UJRK = 20/4 000 = 5 ма; ему соответствует точка U на кривой рис. 3-13.

Рис. 3-12. Схема к примеру 3-1 для иллюстрации графического определения рабочей точки при подаче смещения на сетку одновременно от внешнего источника и автоматически.


zoo то wo

Напряжете на акаде.6

Рис. 3-13. Построение линии смещения и линии анодной нагрузки для постоянного тока и определение рабочих точек в режиме покоя.

Для нанесения на кривые рис 3-13 дополнительных точек следует определить значения анодного тока, задаваясь разными напряжениями на сетке. Например, для получения на сетке отрицательного напряжения -6 в падение напряжения на сопротивлении RK должно составлять 26 в, так как напряжение внешнего



источника смещения равно 20 в. Ток при этом должен быть равен 26/7?к, или 6,5 ма. Этому значению соответствует точка V на рис. 3-13. Проведенная через несколько таких точек линия является графиком, связывающим различные значения напряжения на сетке и соответствующие им значения анодного тока. Пересечение этой линии с линией нагрузки для постоянного тока определяет собой точку покоя.

2. На сетке - отрицательный потенциал (переключатель в положении к).

Если на сетку лампы от внешнего источника подается отрицательное смещение, то сначала следует определить на рис. 3-13 точку R, которая соответствует напряжению смещения на сетке лампы при отсутствии анодного тока, т. е. в данном случае соответствует Ес = -8 в. Для определения дополнительных точек, позволяющих построить линию сеточного смещения, следует найти значения анодного тока для нескольких других (более отрицательных) напряжений сеточного смещения. Например, для получения на сетке напряжения смещения -12 в падение напряжения на сопротивлении RK должно быть равно 4 в. Анодный ток, необходимый для создания такого падения напряжения на RK, равен 4/RK, т. е. 1 ма. Этому значению соответствует точка А на рис. 3-13. Определив таким же образом еще несколько точек, проводят через них линию, пересечение которой с линией нагрузки для постоянного тока определит рабочую точку для режима покоя.

3. Определение коэффициента усиления.

Коэффициент усиления каскада с отрицательной обратной связью, создаваемой катодным сопротивлением, определяют, задаваясь Приращением напряжения смещения от внешнего источника и находя приращение анодного тока Д/а. Произведение А/а7?а представляет собой приращение выходного напряжения. В рассматриваемом примере изменение входного напряжения на 28 в (от +20 до -8 в) вызывает изменение анодного тока на 4,9 ма (с 6,3 до 1,4 ма). Соответствующее изменение напряжения на анодной нагрузке равно:

ЛСАшх = д/а#а = 4,9 Ю-3 • 16 ООО = 78,4 в,

а коэффициент усиления равен:

и- Авых 78,4

3-4. ГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕТРОДНОГО ИЛИ ПЕНТОДНОГО УСИЛИТЕЛЯ

Графический анализ тетродного или пен-тодного усилителя выполняют аналогично анализу триодного усилителя, однако необходимо принимать во внимание ток экранирующей сетки.

3-4а. Линия анодной нагрузки для постоянного тока. Линия анодной нагрузки для постоянного тока имеет наклон -1/(Яа + KR&)-Коэффициент К представляет собой отношение полного катодного тока (анодного тока плюс ток экранирующей сетки) к анодному току. Значение К. остается более или менее постоянным

для большинства характеристик ламп, однако определять его следует в области, находящейся вблизи рабочей точки. Линия нагрузки представляет собой прямую, проведенную между точкой Ея на оси абсцисс и точкой £а/(7?а-г-+ KRK) на оси ординат.

3-46. Анодно-сеточная характеристика для постоянного тока. Эта характеристика представляет собой зависимость анодного тока от напряжения смещения на сетке; ее строят на основании данных, даваемых линией анодной нагрузки для постоянного тока.

3-4в. Линия сеточного смещения. Линию сеточного смещения нельзя нанести на анодные характеристики, как это делалось в случае триодного усилителя. В данном случае она наносится на график анодно-сеточной характеристики по постоянному току. Для ее построения задаются различными значениями анодного тока 7а и определяют соответствующие им значения произведения 1ЛКРК. Найденные значения напряжения автоматического смещения I&KRK прибавляют затем к напряжению внешнего источника сеточного смещения. По полученным данным результирующего сеточного напряжения и соответствующим им значениям анодного тока строится линия сеточного смещения.

3-4г. Рабочие точки для режима покоя и динамического режима. Пересечение линии сеточного смещения с анодно-сеточной характеристикой по постоянному току определяет значения анодного тока га0, анодного напряжения «а0 и напряжения сеточного смещения ис0 в режиме покоя.

Метод построения линии анодной нагрузки по переменному току для пентодного усилителя аналогичен методу построения этой линии для триодного усилителя, описанному в § 3-36. В этом параграфе указывалось, что при наличии в усилителе искажений, а также если сопротивление анодной нагрузки 7?а не равно эквивалентному сопротивлению анодной нагрузки Ra, линия анодной нагрузки для переменного тока не проходит через точку режима покоя. Линия анодной нагрузки для переменного тока проходит через точку А (точку, соответствующую среднему значению анодного тока при наличии сигнала) на линии анодной нагрузки для постоянного тока и имеет наклон - 1/7?а (см. §3-11). Ось времени для выходного сигнала определяется положением точки Т (соответствующей действующему значению напряжения смещения при наличии сигнала) на линии анодной нагрузки для переменного тока. Точки А и Т находят методом, описанным в § 3-36. Как правило, у пентодного усилителя линия анодной нагрузки для переменного тока проходит очень близко от точки режима покоя.

3-4д. Динамическая анодно-сеточная характеристика. Эта характеристика строится после проведения линии анодной нагрузки для переменного тока. Процесс ее построения такой же, как и для анодно-сеточной характеристики по постоянному току (см. § 3-4в). Динамическая анодно-сеточная характеристика позволяет судить о линейности усилителя н, кроме того, позволяет определять мгновенные значения анодного тока при вызывав-



§ 3-4]

Графический анализ тетродного или пентодного усилителя

мых сигналом изменениях мгновенного напряжения на сетке в пределах от нуля до напряжения отсечки.

3-4е. Определение коэффициента усиления. Если усилитель не имеет отрицательной обратной связи (т. е. если сопротивления для переменного тока в цепях катода и экранирующей сетки пренебрежимо малы), то для определения коэффициента усиления следует задаться приращением напряжения смещения и по линии нагрузки для переменного тока найти соответствующее приращение выходного напряжения (вдоль оси абсцисс). Отношение этих приращений равно коэффициенту усиления. При наличии отри-


Рис. 3-14. Пентодный усилитель со связью на сопротивлении.

цательной обратной связи в цепи катода коэффициент усиления определяют по динамической анодно-сеточной характеристике. Для этого необходимо построить линию сеточного смещения (см. § 3-4в) и затем задаться некоторым приращением напряжения внешнего источника

пряжения ДС/ВЫХ определяется какД/а#а- Коэффициент усиления находится как Д {/Вых/Д {/вх. Пример 3-2

Определить коэффициент усиления каскада (рис. 3-14), воспользовавшись характеристиками лампы рис. 3-15.

Решение

1. Проводят линию анодной нагрузки для постоянного тока. Эта линия проводится с наклоном- 1/(#а ~Ь KRr)- Величина К определяется, как указано в §3-4а. Из рассмотрения характеристик (рис. 3-15) видно, что при произвольно выбранном значении анодного напряжения в 160 б и при нулевом смещении на сетке анодный ток равен 9 ма, а ток экранной сетки - 2,6 ма. Величина К в данном случае равна 11,6/9 или 1,3. Эта величина К будет неизменной для всех значений сеточного смещения при условии, что анодное напряжение остается равным 160 в. Вообще величина К слабо меняется при изменении анодного напряжения, если только последнее не становится равным или меньше значений, соответствующих сгибам характеристик лампы.

Далее, определяют Ra. + KRK = 29 ООО +1,3-1 ООО == 30 300 ом.

НГрис. 3-15 линия анодной нагрузки для постоянного тоЖа представляет собой прямую, проведенную между точкой 300 в (напряжение источника анодного питания) на оси абсцисс и точкой EJ(RU + KRK), или 9,9 ма - на оси ординат.

2. Строят анодно-сеточную характеристику по постоянному току.


сеточного смещения. Если внешний источник напряжения смещения отсутствует, то следует задаться произвольным изменением напряжения смещения, например на 1 или 2 в, и построить новую линию сеточного смещения. Разность Д/а значений анодного тока, соответствующих точкам пересечения обеих линий сеточного смещения с динамической анодно-сеточной характеристикой, представляет собой то изменение анодного тока, которое должно иметь место при допущенном нами изменении входного сигнала Д£/вх. Приращение выходного на-

Эта характеристика проводится, как указано в § 3-46; она показана на рис. 3-15.

3. Проводят линию сеточного смещения.

Эта линия проводится в тех же координатах, что и анодно-сеточная характеристика для постоянного тока. Так как в данном случае внешний источник напряжения сеточного смещения отсутствует, действующее значение сеточного смещения равно - iaKRK. Величина Uc, таким образом, равна - 1 300 га. Пересечение этой линии с анодно-сеточной характеристикой для постоянного тппя ~пг.*------



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



0.0107