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

При использовании триода анодный ток, проходя через оба сопротивления, создает на них напряжения, одинаковые по величине, но противоположные по фазе. Пентоды и другие многоэлектродные лампы менее пригодны для этой схемы, так как у них катодный и анодный токи не равны и их соотношение для различных экземпляров ламп одного и того же типа неодинаково.

Усиление каждого плеча фазоинвертора с разделенной нагрузкой меньше единицы. Однако на следующий за фазоинвертором двухтактный каскад подается входное напряжение, равное UBbIKl + £7Вых s. а это означает, что полное усиление фазоинвертора равно удвоенному усилению каждого его плеча. Усиление каждого плеча схем рис. 3-61 определяется формулой (3-114):

1>-Rk

(3-114)

где RK = Ru.

Уравнение (3-114) показывает, что при больших значениях RK усиление схемы стремится к величине p./(pi + 2). Однако в схеме рис. 3-61, а увеличение RK до очень большой величины нецелесообразно, так как напряжение смещения лампы увеличивается при этом до напряжения запирания. В схемах рис. 3-61, б и е можно получить требуемое напряжение смещения при любой величине RK и, следовательно, можно довести усиление почти до (i/((j. + 2). Другим важным преимуществом двух последних схем по сравнению с простой схемой является способность пропускать более сильные сигналы. В схеме рис. 3-61 максимальная амплитуда синусоидального выходного сигнала не может быть больше, чем напряжение смещения.

В фазоинверторе с разделенной нагрузкой выходные сопротивления плеч различны и определяются выражениями

ш! 1 -

RK (Ri + R*)

вых1 Ri + Ra + RK(l>.+ l)

Ri + Rz + Rx + l)

(3-115) (3-116)

Недостатком схем этого типа является малое усиление и примерно половинное значение амплитуды выходного напряжения по сравнению с тем выходным напряжением, которое можно получить от других типов схем фазоинверторов. Последнее объясняется тем, что сумма размахов двух выходных сигналов плюс минимальное напряжение на аноде лампы никогда не сможет превысить напряжение источника питания £а.

Пример 3-20

Рассчитать схему фазоинвертора с разделенной нагрузкой для получения максимально возможного динамического диапазона сигнала (рис. 3-61, б или в). Характеристики лампы приведены на рис. 3-62. Анодное напряжение взять равным 300 е, а сопротивление RK и Ra - по 2 200 ом. Определить максимальный

размах выходного сигнала, усиление и выходные сопротивления.

1. Определяют рабочую точку в режиме покоя и полный размах выходного напряжения.

Для определения оптимальной рабочей точки необходимо провести линию нагрузки. На рис. 3-62 линия нагрузки проведена для


о во too гоо зоо wo soo

Напряжете на аноде 6 Рис. 3-62. Графический анализ к примеру 3-20.

сопротивления 4 400 ом (RK + Ra). Максимальный анодный ток получается при нулевом напряжении смещения и равен 5,4 ма. Таким образом, анодный ток может колебаться от нуля до 5,4 ма Если среднее значение этого тока принять за рабочую точку в режиме покоя, то падение напряжения в катодной цепи будет равно 22 000 • 0,0027 = 59,4 е. Максимальный размах выходного напряжения поэтому будет равен 59,4 • 2 = 119 е.

Напряжение смещения Uc, соответствующее анодному току 2,7 ма, равно -7,5 е. Другие параметры, определенные в этой рабочей точке, равны:

р. =20; Rt= 14 000 ом.

2. Определяют величины элементов схемы. При использовании схемы рис. 3-61, б

делитель, составленный из Rt и R5, должен быть взят таким, чтобы на сетку подавалось напряжение 59,4-7,5 = 51,9 е. В схеме рис. 3-61, в величина сопротивления Rlt с которого подается смещение на сетку, должна быть равна 7,5/0,0027 = 2 780 ом. Сопротивление 7?2 берется равным 22 000 - 2 780 = 19 220 ом.

3. Определяют усиление, даваемое каждым плечом схемы, и оба выходных сопротивления.

Из выражения (3-114) находят:

к. 20-22 000

4 ~ 14 000 +22 000 +22 000 • 21

R-аых 1 -

По формуле (3-115) получают: 20 000(14 000 + 22 000)

14 000+22 000+22 000-21

из выражения (3-116)

22 000(14 000+22000-21)

= 1 590 ом,

14000 + 22000 + 22000-21

= 21 000 ом.



3-18в. Фазоинвертор с катодной связью. На рис. 3-63, а ток сигнала i,, проходящий через лампу Ль вызывает падение напряжения на катодном сопротивлении RK, которое в свою очередь вызывает через лампу Л3 ток г2 с обратной фазой. Ток ii всегда будет больше тока is, поэтому для симметрирования выхода сопротивление Rа2 теоретически должно быть больше, чем Ral. Величина /?а2 для симметричного выхода дается выражением (3-117):

R»- to + DRt-Rll- (3417)

2. Определяют усиление лампы-Л1 по формуле (3-118):

20 10 000

14 000+ 10 000 + 20 • 10 000

+ ,500 (20+1

= - 4,92.


Рис. 3-63. Фазоинверторы с катодной связью.

Отсюда видно, что если (pi2 + 1) RK очень велико по сравнению с Ris и Ral, то Ra% может быть взято равным Ral. Схема рис. 3-63, б позволяет выбрать RK достаточно большим, так как требуемое напряжение смещения можно получить выбором надлежащей величины Rt.

После выбора значений RaJ и /?а2 усиление определяется по формуле (3-118):

3-18г. Парафазный инвертор. Особенность схемы рис. 3-64 состоит в том, что в ней входным сигналом для лампы Л2 служит сумма выходных напряжений выХ1 и £/вых2. Обратная связь, охватывающая лампу Л2, улучшает стабильность работы этой части схемы. Если анодные нагрузки обеих ламп неодинаковы, то сопротивление в цепи катода следует блокировать емкостью. В случае одинаковых гнодных нагрузок незаблокированное катодное сопротивление улучшает симметрию и не создает отрицательной обратной связи, если выход симметрирован.

Для получения равных выходных напряжений необходимо, чтобы величина Rt удовлетворяла условию (3-119):

Чых!

RaRs(\Kt\- О

R2 + RA\ К,\ + D*

К, = -

R*(Ri* + Rai) + RisRa*

(3-119)

(3-120)

K = -

- pRai

Ди+д.1 + /г«(гч + 1) и

(3-118)

Эта схема позволяет получать сравнительно хорошие симметрию выхода и стабильность работы.

Преимуществом фазоинвертора с катодной связью являются простота схемы и достаточно большое усиление. Его недостаток состоит в том, что симметричность схемы нарушается при изменении значений fis, Ri2, RK, Ral и £>а2.

Влияние данного процентного изменения величины RK на симметрию схемы будет тем меньше, чем больше RK.

Пример 3-21

Определить величину i?a2 для получения симметричного выхода и усиление фазоинвертора с катодной связью, в котором использованы одинаковые лампы с параметрами р. = 20 и Rt - 14 000 ом. При этом #к = 1 500 ом и Rai - 1 000 ом.

1. Определяют требуемое значение Ra2 по выражению (3-117):


10000[14000 + (20 + 1)-1500] «as - (20+ 1). 1 500- 10 000 ~

Рис. 3-64. Парафазный фазоинвертор. Пример 3-22

Определить требуемое для симметрии выхода значение Rt и результирующее усиление, если лампы одинаковы и fi = 20, Ri = 10 000, Rz = 220 000, Д3 = 1 Мом, Rai = 40 000 ом.



1. По выражению (3-120) определяют Кз-40 ООО (20 • 220 ООО - 10 ООО)

220 000 (10 000 + 40 000) +

40 000 (20 • 220 000- 10 000)

= - 15,4.

+ 10 000 • 40 000 2. По формуле (3-119) определяют Rt:

220 000 • 10е (15,4-1)

220 000+ 10е (15,4 -- 1)

=191000 ом.

3-19. УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Усилители постоянного тока используются преимущественно в измерительных приборах, сервомеханизмах, моделирующих устройствах и в других случаях, где требуется усиление либо постоянного, либо медленно меняющегося напряжения. Основными типами усилителей постоянного тока являются усилители с непосредственной связью между каскадами, усилители несущей (с преобразова-ниемсигнала) и усилители, использующие комбинацию каскадов с непосредственной связью и каскадов с усилением несущей.

3-19а. Усилители постоянного тока с

непосредственной связью. В усилителях этого типа применяется непосредственная связь между каскадами; их проектирование осложняется необходимостью учитывать дополнительные соображения, которые относятся к следующим вопросам:

1. Способы между каскадной связи.

2. Регулирование усиления.

3. Регулирование выходного уровня.

4. Стабильность работы.

1.Способы непосредственной связи каскадов. В усилителях постоян-

Так как напряжение на аноде лампы должно быть выше, чем на ее сетке, то в многокаскадных усилителях при непосредственном соединении анода каждой лампы с сеткой следующей лампы требуется последовательное соединение их источников питания. Такое соединение показано на рис. 3-65, а. Можно применить один источник питания с высоким напряжением, но в этом случае необходимо использовать делитель для . подачи в схему требуемых напряжений (рис. 3-65, б). В усилителях, имеющих более двух каскадов, требуются более высокие напряжения, поэтому желательно применение других способов междукаскадной связи. Недостатками, присущими междукаскадной связи рис. 3-65, являются высокие потенциалы, под которыми находятся катоды ламп в последних каскадах усилителя, нежелательные отрицательные и положитель-



Рис. 3-65. Способы питания многокаскадных усилителей постоянного тока с непосредственной связью между каскадами. а - последовательное соединение источников питания; б - подача питающих напряжений с делителя.

ные обратные связи, возникающие вследствие применения общего источника питания, а также то обстоятельство, что напряжение сигнала на выходе наложено на высокое постоянное напряжение. Однако достоинством схемы является отсутствие ослабления сигнала в междукаскадных цепях.

Необходимость последовательного соединения источников питания отпадает при связи каскадов через делитель, один конец которого соединяется с источником отрицательного напряжения (рис. 3-66, а). Однако в этом случае



а) 6) - ej

Рис. 3-66. Схемы междукаскадной связи с источником отрицательного напряжения.

ного тока, должны применяться кондуктивные связи от входных до выходных зажимов. Использование реактивных элементов, например конденсаторов н корректирующих дросселей, допустимо только в тех случаях, когда получаемые частотные характеристики являются допустимыми или желаемыми.

вследствие ослабления сигнала в цепи межлу-каскадной связи усиление уменьшается в RiHfii + R%) раз. При увеличении отрицательного напряжения, подаваемого на делитель, это отношение увеличивается и ослабление сигнала уменьшается. При этом типе связи частотные характеристики в области верхних



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



0.0087