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

снимаемое с однотактного выхода в этой схеме, довольно сильно зависит от изменений напряжения источника питания. Коэффициент подавления общего сигнала и усиление от сеток ламп JIi и Л3 до выхода определяются соответ-

<+Ж0


Регулировка балансировки

3006

Рис. 3-78. Входная схема из каскадно соединенных дифференциальных усилителей, обеспечивающая стабильность работы при изменениях нахального и аиодиого напряжений.

ственнопо формулам (3-110а), (3-1106) и (3-110в). Усиление К0. с общих входных сигналов может быть определено по формуле (3-124):

К~о. с =

#i + R* + BRK(v-+»

(3-124)

где B = 2 + Ra/Ri.

Очень высокой степенью подавления влияния изменений как напряжения накала, так и анодного напряжения обладают схемы, изображенные на рис. 3-77 и 3-78.

Во входной схеме рис. 3-77 точный делитель напряжения присоединен параллельно схеме рис. 3-75, г. Сопротивление Rs делителя отрегулировано так, что напряжение, снимаемое с отвода делителя, равно напряжению на аноде лампы J1 • в режиме покоя. Изменения как анодного напряжения, так и напряжения накала должны не нарушать это равенство. Так как один вход дифференциального усилителя соединен с отводом делителя, а другой - с анодом лампы Лs, то одинаковые изменения напряжения, появляющиеся на входах дифференциального усилителя в результате изменений напряжения источника питания, являются сигналами общего типа. Но, как видно из выражения (3-124), усиление такого каскада для входных сигналов общего типа является незначительным.

В схеме рис. 3-78 в качестве входного каскада использован дифференциальный усилитель с симметричным выходом. Если обе половины входной лампы идентичны, то изменения напряжения на анодах этой лампы, вызываемые изменениями напряжений источников питания накала и анода, будут одинаковыми и для следующего дифференциального усилительного каскада будут являться входными сигналами общего типа. Так как дифференциальный усилительный каскад слабо усиливает входные сигналы общего типа, то влияние на его работу

типичных изменений напряжений стабилизированных источников питания является незначительным. Такие же соображения применимы и к изменениям сеточных токов при условии, что сопротивления в обеих сеточиых цепях входной лампы одинаковы. В дифференциальных усилителях следует применять двойные триоды, у которых обе половины являются возможно более симметричными. Усиление К симметричного дифференциального усилителя, определяемое как отношение напряжения выходного сигнала между анодами к напряжению входного сигнала, поданного только на одну из управляющих сеток лампы, определяется по формуле (3-125):

к=щФк (3-125)

где Ra - сопротивление нагрузки в анодной цепи.

Усиление каждого плеча каскада приблизительно равно /С/2 при условии, что pJ?K велико по сравнению с Ri + Ra.

Влияние изменения величин деталей схемы. Изменения характеристик ламп и изменения величин сопротивлений (особенно в каскадах с низким уровнем сигнала) вызывают нежелательные изменения уровня выходного напряжения. В критических условиях работы усилителей необходимо соблюдение следующих требований: 1) лампы перед их использованием должны быть подвергнуты тренировке; 2) примененные в схеме сопротивления должны иметь низкий температурный коэффициент; 3) температура окружающего усилитель воздуха должна поддерживаться постоянной; 4) мощность, рассеиваемая в любом сопротивлении схемы, должна составлять от Vio До 1и номинальной мощности рассеяния.

3-196. Усилители постоянного тока с модулированной несущей частотой. В усилителях этого типа входной сигнал пропускается через фильтр нижних частот и затем преобразовывается в сигнал переменного тока, т. е. в несущее колебание, модулированное входным сигналом, после чего такой сигнал усиливается обычным усилителем переменного тока. Усиленное напряжение затем детектируется (выпрямляется) и пропускается через фильтр нижних частот для выделения выходного сигнала. Если ширина полосы пропускания входного фильтра нижних частот равна или больше половины несущей частоты, то в соотношении частот входного сигнала и частот, которыми модулируется несущая, будет иметь место некоторая неопределенность. Так, например, входной сигнал с частотой /вх и все другие входные сигналы с частотами, смещенными относительно основной несущей частоты и ее гармоник на частоту /вх, вызовут модуляцию несущей с частотой /вх. Поэтому ширина полосы пропускания входного фильтра обычно выбирается меньше половины несущей частоты. Полоса пропускания выходного фильтра нижних частот должна быть меньше несущей частоты, иначе напряжение несущей частоты проникнет на выход усилителя. Так как в усилителях этого типа не применяются цепи непосредственной между каскадной связи, то проблема дрейфа выходного напряжения, возникающая в многокаскадных



усилителях постоянного тока с кондуктивнои связью между каскадами, в данном случае не существует

Схема одного из типов усилителя постоянного тока с модулированной несущей частотой показана на рис. 3-79, а. Уровень входного напряжения в этой схеме определяет величину

р- -НН

X х\

ГЦ-Ч11"

Рис 3-79 Типичные схемы усилителей постоянного

тока с модулированной несущей частотой. / - фильтр низких частот; 2 - источник переменного напряжения; 3 - линейный модулятор, 4 - усилитель переменного тока; 5 - детектор и фильтр, 6 - вход постоянного напряжения, 7 - выход постоянного напряжения

тельного каскада, подключением выхода усилителя к другому, неиспользованному контакту на выходном прерывателе или переключением концов катушки одного из прерывателей.

Если на контакт прерывателя, соединенный с входом усилителя, поступает переменное напряжение с частотой силовой сети, то на выходе усилителя возникает постоянное напряжение, так как оба прерывателя действуют синхронно с напряжением сети. Во избежание этого прерыватели часто экранируют.

На рис. 3-79, в изображена схема более употребительного типа усилителя постоянного тока с модулированной несущей частотой. В этой схеме используется однополюсный прерыватель на два направления. Чтобы получить нужное соотношение фаз входного и выходного напряжений, следует использовать надлежащее число усилительных каскадов. Если в схеме используется усилитель переменного тока с большим коэффициентом усиления, то следует применить прерыватель, у которого замыкание с вторым неподвижным контактом происходит до разрыва с первым неподвижным контактом. Такой тип прерывателя позволяет свести до минимума переходные явления при переключении, которые могут вызвать генерацию в схеме. Если конструкция прерывателя такова, что замыкание с вторым неподвижным контактом происходит в нем после замыкания с первым неподвижным контактом, то его следует заменить двумя обычными прерывателями, какие применены в схеме рис. 3-79, б

3-19в. Комбинированный усилитель постоянного тока с автоматической стабилизацией нуля Схема этого типа содержит в себе два усилителя: усилитель постоянного тока с непосредственной связью между каскадами и усилитель с модулированной несущей частотой. Блок-схема такого усилителя показана на рис. 3-80. В этой схеме усилитель с модулированной несущей частотой включен параллельно

напряжения переменного тока, т. е. напряжения несущей частоты, которое вводится в усилитель. Выходное напряжение в данном случае получается путем детектирования и последующей фильтрации усиленной несущей частоты.

На рис. 3-79, б показана схема другого типа усилителя постоянного тока с модулированной несущей частотой. В этой схеме используются два переключателя, которые срабатывают с частотой силовой сети. Один из переключателей используется для попеременной подачи на вход усилителя либо напряжения сигнала, либо потенциала земли. В результате этого в усилителе создается переменное напряжение прямоугольной формы (несущая частота), амплитуда и фаза которого определяются величиной и полярностью входного напряжения. Напряжение прямоугольной формы после усиления выпрямляется с помощью второго прерывателя, работающего синхронно с первым. Выпрямление производится путем попеременного подключения выходного фильтра низких частот к выходу усилителя или к земле. При любой данной полярности входного сигнала полярность постоянного выходного напряжения (усиленного сигнала) может быть изменена на обратную введением дополнительного усили-


Рис. 3-80. Блок-схема комбинированного усилителя постоянного тока, Ку и - усилители с непосредственной связью между каскадами, Кг - усилитель несущей.

усилителю постоянного тока с непосредственной связью между каскадами, имеющему значительно меньший коэффициент усиления. Выходные напряжения этих усилителей смешиваются и усиливаются общим усилителем постоянного тока с непосредственной связью между каскадами. Включение в данную схему усилителя с модулированной несущей частотой объясняется необходимостью ослабить дрейф в усилителе с непосредственной связью между



каскадами при использовании отрицательной обратной связи.

Усилители с автоматической стабилизацией нуля часто включаются по схеме рис. 3 81. При надлежащем выборе величин ZBX и Zf такая схема может производить некоторые мате-


\-0-0-1

Рис. 3-81. Схема операционного усилителя. к - усилитель постоянного тока с автоматической стабилизацией нуля.

матические операции, как, например, интегрирование, дифференцирование, суммирование и т. п. Такие усилители называются операционными или решающими и используются в моделирующих устройствах. От усилителей, используемых для указанных выше целей, обычно требуют, чтобы они могли усиливать как постоянное напряжение, так и переменное напряжение с частотой до нескольких килогерц. До настоящего времени еще не разработаны усилители с модулированной несущей частотой для работы на столь высоких частотах, поэтому в таких схемах усилитель с модулированной несущей частотой обеспечивает усиление только на сравнительно низких частотах, тогда как усиление на более высоких частотах осуществляется усилителем с непосредственной связью между каскадами.

Изменение режима комбинированного усилителя. Функция, которую выполняет операционный усилитель, определяется характеристиками входного полного сопротивления и сопротивления обратной связи Zf. Точность и устойчивость работы такого усилителя зависят от точности и стабильности сопротивлений ZBX и Zf, а также от изменения питающих напряжений усилителя с непосредственной связью между каскадами.

Рассмотрим усилитель с непосредственной связью между каскадами, имеющий коэффициент усиления 1 ООО и сбалансированный таким образом, что его выходное напряжение равно нулю, когда входной зажим присоединен к земле. Пусть после балансировки усилителя напряжение накала изменилось настолько, что это вызвало изменение выходного напряжения от 0 до -10 в. Этот дрейф выходного напряжения может быть также выражен эквивалентным изменением входного напряжения Дэкв> которое в данном случае равно - 10/ - 1 ООО = 0,01 в. Если отрицательная обратная связь по постоянному току подана, как показано на рис. 3-82, то она приведет к тому, что входное напряжение в точке 2 будет иметь величину А£/вх, почти равную эквивалентному изменению входного напряжения Дс/9КВ, но с обратным знаком. Следует заметить, что отрицательная обратная связь в усилителе с непосредственной связью между каскадами не

стремится снизить входное напряжение до нуля, если изменение напряжения вызвано каким-либо из ранее упоминавшихся источников. В данном случае отрицательная обратная связь по постоянному току в усилителе с непосредственной связью между каскадами приводит к тому, что входное напряжение становится равным приблизительно -Л£/9КВ. Из этого следует, что такая обратная связь не стремится снизить отклонение выходного напряжения, вызванное изменением напряжения одного из ранее упоминавшихся источников, до нуля, а стремится сделать его равным величине


Рис. 3-82. Усилитель постоянного тока с отрицательной обратной связью. к - усилитель постоянного тока.

В противоположность этому в усилителе с модулированной несущей частотой отрицательная обратная связь по постоянному току, поданная так, как показано на рис. 3-82, стремится снизить как входное напряжение (в точке 2), так и выходное напряжение до нуля; поэтому такой усилитель часто называют самобалансирующим усилителем. Благодаря этому свойству усилитель с модулированной несущей частотой в операционных усилителях включается параллельно усилителю с непосредственной связью между каскадами.

Применительно к схеме рис. 3-80 коэффициент, показывающий, во сколько раз усилитель с модулированной несущей частотой, имеющий усиление К«, снижает входное и выходное напряжения, вызванные изменением напряжения в усилителе с непосредственной связью между каскадами К\Кь, равен приблизительно KJ(Ki + К2), где - коэффициент усиления усилителя с непосредственной связью между каскадами, включенного параллельно усилителю с модулированной несущей частотой. По этой причине коэффициент усиления К2 должен быть достаточно большим по сравнению с Кг-

Другим существенным источником изменения напряжения в усилителе является сеточный ток. Надлежащим выбором ламп и рабочих условий (напряжение смещения порядка от 2 до -3 в, малый анодный ток, низкие напряжения анода, экранирующей сетки и нити накала) сеточный ток может быть снижен до сравнительно малой величины - порядка -/Ю-4 мка и ниже. Сеточный ток, проходя по сопротивлению сеточной цепи, создает на нем постоянное входное напряжение, которое вносит ошибку в работу операционного усилителя. Однако отрицательная обратная связь по постоянному току как в усилителе с непосредственной связью между каскадами, так и в усилителе с модулированной несущей частотой стремится снизить это входное напряжение до нуля. Выходное напряжение в этом случае



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



0.0097