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

щего напряжения, равной 50 в, получают мгновенное положительное напряжение управляющей сетки + 20 в. Верхняя точка оптимальной линии нагрузки лежит в месте смыкания линии спада анодного тока (линии критических режимов) с анодной характеристикой для напряже-

ния + 20 в. Начальная точка нагрузочной характеристики соответствует анодному напряжению в режиме покоя и анодному току, равному нулю. Для всех двухтактно включенных ламп (триод, тетрод, пентод; оптимальное нагрузочное сопротивление /?а а в 4 раза больше абсолютной величины, обратной крутизне линии нагрузки.

Сеточные токи вызывают срезание амплитуды возбуждающего напряжения в положительный полупериод, что является основной причиной нелинейных искажений двухтактного усилителя класса В. Если предыдущий каскад имеет низкоомную анодную нагрузку, то упомянутые искажения могут быть сведены к минимуму. Низкоомный промежуточный каскад может быть осуществлен при наличии понижающего трансформатора в анодной цепи предыдущего каскада. Такой же результат получают применением двухтактно включенных катодных повторителей. Необходимо, чтобы понижающий трансформатор предыдущего каскада имел небольшую индуктивность рассеяния, так как она включена последовательно

с цепью сеток выходного каскада. Уменьшение этой индуктивности продиктовано и другой причиной. При внезапном изменении входного сопротивления оконечной ступени может возникнуть переходный процесс в резонансной цепи, составленной из индуктивности и распределенной емкости, шунтирующей вторичную обмотку трансформатора.

Входное сопротивление сеточной цепи должно быть небольшим для постоянной составляющей сеточного тока, так как ее изменение может явиться причиной изменений напряжения смещения. Отсюда вытекает новое требование о наличии источника постоянного смещения с малым внутренним сопротивлением. В этом отношении промежуточный каскад, составленный из двух двухтактно включенных катодных повторителей, имеет преимущество по сравнению с промежуточным каскадом, в анодной цепи которого стоит понижающий трансформатор. Это преимущество объясняется тем, что катодные повторители могут быть включены таким образом, что в режиме покоя потенциал их катодов соответствует напряжению смещения, необходимому для выходного каскада

По причинам, изложенным при описании двухтактных усилителей класса АВ (см § 4-2в), в усилителях класса В никогда не применяется автоматическое смещение.

Пиковая входная мощность, расходуемая в цепи сетки, получается значительно большей по сравнению со средней входной мощностью, расходуемой в течение периода. Однако часто существует практическая необходимость в расчете средней мощности. При наличии синусоидального сигнала сеточный ток возникает в течение небольшой части положительного полупериода. Так как амплитуда возбуждающего напряжения Umc приближенно равна максимальному положительному значению сеточного напряжения, то средняя мощность, расходуемая в цепи сетки каждой лампы, определяется формулой

возб zUmcy (4-21)

где /с - постоянная составляющая сеточного тока каждой лампы.

При работе лампы в режиме В имеет место существенная разница между значениями анодного тока в режимах покоя и динамическом, что определяет неодинаковую мощность подво-




димую к лампе от источника анодного питания, в указанных режимах.

Это обстоятельство необходимо учесть при регулировке схемы.

Выходная мощность и мощность, рассеиваемая на аноде, справедливые для двухтактного усилителя класса В, могут быть приближенно найдены при наличии следующих предпосылок:

1. Возбуждающее напряжение является синусоидальным.

2. На выходе усилителя имеется идеальный трансформатор.

3. Импульс анодного тока, проходящий через каждую лампу, представляет собой половину синусоиды.

На основе ранее сделанных выводов можно найти выходную мощность по формулам (4-19) или (4-20), в которых обозначим через 1т максимальное значение анодного тока каждой лампы. Тогда среднее значение анодного тока /а0 для импульса, продолжающегося половину периода, может быть найдено по формуле

= (4"22)

Полная мощность, подводимая к двум лампам, равна:

Р0 = 2£а/а0. (4-23)

На рис. 4-12 показаны типичные суммарные характеристики двухтактного усилителя. При амплитуде возбуждающего напряжения, равной 67,5 в, получают выходную мощность 16,1 вт с результирующим коэффициентом нелинейных искажений, равным 11%. Если лампы 6L6 имеют тетродное включение, то максимальная выходная мощность приближенно равна 50 вт при анодном напряжении 350 в. А..

4-3. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ высокой ЧАСТОТЫ КЛАССА В

Усилитель мощности высокой частоты или ламповый генератор с внешним возбуждением в режиме В имеет в анодной цепи настроенный резонансный контур. Импульс анодного тока наблюдается в течение полупериода, т. е. угол отсечки равен 180° *.

Описываемый усилитель применяется для усиления мощности колебаний высокой частоты при сохранении линейной зависимости между амплитудой входного напряжения Umc и ампли-" тудой переменного анодного напряжения Uma. Отсюда вытекает название «линейный усилитель».

Линейное усиление может быть получено при работе усилителя в режиме А, но его к. п. д. весьма мал.

Ламповый высокочастотный усилитель мощности, работающий в режиме С (см. § 4-4), имеет больший к. п. д. по сравнению с работой его в режиме В. Но в режиме С невозможно получить линейную зависимость между амплитудой выходного напряжения Um& и амплитудой входного напряжения Umz.

Линейное усиление в режиме В необходимо при амплитудно-модулированных колебаниях или в случае однополосной передачи.

На рис. 4-13 показана типовая схема линейного усилителя. Этот усилитель не может быть использован в двухтактной схеме, так как анодный контур настроен в резонанс. Обычно стремятся получить наибольшую выходную мощность, которую способна отдать лампа.


Автор углом отсечки характеризует продолжительность всего импульса.

Рис. 4-13. Усилитель мощности высокой частоты в режиме класса В.

Поэтому усилитель работает с током управляющей сетки, так как при увеличенной амплитуде возбуждающего напряжения на этой сетке создается мгновенный положительный потенциал в течение части положительного полупериода. Наличие сеточного тока не позволяет осуществить автоматическое смещение с помощью сопротивления Rc, так как при модуляции имело бы место изменение сеточного тока; поэтому смещение явилось бы непостоянным. Следовательно, напряжение смещения должно быть выбрано таким, чтобы избежать нелинейной зависимости между входным и выходным напряжениями.

Выбор режима лампового усилителя класса В производят графоаналитическим методом, описанным в § 4-4, применительно для усилителя класса С. Поэтому надо учесть следующие-моменты:

1. Так как в режиме В лампа работает, имея угол отсечки 180°, то отсутствует необходимость в расчете напряжения смещения Ес. Оно находится непосредственно из семейства характеристик неизменного тока данной лампы.

Напряжение смещения должно быть таким, чтобы при выбранном анодном напряжении и отсутствии возбуждающего напряжения анодный ток был равен нулю.

2. Минимальное анодное напряжение должно быть приближенно равным удвоенному мгновенному напряжению управляющей сетки, в момент прохождения импульса анодного тока 1т.

3. При выборе лампы, работающей в режиме усиления модулированных колебаний в режиме В при коэффициенте модуляции т= 1, необходимо, чтобы номинальная мощность, рассеиваемая анодом Ра, была приближенно равна удвоенной полезной мощности в режиме несущей волны. Поэтому в формуле (4-39) значение коэффициента k равно 2.

Расчет электрических данных режима и деталей схемы производится аналогично, как и для усилителя, работающего в режиме С. Максимально возможный к. п. д. линейного усилителя в режиме С равен 78,5%, т. е. такой



же, как и для аналогичного усилителя мощности звуковой частоты в режиме В. При усилении модулированных колебаний обычно получают в максимальном режиме к. п. д. в пределах от 60 до 70%.

При усилении амплитудно-модулированных колебаний с глубиной модуляции т = 1 амплитуда напряжения возбуждения возрастает в 2 раза в модуляционном пике по сравнению с ее значением в условиях несущей волны. В минимальной точке амплитуда возбуждающего напряжения уменьшается до нуля. Для неискаженного усиления необходимо, чтобы амплитуда переменного анодного напряжения в максимальном пике была удвоена по сравнению со значением Uma в режиме несущей волны. Амплитуда первой гармоники анодного тока /а1 и постоянная составляющая /а0 усилителя мощности класса В изменяются прямо пропорционально амплитуде возбуждающего напряжения. Следовательно, к. п. д. усилителя возрастает прямо пропорционально возбуждающему напряжению, если усилитель работает неискаженными импульсами анодного тока.

Так как к. п. д. усилителя в максимальной точке равен 60-70%, то при глубине модуляции т = 1 получают в режиме несущей волны к. п. д. порядка 30-35%. Так как усилитель мощности класса В является линейным, то мощность постоянного тока, подводимая к анодной цепи, остается при модуляции неиз-TSftHHofl. За период звуковой частоты происходит увеличение мощности переменного тока, создаваемой генератором, на 50% по сравнению с режимом несущей волны, если коэффициент модуляции т=\. В этом случае к. п. д. за период звуковой частоты будет порядка 45-50%. Поскольку постоянная составляющая анодного тока при модуляции остается неизменной, то можно использовать смещение, создаваемое анодным током на сопротивлении, включенным в цепь катода. Показателем линейного усиления является неизменность мощности, потребляемой усилителем в режиме несущей волны и при модуляции. Однако рекомендуется дополнительно проверить симметричность модулированных колебаний с помощью осциллографа.

4-4. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ ВЫСОКОЙ . ЧАСТОТЫ В РЕЖИМЕ КЛАССА С

Усилитель мощности в режиме С обеспечивает высокий к. п. д. и используется для усиления мощности основной частоты или в качестве умножителя частоты. Требование линейной зависимости между амплитудой возбуждающего напряжения и амплитудой переменного анодного напряжения является необязательным. В усилителях в режиме класса С может быть осуществлена амплитудная модуляция при подаче модулирующего напряжения на анод, экранирующую сетку, защитную сетку или в цепь катода, а также может быть осуществлено усиление модулированных колебаний. Подробное рассмотрение видов модуляции сделано в гл. 5.

В ламповых усилителях в режиме класса С можно получить максимальный к. п. д. порядка 85%. Но в этом случае имеет место резкое

возрастание мощности возбуждения. Обычно же усилители в режиме класса С работают с к. п. д. порядка 75%. При повышении анодного напряжения к. п. д. возрастает.

В усилителях в режиме класса С напряжение смещения выбирается по абсолютной величине больше напряжения запирания, присущего анодно-сеточной характеристике, снятой для рабочего напряжения £а. Поэтому импульс анодного тока наблюдается в интервале, меньшем полупериода, т. е. лампа работает с углом отсечки меньше 180°. Следовательно, ламповые усилители в режиме класса С не могут быть использованы для усиления напряжения звуковой частоты, так как зависимость переменного выходного напряжения основной частоты от входного напряжения является нелинейной. Помимо этого, при уменьшении угла отсечки анодного тока возникают чрезмерные искажения, которые не могут быть устранены даже в случае применения двухтактной схемы. Но ламповый усилитель в режиме класса С эффективно используется, если в его анодной цепи имеется резонансный контур, настроенный на частоту возбуждающего напряжения или на частоту высшей гармоники Этот контур представляет короткозамкнутую цепь для всех составляющих анодного тока, кроме основной частоты, который создает на контуре переменное падение напряжения, изменяющееся приближенно по синусоидальному закону.

В умножителе частоты анодный контур настраивается на высшую гармонику частоты возбуждающего напряжения. В этом случае имеет место значительное уменьшение выходной мощности. Так, например, в режиме удвоения частоты получают к. п. д. порядка 40-50%; в режиме утроения к. п. д. может быть 15-20%.

4-4а. Основные схемы. На рис. 4-14 даны типовые схемы высокочастотных усилителей мощности в режиме класса С. Там же показаны цепи нейтродинирования. Отмечаем наличие в сеточной и анодной цепях катушек индуктивности с выводом от средней точки. Этот вывод нельзя присоединить к вращающейся пластине сдвоенного конденсатора, применяемого для настраивания на заданную частоту, так как может произойти снижение к. п. д. вследствие расстройки анодного контура при неполной симметрии катушки или конденсатора.

На схемах (рис. 4-14) ротор конденсатора переменной емкости находится под нулевым потенциалом высокой частоты. Отвод средней точки катушки индуктивности находится под высокочастотным потенциалом; эта точка изолирована от источника анодного питания высокочастотным дросселем или сопротивлением смещения от источника сеточного питания (в случае катушки сеточного контура). На рис. 4-14, б ротор конденсатора С3 имеет нулевой потенциал по высокой частоте благодаря присутствию конденсатора Сп. Это обстоятельство позволяет снизить норму напряжения электрического пробоя для конденсатора С3, так как благодаря наличию сопротивления R% отсутствует падение постоянного напряжения

1 В двухтактной схеме резонансный контур должен быть настроен на основную частоту или на нечетную гармонику.



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



0.0108