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

а зо I

* 20

емкости сетка - анод, то максимальное усиление должно быть взято на 10 дб меньше, чем это следует из рис. 7-37. Это эквивалентно уменьшению рабочей частоты до 10% от величины, определяемой из (7-123).

Существует ряд методов нейтрализации емкости сетка - анод . Один из них показан на рис. 7-38 В этой схеме емкость сетка - анод вместе с присоединяемой параллельно к ней цепью из индуктивности LK и разделительного конденсатора Са настраивается в резонанс на частоту сигнала. Большое сопротивление образованного таким образом параллельного контура ослабляет связь между анодной и сеточной цепями. Однако этот метод нейтрализации применим лишь для очень узкого диапазона частот.

Коэффициент шума усилителя с общим ка тодоы определяется выражением


лампы

ш ом 5100

6ЯК5

0,02

6ЯН6

0,02

9000

6ЯС7

9000

5300

3100

Частота. Мгц

1000

Рис. 7-37 типов лам

Максимальное усиление по напряжению для различных п. Величина усиления ограничивается емкостью С

Ш=1 +

Rn l RkT9

i R* j Rn Ri Rbx

(7-125)

III - коэффициент шума каскада; Rv - активное сопротивление источника сигнала, ом; Rm - входное сопротивление лампы,создаваемое временем пролета, ом; R, - любое внешнее активное сопротивление, шунтирующее вход лампы, например эквивалентное параллельное сопротивление потерь контура входной цепи; Rm - эквивалентное шумовое сопротивление лампы, ом (см. § 7-2з); Тъ - эффективная температура RBX, °К; Т - комнатная температура, °К. На сравнительно низких частотах, когда Rm велико и им можно пренебречь, (7-125) приводится к виду:

Ш=1+1 + (1+1)2- (7"125а)

Если RBX нужно учитывать, а 7?! настолько велико, что им можно пренебречь, то (7-125) принимает вид:

ш=1+15+*к (1+и)2 •(7 125б)

Величина Ru, обеспечивающая минимальный коэффициент шума, находится из выражения

Яи.опт= - ,---тг-, (7-126)

R* (l + Rir,

RiR,

RmT,

R = RiRbx/(Ri + Rbx)-

1 См. F. Е. Т е г m a n, Radio Engineering, p. 367-369, McGraw-Hill Book Company, Inc., New York, 1947.

Если можно пренебречь RBK, то исследование (7-125а) дает оптимальное значение сопротивления источника:

-и. опт -

У 1 + RJRa

(7-126а)

Если можно пренебречь Rt, то исследование (7-1256) дает оптимальное значение #и, равное

*™=7ттгаг ,,-2Ю>

Подставив (7-1266) и (7-1256) и исключив таким образом 7?и, получим выражение для коэффициента шума в виде

27?н

о Л/ T9Rm У TRBX

(7-127)


Рис. 7-38. Нейтрализация ем. кости анод - сетка с помощью индуктивности.

Для ламп с оксидными катодами отношение TJT приблизительно равно 5. Если эту величину подставить в (7-127), то коэффициент шума на любой частоте может быть выражен в функции отношения RJRBX. Графически эта зависимость показана на рис. 7-39, а. Изменение коэффициента шума в зависимости от сопротивления источника сигнала приведено на рис. 7-39, б.

Коэффициент шума усилителей с заземленным катодом при использовании некоторых типов ламп можно определить из графиков рис. 7-40.

2. Усилитель с общей сеткой. Схема усилителя с общей сеткой приведена на рис. 7-41. Входное сопротивление такого усилителя при настройке всех реактивностей в резонанс равно:

р Rb* (Ri + RJ

*вх-зс Дм +-W-г Я,--I-/?. *

(7-128)



где RBX - входное сопротивление, обусловленное временем пролета, ом; /?а - сопротивление нагрузки, ом; Ri - внутреннее сопротивление лампы, ом;

р. - внутренний коэффициент усиления лампы.

где #а - сопротивление нагрузки анодной цепи;

Rbx - входное сопротивление, вызванное временем пролета; #и - активное сопротивление источника сигнала.

Основное преимущество усилителя с общей сеткой заключается в его высокой



Рис 7-39 Коэффициент шума усилителя с общим катодом

а - коэффициент шума при оптимальном сопротивлении источника сигнала, б - изменения коэффициента шума при иеоптимальных сопротивлениях источника.

Входная емкость лампы Свх = Сс. к + Ск. „ + (1 - AT cos ср) Са. к, (7-129)

СГ.К - 1

емкость сетка - катод; емкость катод - нить накала; емкость анод - катод; коэффициент усиления напряжения каскада; ср - фазовый сдвиг выходного напряжения относительно входного, обусловленный реактивным характером нагрузки; ср = ср! - ср2, где cpj - фазовый угол нагрузки и ср2 - фазовый угол нагрузки вместе с Заметим, что емкость анод - катод уменьшает входную емкость, если анодная нагрузка имеет активный характер при условии, что коэффициент усиления по напряжению больше единицы.

Выходное сопротивление усилителя с заземленной сеткой RBblK при настройке всех реактивностей в резонанс равно:

ВЫХ (Rbx + Rn) (Ri + Rz)+RbxR + 0

(7-130)


Частота. Мги

1000

Рис. 7-40. Оптимальные значения коэффициента шума усилителя с общим катодом для некоторых типов ламп / - 6АН6 (пентодиое включение), 2 - 6АК5 (пентод иое включение), 3 - 6АН6 (триодное включение) 4 - 6АК5 (триодное включение), 5 - 5876, 6 - 4I6A (с заземленной сеткой)

устойчивости на высоких частотах. При одинаковом усилении напряжения усилитель с общей сеткой может работать без самовозбуждения на гораздо более высоких частотах, чем усилитель с общим катодом.

-II-

" г *\ xS/-

Рис. 7-41. Схема усилителя с заземленной сеткой.

Условия самовозбуждения усилителя с общей сеткой следующие:

*а.к+#а.з + *з.к = 0, (7-131)

и если предположить отсутствие потерь в контурах, то

USS-1, (7-132)

лз. к

где р, - коэффициент усиления лампы;

междуэлектродное реактивное сопротивление анод - катод, равное

Ха з - реактивное сопротивление выходной цепи,

Х3. к - реактивное сопротивление входной цепи.



В схеме с общей сеткой реактивное сопротивление анод - катод имеет емкостный характер (благодаря Са. к), поэтому для получения такого фазового сдвига в цепи обратной связи, при котором выполняются условия самовозбуждения, реактивное сопротивление анод- сетка должно иметь индуктивный, а реактивное сопротивление сетка-катод - емкостный характер. Это имеет место, если резонансная частота выходного контура (между сеткой и анодом) выше резонансной частоты входного контура (между сеткой и катодом). При настройке анодного контура на частоту, лежащую несколько ниже резонансной частоты сеточного контура, реактивное сопротивление анод - сетка будет иметь емкостный характер на более низкой частоте, чем та, на которой становится емкостным реактивное сопротивление сетка - катод; при этом условия самовозбуждения не могут выполняться. Самовозбуждение усилителя с заземленной сеткой на очень высоких частотах вызывается влиянием индуктивности сеточного вывода между собственно сеткой внутри баллона лампы и точкой заземления. Индуктивность сеточного вывода создает реактивное сопротивление, которое является общим для цепей входа и выхода и создает возможность получения необходимого для самовозбуждения фазового сдвига независимо от настройки анодного и сеточного контуров. По этой причине лампы, предназначенные для работы в усилителях с заземленной сеткой на очень высоких частотах, имеют специальную конструкцию, обеспечивающую минимальную индуктивность вывода сетки, а если используется обычная конструкция в стеклянном баллоне, то сетка присоединяется к трем или более штырькам цоколя, что позволяет уменьшать индуктивность вывода сетки путем параллельного включения нескольких выводов.

ш ~ V в.


Рис 7-42 Схема усилителя с общей сеткой с учетом источников шумов.

Усиление напряжения усилителя с заземленной сеткой равно:

1 вых

RBxRa(V + О

RvRbx (? + 1) + (Ri + Ra) (Rn + Rbx)

,(7-133)

где ивы% - выходное напряжение;

вх - э; Д- с- источника сигнала. Сопротивление источника 7?и обычно бывает известно, а сопротивление нагрузки определяется по требуемой полосе и по емкости меж-

Q г„

дукаскадной цепи. Если полные сопротивления источника сигнала н нагрузки таковы, что они не обеспечивают согласования соответственно с входным и выходным сопротивлениями каскада с общей сеткой, то для получения максимального усиления мощности необходимо использовать трансформаторы сопротивлений между источником сигнала и усилителем, а также между усилителем и нагрузкой. Поскольку входное и выходное сопротивления каскада не являются независимыми, уравнения для коэффициентов трансформации сбоих трансформаторов надо решать совместно.

В результате такого решения получаются следующие коэффициенты трансформации:

i\ -- -

R*V i +RBx(v- +-1)1 Ru

ti! =--- Ra -

RiV 1+7?bx( + 1)/7?«

; (7-134) , (7-135)

где mu ma - коэффициенты трансформации напряжения соответственно входного и выходного согласующих трансформаторов;

т\ равно отношению входного сопротивления каскада к сопротивлению источника;

т\ равно отношение сопротивления нагрузки к выходному сопротивлению каскада.

Эквивалентная схема усилителя с общей сеткой, включающая все источники шумов, приведена на рис. 7-42.

Коэффициент шума усилителя с общей сеткой с учетом влияния времени пролета равен:

Rb , 7?ш

(7-136)

где Тэ - эквивалентная шумовая температура входного сопротивления, обусловленного временем пролета, °К; она в 1,43 раза превышает температуру катода и для ламп с оксидными катодами примерно равна 5Г; Т - комнатная температура, °К; RBX - входное сопротивление, обусловленное временем пролета; 7?и - трансформированное сопротивление источника сигнала, R=zm;R

И 1 и>

Rm - эквивалентное шумовое сопротивление, ом (см. § 7-2з). Величина трансформированного сопротивления источника сигнала, при которой коэффициент шума усилитепя с общей сеткой принимает минимальное значение, равна,: ч

-и. опт

fl+/?Bx3+l)8/№

(7-137)

3. Усилитель с общим анодом (катодный повторитель). Схема усилителя с общим анодом приве-



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



0.0042