Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Боровиков, А. И. Усилители электрических сигналов в вопросах о ответах учеб. пособие для студентов РИСХМа специальностей 0636, 0501, 0502, 0504, 0509, 0531 и 0536

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

19.10.2023

Размер:

7.13 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 2010 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 > Следующая >>>

76. ИЗ КАКИХ ЭЛЕМЕНТОВ				Обоснование возможно-
СОСТОИТ ОБШАЯ СХЕМА ЗА -				сти замены реостатного
МВЩЕНИЯ КАСКАДА С ВЫХОД-				каскада схемой заме -
НЫМ ТРАНСФОРМАТОРОМ ?				шения было рассмотре
				но в п.		15. Наскад с
				выходным трансформа -
тором отличается от реостатного каскада тем,						что	вместо
сопротивления	Ra	в анодную цепь лампы включена
первичная обмотка	выходного трансформатора,					а его вторич -
		ная обмотка нагружена на со
		противление			нагрузки		R и
		(рис. 58).
			В курсе		электротехники
		\|R« реальную схему трансформатора
		обычно		заменяют схемой заме
		щения,		которая представлена
		на рис.		58.	(	U\|	- первич
		ное	напряжение трансформато -
		ра;	X,	и	LSI		- актив -
		ное сопротивление й индуктив
ность рассеяния нер>>нчной обмотки;				zl	и	L\i	- ак
тивное сопротивление		и индуктивность рассеяния вторичной

обмотки,	приведенные к виткам первичной обмотки;
2н , U'h	- приведенные значения полного сопротивления на
грузки	и вторичного напряжения (напряжение на нагрузке);
L -	индуктивность первичной обмотки;	R *	- сопро

тивление эквивалентное потерям в железе).

Рассматривая эту схему замещения применительно к вы ходному трансформатору усилительного каскада, следует от-

метить, что выходной трансформатор каскада л<>тжен рабо -

тать	в определенной полосе частот, которая		об-и» но разделя
ется	на области	нижних, средних и верхних	часто;.
	В каждой из этих областей частот реактивные элементы
выходного трансформатора будут до разному			влиять на ра
боту	усилителя.	В частности, при работе усилителя в области

верхних и средних частот шунтирующее действие индуктивно

сти первичной обмотки (	coL>>Rt	) будет настолько
незначительно, что в этих	режимах параллельной цепью coL

можно пренебречь. Шунтирующее действие этой цепи должно быть учтено только на нижних частотах.

Можно также пренебречь и величиной потерь в железе трансформатора, исключив из схемы сппротивление R*

В этом случае на средних и верхних частотах индуктивности

рассеяния	\|_ы	и	1_!$г	оказываются включенны
ми последовательно,		что	позволяет	их объединить, приняв

Ls = Lsi а- Цг.

При работе каскада в области нижних частот можно пр».


небречь падением напряжения			на реактивностях рассеяния
оэн 1_ъ= 0	, 1Вэтом случае		на работу усилителя будет ока
зывать действие только		индуктивность первичной обмотки.
Таким	образом, схема	заменения усилительного каскада

с выходным трансформатором для общего случая может быть

представлена в виде, приведенном на рис. 80.	\
На рисунке приняты следующие обозначения:
yulici— эквивалентный генератор, учитывающий усилительные
свойства электронной лампы;
Ri. - внутреннее сопротивление лампы:

активное сопротивление первичной обмотки трансфор

матора;

индуктивность первичной обмотки трансформатора;

z'h

- приведенное значение

активного сопротивления вто

ричной обмо'Тки

l i -

;

1 'г

приведенное индуктивное сопротивление вторичной об

мотки трансформатора, равное

1г.=

;

полная

индуктивность рассеяния трансформатора

;

Со

приведенная

емкость нагрузки

Со = Со П.*~

Со - С&ы>,, +•Се< г* См

Rh - приведенное

сопротивление нагрузки

п' _ _S“_ .

в«

RH -

истинное значение, сопротивления нагрузки (в боль -

шинстве случаев принимается как активное сопротив-

(

ленив

2 И=

);

Uh -

приведенное

значение напряжение на нагрузке

Uh -

истинное значение напряжения на нагрузке.

В целях равномерного распределения потерь в меди пер

вичной И вторичной обмотках

трансформатора принимают

тогда

2,+ *[= 2 Ъ (

. В этом

случае

будет оптимальная передача мощности из первичной цепи

трансформатора

во

вторичную.

77.

КАК УПРОЩАЕТСЯ СХЕМА

При работе усилителя

зам ещ ен и я к а с к а д а

с вы -

в области средних чао-

ХОДНЫМ ТРАНСФОРМАТОРОМ

тот в схеме замещения

ПРИ РАБОТЕ УСИЛИТЕЛЯ В ОБ-

каскада можно пренеб-

ЛАСТИ СРЕДНИХ ЧАСТОТ ?

речь шунтирующим дей

первичной обмотки

(

6)L

ствием индуктивности

выходной емкостью

Со

а также падением напряжения

на индуктивности рассеяния

. При этом

схема замещения принимает упрощенны?

вил, представленный на рис.

61 , а

и б.

На рис.

61, б

•

Rav.= 7, + ^2+RJ,

сопротивление

нагрузки лампы на пе

ременном токе.

С помощью этой упрощенной схемы можно найти связь между коэффициентом полезного действия трансформатора и

сопротивлениями каскада.					2
Колебательная		мощность,	выделяемая в нагрузке PtrJn Rh
	( Jh	- действующее		значение выходного тока),
а колебательная мощность, поступающая на вход					трансформа
тора, —	J?~=	R«)	,	следовательно,	КПД вы -
ходного	трансформатора _		i

КПД трансформаторов величина хорошо известная и зави сит, главным образом, от габаритов трансформатора. Поэто му обычно КПД трансформатора определяется по таблицам исходя из его предполагаемой мощности (см. таблицу).

Выходная			вт	■ 1 -1 0 вт	10 -10 0 ей- .10 0 -10 0 0
мощность		0 -1
трансформатора					В Т

и	- ± L	0, 6-0, 75		0, 7-0, 85	0,84-0,83 0, 82-0, 80
‘ Т * R a ~
	Величина	Ro.~	-	нагрузка лампы по переменному
току	(для триода) берется			равной	= ( 3 - 4 ) Rl •

Коэффициент трансформации выходного трансформатора легко найти из следующего выражения:I

I Rh3 7tpR»'v' •

Следовательно

		а V ?трR®*' v		Ят?'ocHi.		‘
Оптимальный КПД трансформатора возможен, когда Т ,^ Zt
следовательно,			Ra~= 2.t,+Rn			или Ro-v'^t, s
откуда		t .-	*■	; так	как
„ .	Йи		*■	*
TO	-------
Коэффициент усиления на средних частотах
			Uh _	h-U'h	и1-		M^C\|	,
				Ua"		и*	'Ri+Ro.~
следовательно,			коэффициент усиления
			„	Rh‘
Имея в виду,			что
				U		R «= ?TPR ^ .
получаем	окончательно			Kl
получаем	окончательно
k .“ "	П	л	(?а*	« “		k* ' aJ‘!* -T T :
k .“ "	П	л	г ^ Ь	« “		k* ' aJ‘!* -T T :
78. КАК ИССЛЕДУЕТСЯ PA Ю ТА						В области нижних час -
КАСКАДА С ВЫХОДНЫМ ТРАНС						тот падение напряжения
ФОРМАТОРОМ В ОБЛАСТИ НИЖ						на индуктивностях рас
	НИХ ЧАСТОТ ?					сеяния обмоток транс
a>HL.j						форматора		весьма мало
a>HL.j	,	а шунтирующее действие				индуктивности первичной

обмотки соизмеримо с общей проводимостью входной цепи каскада,

С уменьшением частоты сигнала индуктивное сопротивле ние первичной обмотки уменьшается, а ток в ее цепи возраотает. По этой причине схема замещения каскада для области нижних частот должна учитывать только шунтирующее дейст -

вне параллельной цепи (рис.		62).
Выходное напряжение	Uh		, а следовательно, и
коэффициент усиления	Ки	в этом случае будут зависеть
от частоты входного сигнала,		т.е;	будут иметь место час —
тотные искажения. Коэффициент частотных искажений
	Ки	'
	94

Рис. 62

U*x — напряжение холостого хода, полученное между точками а .Г после отключения цепи нагрузки (счи тая Кн- 03 ) (рис. 63), a Z ki (сопротивление ко - роткого замыкания) — сопротивление между точками сс i

1Г при короткозамкнутой ЭДС, т. е. ^Uci=0 (рис. 64). Напряжение холостого хода можно получить как падение

напряжения на индуктивном сопротивлении coML Uxx— 3, ‘

] и - (**'+ 1?н J t Z «

Чтобы определить этот коэффициент для нижних частот, необходимо найти зависимость коэффициента усиления усили - теля Н» ( М) , работающего в этом режиме

	ь - Un -
	— ~ГГ~ ' и	Ud	I
Приведенное	Liti	Ud	I	можно оп
Приведенное	наряжение	на нагрузке	U h	можно оп
ределить, если	известен ток	нагрузки

Uh= JhР» *

Ток в нагрузке легко найти с помощью известного мето да 'холостого хода и короткого замыкания' (метод Тевенена) Согласно этому методу ток в цепи нагрузки схемы (см.

рис. 62)

			Здесь	1		Р Ucf
			Здесь	«ч			И
			11 —	^Oa 'JPhL			'
			Ull~ (Ri^,)+ ju)HL				'
			полагая	Rr +i, - Rt,			)
			получаем n		_	>Ua io3„L
				U1X_ —------ ------- - , «
						Кд +
			Сопротивление короткого замы
			кания	Z ki		можно опре
			делить как параллельное со -
г			единение	активного сопротивле
г			ния	Rii= V		Re	к реак
			тивного сопротивления \|u)hL,
Рис.	63		тогда,
Рис.	63		Zhi		+
			Zhi		+
Следовательно,	ток в цепи нагрузки
	Uxx	_	Д/llci juJul-
	(R h + l i ) * Z i t b		(R H tii)(R ij'*'jos«L) +		Pi.i j сон l

Коэффициент усиления на нижних частотах

ьд1)н _____ Р о Rhjpnt-________

•'и- Uoi ' (RA + rk)(R;,+jw„L)+ Ruj^nL

С учетом того, что	R»=	,	Uh*3 mRh	, получаем:
_	Ко		Ко
			К н =

оD .(Ri+zrtzMb!)IP: 7..V7.4R- '

где К,„-

К,м R"o* R; " '

V i- lS r J

Коэффициент частотных искажений на нижних частотах

to	K. _ I. ( ЙЭИW
I 1H
	Задаваясь допустимыми зна
чениями коэффициента часТртных

Z k 5 искажений, находим величину шщу ктивности первичной обмот ки трансформатора, удовлетворя

ющую заданному Мн

I ______

Рис. 64

При относительно высоком КПД выходного трансформато

ра <^ТР	можно пренебречь малыми значениями		и
,	тогда	Rfc'v = Rm ,

а- -

Кэи= JM+ R;. •= Rr I ■*<*-

В этом ’ случае	Rl
L=		I + оС
	2 Я)[нУмги-1
79. КАК ИССЛЕДУЕТСЯ РАБО		В этом режиме на работу
ТА КАСКАДА С ВЫХОДНЫМ		усилителя будут оказывать
ТРАНСФОРМАТОРОМ В ОБЛА		влияние падение напряже -
СТИ ВЕРХНИХ ЧАСТОТ ?		ния на индуктивности рас
		сеяния	Ls	и шунти


		рующая емкость			Со	.
Нунтирующее действие индуктивности			L	первичной об
мотки будет ничтожно мало и им пренебрегают.				Однако в
этом режиме часто пренебрегают и наличием шунтирующей
емкости	С о	, так как она частично компенсируется
индуктивностью вторичной обмотки трансформатора.					Схема за
мещения каскада,		работающего в области верхних частот,
принимает	вид, представленный на рис.		85.

Следовател ьно,	Н Uci Rm
	К« =
	[(Ri * Ra~) Tj 06 Ls3 Uti i

обозначая	Ra( = R i4 Ra~	и имея в виду, что
	Ko^f* n-	Rt/v
	Ko^f* n-
получаем	■ Г Г ъ + * *
получаем	K& =	Ко
		Ко
		-t ' 00c
		J R?*
Модуль коэффициента частотных искажений на верхних
частотах		________

Задаваясь величиной допустимого значения /Afe , ол - ределяем величину допустимой индуктивности рассеяния

Коэффициент рассеяучя	i
	( Г = - ~ ±

позволяет проверять пригодность ходного трансформатора.

80. КАК РАССЧИТАТЬ ОДНО ТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩ - НОСТИ С ВЫХОДНЫМ ТРАНС ФОРМАТОРОМ, РАБОТАЮЩИМ В КЛАССЕ 'А " ?

0,00^

выбранных параметров вы

Расче т усилителя мощно сти состоит из трех час - тей:

1 ) расчет параметр усилителя (установление режима по постоянному то

ку);

2 ) электрический расчет выходного трансформатора (опре деление сопротивлений и числа витков первичной и вторичной обмоток, коэффициента трансформации, индуктивности первич

ной обмотки и т. д . ); 3 ) конструктивный расчет трансформатора (выбор габари

тов железа, определение размеров катушек, сечения прово —

дов и т. д. ).

Для расчета усилителя должны быть заданы следующие

исходные данные:		отдаваемая усилителем в	нагрузку, вт;
Р	— мощность,
Rh	— внутреннее	сопротивление нагрузки,	ом (нагруз—

ка считается		активной,	если емкостная составляющая комп
лексного	сопротивления		в три и более		раз меньше активной);
) Н/ h	-	полоса пропускания частот, гц;
	-	допустимые значения		коэффициентов частотных
		искажений;
кг%	-	допустимое	значение	коэффициента гармоник;
£ о.	-	напряжение	источника анодного питания, в.
1. П о р я д о к			р а с ч е т а		п а р а м е т р о в

ус и л и т е л я

Врежиме класса 'А ' рабочая точка лежит в средней части динамической характеристики лампы, поэтому форма выходного сигнала при синусоидальном входном сигнале близ

ка к синусоиде.

Среднее значение тока, потребляемого усилителем, мож но считать равным току покоя лампы

		Зср -	Jao •
Однако,чтобы не допустить появления больших нелинейных
искажений	(свыше	6%),	необходимо ограничи'аать использо
вание нижних участков статических характеристик лампы.
Обычно принимают		JmU = 0,12.5 Jaa .
Колебательная мощность,				поступающая на вход	выходно
го трансформатора			_
(КПД трансформатора выбирается по таблице см. п.					77).
Если	Urn	и	3m	- соответственно амплитуды

выходного напряжения и выходного тока усилительного кас - када (на первичной стороне трансформатора), то колебатель ная мощность

IrUmlm *

Через лампу и первичную обмотку трансформатора будет

проходить постоян ная Составляющая тока	Jeo	, а к
аноду лаМпы будет приложено напряжение	UP£a.	,

( так как падением напряжения постоянного Токй на первичной обмотке можно пренебречь).

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 2010 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ