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

напряжения от корректирующих цепей или цепей обратной свя­ зи.

няющихся во времени по произвольному закону как по вели­ чине, так и по направлению. Следовательно, усилитель по­ стоянного тока может в равной мере усиливать как сигналы с нулевой частотой (сигналы постоянного тока),так и сигна-. лы переменного тока. Полоса пропускания частот УПТ доста­

электронных ламп и монтажа.

В области нижних частот частотная характеристика УПТ простирается до нуля герц.

Обычно возникает необходимость усиления сигналов в форме очень малых медленно изменяющихся напряжений по­

130

тельных конденсаторов или трансформаторов. Все связи в усилителях постоянного тока выполняются гальваническими; т .е . через такие цепи, которые передают потенциалы посто­ янного тока. Эти связи обычно осуществляются посредством различных резисторов.

Наличие гальванических связей между каскадами УПТ значительно усложняет задачу задания и стабилизации уста­ новленных режимов работы электронных ламп или транзисто­ ров, что обусловливает работу этих усилителей.

Для получения заданного напряжения смещения на сетках ламп приходится компенсировать или уравновешивать (за счет дополнительных источников питания) постоянные составляю - щие анодных напряжений ламп.

Всякие изменения параметров элементов, входящих в схе­ му УПТ и участвующих в компенсации или уравновешивании напряжений постоянных составляющих, приводит к расстройст­ вам установленного режима работы и появлению так называе­ мого "дрейфа нуля".

При отсутствии входного сигнала в случае расстройки ре­ жима на выходе появляется некоторое напряжение постоянно­ го тока, которое со временем увеличивается (дрейфует). На­ стройка нуля нарушается, это явление и называют дрейфом нуля.

Дрейф нуля один из наиболее характерных и важных не­

рых сигнал постоянного тока, подлежащий усилению непосред—

131

ственно последовательно, воздействует на усилительные эле­ менты, усиливая это воздействие от каскада к каскаду. Та - кие усилители обладают значительным дрейфом нуля ;

б) усилители с преобразованием, где сигналы постоянно­ го тока предварительно преобразуются в пропорциональные сигналы переменного тока той или иной частоты^ и усиление ведется усилителем переменного тока.

В зависимости от конструкции схемы усилители прямого усиления подразделяются на :

а) УПТ с делителем напряжения, где анодные напряжения и напряжения смещения сеток для каждой лампы каскада сни­ маются с определенных участков многоступенчатого делителя напряжения, подключенного в источнику анодного пит .кия.

Величина напряжения этого источника зависит от числа каска­

в) балансные, или мостовые, усилители постоянного тока (параллельно-балансные и последовательно-балансные усили -

•гели).

Усилители постоянного тока с преобразованием могут от­ личаться друг от друга типом модулятора, например, с вифопреиоразователем, транзисторным модулятором и т. д. • видом усилителя переменного тока, например, с резонансным усили­ телем или апериодическим усилителем; по роду выходного сигнала, например, с выходным напряжением переменного то­ ка (наиболее частый вариант; или выходным напряжением по­ стоянного тока и т. д.

132

может изменяться в пределах от 100 до 20000 гц (полоса про­ пускания усилителя). Через каскады такого усилителя должны проходить сигналь' только переменного тока, поэтому в депях этих усилителей установлены разделительные элементы (кон­ денсаторы или трансформаторы), не пропускающие постоянные составляющие анодного напряжения. По этой причине алерио - дический усилитель не может усиливать сигналы постоянного тока.

В усилителях постоянного тока прямого усиления раздели­ тельные конденсаторы или трансформаторы отсутствуют и кас­ кады между собой связаны гальванически. Наличие гальвани­ ческих связей - главная отличительная особенность усилите - лей постоянного тока прямого усиления.

Гальванические связи в цепях УПТ приводят к необходи - мости уравновешивания или компенсации постоянных составля­ ющих напряжения источника питания, так как непосредственно отделить сигнал постоянного тока от постоянной составляющей анодного напряжения невозможно.

Всякое нарушение условий уравновешивания приводит к по­ явлению дрейфа нуля.

Дрейф нуля - обязательно сопутствующий усилителю посто­ янного тока - является его следующей отличительной особен­ ностью. Апериодический усилитель усиливает сигналы только переменных токов, поэтому он дрейфом нуля не обладает.

Усилитель постоянного^ тока в отличие от апериодического может усиливать как сигналы постоянного тока, так и сигна - лы переменных токов и поэтому является более универсаль - ным. Полоса пропускания УПТ достаточно широка. Частотная характеристика УПТ не имеет завала в области нижних часто! вплоть до нуля герц.

В области верхних частот, как и у апериодического усили­ теля, частотная характеристика ограничивается влиянием па -

133

разитных емкостей усилительных ламп (транзисторов) и монтажа.

Однако наличие дрейфа нуля, плохая стабильность рабо­ ты усилителя, потребность в дополнительных источниках пи­ тания, болэе высокая стоимость УПТ ограничивает область их применения необходимостью усиления толысо сигналов по­ стоянного тока.

Как у же известно, уси­ литель постоянного тока должен содержать . галь­ ванические межкаскадные связи.

Простое удаление разделительных элементов из схемы апериодического усили - теля для образования гальванических связей, как показано на рис, 81, оказывается недостаточным для получения уси -

лителя постоянного тока. Такой усилитель работать не может. Как видно из схемы, к сетке лампы Л2 будет приложено'

Под действием этих больших положительных напряжений эпект4 ройные лампы будут открыты до насыщения и схема окажет­ ся неработоспособной..

134

например, встречно в сеточную депь каждой лампы самостоя­ тельные источники питания, напряжения которых превышало бы соответствующие анодные напряжения на величину напря - жения смещения данной лампы.

Аналогично для компенсации мешающих напряжений на сетках других ламп следовало бы включить подобные дополни­ тельные источники питания в цепь сетки третьей лампы Ем ,

постоянного топа в его схему необходимо ввести три допол — нителььых источника питания, каждый из которых должен иметь напряжение, немного превышающее постоянную состав-

133

ляющую анодного напряжения лампы. Данное абстоктельство в значительной мере удоро/жает усилитель и делает его ма­

ло надежным в работе.

В этом отношении схема усилителя постоянного тока с делителем напряжения более целесообразна, так как для ее осуществления потребуется источник питания с общим напря — жением меньшим, чем в рассмотренном выше варианте.

На рис. 93 приведена схема двухкаскадного УПТ с делитепем напряжения..

иRjt составляет анодное напряжение питания второй

136

разностью между падениями напряжения на резисторе R3

Разность между падениями напряжения на резисторе Rf делителя и резисторе нагрузки второй лампы Rtn явля­ ется выходным напряжением усилителя

делает усилитель постоянного тока прямого усиления мало— стабильным, требующим систематической подстройки нуля.

Схема УПТ с делителем напряжения имеет следующие недостатки:

1 ) в делителе напряжения бесполеаю расходуется энер - гия источника питания. КПД усилителя очень низок;

2 ) требуется относительно высокое напряжение источни­ ка питания. Величина этого напряжения увеличивается с уве­ личением числа каскадов;

3) усилитель имеет значительный дрейф нуля;

137

4 ) высокая стоимость и большие габариты и вес усили­ теля;

5) отсутствует общая точка между входной и выходной цепями, что усложняет эксплуатацию усилителя. Нарушаются требования техники безопасности обслуживания (при зазем­ лении входной цепи под высоким напряжением окажется вы­ ходная цепь и наоборот). Потенциометрическая схема УПТ в сравнении с рассмотренной имеет ряд преимуществ

(см. п. 103).

янных составляющих источника питания в цепях сеток (баз для транзистора) усилительных элементов усилителя. Доста­

следующих ламп создаются за счет разности между падениями напряжения на сопротивлениях потенциометров каждого кас­

138 .

Для большей наглядности образования напряжений сме­ щения представлен фрагмент каскада с потенциометром в более удобном виде (рис. 95).

Как следует из представлен­ ной схемы, потенциометр,

чен на суммарное напряжение обоих источников питания

Еа+Ес . Пользуясь принципом наложения, можно написать

JaRa +1)оо “ Ее !

Ra(Joo +Jn) + Uoo = Еа .

Откуда ток в цепи потенцио­ метра

139