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

ние

U ci

1 равное разности между полным выходным

напряжением

U t

и падением напряжения на раздели -

тельном конденсаторе C ci-U M1(^u>cci(cM. п. 22).

Чем ниже частота,

тем большее напряжение падает на

теля. Уменьшение

коэффициента усиления

в области нижних

частот, зависящий

от частоты для данного усилителя, и обус­

ловливает частотные

искажения.

При наличии частотных ис­

кажений искажается

не ч а с т

о т а

сигнала, а форма

28. КАКОВА ПРИЧИНА ВОЗНИК-

Электроды электронных

НОВЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ИСКАЖЕ-

ламп, расположенные

НИЙ ПРИ УСИЛЕНИИ СИГНАЛОВ

в вакууме на некотором

В ВЕРХНЕЙ ОБЛАСТИ ЧАСТОТ ?

небольшом расстоянии

друг от друга, а также

поверхности соприкасающихся структур у транзисторов,

мож­

но рассматривать как обкладки

конденсаторов, обладающих

электрической емкостью. Так,

например, у вакуумного

три­

ода между анодом и сеткой существует емкость

Сас

,

между сеткой

и катодом, а также между анодом и катсдом

образуются соответственно емкости

Сек и

Сах .

Для учета

этих емкостей можно представить,

что к элект­

где

С /л -

емкость монтажа;

“

входная емкость следующего каскада или на*

грузки. См. п. 64,

27.

К ЧЕМУ ПРИВОДЯТ ЧАСТОТ­

Частотные

искажения

возникаю:

вследствие

НЫЕ ИСКАЖЕНИЯ В УСИЛИТЕЛЕ?

того,

что

усилитель

из-за

наличия в его

частотной характеристикой усилителя - K-F(J)

или

р,(шЬ

Типичная частотная характеристика апериодического уси­

лителя представлена на рис.

1 (см. п. 7).

Если на вход усилителя,

обладающего частотными

иска -

жениями, будет подан синусоидальный сигнал,

например, гра­

ничной частоты, и если этот

усилитель не имеет нелинейных

искажений, то сигнал на его

выходе будет также синусоидаль-

28. КАК УСТАНАВЛИВАЮТСЯ

Деление частотной ха-

ОБЛАСТИ НИЖНИХ, СРЕДНИХ И

рактеристики на области

ВЕРХНИХ ЧАСТОТ ?

нижних, средних и верх­

ный характер,

и в основном это

них частот носит услов­

относится к частотным ха -

рактеристикам

апериодических и широкополосных усилителей.

(см. п. 7 и 10),

которые в свою

очередь определяются за­

данным значением

"относительного

коэффициента усиления'

(см. п. 24).

Абсолютные значения этих частот зависят от свойств и

назначения усилителя.

29. К ЧЕМУ ПРИВОДЯТ ФА-

Фазовые искажения, как

ЗОВЫЕ ИСКАЖЕНИЯ В УСИ-

и частотные, при усиле -

ЛИТЕЛЕ ?

нии сигнала сложной фор­

мы искажают форму кри­

вой выходного сигнала.

30. В КАКИХ СЛУЧАЯХ ОТСУТ­

Фазовые искажения от -

сутствуют в том случае,

СТВУЮТ ФАЗОВЫЕ ИСКАЖЕНИЯ?

когда сдвиг фазы каж­

дой составляющей ока -

ным частоте (более подробно см. п.

зывается пропорциональ­

12).

31. КАКОВЫ ПРИЧИНЫ ВОЗНИК-

Анодные характеристики

НОВЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕ-

электронных ламп и вы-

НИЙ В УСИЛИТЕЛЕ ?

ходные характеристики

транзисторов имеют су -

32. КАК ОЦЕНИВАЕТСЯ СТЕПЕНЬ

Нелинейные искажения

НЕЛИНЕЙНЫХ

ИСКАЖЕНИЙ

В

вызываются нгпинейны-

УСИЛИТЕЛЯХ ?

ми характеристиками

элементов усилителя.

Если рабочая точ­

ка на характеристиках электронной лампы или транзистора

выбрана так, что данный усилительный

элемент будет рабо­

тать на нелинейных участках

этих характеристик, то форма

кривой выходного сигнала окажется искаженной.

Такой каскад будет вносить нелинейные искажения даже

в том случае,

когда усиливается простой синусоидальный

сигнал.

Например,

если на вход усилителя с нелинейными искаже­

ниями подать

шсто синусоидальный сигнал, что на выходе

моник

K f

Коэффициент гармоник есть отношение действующего зна­

чения

всех гармонических составляющих (кроме основной) к

действующему значению основного

колебания

П .

или

Ui

____

U,

К г:

)Г%

Л

>1

'

где Ui Uj*

-

гармонические составляющие напря­

жения

или тока.

33. К ЧЕМУ ПРИВОДЯТ НЕЛИ-

Нелинейные искажения

ЦЕННЫЕ

ИСКАЖЕНИЯ В

всегда приводят к иска -

УСИЛИТЕЛЕ ?

жению формы выходного

сигнала как простого

(синусоидального), так

и сложного

(несинусоидального).

34. КАКИЕ ПРЕДЕЛЫ ЧАСТОТ-

Допустимая величина ко-

НЫХ. ИСКАЖЕНИЙ СЧИТАЮТ

эффидиента частотных нс-

ДОПУСТИМЫМИ ?

кажений для верхних К*

и нижних

К и частот

зависит от назначения усилителя и изменяется в широких

пределах, например, для высококачественного

воспроизведе—

35. КАКАЯ ВЕЛИЧИНА НЕЛИ -

Допустимая вели шна не­

НЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ МОЖЕТ

линейных искажений, как

БЫТЬ ДОПУЩЕНА ДЛЯ УСИЛИ­

и частотных искажений,

ТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНА­

зависит от назначения

ЧЕНИЯ ?

усилителя.

В усилителях для вы­

не более

Кг ш 1

- 2%

(0,1 -0,2

дб).

В

усилителях сред­

н е е качества

Кг

= 5 - 7 , 0 % (0,4 -0,88

дб).

В усилите­

лях для сервоприводов автоматических систем коэффициент

гармоник может быть допущен-еще

выше -

Кг = 10-12%

(0, 8 - 2 дб).

38. КАК ВЫРАЖАЕТСЯ КОЭФ­

Согласно определению де­

ФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ ПО НА -

цибела

„

ПРЯЖЕНИЮ (ИЛИ ТОКУ)

В

k p 2 0 i£ k *

ДЕЦИБЕЛАХ,

ЕСЛИ ИЗВЕСТЕН

где

К

-

коэффициент

КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ В

усиления, выраженный в

О'ГНОСИ ТЕЛЬНЫХ ЕДИНИЦАХ?

децибелах,

_ деся­

тичный логарифм коэффи­

циента усиления в относительных единицах.

Чтобы выразить в децибелах любое

отношение двух вели­

чин (приме отношении мощностей),

необходимо определить

десятичный логарифм этог о

отношения и

умножить его на 20.

на 10

л

р

kPffHo^kp=io(j—

*

37. КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ВЕЛИ -

K jf- 20bjk >

ЧИНУ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕ­

следовательно к,г

НИЯ (ПО НАПРЯЖЕНИЮ ИЛИ

к= 102»

•

ТОКУ),

ЕСЛИ ИЗВЕСТНА ЕГО

Если

кр -

отношение

ВЕЛИЧИНА,

ВЫРАЖЕННАЯ В

мощностей,

то

ДЕЦИБЕЛАХ ?

следовательно, Кр10

кгif

11

Для удобства определения этих отношений обычно пользу­

ются приьеденной ниже таблицей:

К>дб

Отношение

Отношение

к ,

Отноше -

Отноше..-

К’ —

мощностей

дб.

«иеи.

или

ние мош-

“

И Д И

.- В

Ku*

ностей

р.

ki--T

*г= pz

Kf Рг

0

1,000

1,000

5

1,78

3,18

0,1

1,012

1,023

6

1.99

3,98

0,2

1,023

1,047

7

2,24

5,01

0,3

1,035

1,072

8

2,51

6,31

0,4

1,047

1,096

9

2,82

7,94

0,5

1,050

1,122

10

3,16

10,00

0,6

1,072

1,148

11

3,55

12,59

0,7

1,084

1,175

12

3,98

15,85

0,8

1,196

1,202

13

4,47

19,95

0,9

1.109

1,23

14

5,01

25,12

1,0

1,122

1,26

15

5,62

31,82

2 ,0

1,26

1,58

16

6,31

39,81

3,0

1,41

1,99

17

7,08

50,12

4,0

1,58

2,51

18

7,94

63,1

К, дб

Отношение

Отношение

К,

Отношение

Отношение

Hu

мощностей

дб

K*=vt

мощностей

3(

к

-It

...

Kf>'

tl

19

8,91

29,43

50

318,2

100

000

20

10,00

100,0

55

582,3

316

000

25

17,78

318,2

80

1000,0

10?

30

31,82

1000,0

70

3162

ю 7

35

56,23

3180,0

80

10000

ю 8

40

100,0

10,000

98

31620

109

45

177,8

31,600

100

100000

ю 10

Таким образом, если, например, известно, что коэффици­

ент

усиления усилителя 20

дб, то, следовательно,

он усили­

вает

сигнал

в 10

раз,

а если

К

-

40,

то сигнал

усили­

вается

в 100

раз

и т. д.

Децибелами оценивают не только коэффициенты усиления,

но и коэффициенты ослабления (затухания),

например,

зату -

хание в 3

дб соответствует

уменьшению сигнала в 1,41 раз.

Если фильтр для некоторой частоты создает затухание в

80 дб,

то

это значит,

что

напряжение данной частоты

на вы­

ходе

фильтра уменьшится в 1000

раз и т .д .

38.

ИЗ КАКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Схема двухкаскадного

СОСТОИТ СХЕМА ДВУХКАС -

усилителя содержит еле -

КАДНОГО РЕОСТАТНО-ЕМКОСТ­

дующие элементы:

элект­

НОГО АПЕРИОДИЧЕСКОГО УСИ­

ронные лампы (триоды)

ЛИТЕЛЯ НА ВАКУУМНЫХ ТРИ­

М

и

JI2

,

ОДАХ

?

анодные сопротивления

нагрузок ламп: R oi,R ai- -

или сопротивления

утечки;

Rc> ;

сеточные сопротивления

Rea

-

катодные сопротив­

ления узлов

автоматического смещения

сеток ламп:

Rw,

Ккг

-

катодные

конденсаторы

узлов

автоматического сме­

щения;

См ,

С кг

- разделительные конденсаторы

(кон-

денсаторы связей) Сс,

С gbit (с«. рис. 19).

С с., , сопротивления

R c t

и паразитной емкости Сек

(между сеткой и катодом),

подается входное напряжение Utx.

разделительный конденсатор

С«ых

Назначение всех элементов схемы усилителя изложены

в п.

39, 40,42.

39.

КАКОЕ НАЗНАЧЕНИЕ

Анодные сопротивления Rа,

АНОДНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

и

Rcu

двухкаскадного

R a ,

И f?a 2 В УСИЛИТЕЛЕ ?

усилителя,

представленного

на рис. 19 (см. п. 38)служат

динамическими нагрузками

этих

ламп,

обусловливаю­

щими их динамический режим работы.

Анодный ток, например,

3ai

(лампы /II ),

проходя

по сопротивлению

Rai

, создает

на нем падение

напря­