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
.pdf48. КАК ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВНУТРЕННЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ВАКУУМНОГО ТРИОДА В ДАННОЙ РАБОЧЕЙ ТОЧКЕ ЕГО ХАРАКТЕ
РИСТИКИ ?
В общем случае дифферен циальное сопротивление лампы выражается отно шением
Rv- ВЗа. дЗа
|
|
|
|
при Uc=Const i |
||
где |
оС - |
угол между касательной, проведенной |
через точ |
|||
|
|
ку А |
|
, к анодной характеристике |
лампы и |
|
|
|
осью абсцисс (рис. 28). |
|
|
||
Это |
сопротивление |
называют внутренним |
с о п р о т и в |
|||
л е н и е м |
л а м п ы п е р е м е н н о м у |
т о к у |
||||
в отличие от |
сопротивления лампы постоянному |
току R0 |
||||
|
|
R0 |
За |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При этом имеют в виду работу лампы в режиме с постоянной 4 составляющей анодного, тока, т. е . , когда анодный ток изме няется относительно среднего значения (постоянной составля ющей) в пределах ± д ]а , так как показано на рис. 29. *
Имея экспериментальные анодные характеристики лампы,
50
внутреннее сопротивление переменному току в заданной точке и заданном значении напряжения на сетке, легко определять из треугольника, образованного осью абсцисс и касательной
квыбранной анодной характеристике в данной точке (рис. 29) p. = _AiU.
Ala
47. |
КАК ОТЛИЧАЕТСЯ ВНУТРЕН |
На рис. |
30 показан |
НЕЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОН |
некоторый режим ра |
||
НОЙ ЛАМПЫ ДЛЯ ПОСТОЯННОГО |
боты лампы, харак |
||
Ro |
И ПЕРЕМЕННОГО R i Т О К А ? |
теризуемый рабочей |
|
|
|
точкой |
А на анод |
лампы. |
ной характеристике |
||
|
|
||
|
При прохождении через лампу анодного постоянного тока |
||
За |
на ней падает напряжение постоянного тока |
3a_Ro = Ua.= |
|
= Е a-- Jq,Ra. , |
Следовательно, сопротивление лампы постоянно |
му току будет |
иа. р. л |
51
Угол |
j5» |
образуется прямой, соединяющей начало |
||||
координат с |
рабочей точкой А. |
Сопротивление же этой лампы |
||||
переменному |
току - |
это дифференциальное сопротивление Ri- |
||||
\см. п. 46). |
|
Следовательно |
«п |
|
||
где |
Д1)а. |
- |
амплитуда колебаний переменного напряжения; |
|||
|
д ]а |
- |
амплитуда колебаний переменного тока; |
|||
|
ос |
- угол, |
образованный касательной , |
проведенной |
||
|
|
|
через |
точку А , |
к характеристике |
лампы й осью |
|
|
|
абсцисс. |
|
|
|
Так как |
|
<*- > JJ |
, т о |
R o >R i . . Однако возможен |
||
случай, |
когда |
анодная характеристика обращена |
выпуклостью |
|||
вверх, |
тогда |
|
Ro< Ri, < |
|
|
|
52
'48. КАК ПОЛУЧАЕТСЯ АВТОМА |
Для работы электрон |
ТИЧЕСКОЕ СМЕЩЕНИЕ НАПРЯ - |
ной лампы в линейном |
ЖЕНИЯ НА СЕТКЕ ЛАМПЫ ? |
режиме на ее сетку |
|
подается некоторое |
|
|
|
|
|
|
|
постоянное по |
величи |
|||||
не отрицательное |
напряжение смещения |
Uco |
, |
при этом |
|||||||||
для |
заданных величин |
R«o. |
и |
Е о. |
через |
лампу бу |
- |
||||||
дет проходить постоянный но величине анодный ток |
Цою |
— |
|||||||||||
ток покоя |
(постоянная составляющая анодного тока). |
|
|
||||||||||
|
Наличие тска |
покоя |
|
Dae |
, обусловленного заданным |
||||||||
режимом, |
используется |
|
для получения автоматического сме |
||||||||||
|
|
+ Еа |
щения на сетке лампы. Этот ток пропус |
||||||||||
|
|
кают |
через |
катодное |
сопротивление R k |
||||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
такой величины, |
чтобы |
на нем падало |
||||||||
|
|
|
напряжение постойного |
тока, |
равное за |
||||||||
|
|
|
данному напряжению смещения U со . |
|
|||||||||
|
|
|
(см. |
рис. |
31), |
следовательно |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Uco = Jao R* • |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Полярность этого напряжения такова, |
|||||||||
|
|
|
что положительный потенциал приложен |
||||||||||
|
|
|
непосредственно |
к катоду, |
а отрицатель |
||||||||
|
|
|
ный потенциал через сопротивление утеч |
||||||||||
|
|
|
ки |
|
R с |
приложен к сетке. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Таким образом, выбранное катодное |
||||||||
|
|
|
сопротивление |
R к |
|
автоматически , |
|||||||
|
|
|
устанавливает режим работы лампы , |
|
|||||||||
так |
как устанавливаются |
|
необходимые величины Uc^Doo и 1)ао. |
||||||||||
|
Однако при усилении сигнала в цепи лампы будет |
дейст - |
|||||||||||
воьать переменная составляющая тока с некоторой амллиту —
дой Jam |
, вследствие чего на катодном сопротивлении |
|||
R* появится переменная составляющая падения напряжения |
||||
с амплитудой |
Dam R« |
. Это |
напряжение переменного |
|
тока будет вычитаться из входного |
напряжения, |
что приведет |
||
к уменьшению выходного |
напряжения, а значит, |
и уменвшению |
||
коэффициента усиления каскада. |
|
|
||
Чтобы не допустить снижения коэффициента усиления, ка |
||||
тодное сопротивление шунтируется |
конденсатором |
большой |
||
53
емкости |
С к |
(электролитический конденсатор 20-5U мкф). |
||||||
В этом случае почти вся переменная составляющая анод |
||||||||
ного тока будет ответвляться через конденсатор, |
обладающий |
|||||||
очень малым сопротивлением переменному току, |
|
|||||||
На катодном сопротивлении |
R к |
переменная состав |
||||||
ляющая |
падения |
напряжения будет |
настолько |
мала, |
что прак |
|||
тически коэффициент усиления каскада не уменьшится. |
||||||||
Катодное сопротивление |
R* |
, |
зашунтированное ка |
|||||
тодным |
конденсатором |
С к |
, |
образует |
узел |
автомати - |
||
ческого |
смешения лампы. |
|
|
|
|
|
||
Величину емкости |
С к |
выбирают такой, |
чтобы со |
|||||
противление конденсатора переменному току было, |
наиример, |
|||||||
в 10 раз меньшее, чем сопротивление |
R k |
для самой |
||||||
низкой частоты |
сигналя |
, |
(оэн) |
, |
т. е. |
|
||
откуда |
|
|
сон С* |
’ |
|
|
|
|
|
|
1590 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ск = |
|
|
|
|
|
|
|
|
L Йк |
' |
|
|
|
|
|
где |
Ск - |
мкф; |
Rk |
- ком; |
|
- гп |
(наиболее |
|
|
низкая частота полосы |
пропускания). |
|
|||||
49. ДЛЯ ЧЕГО КАТОДНОЕ СО ПРОТИВЛЕНИЕ R к УЗЛА АВТОМАТИЧЕСКОГО СМЕЩЕНИЯ ШУНТИРУЕТСЯ ЕМКОСТЬЮ С к ?
Электролитический кон денсатор большой ем кости Ск , подав ляет переменную со - ставляюшую сигнала, и не допускает сниже -
ния коэффициента усиления каскада.
Конденсатор, обладая хорошей проводимостью для пере - менной составляющей сигнала, сильно шунтирует ее (равно - сильно короткому замыканию), вследствие чего переменная составляющая сигнала, поступающая на сетку лампы, и дейст вующая как напряжение отрицательной обратной связи, умень - тающая коэффициент усиления (см. п. 48^, значительно уменьша ется.
54
50. КАК УСТАНАВЛИВАЕТСЯ РАБОЧАЯ ТОЧКА ЭЛЕКТРОН НОЙ ЛАМПЫ АВТОМАТИЧЕС
КИМ СМЕЩЕНИЕМ ?
Рабочая точка А выбирает'- ся таким образом, чтобы лампа работала на середн - не линейного участка дина мической анодно-сеточной
или анодной характеристики.
Для выбранной лампы и заданного режима строится дина мическая (анодно-сеточная характеристика - рис, 32), на которой выбирается желаемая рабочая точка А. Этой точке
будут соответствовать определенные
,значения напряжения смещения (ко
|
|
|
и тока покоя |
Здо |
(а также на |
|
|
|
|
пряжения покоя |
Uо-о |
). По получен |
|
|
к |
/ |
ным данным определяется величина |
|||
|
катодного сопротивления |
|||||
|
|
|
||||
/ |
к |
— |
t |
Rk ^- Ucc Т Д(1с . |
||
ГОТ |
! |
) |
|
6Uc.*» 0 ,1-0, З^.обеспечивает неко - |
||
Рис. |
32 |
|
торый запас сопротивления, позволя |
|||
|
|
|
ющий при наладке экспериментально |
|||
скорректировать его величину. |
|
|
||||
Шунтирующий конденсатор |
выбирается по фор - |
|||||
муле |
|
|
1590 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
С » = |
Rk |
|
|
где |
|
|
Р |
|
|
|
|
|
частота, |
ruj |
|
|
|
|
R.k - |
сопротивление, ком |
(см. п, |
49), |
||
Разделительный конденса тор включается последо - вательно в цепь межкас - кадной связи, поэтому на нем будет падать часть
напряжения переменной составляющей сигнала и на сетку сле дующей лампы поступит напряжение, меньшее на величину этодю падения напряжении. Это обстоятельство .фиводит к уменьшению коэффициента усиления усилителя. Так как сопро—
55
тивление конденсатора зависит от частоты
то при уменьшении частоты сигнала падение переменной со ставляющей на конденсаторе будет увеличиваться, а напряже ние на сетке следующей лампы уменьшаться, будет умень - шаться коэффициент усиления усилителя. Следовательно, нали чие в цепи межкаскадных связей разделительных конденсато ров приводит х частотным искажениям в области нижних частот (см . п. 27).
Поэтому выбор' величины разделительных конденсаторов определяется величиной допустимых частотных искажений на
самой нижней частоте, которую должен усилить усилитель.
с =__Ш-__ j
сJhRcVm^ T
где |
- частота, |
гц; |
Rc -коп |
|
А\ч- допустимый |
коэффициент- |
частотных искажений |
||
|
на низкой частоте, ком (см. п. 22). |
|||
52. ЧТО НАЗЫВАЕТСЯ |
Передачу части энергии с |
|||
ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ? |
выхода усилителя на его |
|||
|
|
|
вход |
называют обратной |
связью (см, |
рис. 33). |
Обычно сигнал обратной связи подает |
||
ся на вход |
у силителя |
в виде напряжения обратной связи (Joe . |
||
56
Электрическую цепь, через которую передается обратная связь, называют 'цепью передачи обратной связи". Она ха - рактеризуется коэффициентом передачи обратной связи j) .
Коэффициент передачи цепи обратной связи показывает, какая часть выходного сигнала подается на вход в качестве напряжения обратной связи, например: м
53. ПО КАКИМ ПРИЗНАКАМ |
1. П о х а р а к т |
е - |
|
КЛАССИФИЦИРУЮТСЯ ОБРАТ- |
р у |
в о з д е й с т |
- ' |
НЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ? |
в и я |
о б р а т н о й |
|
|
|
|
|
с в я з и |
на усилитель |
||
|
|
|
|
(каскад) различают: |
|||
а-') |
положительную ОС, |
когда подаваемый на вход |
|||||
сигнал ОС |
Uос |
совпадает по |
направлению и фазе |
с вход |
|||
ным сигналом, в результате чего |
коэффициент усиления уси |
||||||
лителя (каскада) увеличивается; |
|
|
|
|
|||
б) |
отрицательную ОС, |
когда сигнал ОС |
Uoc |
нахо |
|||
дится в противофазе с входным сигналом, |
что |
ведет |
к умень |
||||
шению коэффициента |
усиления; |
|
|
|
|
|
|
2. |
П о в и д у с и г н а л а |
о б р а т н о й |
|||||
с в я з и |
различают: |
|
|
|
|
|
|
а) |
обратную связь по |
напряжению, |
когда сигнал об |
||||
ратной связи пропорционален выходному напряжению
U o c —^>U SiliX ,
(сигнал обратной связи преимущественно подается на вход а форме напряжения обратной связи Uoc , которое может быть пропорционально выходному напряжению, выходному та
ку , |
выходной мощности |
(или иной величине)• |
|
|
|
б) |
обратную связь по току, когда напряжение |
обрат — |
|
ной связи |
Uoc |
пропорционально выходному току |
||
усилителя |
иос = «* Л «« ; |
|
||
|
в) |
обратная связь по мощносги встречается в |
спе — |
|
циальных усилителях вычислительной техники* . |
|
|||
1 ) |
3 общем случае в усилитель могут быть введены обратные |
|||
|
связи |
и по многим другим физическим величинам, |
харак - |
|
|
теризующим работу |
устройств автоматики. |
|
|
57
3. |
П о |
х а р а к т е р у о х в а т а |
у с и л и |
|
т е л я |
о б р а т н ы м и |
с в я з я м и . |
|
|
Усилитель/состоящий из нескольких каскадов, |
может |
|||
быть охвачен ОС по-разному и различными видами обратных
связей. Возможны следующие |
виды охвата обратными связя |
||
ми: |
например, трехкаскадного |
усилителя: |
|
|
а) местная однопеглевая |
ОС, когда обратной связью |
|
(по |
напряжению или току) охвачен только один или только |
||
два |
каскада усилителя (см. рис. |
34); |
|
Рис. 34
б) общая однопетлевая ОС, когда одной обратной связью охвачены все каскады усилителя (рис. 35);
Рис. 35
в) двухпетлевая независимая-ОС, когда два ка усилителя охвачены самостоятельными обратными связями
58
(по напряжению или току или один по напряжению, другой по току, рис. 36);
^ис. 36
г) двухпетлевая _ взаимозависимая ОС, когда при ох вате один из каскадов оказывается одновременно в цепях обеих петель обратных связей (рис. 37);
|
|
|
Рис. 37 |
|
|
|
|
д) |
|
усилители с |
большим числом |
каскадов для получе |
|
ния желаемых характеристик могут иметь сложные (смешан |
||||||
ные) по охвату цепи обратных связей. |
|
|||||
4. П о |
х а р а к т е р у - |
в в о д а |
с и г н а л а |
|||
О С н а в х о д к а с к а д а : |
|
|
||||
|
а) ОС с последовательным вводом сигнала обратной |
|||||
связи |
(Joe. |
, как это показано |
на рис. 38 |
(наиболее рас |
||
пространенный вариант); |
|
|
|
|||
|
|
Ufe |
~ т ~ |
|
|
|
|
|
Jci |
|
|
|
|
|
|
|
r_i_ |
|
|
|
|
|
Use |
|
|
|
|
|
|
|
U L U - |
|
|
|
|
|
|
Рис. |
38 |
|
|
38