книги из ГПНТБ / Ульянов О.И. Инженерные методы расчета ламповых и транзисторных схем

В таком виде его можно считать контурным уравнением, со­ ставленным на основе второго закона Кирхгофа для анодного контура лампы. Очевидно, что контурные уравнения можно за­ писывать и отдельно для постоянных и переменных составляю­ щих. Для схемы рис. 3 они соответственно имеют вид

В заключение отметим, что овладеть рассматриваемым мето­ дом расчета — это значит суметь, прежде всего, для любой кон­ кретной схемы составить уравнение анодного тока или контур­ ное.

В следующих параграфах рассматриваются некоторые прак­ тические примеры использования метода для расчета конкрет­ ных схем. Они помогут читателю самостоятельно применять метод при разнообразных расчетах. Кроме того, эти примеры покажут, как широк круг практических вопросов, решаемых на основе этого метода.

1—3. Применение метода для расчета ламповых схем

Схема обычного усилительного каскада с общим катодом

Допустим, требуется рассчитать каскад, собранный по схе­ ме рис. 6. Составим уравнение для анодного контура

противлениями соответственно Ru и RK.

Следует внимательно учитывать, через какие элементы схе­ мы идет весь ток Д—Д>а+іа~м а также та или другая из его составляющих. В данном случае составляющая /оа проходит через Ra. и Riit а іа~ — через Ск и Rnэкв.

10

По (1-16) можно определить значение RK, необходимое для получения требуемого напряжения смещения Uoc при данных напряжении питания Нц, нагрузочном сопротивлении Р а и па­ раметрах лампы Ri и |.і.

По (1-14) находим

R с

ll

коэффициент усиления мощности

При работе усилителя в режиме класса А максимум ам­ плитуды Uвхм.-шс не должен превышать такого значения, при котором нарушится условие іл~. ыакс^/оаИначе усилитель начнет работать с отсечкой анодного тока. С учетом (1-13) и (1-14) получим

Схема каскада с последовательной обратной связью по току

Представим, что в схеме рис. 6 изъят конденсатор С„. Тогда уравнение анодного контура (1-12) примет вид

12

Схема катодного повторителя

Главное здесь — не выбор той или иной конкретной схемы для очередного примера и не определение ее свойств, а усвое­ ние принципа составления контурного уравнения и получение таким образом «ключей» к анализу и расчету любой схемы. Поэтому, прежде чем перейти к дальнейшему рассмотрению материала, рекомендуем самостоятельно составить контурные уравнения для схем на рис. 7 и 8 и затем сравнить результаты с нижеследующим.

Для катодного повторителя на рис. 7 уравнение анодного контура

Следует обратить внимание на то, что для любой схемы по выражениям /оа и іа~ легко составить соответствующие экви­ валентные схемы, подобные изображенным на рис. 4 и 5.

13

Схема каскада с общей сеткой

Прочие расчетные формулы выводить не будем, предостав­ ляя это сделать самому читателю.

1—4. Расчет выходного сопротивления

Для уяснения смысла выходного сопротивления усилитель­ ного каскада надо представить последний источником выходно­ го сигнала, подаваемого на нагрузочное сопротивление. Отно­ сительно нагрузочного сопротивления схема может рассмат­ риваться как некоторый источник, обладающий внутренним со­ противлением. Выходное и внутреннее сопротивления в данном случае — тождественные понятия.

Согласно теореме об эквивалентном источнике напряжения ток на выходе цепи не изменится, если эту цепь заменить эк­ вивалентным источником напряжения. Э. д. с. последнего дол­ жна быть равна напряжению холостого хода на выходе, а внутреннее сопротивление — сопротивлению пассивной цепи между выходными зажимами при разомкнутой цепи нагрузки.

Напряжение холостого хода на выходе усилительного кас­ када находится как произведение коэффициента усиления в режиме холостого хода и величины входного сигнала.

14

Следовательно, ламповый каскад с точки зрения эффекта, со­ здаваемого в нагрузочном сопротивлении, можно рассматри­

на каскад. Для лампы, работающей при отрицательном смеще­ нии сетки, обычно можно пренебречь сеточным током и считать сопротивление между сеткой и катодом бесконечно большим. Тогда величина мвх будет определяться только состоянием вход­

или выходной ток от величины нагрузочного сопротивления. Иначе говоря, по выходному сопротивлению оценивается ре­ акция каскада на изменение нагрузки.

По уравнениям анодного тока легко получать эквивалент­ ные схемы каскадов. Например, для схемы рис. 6 на основании (1-14) эквивалентная схема будет представлена рис. 10. По такой схеме нетрудно рассчитать выходное сопротивление. Для этого отключают нагрузочное сопротивление RB (или про­ сто считают, что RK=oo). Для придания пассивности схеме при­ нимают, что |л-иВх=0. Затем рассчитывают сопротивление меж­ ду выходными зажимами.

на рис. 11.

Получим также формулу для расчета выходного сопротивле­ ния катодного повторителя (рис. 7). На основании (1-30) экви­ валентная схема каскада имеет вид, представленный рис. 12, а. Но этой схемой нельзя воспользоваться для определения выход­

15

Чыі Чья

Эквивалентная схема выхода изображена на рис. 12, в.

Можно рекомендовать и другой способ определения выход­ ного сопротивления. Из рис. 9 следует, что

Учитывая (1-35), получим

« о ы х - ( 1 + ^ ~ ) = І і в х - К х х

16

варьируя значение R"i{ от 0 до Як, можно получать входное соп­ ротивление в пределах от R c до R c/ 1—К. При значении К, близ­ ком к единице, входное сопротивление катодного повторителя во много раз превосходит величину R c .

Второе слагаемое в правой части выражает ток через R"K. Причем предполагается, что сопротивление конденсатора С\ значительно меньше величины R"lb и поэтому входное напряже­ ние целиком прикладывается к R"1{.

С учетом (1-33) из (1-47), получим

1—6. Расчет усилителей постоянного тока

В [6] приводятся без вывода формулы для расчета целого ряда усилителей постоянного тока, построенных по балансным схемам. На практике многообразие схем не исчерпывается рас­ смотренными в [6]. Кроме того, более правильно и обоснованно выбрать и рассчитать схемы можно, лишь зная происхождение расчетных формул. На примере одного из балансных каска­ дов — симметричного параллельно-балансного с общим сопро­ тивлением автоматического смещения (рис. 13) — покажем,

18

В уравнении учтено, что через резистор R K проходят токи покоя обеих половин лампы, т. е. ток, равный 2/оа.

Из (1-50)

3 К F fv{П f! C? n