Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Любивый В.И. Усилительные устройства учеб. пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

8.79 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 265 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

- 40

Четырехполюсник представляет собой обобщенную систему, а метод ее исследования является общим. Этот метод исследо вания до некоторого этапа совершенно игнорирует внутреннее устройство четырехполюсника.. Теория изучает лишь соотноше ния между величинами на его входе и выходе. Такой общий под ход позволяет получить целый ряд заключений универсального характера; эти заключения могут быть затем применены к лю

бой конкретной схеме,	например,	к схемам усилителей на		лампе*
или транзисторе.
Полагая четырехполюсник линейным и располагая токами и
напряжениями на входе	1 , 1 ^	и выходе	I a , VJ^ ,
можно осуществить связь между последними,			представив ее	в
виде двух линейных уравнений.Эту		связь можно осуществить

различным образом, в зависимости от того, какую пару перемен ных принять за аргумент и какую пару-за их функцию.

Если входное и выходное напряжения рассматривать как независимые величины, а входной и выходной токи-их функция

ми,	то уравнения системы	будут	иметь вид:
				( 1. 20)
Комплексные коэффициенты			,Ygt ,Ya^	этих уравнений,
не	гзЕиеящне ог внешних э .д .с .		и токов,	образуют систему Y

-параметров четырехполюсника, поскольку они определяются ш*"»ь его свойствами. Эти коэффициенты ыогут быть определены из режима короткого замыкания входа г выхода четырехполюсника:

при	U£ - о	;
при	\ j £ = 0	;

при

	-	41 -
Y .	- 4 I a	при	= 0 .
SLU	U,

Из этих соотношений следует, что в режиме короткого замыка ния входа иди выхода параметры четырехполюсника представля

ют следующие	величины:
Hi	-	комплексная	входная проводимость;
Y	-	комплексная	прямая взаимная проводимость;
v r t -		комплексная	обратная	взаимная проводимость;
у	-	комплексная	выходная	проводимость.

Известно, что аналогичным образом можно определить

четырехполюсник коэффициентами	типа z ,h	и И	• Причем
все они между собой однозначно	св. эаны	/ 1 2	/ .

При исследовании четырехполюсника часто появляется не обходимость в представлении его в виде эквивалентной схемы. В усилительной технике широко пользуются эквивалентными схемами транзисторов, памп, усилительных каскадов и т .д .

Эквивалентной схемой называется электрическая схема, составленная из необходимого числа простых элементов (на пример, проводимостей и генераторов), которая по своим свой-* ствам для переменцогс тонн эквивалентна рассматриваемому че-< тырехпопюснику любо?! сложности.

Эквивалентная схема четырехполюсника, описываемая


уравнениями (1 .20)		, может быть представлена в			виде
рис Л . 21. При	любой сложности		реальной	системы	эта схема
содержит только две проводимости и два				зависимых генератора
тока -^Генератор тока Yat U,			отражает	передачу	в прямом
направлении схемы со входа на выхо;				(прямую связь) , а ге
нератор	-	передачу в обратном		направлении с выхода
на вход ,т.е .	обратную связь.

1)Когда э .д .с . внутреннего источника зависит от подво

димого к	четырехполюснику тока	или напряжения, то его
называют	зависимым источником.

- 42

Рис, 1,21

Аналогично можно представить эквивалентную схему че тырехполюсника в Z - параметрах (ри с.1.22), а также

Ьи Н - параметрах.

Рис. 1.22

Зная параметры четырехполюсника, можно определить коэффициент передачи напряжения,тока и мощности нагруженно го четырехполюсника (рис.1 .25), а также установить зависи мости, определяющие входные и выходные проводимости или сопротивления.

Рис. 1.23 .

Определим коэффициент передачи по напрягают нагружен ного четырехполюсника.

	-	43
Напряжение	Иа “ Ц, “ '2 Н1		< - . 1 * .	образуется
вследствие протекания тока		i	че^ез	нагрузочную	прово-
димость Y H .	Знак минус указывает на			несовпадение	поляр
ности выходного	напряжения с	той, которую мы приняли			аа по

ложительную (см.рис.1 .2 2 ). Подставляя значение тока. во второе уравнение (1.20 ), подучим

иди	~YA		=Y	О +Y
			aiu i				U
	( Y	- Y		= - Y	i	,
	V1aa		‘н '^ з	s i

откуда

k1	Lai	+Y
	Y	+Y
	1г г	*и

(I.2I)

Знак минус в этой формуле можно трактовать как нееовпз дение полярностей входного и выходного напряжений.

Разделив обе части первого уравнения (1.20) на Ц , определим входную проводимость нагруженного четырехполюсник®

Y Ч ^ - Y		+	( 1.22)
и l ia \Jl	и	V
Выходную проводимость	"Yj ^	определим при.замкнуто^
источнике з .д .с . входного^генератора,отключенной			нагрузке и
подведенному напряжению 1)^	к выходным зажимам четырехпо

люсника, т .е . схема в этом случае будет иметь видгизображен^ ный на рис.1.24.

. Разделив обе части второго уравнения (1.20) на Ua получим выходную проводимость нагруженного четырехполюсника со стороны входа

У 8ыэс \ =

* Y* ieYa i W Y» « 0 .2 3 )

	- w	-
где	- коэффициент	передачи5	четырехполюсника	по
	напряжению в обратной5		направлении.'Его	мож
	но определить, пользуясь схемой рис.1.24-
	и первым уравнением (1 .20).
	L		и
1	Л___I -		и
1	Л___I -		--------- р

П| .

%	Четырех попк/сник

т\Ui

L	Т —	--------- 0
L	Т —
	Р и с . 1 .2 4
Как видно из	рис. 1.2** I 4 = - Y HUj ,	где знак минус

отмечает фактическое несовпадение полярности входного напря жения по сравнению с той, какую мы приняли за положитель ную. Подставляя это значение тока в первое из уравнений

(1 .20), получим

' V . - V A A

ИДИ

« w	v	- y		, '
откуда
кобр‘	%	Y	ц	+Y	и
1	*		ц		и

Учитывая, что	I j	и	12*=- Y H	f	найдем
коэффициент передачи	четырехполюсника по току

- 45 -

	с
к.	I .	т	л
к.	- 1 7	\	л
	- 1 7

Коэффициент передачи четырехполюсника по мощности опре
деляется выражением
	т/	R e I	I
	Р		‘

Это соотношение, очевидно, определяет, отношение активной

мощности,	выделяемой	в	нагрузке R e \|i« jU 2 \|	» к затра
чиваемой	He \| I V	\|	во входном сопротивлении
четырехполюсника.
Следует иметь в			виду, что в некоторых устройствах,

например, в усилителях, представляемых в виде линейного активного четырехполюсника, часто передача в обратном на правлении значительно меньше передачи в прямом направлении,

т .е . Т а « Т 2. . В этом случае передачей в обратаном направлении можно пренебречь. Для полной характеристики)

таких устройств достаточно знать только							три параметра
(	Y	Y	» 'г г	Y	J •	)
v	и ’
						КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
	1. Какая электрическая система называется четырех
полюсником?
	2. Дайте определение коэффициентам						Y - параметров
четырехполюсника.						четырехполюсник, описываемый Y **
	3.	Представьте
параметрами, в виде эквивалентной схемы.
	А. Сделайте вывод коэффициентов передачи нагруженного
четырехполюсника по напряжению, току и мощности.
	5.	Определите				входную проводимость нагруженного че
тырехполюсника.
	6.	Определите выходную проводимость нагруженного че
тырехполюсника				со стороны входа.

- 46 -

3 1.5. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ДА.ШЫ

При графическом анализе работы усилительного каскада

ипрактических его расчетах широко используются статические

идинамические характеристики усилительных элементов. Они представляют собой для электронной лампы зависимости тока анода от напряжения на ее электродах.

для транзисторов обычно пользуются зависимостью тока коллектора от тока базы и напряжения на коллекторе. Получе ние зависимостей в виде математических выражений представ ляет значительные трудности. Для трахэлектродных ламп мож но получить приближенные выражения, расчеты по которым xopn-i со совпадают с реальными результатами.

Остановимся прежде всего на статических характеристи

ках электронных ламп.

Как известно из курса электронных приборов, свойства

электронной	лампы как	усилительного		элемента определяются
семейством	пиоходкых	i	>[Ф (U )	.	и выходных
	■	^	o i ’i v t , J 4 e * e o « t		характеристик,
юа* l¥ a<'Vla >]ta ic e i\|			статических
представленных для трЬхэяоктродной				лампы	на рис.1.25.

Анодный ток лампы зависит от напряжений на всех ее электродах

I	a.	= Ф< 'U .O i		If	rtt )
	a.	T	e ’	a> u j > ">
но в рабочих условиях изменяются только					<uc и «и

Например, в случае пентода обеспечивается постоянство напря

жений	на экранирующей		сетке	(	на	защитной сет
ке	*Uj ,	а	также и на	нити	накала	V.н
	Поэтому	в обычных рабочих условиях при				использовании

любого типа лампы анодный ток является функцией сеточного и анодного напряжений ( Я1С , Я* ).

Для неискаженного усиления сигналов используются ли нейные участки характеристик ламп, которые расположены в области отрицательных напряжений на сетке. В этой области сопротивление между сеткой и катодом лампы можно считать равным бесконечности, так как сеточный ток близок к нулю.

Рабочую точку " 0", как правило, выбирают на линейное участке характеристики лампы. Принципиальная схема простей шего лампового усилительного каскада приведена на рис.1.26/-

J *

Ч | иЦ

Рис. 1.26

Между сеткой и катодом приложено постоянное смещение£ а подлежащее усилению переменное напряжение 'й 1 = . с Между анодом и катодом лампы включены источник анодного

				- 48		-
питания	Е а	и	нагрузочное			активное сопротивление
Сеточное смещение			1 7 , Е£	,		анодное напряжение 1 ^ 0
и анодный ток		1 а о	в рабочей		точке "О" определяют выбран
ный режим лампы. Электронную					лампу (см .р и с .1 .20) с ее тре
мя электродами для усиливаемого сигнала можно рассматри
вать как четырехполюсник.				Нижние полюса входа и выхода
четырехполюсника можно считать соединенными накоротко,так
как источники питания Е^.и						для протекающих через них
переменных токов представляют достаточно малое сопротивле
ние. При подаче переиенного напряжения на вход схемы в
анодной	цепи	лампы протекает			пульсирующий ток, под дейст
вием которого		на нагрузке		Я а		выделяется пульсирующее

напряжение, действующее значение переменной составляющей ко?

торого обозначим через		\7а .						Y	-
Для оценки свойств		четырехполюсника					определим
параметры лампы, которые определяются из							уравнений	(1 .2 0 )
при поочередном замыкании входа и выхода"четырёхполюсника.
Статические характеристики лампы снимаются в аналогичных
условиях, т .е . в условиях			короткого замыкания для					перемен
ного тока на входе ( Е		= c o n s t		)	или	выходе ( Е а = c o n s t ).,
Имея в виду вышесказанное,выразим							Y — параметры чере^
статические параметры лампы, п р					этом	следует иметь в			виду,
что на низких частотах		Y	-	параметры			характеризуются сво
ими действительными	значениями.			Заменяя в (1 .2 0 ) переменные
напряжения и токи соответствующими малыми приращениями по
стоянных напряжений	и токов около рабочей точки лампы,
получим:

(1.20?

A l * - S » l 4U o * ? M a U a -

В режиме короткого замыкания на выходе, когда ц a=

= c o n s t (,AUa= О ) 7получим:

- 49 -

В режиме короткого замыкания на входе, когда U = c o n s t

С Л Ц . =>0 ) , по пучим:

В области отрицательных напряжений на сетке лампы д ! с * 0 ,

поэтому о .

Параметр (^^ характеризует наклон выходной характе

ристики и , следовательно,определяет выходную проводимость

лампы g j a • Параметр определяет наклон

(крутизну) проходной характеристики лампы. Обычно обознача

ют эту крутизну буквой S . Эквивалентная схема лампы с подключенной нагрузкой для переменного тока изображена на рио. 1 .26/3.

В|захлЕчение, найдем идеализированные характеристики лампового триода, воспользовавшись прямой, не проходящей

через начало	координат:		y » a x + fc.
Для идеализированной характеристики в анодной системе ко
ординат при	г 1с * о	будем иметь
	Lа * a v.а* & .
Коэффициент		а	представляет собой тангенс угла накло
на характеристики

откуда

Имея в виду, что сеточное напряжение на анодный ток действует в j i раз сильнее, чем анодное напряжение,

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 265 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ