Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.79 Mб
Скачать

50 -

учитывая ого влияние в последней формуае, подучим

:

'Ча. \ и ^ А " ^ а - о

V

----------------1 7 ---------

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие участки ламповых характарстик используются для усиления электрических сигналов?

2 . Какими электрическими величиями определяется режим работы лам :ы?

3. Определить параметры лампы четырехполюсника в об­ ласти нижних частот*

4. Определить идеализированные характеристики лампово­ го триода,

5 . Определить идеализированные характеристики пентода.

§ 1.6. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ПАРАМЕТРУ ДАМПЫ

Врассмотренной эквивалентной схеме (см. рис.l.Z&p) не

учтены паразитные емкости € с к ,Сс с ,Са к .

Это делает ее

пригодной

только для сравнительно низких частот.

 

Междуэлектродные емкости

лампы С ...

с

OK

и

проходная

Со с

являются

vH '

 

схемы

"паразитными"

емкостями

лампового усилителя и оказывают существенное влияние на его характеристики.

Анализ влияния междуэлектродных емкостей впервые был произведен профессором Л.Ь. Слепяном в 1929 году и оконча­ тельно развит в работах профессора В.Й.Сифорова в I930-I93I годах.

Схема усилительного каскада для переменных составляю­ щих с учетом паразитных емкостей лампы приведена на рис. 1.27,а.

- 51 -

Схему усилительного элемента можно представить в виде двух параллельно соединенных четырехполюсников ( рис.1.27,6)* Один из них представляет собой четырехполюсник лампы без "паразитных" емкостей, а другой состоит из ламповых емкос­ тей.

Тогда

полная эквивалентная

схема лампы (р и с ,1 .2 ф )

получит­

ся путем соединения входных и выходных зажимов схемы

{см.

рис Л .26)3

) с

соответствующими полюсами емкостного че­

тырехполюсника.

 

 

 

 

 

Определим

Y

~ параметры полученной схемы.

 

 

При

коротком

замыкании на выходе ( (] * О )

получим:

 

ь

 

 

ц

J « < CCK* С <,с> ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

в Ц 4 - Уг |ед)Са с

 

 

 

 

 

%

« ~ З ^ ^ а с

 

 

 

 

 

 

 

При коротком

ашкании

на входе ( 1 ^*0) имеем:

(

а« IX

 

 

 

 

 

-

52

-

 

v

i t

 

.

 

*

S

^

л .

T

■ ■■■!'" * - ..

 

 

ГО С

12

U„

 

U„

 

 

J

ttC

где

C e

s

c

a c

+

c*

 

 

 

ьызс

 

 

с.к

 

 

В совревенных лампах

C a c обычно достаточно мало, так

у триодов порядка 0 ,5 - 2

пф, а у пентодов,тетродов

-

0 ,0 1 - 0,001 пф, что позволяет даже для Оравяительно

высоких

частот пренебречь эффектом прямого прохождения сигнала со

входа

на выход через емкость

С о с

, т . е . принять

 

Y 21 = s

- j ^

c a c =

s .

Ci.22')

Однако

емкость С 0 с

, определяющая внутреннюю

обратную

связь, существенное влияние оказывает на величину входной проводимости усилителя,т.е. нагруженной лампы.

- 55 -

Определим входное сопротивление усилительного каскада.

Входная проводимость кнакада с общим катодом опреде-

ляетоя>отношением входного тока

 

I t

 

к

входному

напряже­

нию

Uj

,

т .е .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y бос

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(I.231;

Из рис.

1 .28,а

следует,

что

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

1 = 1ск+ I а с

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

~ ia>C

ск

Г7

I

и

i

а с

=

J

 

 

^

* ( i . ) ,

 

 

ск

J

 

 

 

 

 

 

а с 4

 

а 7»

 

тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.24)

 

i »i t j c

 

v

 

♦ i

 

с

 

(,и .

+

и )

 

 

 

 

 

1

J

с к

 

| J

 

а с 4 1

 

a

 

 

 

 

 

Следует

иметь в виду,

что

 

1}^

и

 

 

U2 могут

быть в

самых различных фазовых соотношениях.

В

 

нашем случае напря

жения

tfj

 

и

U

 

 

относительно конденсатора

включе­

ны согласно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая соотношение

(1.24*),

преобразуем выражение

(1.23^

к

виду

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V.,

 

или

 

 

 

 

 

 

% -6_х* 3адСс к * 3 4° Ca c (1 *

(1.25)

 

 

где

V,

= К .* 3 К.

комплексный коэффициент

К * -уг1

 

U,

4

усиления каскада.

 

После несложных преобразований

соотношение (1.25)

можно привести

к виду

 

 

 

Y

= -

> jb? 1Сс +Ca c a

* K-t >]

(1.26)

 

 

 

 

 

- 54

Как видно из последнего выражения, входная проводимость в общем виде состоит из параллельно включенных активной про­ водимости £ £ - с э С о с К. и е м к о с т н о й [ С , к*0 ^ 1*1^ ) ] .

При чисто активной нагрузке входное сопротивление но­ сит емкостный характер и определяется только входной дина­ мической емкостью

С 0 - С + с __<1 * К . ).

 

бос.

СК

°-С

1

 

 

Знак

входной активной

проводимости C g ,

) зависит от

характера

нагрузки.

,то можно показать ,что

анодная

нагруэ-.

Если

К 2 -с О

ка усилителя содержит емкостную составляющую и

О **

энергия потребляется, что свидетельствует о дополнительном расходе мощности от генератора сигнала, бесполезно проникают щей в анодную цепь через емкость С . Последнее можно оценить как появление активного положительного (потребляю­

щего энергию)

шунта

, подключенного к выходному

сопротивлению

Я ^ыэгенерато“ а сигнала,.

. Если же

К.^ > о ,

активная

составляющая входного сопротивления

И 8эс отрицательна

. Физически это означает поступление

мощности в цель сетки

лампы из анодной цепи,

причем возмож­

на полная компенсация

потерь мощности генератора в сопротив­

лении

"R 6wot

(ри с.1 .29) мощностью, поступающей

из анодной цепи через

емкость С О-С

Можно показать, что емкость СД<«>) ,имея максимальное

 

-

55

-

 

 

 

значение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.27)

падает о ростом частоты,

a

 

Со»

максимально

на

частоте,

где усиление уменьшается

в YW

раза. Здесь K .Q

-

коэффи­

циент усиления усилителя

на

средней

частоте.

 

 

Для упрощения расчетов с достаточной точностью для практических целей зависимость входной емкости от частоты не учитывают, принимая за ее максимальное значение.

Обычно при отсутствии сеточных токов минимальное актива ное” входное сопротивление настолько велико, что можно пре-:

небречь им. Тогда при

любом хг рантере

анодной нагрузки вход-»

ная

проводимость Y fe

определяется

практически только вход­

ной

емкостью.

 

 

Таким образом, учет действия обратной связи через ем­ кость С&с практически необходим только для оценки емкости

усилительного каскада. Это служит

основанием для исклю­

чения из эквивалентной

схемы (см,

рис. 1

.2 8 ,а) емкости СЛс

и одновременной замены

емкости С

входной емкостью С ^х .

После этих.замен будем иметь схему,.,изображенную на рис. 1.2^6

Из схемы,изображенной на ри сД .Л ), экранизированной да лн

(пентода)

следует, что

экранирующая сетка, уменьшая величину

С л с

,

одновременно

добавляет емкости

С а э до C tXK

а С э с

 

до С с к . Для нормальной работы

лампы электроды

защитной

 

сетки и катода, а также катода и экранирующей сетки.

- 56 -

по переменному току можно считать " закороченньши".

При этом условии емкость Са э

оказывается

подключен­

ной к зажимам a-к , а

емкость

С э с - к

зажимам с-к .

Первая

увеличивает выходную,

а вторая входную емкости лампы. Имея

в виду,

что в экранированных

лампах типа пентодов

и тетро-

дов с о с

. мало и,- как

правило, C olc<Kq>i; « С.к1выходную и

входную емкости пампы можно определить

 

С„

« С

-

а з

и С

« С_

э с

ьыэс

а к

'

 

с к

В триодном усилителе

очень

часто CQc( i +Т£0) > Сс ^

поэтому обычно входная емкость экранированных ламп (типа пентодов и триодов) существенно меньше входной емкости триодов.

Итак, на основании проведенных рассуждений можно, сде­

лать выводы:

 

 

 

 

 

 

1.

Учет обратной связи через

емкость

С с1с

практичес­

ки необходим только для оценки

 

нагруженной

лампы.

2.

Имеют место зависимости входного сопротивления уси- ;

лительного каскада от величины проходной емкости лампы, а

также от

величины и характера

нагрузки,

 

 

3.

Входное сопротивление усилительного каскада является

величиной комплексной, содержащей параллельно соединенные

активную и емкостную составляющие

2 ,

s U ,

—- .

4.

Емкость

,

 

Ьос

ьос.

feac

, подключенная

параллельно

к выходное

му сопротивлению предыдущего каскада усиления, должна оказы-:

вать влияние на

его частотные

характеристики.

 

 

 

■КОНТРОЛЬНЫЕ

ВОПРОСЫ

 

 

 

X. Приведите схему усилительного каскада с учетом "пара-: зитных" емкостей лампы.

2 . Представьте эквивалентную схему усилительного элемен-: та в виде двух четырехполюсников.

3. Определить у — параметры эквивалентной схемы в области высоких частот.

- 57

-

4 . Какое влияние оказывает

емкость Сас, на работу усили­

теля?

5. Определить входное сопротивление усилительного кас­ када с общим катодом.

6. Дать анализ входному сопротивлению при различных видах нагрузки.

7. Дать сравнительную оценку входным и выходным емкостяЦ триодов и экранированных ламп.

§ J . 7. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРА

При анализе усилителей на транзисторах будем использо­ вать систему V - параметров. Если определение усилительных свойств транзистора допустимо проводить на сравнительно низ­

ких частотах,

то в

этом случае можно считать параметры

, Т а Д 21>Т аа

чисто активными, т .е . не зависящи­

ми от частоты.

В

этом случае система уравнений (1.20) будет

иметь следующий вид:

^2 ~

*' ^ £ 2 ^ 2 "

(1.28)

Конкретные величины - параметров реального транзие тора можно определить по его статическим характеристикам. Но они различны для различных схем включения транзисторов.

Определим g Ц параметры для наиболее распространенной схемы включения транзистора с общим эмиттером (р и с .I.31 ).

В этой схеме полярность источников и направление по­ стоянных составляющих токов соответствует транзистору типа р-п-р.

Низкочастотные свойства усилительного транзистора как

- 58 -

элемента определяются свойством его входных и выходных ха­ рактеристик. Для нашего случая будем считать,что

ч - ч

1 = 1 .

V

UK v

1 *

 

Тогда

для транзистора

с общим ’эмиттером уравнения

(1.28) примут вид:

Ч ~ £ и Ч * § t& 4 s ;

01.29)

4 =£ti4> + £ * u 4 t .

I k

Рис. I . 31

Заменяя в них переменные токи и напряжения соответствующ­ ий ш малыми приращениями п етоянных входных и выходных токов и напряжений около рабочей точки транзистора, получим:

a I 5 - g , , a U S ’ Cffla U K.i

- 59 -

А ! к “ g * iAU6 + g a a A U K •'

а . з о )

Графическое определение приращений для рабочей точки "О-1 представлено на рио. 1.32.

Определив сначала

параметры g u

и

. Они опредв'

ляются в режиме короткого зашкания

на выходе,т.е^ когда

a Uk =G

('UK=const).

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ