
книги из ГПНТБ / Измайлов А.Ф. Аналоговые вычислительные машины и их применение в ВМФ учебное пособие с элементами программированного обучения
.pdfUa
Рис. 2.52
98
11л R2 ~U^ R,
|
|
|
r, +r 2 |
|
(2.28) |
|
|
|
|
|
U = |
||
При отсутствии входного сигнала |
/ / |
9 |
||||
иёы=0 |
, так как |
|
|
Л |
wAo |
|
|
|
|
|
|
||
|
W |
z - W |
r O |
|
(2.29) |
|
|
|
|
|
|
||
Эта зависимость является аналитическим условием |
||||||
уничтожения постоянной |
составляющей. |
|
|
|
||
Однако в процессе эксплуатации УНТ ни одна физи |
||||||
ческая |
величина, |
входящая в условие |
(2 .29), |
не |
остает |
ся постоянной. Изменение характеристик ламп, происходя щее в результате нагрева, старения, нестабильности на пряжения накала и других причин, колебания анодного и компенсационного напряжения, изменения величин сопроти влений Ra , Rt и R2 - все это нарушает условия компенсации постоянной составляющей и ведет к самопро извольному появлению выходного сигнала, не зависящего от напряжения C/gx . Этот сигнал называют "дрейфом нуля" усилителя. Он присущ любому способу компенсации посто янной составляющей. Все они предполагают уравновешива
ние каких-то сигналов. Их величина, зависящая от |
пара |
|
метров |
схемы, с течением времени изменяется, что |
и на |
рушает |
условия настройки схемы "на ноль". |
|
Описывая работу УПТ или операционных блоков, |
"дрейф |
нуля" "приводят ко входу", считая, что собственно уси литель является бездрейфовым, а к его входу приложено
напряжение "дрейфа" ( е$р |
) (рис. |
2 .53). |
"Дрейф нуля" является |
одним из |
основных источников |
погрешности решения задач на АВМ, и для борьбы с ним предусматривается ряд мер.
По способу компенсации дрейфа операционные усили-
99
® - суммирование
Рис. 2.53
тели можно разделить на две группы:
-с параметрической компенсацией дрейфа нуля?
-с автоматическим регулированием нулевого уровня. Параметрическая или катодная компенсация заключает
ся в том, что входной каскад усилителя выполняют на двойной лампе. Одна ее половина работает как усилитедь, а вторая вырабатывает сигнал, уменьшающий дрейф нуля первой.
Упрощенная схема типового (УПТ-4) усилителя с па
раметрической компенсацией |
изображена на рис. |
2 .54 . |
|||
Для компенсации постоянной |
составлящей |
предназ |
|||
начены делители |
и |
^ |
• |
с |
этой же |
целью в выходном каскаде на катод подано компенсацион
ное напряжение С/к < О |
. Эти делители |
использованы |
также для формирования |
смещения Uco |
на сетках ламп |
последущих каскадов. Для этого величины сопротивлений
выбираются из |
условия |
|
|
|
|
W W r V c o |
■ |
||
Регулируемое |
сопротивление |
R v |
используется для |
|
установки "нуля" в ходе эксплуатации АВМ. Лампа J\i2 |
||||
и делитель R |
|
осуществляют катодную компенса- |
||
К f |
А |
2 |
|
|
цию дрейфа входного каскада. |
|
|
||
Каждый каскад усилителя изменяет полярность (фазу) |
||||
входного сигнала: |
если6£х><9 |
» |
потенциал сетки повы |
шается, анодный ток увеличивается, выходное напряжение становится меньше постоянной составляющей, а при ее компенсации - отрицательным.
Число каскадов в усилителе нечетное (УПТ-4 содер жит 3 каскада). Это облегчает реализацию отрицательной обратной связи, но придает усилителю инвертирующие свойства.
101
о*
Рис. 2.54
Рже. 2.55
Операционные усилители с автоматическим регулирова нием нулевого уровня представляют собой комбинацию усилителей постоянного и переменного тока. Схема уси лителя переменного тока дополнена модулятором, который преобразует постоянное напряжение в переменное, и де модулятором, выполняющим обратное преобразование
(рис. 2 .5 5 ). Схема носит |
название усилитель с модуля |
|||
цией и демодуляцией (УМДМ). |
|
|
|
|
Синхронный вибратор (СВ) периодически заземляет |
||||
то входную, то выходную цепь. |
Конденсатор |
С2 |
либо |
|
заряжается от напряжения |
(/% |
, либо разряжается че |
||
рез сопротивление Rz на |
"землю". Конденсатор |
С^ |
||
работает аналогично: заряд от напряжения |
|
и по |
||
следующий разряд на "землю". |
Сопротивления |
Rt |
и R2 |
предотвращают короткое замыкание входа и выхода; кон денсатор С3 не пропускает постоянную составляющую, которая появляется в выходном каскаде. УМДМ тлеет чет ное число каскадов, инвертирование входного сигнала происходит в результате противофазной коммутации.
Задание 10. Входное напряжение УМДМ изображается графиком рис. 2.56. Построить графики падения напряже ния i Rz и величины C/gblX .
ЮЗ
Решение представлено на графиках рис. 2 .57.
104
Синхронный вибратор перебрасывается с частотой 50-400 гц, и это ограничивает полосу пропускания УМДМ значениями ^?< 5-40 гц, что является наиболее суще
ственным недостатком усилителя и приводит к необходимо*- сти использования УВДМ только в комбинации с УПТ. На рис. 2.58 представлена одна из наиболее распространен ных комбинированных схем. Коэффициент передачи полезно го сигнала для нее определяется формулой
Момi |
j |
l b y пт |
|
* + |
+ |
култр> |
(2.30) |
|
|
|
|
где (Ьумом+Окупт |
- |
коэффициент |
передачи прямого |
|
канала j |
|
|
|
|
|
|
Р |
- |
коэффициент |
передачи канала |
|
обратной связи. |
||
|
|
% |
ёб1Х |
Рис. 2.58
Прямой канал прохождения сигнала дрейфа образован УПТ, канал обратной связи - УЩШ и Z2 , отсюда коэф-
105
фицнент передача этого сигнала
^_ _______купт_________
^ЗР |
l +(kgMoM+i)kynTfb |
(2.31) |
||
Из сопоставления полученных формул следует, что |
||||
полезный сигнал |
усиливается в ( к уМо„ + |
I ) раз больше, |
||
чем напряжение |
|
, |
и относительное |
влияние дрей |
фа заметно уменьшается, |
поскольку обычно |
куМо„ * |
||
- 1000 - 6000. Комбинированный усилитель имеет весьма |
||||
широкую полосу |
пропускания. |
|
||
Типичным представителем УМДМ является |
усилитель |
|||
УПТ-Ю (рис.2 .5 |
9 ), |
применяемый, например, |
в АВМ МПТ-9. |
Усилители постоянного и переменного токов связаны в ней согласно показанному на рис. 2 .58 .
Усилитель постоянного тока выполнен аналогично УПТ-4, но катодной компенсации не имеет. Двойной триод
Л н |
Л 12 |
используется |
в качестве суммирующего каска |
|
д а. |
УМДМ снабжен цепочкой |
Rg С |
для фильтрации высо |
кочастотных составляющих, которые возникают при работе синхронного вибратора. Усилитель переменного тока вы полнен как обычно.
Питание рассмотренных усилителей производится от стабилизированных электронных выпрямителей, которые поддерживают постоянство величины напряжения с высокой точностью ( d a - 0,01 т 0, 1* ) .
В схемах УПТ применяются высокостабильные сопротив ления с большим запасом по мощности и лампы, предвари тельно прошедшие 50-60 часовой тренировочный режим, в течение которого характеристики лампы в значительной мере стабилизируются.
Прогрев ламп всегда сопровождается изменением их характеристик, и поэтому усилители должны быть включены
106
107
Рис. 2.59