6.2. Структурная схема

Типичная структурная схема предварительного усилители по­казана на рис. 4.

Сопротивление нагрузки подключено ко входу широко­полосного усилительного каскада с равномерной частотной харак­теристикой в пределах рабочей полосы частот, обычно от 50 Гц до 6-7 МГц. Блок 1 может содержать несколько усилительных каскадов. На входе его следует установить транзистор с малым уровнем собственных шумов. Кроме того, входной каскад должен иметь высокое входное сопротивление, что необходимо для обеспечения возмож­ности работы со значительным сопротивлением нагрузки передающей трубки. Этим условиям удовлетворяет полевой транзистор.

В блоке 2 осуществляется подъем частотной характеристики, необходимый для коррекции искажений входной цепи. Величина подъема зависит от искажений входной цепи. Поскольку в области низких частот (50 Гц) по определению коэффициент передачи вход­ной цепи максимален и равен единице, то относительная величина спада на верхней частоте будет (3)

(6)

Ранее было показано, что спад может быть значительным и дости­гать в типичных случаях.

Следовательно, корректирующая схема должна обеспечить от­носительный подъем частотной характеристики в раз. В конкретном примере в 100 раз.

Обозначим величину коэффициента передачи корректирующей схемы на верхней частоте усиливаемого диапазона частот как . В зависимости от используемой схемы коррекции эта величина может быть либо меньше единицы (коррекция частотно-зависимым делителем), либо больше единицы, например, в схеме с эмиттерной коррекцией. Поэтому коррекция достигается относительным уменьшением коэффициента передачи в области низких частот.

Отсюда видно, что коэффициент усиления блока 1 должен быть таким, чтобы компенсировать ослабление сигнала в низкочастотной области, вносимое корректирующей схемой. В общем виде

(7)

В противном случае шумы блока 3 могут ухудшить усиливаемый сигнал.

Например, при использовании в корректирующей схеме частот­но-зависимого делителя величина наибольшего коэффициента пере­дачи обычно выбирается . Тогда при спаде во вход­ное цепи минимальная величина коэффициента уси­ления широкополосного усилителя блока 1 будет

.

Такое усиление (по напряжению) могут обеспечить два каскада.

Обычно предварительный усилитель на выходе нагружен коак­сиальным кабелем с волновым сопротивлением Ом и должен обеспечить сигнал с размахом 0,3 - 0,4 В. Поэтому выходной каскад 4 выполняется по схеме эмиттерного повторителя. Для сог­ласования выходного сопротивления каскада с волновым сопротив­лением кабеля включают согласующий резистор.

Выходное сопротивление эмиттерного повторителя обычно в несколько раз меньше . Поэтому для согласования прихо­дится включать резистор, сопротивление которого соизмеримо с .

В результате, коэффициент усиления выходного каскада (по напряжению) оказывается близким к 0,5.

Недостающее усиление обеспечивает широкополосный усилитель 3. Рассмотрим пример. Пусть выходной сигнал В. Тогда на вход эмиттерного повторителя 4 требуется подать сигнал с размахом

В.

Далее считаем, что МОм, ток сигнала 0,1 мкА. Тогда размах сигнала на входе В. Пусть, как и в ранее рассмотренном примере, спад во входной цепи на верхней частоте . В рационально спроектированном усилителе усиление в блоке 1 компенсирует ос­лабление сигнала в корректирующей схеме 2. В результате на вы­ходе корректирующей схемы сигнал не должен быть меньше входно­го, равного 0,01 В.

Тогда коэффициент усиления широкополосного усилителя 3 бу­дет

.

Как отмечалось ранее, коэффициент усиления блока 1 жела­тельно выбрать с запасом, чтобы сигнал на выходе корректирующей схемы был бы больше входного. Если обеспечить запас в 2 раза, то на входе усилителя 3 сигнал будет равен В, и коэффициент усиления соответственно будет

.

В усилителе 3 предусматривается дополнительная коррекция частотной характеристики в области высоких частот и установоч­ная регулировка усиления.

При выборе количества усилительных каскадов в предваритель­ном усилителе следует учитывать требуемую полярность выходного сигнала. В стандартном телевидении выходной сигнал должен быть позитивной полярности во всех точках коммутации, т.е. потенци­ал уровня белого должен превышать потенциал уровня черного. Все входные и выходные цепи должны быть несимметричными по от­ношению к корпусу (земле). Номинальное значение входных и выход­ных сопротивлений 75 Ом.

В прикладных телевизионных системах допустимы иные реше­ния.

Передающие трубки плюмбикон, видикон создают сигнал негатив­ной полярности, суперортикон - позитивной. Усилительный каскад по схеме с общим эмиттером изменяет полярность сигнала. Каскады по схеме с общей базой и эмиттерный повторитель полярности не изменяют.