Разделы


Рекомендуем
Автоматическая электрика  Распространение радиоволн 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 [ 124 ] 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183

Значительно реже используются положительные обратные связи, позволяющие повышать усиление, обострять частотные характеристики избирательных усилителей, поскольку положительная обратная связь оказывает дестабилизирующее влияние.

Вход г--*-I ЙН-

Выход

1 br=:J 1

LJ-lf

Рис. 10-12. Структурные схемы усилителей с обратной связью.

а, б - с одной петлей: в, г - с несколькими петлями; д - избирательного ДС-усилителя.

Примеры структурных схем усилителей с обратной связью приведены на рис. 10-12. Различают схемы с одной (рис. 0-12, а, б) и несколькими (рис. 10-12, е, г) петлями обратной связи. Охват отрицательной обратной связью каскадов, в которых осуществляются регулировки усиления или частотной характеристики (рис. 10-12, г), как правило, не применяется, ибо это приводит к ослаблению эффективности регулировок. Для понижения выходного сопротивления усилителя и нелинейных искажений, основным источником которых обычно бывает оконечный каскад, применяют отрицательную обратную связь, охватывающую один нли два последних каскада (рис. 10-12, а). При охвате глубокой обратной связью более двух каскадов может существенно ухудшиться устойчивость усилителя и требоваться коррекция фазовой характеристики. Сохранение высокой устойчивости облегчается при уменьшении глубины обратной связи в петле, охватывающей весь усилитель (рис. 10-12,6), и введении местных обратных связей в отдельных каскадах (рис. 10-12, е). При этом петлю А -обратной связи на рис. 10-12, в называют главной.

На рис. 10-12,5 представлена структурная схема избирательного усилителя, частотная характеристика которого формируется цепью частотно-зависимой отрицательной обратной связи 1. Эта цепь построена так, что на некоторой частоте /о ее коэффициент передачи обращается в нуль и усиление в прямом канале возрастает до максимального значения. Добавление к этой схеме второй петли частотно-независимой положительной обратной связи 2 позволяет превратить усилитель в генератор синусоидальных колебаний частоты fo- Применение подобного типа обратных связей лежит в основе из-бирательных /?С-усилителей и iC-генерато-ров синусоидальных колебаний, которые представляют большой интерес для низкочастотной и инфранизкочастотной техники, где создание аналогичных LC-систем затруднено.

На рис. 10-13 приведены структурные схемы некоторых специальных типов усилителей.

Усилитель постоянного тока с промежуточным преобразованием медленно изменяющихся сигналов в переменное напряжение (рис. 10-13, а) применяется для усиления особо слабых сигналов (менее 10-20 мв), когда обычные усилители постоянного тока

Вход SS- я

I

Вход

Выход -0

Выход ВФ -0

Рис. 10-13. Структурные схемы усилителей специальных типов.

а - усилитель постоянного тока с промежуточным преобразованием в переменный; б - усилитель среднего значения; е - фазочувствитель-ный усилитель.

из-за присущего им дрейфа нуля (см. стр. 521) становятся малопригодными. В таком устройстве собственно усилителем является обычный усилитель переменного напряжения У, который для повышения помехоустойчивости может быть сделан избирательным с узкой полосой пропускания. На входе усилителя ставится прерыватель П (электромагнитный вибратор или специальная транзисторная схема, см. стр. 523), возбуждаемый от вспомогательного генератора Г. На выходе усилителя переменное напряжение при необходимости может быть



снова преобразовано в постоянный ток при помощи выпрямляющего устройства В, в качестве которого применяют обычный диодный выпрямитель, фазочувствительный детектор или синхронный прерыватель (по-еледние две схемы позволяют сохранять полярность выходного сигнала в соответствии с полярностью входного сигнала).

Усилитель среднего значения (рис. 10-13,6) Отличается наличием на его выходе выпрямителя, посылающего в цепь нагрузки постоянный ток, пропорциональный среднему значению усиливаемого сигала. В качестве такого выпрямителя в устройствах автоматики часто используется* непосредственно выходной двухтактный каскад усилителя с лампами или транзисторами, работающими в режиме В или в режиме переключения.

Фазочувствительный усилитель имеет аналогичную структурную схему (рис. 10-13, е), но схема выпрямителя ВФ предусматривает фазочувствительное выпрямление выходного сигнала, так что направление тока в цепи нагрузки изменяется при перевороте фазы входного сигнала. Датчиком входного сигнала Д в системах с фазо-чувствительными усилителями является пас-Еивная цепь (вращающийся трансформатор, иостовая схема), получающая питание от того же источника переменного тока Г, который является опорным источником фазо-чувствительного выпрямителя (выходного каскада).

10-3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Ламповый усилитель с резистивно-емкостной {RC) связью

Усилитель по схеме, приведенной на рис. 10-14, применяется главным образом для усиления переменного напряжения низ-кон частоты (от 10-20 гц до 300- 500 кгц). Он прост в налаживании, допускает сравнительно точный предварительный расчет больщинства качественных показателей; от прочих ламповых усилителей отличается низкой стоимостью. Обладает высоким входным сопротивлением (порядка 1 Мом) и входной емкостью 10-100 пф. Выходное сопротивление в зависимостн от коэффициента усиления и верхней граничной частоты составляет от нескольких килоом до 0,5-1 Мом при выходной емкости порядка 10 пф. Наибольшее усиление по напряжению и наиболее широкая полоса усиливаемых частот достигаются при использовании пентода (рис. 10-14,6). Максимальная амплитуда выходного напряжения при соответствующем выборе режима лампы может составлять до 7з напряжения источника питания анодной цепи. Один каскад усиления с резистивно-емкостной связью изменяет полярность усиливаемых сигналов.

Эквивалентные схемы каскада, учитывающие только основные сигнальные цепи, приведены на рис. 10-15. Схему с генератором напряжения (рис. 10-15, а) чаще применяют для анализа триодного усилителя, а с ге-

нератором тока (рис. 10-15, б) - пентодного усилителя. Поскольку существует однозначная связь между параметрами эквивалентных генераторов напряжения и тока-

(10-26)

всегда возможен переход от одной схемы к другой. Емкости Свх, Спр и Свых представляют собой входную, проходную и выходную емкости лампы в сумме с шунтирующими их монтажными емкостями. Емкость

-0->-1а

±

> I i-i

<3+£а


Рис. 10-14. Принципиальная схема усилителей с резистивно-емкостной связью на триоде (о) и на пентоде (б).

цепи нагрузки Сн в многокаскадных усилителях является входной емкостью следующего каскада. Как правило, выбирается Ср > Сн, причем без сколько-нибудь заметной ошибки емкость Сн можно перенести параллельно емкости Сых и учитывать соответствующим увеличением значения Свых, что упрощает некоторые расчетные соотношения.

Область средних частот характеризуется превебрежимым влиянием всех емкостей. При этом эквивалентные схемы обретают вид (рис. ГО-15,6, е) и позволяют просто определить номинальный коэффициент усиления по напряжению:

Rh.3

Rii.a

=S/?s, (10-27)



lie,:

ФТ П if* *


--ir-

lie г

иеых

dl e)

Рис. 10-15. Эквивалентные схемы каскада с резистивно-емкостной связью.

а, б - широкополосные; в, г - для области средних частот; д - для области низших частот; е - для области высших частот.

где Rm.b - эквивалентное сопротивление нагрузки (RmWRa, знак И означает параллельное соединение);

Rb=Ri II Ra II /?н-

(10-28)

Часто бывает, что Rm Ra, Ri R, тогда

Rb b~Ra-

Для учета изменения полярности выходного сигнала сравнительно со входным, величине Ко иногда приписывают знак минус.

В области HU3UIUX частот, учитывая влияние емкости разделительного конденсатора Ср (рис. 10-15,6), получим комплексный коэффициент усиления по напряжению

(10-29)

и его модуль Кп = -

/ШТн

(10-30)

Тн = Ср i?H4

RaRi

Ra + Rl

(10-31)

- низкочастотная постоянная времени. Для пентодного усилителя с Ri > Ra

Тн.пент Ср(/?н + /?а). (10-31а)

Во всяком случае

(10-316)

чем часто руководствуются при выборе необходимой емкости разделительного конденсатора по заданному значению нижней граничной круговой частоты Шн и коэффициента частотных искажений M:

(10-32)

Граничные частоты часто отсчитывают на уровне 0,7 от максимума (или -3 дб). При этом Ми= i/ 2 и нижняя граничная частота составляет

нО,7- - .

а вместо (10-32) получается Ср > \ .

(10-33)

(10-32а)

Область низших частот характеризуется тем, что на коэффициент усиления могут существенно влиять также вспомогательные цепи, с конденсаторами большой емкости: цепь автоматического смеш,ения RkCk и развязывающие ячейки в анодной цепи (Ri .вСф.е) и в цепи экранирующей сетки пентода (RsCa) (рис. 10-14). Недостаточная емкость конденсаторов Ск и Сэ снижает усиление на низших частотах, а недостаточная емкость конденсатора Сф.а поднимает усиление. Для предотвращения этих влия-




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 [ 124 ] 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183

Яндекс.Метрика
© 2010 KinteRun.ru автоматическая электрика
Копирование материалов разрешено при наличии активной ссылки.