Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Предположнм, что без ОС усиление на средней частоте К,=20, а на нижней Ка=!0. Получается недопустимая неравномерность К,/К,=2. Если же ввести ОС с коэффициентом 5=0,1, то окажется Кзчзр =20/(1-ь0,1 20) =67, а Ка.чар=)0/(1+0,1 10) =5. Нправиомериость будет значительно меньше, а именно Ко чар/Кн чар=67/5=1,3. Правда, необходимо оговориться, что требуемая противофазность подачи обратного напряжения может в полосе частот нарушаться. Третье достоинство — с т а б и л изация усиления. Усиление каскада изменяется в первую очередь за счет изменений параметров лампы и особенно транзистора при замене этих приборов, прн 'коле~банник температуры к т.
д. Свойство стабилизации лучше всего показать, взяв предельный случай. Пусть коэффициент ОС достаточно велик, и можно считать Вк»1. Тогда К 1 "" — +6КЯз () т. е. усиление зависит лишь от параметров цепи ОС, но не от лампы или транзистора. А параметры цепи ОС сравнительно стабильны. физический смысл этой стабилизации таков: при ухудшении параметров (например, крутизны) при данном сигнале падает выходное напряхсение, вместе с ним и напряжение ОС, которое противодействовало сигналу; значит, сигнал на выходе ослабляется меньше, чем оп ослабился бы при отсутствии ОС. Можно указать и другие положительные результаты применения ООС; однако сказанного достаточно, чтобы обосновать ес применение В качестве простейших примеров оконечных каскадов с ООС тшжио привести схемы на триоде и на транзисторе (рис.
9.200 и в). В иих напряжение ОС создается третьей обмоткой выходного траисфорчатора. Несколько особое место занимают схемы, в котовых коэффициент обратной связи 6=1. Это схсчг с ОК (рис. 9.12) н аналогичная ей ламповая схема с ОА (рис. 920,г). В этих схечзх иагрузочное сопротивление /7ч находится в цепи катода лачпоиой схемы илп в испи эмпттера транзисторной схемы.
Напря- жение, создаваемое переменным катодным (э,>иттсрным) таком на этом сопротивлении, является выходным. Но это же сопротивление включено полностью и во входной цепи. Значит, выходное напряжение воздействует полностью на входе послвдовательно с напряжением сигнала, т. е. () = ()р> эых> ()р> абр = 1 ° Усиление получается К«ар=К)1Ч+К(1, т. е.
каскад не усиливает напря- 9.6. УСИЛИТЕЛИ ВИДЕОИМПУЛЬСОВ жеана. Но замечательно то, чта входное сопротивление этой схемы весьма велико, а выходное малое, вследствие чего ее применяют в качестве согласующего каскада. Замечательно также то, что в отличие от других схем в ней выходное напряжение совпадает по фазе с входным, что легко понять, рассмотрев .результат повышения входного напряжения. Благодаря последнему свойству транзисторная схема такого вида называется эмиттерным повторителем, а ламповая схема — катодным повторителем, Давая в $9.1 классификацию усилителей первичных сигналов, мы разделили нх на усилители сигналов звуковых частот и усвлители видеосигналов, причем указали, что последние являются широкополосными. Сейчас пора понснить, чем диктуется широкополосность и как она обеспечивается в усилителях.
Для усиления видеоимпульсов, как и для усиления колебаний звуковых частот, целесообразно ставить лампу в режим работы без сеточных токов. Наиболее пригодным типом усилительного каскада является резистивный каскад (см. рис. 9.!О,а). Но при значительных импульсах рабочая точка выбирается не в середние прямолинейного участка характеристики, а в его нижней нли верхней части. Если на сетку действуют импульсы положительного знака (рис. 9.2!,а), то рабочая точка выбирается в нижней части характеристики. В этом случае при действии импульса анадный ток возрастает, а напряжение иа анапе падает.
Если же на сетку воздействуют ил>пульсы отрицательного знака (рис. 9.2!,б), то раба>ая точка выбяраегся в верхнеи части левой области характеристики; в такам случае при действии импульса анодный ток уменьшается, а напряжение на аноде лампы возрастает. Таким образом, выходное напряжение оказывается по знаку (по фазе) «опрокинутым» по отношению к входному. Это «опрокидывание фазы» имеет место и при усилении синусоидальных колебаний: при повышении напряжения на сетке анодный ток возрастает (см., например, рис.
8.21), а напряжение на аноде падает и наоборот. Выходное же напряжение снимается именно с зажимов анод — катод (на рис. 9.10 через емкость Ср). Итак, предположим, что на сетку воздействует видеоимпульс отрицательной полярности. Его действие вызывает скачкообразное уменьшение анодного Рвс.
9.21. Усиление видеаим- пульсов: а — положительных; б — от- рицательных тока и соответственно скачкообразное уменьшение напряжения, падающсго на сопротивление К«. Напряжение же иа аноде скачкообразно повышается на то же значение. В результате начинает дополнительно заряжаться разделительный конденсатор Ср, и ток его заряда, про. ходящий (в схеме на рис. 9.10,а) через резистор )г, сверху вниз, образует на верхнем конце этого резистора положительный потенциал, действующий на сетку следующей лампы.
По окончании импульса анодный ток скачком увеличивается, а напряжение на 21! Рис. 9.22. Иска>кения формы видеовмпульсов при усилении: а — усиление без исках<сияй; б — искажение импульса малой дли- тельности; и — искажение импульса большой длительности аноде снижается до первоначального значения. При этом конденсатор Ср перестает заряжаться через резистор Яо, ток через Ро прекращается и потенциал верхнего конца этого резистора становится равным нулю. Подобный «идеальный» (неискаженный) процесс усиления видеоимпульса изображев па рнс. 9.22,а.
Но такой процесс был бы возможен, если бы шунтирующая емкость С„, была равна нулю, а разделительная емкость Ср равна бесконечности. Иначе говоря, искажения отсутствовали бы, еслв бы частотная характеристика не имела сни.жений ни на нижних, ни на верхних частотах. В реальном же усилителе форма импульса искажается, и процесс искажений можно проследить физически. Одной из причин искажения импульса является то, что напряжение на аноде не может увеличиться мгновенно, а нарастает постепенно по мере того, как заряжается емкость С„з, параллельная сопротивлению )г».
Чем больше произведение )1»С»»з, тем медленнее происходит заряд и тем более пологим становится фронт импульса на входе (рис. 9.12,б). Точно так же напряжение на аноде не может мгновенно спадать, так как оно поддерживается зарядом емности С,»з. Эта емкость разрякается постепенно через сопротивление )(„ а потому срез выходного импульса растягивается (рис. 9.22,5). Чем короче усиливаемый импульс, тем опаснее этот внд искажений (замедленное нарастание и спаданве фронтов). Из $2.4 мы знаем законы нарастания и спадания напряжевня на емкости 212 при заряде и разряде ее через сопротивление. В частности, закон нарастания по — — (,го(! — е ' а) математически описывает фронт иска)кенного импульса.
Здесь постоянная времени «верхней области» т»~)1«С»»з определяет прохождение верхних частот. Лля пентода т, практически диктуется выбором )1», так как С„, не может быть меньше емкости лампы. Если требуется, чтобы за время О,!Т«чо напряжение успело достигнуть уровня 0,9 от станционарного значения Уо, то постоянную времени следует брать тв Тимо>'20 (9.26) где Т и — длительность импульса. Пусть, например, импульс имеет длительность Т о= ! мкс, а емкость С„»=50 пф.
Тогда из формулы (9.26) найдем: Тимп 20 Саха 20 50'10 >з Это сопротивление з н а ч и т е л ьн о м е н ь ш е сопротивлений резисторов в каскадах усиления звуковых частот. Значит, и усиление видеокаскада невелико. Если 5=5 мСм, то усиление напряжения на средних частотах будет )(=5)(,=5 1О-'1О'=5. Теперь обратимся к формуле (9.18) и выразим верхнюю частоту через )Г»«о «1> оооо и Св»з: 1 ыв )1и Свх з В нашем примере верхняя частота 1 1О'з азв = — = 20 10', )7я Свх» 10з 50 что соответствует частоте !»=20)2им »«3,2 МГц! Таким образом, каскад, усиливающий короткие импульсы, должен быть «широкополосным» в сторону верхних частот.
И вместе с тем зта «широкополосность» в области верхних частот достигается эа счет малого усиления напряжения. Чем же определяется нижняя граница полосы частот усилителя? Для ответа на такой вопрос рассмотрим усиление длительного импульса — настолько длительного, что нарастание фронта и спадание среза можно практически считать мгновенным (рис. 9.22,а). В этом случае причиной искажения импульса может быть уменьшение тока, проходящего через резистор Й«, и напряжения на этом резисторе по мере заряда конденс а т о р а Ср.
В результате этого вершина импульса становится наклонной (рис. 9.22,в). Кроме того, после окончания импульса конденсатор Ср, зарядившийся во время действия импульсй, разряжается через резистор )(,; так разряда, направленный в )(« снизу вверх, создает на этом резисторе «выброс» напряжения обратного знака (рис. 9.22,а). Для уменьшения этого вида искажений нужно иметь большое значение произведения )(«Ср, что противоречит низкой стоимости, малым габаритным размерам, массе, сопротивлению изоляции конденсатора Ср и необходимости обеспечить утечку зарядов сетки следующей лампы через резистор )7,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
