Войшвилло Г.В. Усилительные устройства (2-е издание, 1983) (1095412), страница 23
Текст из файла (страница 23)
4.40 заменим одним источником нестабильности ЛЕ„=Лап+ + ()то+К») буп, что вытекает из выйзажения (4.185) . Прн исследовании и расчете каскадов известны их коэффициенты усиления для области малых частот (1'-+.О), их произведение, равное сквозному коэффициенту усиления Кк=КсвКг Км, от которого зависят возвратное отношение Т=ВКк и глубина ОС Р= 1+Т = 1+ВКе.
Рассмотрим на примере трехкаскадного усилителя (рис. 4.48) методику оценки нестабильности напряжения и тока в выходной цепи отдельных каска. дов и нестабильности, отнесенные ко входу. Через Лугс, ЬЕм, Л(гз» обозначим результирующие нестабильности коллекторного напряжения, а через Е»сс и Е»сг — сопротивления элементов связи, образующих вместе с соответствующи. »с»»с ~~»»с Лбнсс ннт Рис. 4.48. Функциональная схема усилительвого устройства с последовательной ОС по напряжению ми входными сопротивлениями нагрузку, как, например, Я»с=а»н»Е»»з/(Е»нс+ +Е»нт) и т, д. Искомые нестабильности напряжения о ЕясзссвхзКзКзЕКгв а (У„= (а Е„тКсн+, + + 6 ЕнсвЕвхвКЗЕКса»с сс Т ЙвхвТ и Евсз + Евс +Л в // Р=~КгааЕ + Ес +Е в+ '»22 ВвхэТ т) Евсв /К )/Р Еэсз + Ввхз (4 192$ 3 ЕнсзВвхзКз л (тзз = (Л Еис,К,ВКз+ + Вест + Ввхз Ь ЕнсэквхзКзВК1ВКз 1 ВвхзКз 3 Евсз + о ( о )(' Р=( К1ВКзЬЕнсз+ Е ( о + )1вхэКзКз 2) Еисз ЕвхзКз 3 Енса ~ 1 Еэст + Ввхз Езсэ + Ввхэ В= ЕВ2)(ВВ~+Евз).
(4.195) Но отмеченное неравенство в ряде случаев ие соблюдается, например, при подаче напряжения ОС на эмиттер, как показано на рис. 4.49. В этом случае ~~ив ~~эх, еб ( ( ~~В2 ~~ах, об В= иВ~ + (4.196) ~~В2+Ввх, об ( ~, ~~В2+)~вх. об ! где согласно (4.39) )т „еб — — (Иыю+ ттг)l(1+ Изтю) = (1+ УттэтЯг)l(Уттэт+ Узтвх) (4.197) Рис, 4.49. Схема подачи напряжения ОС иа эмиттер транзистора входного каскада — входное сопротивление каскада ОБ при базе, «заземленной» через сопротивление )тг. ПодставлЯЯ (4.197) в (4.19Б), находим оВ2 ( + Ухает~~с) В (4.198) ( ив1 + к В2)(1 + Уыэтпг) + гс В1ЕВ2 (Уию + Уатзт) ри этом сквозной коэффициент усиления входного каскада с ОЭ согласно (4.3) и (434) йвхтрзтэтонт Уззэтивт Изтэтинт К1е— (4.199) Ег + Евщ 1 + УттэтЕг Иыю+ ~гг 123 где К1В ЕвххКх((Вг+ Вахт) Следует отметить, что результат передачи нестабильности от одного каскада к другому представляет собой алгебраическую сумму этих составляющих.
Взаимно противоположныма оказываются составляющие нестабильности связанных транзисторов одной и той же структуры при комбинациях ОЭ вЂ” ОЭ, ОЭ— Од, ОБ — ОЭ, ОБ — ОК и ОК вЂ” ОБ. Для несовпадающих структур в отмеченных комбинациях составляющие суммируются, а в других возможных комбинациях — вычитаются. Это обстоятельство должно находить отражение при выборе той или иной полярности ЭДС. Нестабильность коллекторного тока пропорциональна нестабильности выходного напряжения, т.
е. Ык~ ЬбюЯзь Л!из=а(Узз()(зз и т. д. Если Евз» «)(г+Яззь тО Для полевого транзистора в (4.198) и (4.199) принимается Ушаэ = 0 Уатэт= Вт йи 1= се 02222= ее и тогда В = ~В21( ~~В! + )~В2 + 51~~В! йл2), ((Е! — 1~~их 4.10. ПЕПИ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП При построении цепей питания ламповых каскадов в основном руководствуются теми же соображениями, что и для транзистор ных каскадов: получение определенного режима работы (()А, ), ()с, ()сз, !сх) и его стабильности.
Разумеется, и здесь стремятсг применять меньшее число источников питания и элементов схемы В отличие от транзисторов у ламп требуется напряжение питани! накала, для чего используется либо постоянный, либо переменньп ток (последний преимущественно). Ч.!Э.1. ЦЕПИ ПИТАНИЯ НАКАЛА Маломощные лампы с подогревным катодом допускают питание от источ пика переменным током. Прн этан, если цепь накала изолирована от общего провода, образуется сильный фон за счет того, что на сетку нли на катод лас пы через межобмоточные (Сг), межзлектродные (С1) и монтажные (С1) емкости наводит ла ся напряжение сети (рис. 4 50). Для сннженнг уровня фова один из выводов обмотки на кала илн ее средняя точка соединяется 4 общим проводом.
Средняя !очка может быт! гг образована также с помощью двух резисторо! илн потенциометра, в последнем случае мож- +б но подобрать наивыгоднейшее положение движгм, ка. Кроме того, фон может возникнуть вследстане излучения электронов самой нитью накала, попадающих на катод и на сетку. Для умень- и шения этой составляющей фона следует подать иа нить накала положительное относительно кахлгк тода (общего провода) постоянное напряжение порядка 1Π— 20 В. Резистор кк полезно шунтировать конденсатором большой емкости. При г + использовании всех отмеченных мер снижения фона остаточный его уровень, отнесенный к сетке лампы, может составлять 1О...
20 мкВ; з чувстви. Рис. 4.бо. Схема передачи тельных усилителях (микрофонных, магнитофон. напряженна сети на катод и ных и т, п) напряжение питания нитей накала сетку лампы ламп первых каскадов приходится подавать от источвиков постоянного тока. Мощные генераторные, модуляторные лампы выпускаЮтся только с катода мн прямого накала. При питание их нитей переменным током необходим~ «заземлять» среднюю точку накальной обмотки, лля снижения уровня фона используется также ОС. Ч!02. ЦЕПИ СМЕШЕНИЯ С КАТОДНОП СТАВИЛИЗАЦИЕП Маломощные лампы работают при весьма малом сеточном токе, поэтому их режим определяется только напряженнем смещения. В такой схеме (рис. 4.51) постоянная составляющая катод- 134 НОГО тОКа ПрОтЕКаЕт ЧЕРЕЗ рЕЗИСтср 414» И СОЗдаЕт ИСХОДНОЕ ПадЕНИЕ напряжения (1'с, которое через резистор 14', подается на сетку лампы ВлокиРовочный конденсатоР Сохи болшцой емкости (10...
. 100 мкФ) предназначен для того, чтобы ослабляющее действие ОО не привело к снижению коэффициента усиления сигнала. Положение точки покоя на характеристике то=((ис) зависит от сопротивления 144, так как ~'с=(' с ттстс. (4. 200) Прямая, описываемая этим уравнением, на координатных осях отсекает отрезки с1'с и ст'С1144; как видно нз рис. 4.52, прн увеличении 14, напряжение смещения с1с по абсолютному значению уменьшается, а анодный ток возрастает. Отсюда становится ясным, что Рис 4 51.
Схема цепи питания с катодной стабилиза- цией Рис 4.52 Построение насрузочаой прямой для сеточной цепи 4.10.3. ЦЕПЬ СМЕЩЕНИЯ С ФИКСАЦИЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ НА СЕТКЕ Фиксярованное смещение, т. е, независящее от анодного (катодного) тока ламп, требует отдельного источника питания, напряжение которого подается на сетку лампы через элемент связи, например через резистор 14, или через делитель напряжения. Катод лампы (или средняя точка цепи накала) при этом соединяется с общим проводом.
При фиксированном смещении более заметно влияние разброса параметров ламп на режим работы по постоянному току. Фиксированное смещение применяется главным образом для мощных ламп, работающих, как правило, в режиме В. 4.10.4. ЦЕПИ ПИТАНИЯ ЭКРАНИРУЮЩЕЙ СЕТКИ В каскадах предварительного усиления используются маломощные лампы, работающие при сравнительно низком напряже- 125 сопротивление резистора 14, нельзя выбирать произвольно большим. В справочниках для ряда ламп указывают максимально допустимые значения 1сс,„я„, которые при катодиой стабилизации могут быть взяты ббльшими, чем при фиксированном смещении. иии на экранирующей сетке, порядка нескольких десятков вольт, Для получения такого напряжения используется резистор )х,я (рис.
4.53). Но при этом необходимо включить еще и блокировочный конденсатор Са,,э, иначе на экранирую1цей сетке, кроме постоянного напряжения появится и переменная составляющая и,э, действующая в противофазе с напряжением сигнала на управляющей сетке. В результате чего уменьшится амплитуда анодного тока и коэффициент усиления. Рис. 455. Схема питания экранирующей сетки через ре- зистор йвх Действительно, ведь ток второй сетки, подобно анодному току, зависит от напряжения на управляющей сетке (рис. 4.54,а) и изменяется во времени в одной фазе с ним, что обусловливает противоположную полярность мгновенного напряжения и,я= — )тса(сэ (при отсутствии конденсатора Саксе); вместе с тем, анодный ток зависит от напряжений на всех электродах лампы, в частности, от Рис.
4.54. Изменении напряжений иа управляющей (а) н экранирующей (б) сет- ках во времени напряжения на второй сетке (рис. 4,54,б). Отсюда ясно, что под действием напряжения сигнала, приложенного к управляющей сетке, появляющаяся переменная составляющая анодного тока окажется с ним в фазе; переменное же напряжение, существующее на второй сетке (при Са,,а=0), сдвинутое по фазе на 180', вызовет изменение анодного тока с противоположной фазой, что и приведет к уменьшению его результирующей амплитуды. В оконечных однотактных каскадах нередко используются пентоды и лучевые тетроды, работающие при одинаковых постояных напряжениях на аноде и экранирующей сетке; надобность в резисторе )т,я и конденсаторе Салат в этом случае отпадает.
12в При работе каскада в режиме В ток экранирующей сетки изменяется подобно вводному току и коллекторному току транзистора (рис. 4 30), и среднее значение его (постоянная составляющая) зависит от амплитуды сигнала. Прч питании по схеме с последовательным резистором при сильном сигнале постоявцое напряжение на экранируюшей сетке становится меньше, что приводит к переходу от режима В к режиму С (рис. 4,31). Для устранения этого отрицательного явления можно применить делитель напряжения в цепи экранирующей сетки, что целесообразно при больших перепадах напряжения Сл н (гсз, например, если с 400 В до 300 В.
В усилителях большой мощности для питания экранпрующнх сеток применяются отдельные выпрямители. 4.11. ФИЛЬТРУЮ(((ИЕ ПЕПИ л Рис 4 бб Схема фильтрующего звена Рис. 4.3Д Схема цепи питания с филь- труюгцими звеньями Оптимальным является такой фильтр, при котором общий фон усилителя складывается из примерно равных составляющих, вносимых каждым каскадом.
Это значит, что пульсации питающего напряжения у первого каскада должны быть ниже, чем у второго каскада и т. д., и для этого напряжение питания первого каскада должно подаваться через наибольшее число фильтрующих звеньев. Механизм ослабляющего действия )сС-звена фильтра нижних частот поясняет рис. 4.56. Элементы Ре и Се образуют делитель переменного напряжения, коэффициент передачи напряжения через который равен ~~э )П ы СЕ и, )те+ 11)ысе 1+1.се)1е ' Модуль обратной величины, называемый коэффициентом фильтра- ции (У,уи,=)Г)+( С,Я,), на частоте пульсаций (фона) должен быть значительно больше 1, порядка коэффициента усиления каскада, и тогда (у~/(гз=шСвРе. 13т Эти фильтры ослабляют переменное напряжение, существующее на зажимах источника питания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
