Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972) (1095872), страница 64
Текст из файла (страница 64)
жаиия с триодами. составляющей анодного тока 1,о, как это было показано в $ 14-5. При работе триода в схеме усилителя напряжения необходимо, чтобы при любом значении входного напряжения потенциал сетки по отношению к катоду был отрицателен, так как при положительном потенциале сетки возникает сеточный ток, а созданное им падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника сигнала Я„ вызовет искажение сигнала, что недопустимо. Обычно к сетке подводится отрицательное напряжение смещения порядка нескольких вольт. Резисторы 1с„ и Я„ обеспечивают передачу на сетки постоянного отрицательного потенциала напряжения 1г*„= = — 1„)си относительно катода; кроме того, они обеспечивают стекание с сетки зарядов, попавших на них случайно.
Сопротивления )хм и )с„имеют значение от 100 кОм до 1 810м. Сопротивления резисторов К„н )с„вводной нагрузки для триодов имеют значение порядка десятков кнлоом. Конденсатор Сит является разделительным. Он устраняет возможность прохождения постоянной составляющей тока нагрузки первого каскада через резистор )с„, включенный на входе второго каскада. Следовательно, напряжение на сетке второго триода ()„не зависит от постоянной составляющей тока в анодной цепи первой лампы. Однако разделительный конденсатор сг должен обладатьдля переменных составляющих тока сопротивлеаг ла! и са нием, 'во много раз (в 10 — 20) меньшим, чем )х'„.
Емкость равна,а делительного конденсатора обыч'г ге~а но составляет тысячи или десятки тысяч пикофарад. Ее можно определить из соотношения Рис,' 14-38, Полная схема 1 -- 0 05)) (14.95) аамещении усилителя. оаоа, Входное переменноежапряжение и„, вызывает в анодной цепи первой лампы пульсирующий ток. Постоянная составляющая этого анодного тока проходит через выходной резистор Я„, но не может пройти через разделительный конденсатор Ср, в сеточный резистор )с,а. Часть переменной составляющей анодного тока первой лампы проходит через конденсатор Ср, и сеточный резистор Я„второй лампы, создает на нем йапряжение, представляющее собой выходное напряжение первого каскада 0„„= У„К,, Это напряжение в то же время является входным для второго каскада (У,м„, = 11,„„ которое после усиления второй лампой поступает на выходные зажимы второго каскада (),н„а = Ц Кз Ц 1К1К2 Прн изучении процесса усиления переменного напряженна полезно рассмотреть эквивалентную схему (рис.
14-38). При этом усилительную лампу можно заменить генератором с э. д. с. РУ„„н внутренним сопротивлением )с1 (см. 9 14-5). При рассмотрении эквивалентной схемы пепи для переменного тока источники питания постоянного тока можно считать замкнутыми накоротко. учитывая сказанное, анодное 390 сопротивление Я, следует подключить непосредственно к этому генератору.
Напряжение на резисторе )т, является выходным для первого каскада. Оно через конденсатор Ср, подается на входной резистор второго каскада )с'„. Параллельно сопротивлению резистора )с„ включена емкость С„ представляющая собой сумму выходной емкости каскада С,к„входной емкости лампы Л,С,к, н емкости проводов сеточной цепи первой лампы С„, т. е. Са = Сака+ Сака+ Са. Таким образом, на рис. 14-38 са дана полная схема замещения двух- каскадного усилителя. В диапазоне средних частот (200 — 2 000 Гц) влиянием емкости разделительного кон- Ряс. ы-зз, Схема аансдеисатоРа Сра и емкости Са можно шсЯЯЯ Усилители длл пренебречь й эквивалентная схема аРсяяяк яяатот может быть упрощена (рис. 14-39). Заменив сопротивление двух параллельных ветвей одним эквивалентным, получим: ~саа~сса сса — ° л ас+ л са Коэффициент усиления каскада на средних частотах можно определить, учитывая (14-13): (14-27) Усилители на резисторах получили широкое применение вследствие ряда положительных свойств: незначительные искажения сигнала, хорошая частотная характеристика, простота схемы, малые габариты, масса и низкая стоимость.
Из недостатков усилителя необходимо отметить большое падение напряжения на резисторе )т, от постоянной составляющей анодного тока У„= 1„Й, и большое напряжение источника питания. 61 Уанлнаелн напряженна на иаансферматерах В усилителях с трансформаторн о й с в я з ь ю (рис. 14'-40) в анодную цепь первой лампы включена первичная обмотка повышающего трансформатора Тр!. Под действием переменной составляющей анодного тока первой лампы Л, во вторичной обмотке трансформатора Тр) индуктируется э. д. с., которая воздействует на потенциал сетки второй лампы Лв.
В анодную цепь второй лампы также включена первичная обмотка повышающего трансформатора Тр2, вторичная обмотка которого присоединена к нагрузке или к сетке. лампы следующего каскада. Естественно, прн трансформаторной связи разделительный конденсатор не нужен, так как анодная цепь первой лампы электрически не связана с сеточной цепью второй лампы н поэтому постоянная составляющая анодного тока не может проникнуть из первой цепи во вторую, Тр2 | был Рис. 14-40. Схема двуххас1ьахного усилителя на трансформаторах Применение повышающего трансформатора позволяет коэффициент усиления напряжения К каждого каскада сделать больше статического коэффициента усиления лампы данного каскада. Допустим ради упрощения, что ток холостого хода и потери в трансформаторе равны нулю. Следовательно, при входном напряжении трансформатора У„,, = рУ,.его выходное напряжение, подведенное к сетке второй лампы,"У,„„, = = У,„,,ше(м, = У,„,,Ф„= рУ,йм а коэффициент усиления напряжения каскада К= и,„„,,т,= ри,й,т,= рй,.
(14-23) Таким образом, применение повышающего трансформатора позволяет получить увеличение коэффициента усиления напряжения каскада. Коэффициент трансформации л, междукаскадного трансформатора не превышает 3 — 5, так как увеличение его может вызвать увеличение магнитных потоков рассеяния и паразнтных емкостей трансформатора, что в свою очередь может привести к снижению коэффициента усиления напряжения.
Эквивалентная схема одного каскада усилителя на трансформаторах дана на рис. 14-41; а. Как и в схеме рис. 14-38, лампа заменена генератором с э. д. с. р0,„и с внутренним сопротивлением )сь Первичная обмотка трансформатора представлена на схеме активным сопротивлением г и реактивным 'сопротивлением рас- Рис. 14 41. Схемы аамеатення трансформаторного усилителя. а — полная; Π— дла средних частот: е — для высоких частот. сеяния отЕры Рабочий магнитный поток трансформатора обусловливает основную индуктивность а., и ' соответственно реактивное сопротивление отт'.а. Все элементы схемы вторичной цепи трансформатора пересчитаны согласно (9-10) иа первичную обмотку н обозначены соответствующими буквами со штрихами. Вторичная обмотка на эквивалентной схеме определена активным сопротивлением га и индуктивностью рассеяния Сре.
Емкость Со = С,й1 аналогична таковой на схеме рнс. 14-38 и учитывается только на высших частотах. При средних частотах можно пренебречь влиянием индуктивностей Ер„Еда и Е„вследствие чего схема упрощается (рнс. 14-41, б). 393 При высших частотах (рис. 14-41, в) влиянием шунтирующей индуктивности Е, можно пренебречь, а индуктивности рассеяния Ер, и Етт можно заменить одной эквивалентной Ер. Прй повышении частоты в контуре с Ер и С, возможен резонанс напряжений, что приводит к увеличению коэффи- циента усиления (рис. К 14-42).
Включение шунта )с,'„ (рис. 14-41, а) параллельно К. конденсатору С, выводит Кт тя схему из резонанса и устраняет пик в частотной ха. рактеристике усилителя. Уменьшение частоты в области низких частот сопровождается уменьшением индуктивного сопротивления отЕ,, что вызывает увеличение тока и падение напряжения на резисторе )ст и соответственно уменьшение выходного напряжения и коэффициента усиления, так что частотная характеристика с уменьшением частоты падает (рис.
14-42). Наряду с достоинствами усилителя на трансформаторах (больший коэффициент усиления напряжения и меньшее анодное напряжение йо сравнет(ию с усилителем на сопротивлениях) он обладает рядом следующих недостатков; сложность устройства, большие искажения сигнала, большие габариты, масса и стоимость. Поэтому усилители напряжения на трансформаторах применяются сравнительно редко.
в) Понятно об твппптопяя монтноотн Усилитель мощности низкой ч а с т о т ы обычно является конечным каскадом усилительного устройства (напрнмер, радиоприемника). Нагрузкой его может служить электромагнитное реле, репродуктор или телефон. Схемы усилителя мощности и усилителя напряжения аналогичны друг другу, но требования, предъявляемые к ним, различны,'так же как различны элементы схем и их параметры. Усилитель мощности должен развивать в заданной нагрузке наибольшую мощность (ток), причем коэффициент нелинейного искажения не должен выходить за допустимые границы. Простейшая схема каскада усилителя мощности низкой частоты дана на рис.
14-43, а, а на рис. 14-43, б — его эквивалентная схема. Мощность, развиваемая переменным током в нагрузке (14-13), в 1 / рывв Рв= о /в)за= р 1о, 1 в» ) /та. Умножив числитель и знаменатель дроби на величину 1/Я1, получим: Р 1 1в Йч Р1/вв» в яд. д. /о. во ~в' ( — + — 1 (% %а заменив согласно (14-7) и (14-8) )в/й~ = Я; 145 = 6 и обозна- Рис. 14-43. Простейшая схема каскака усилителя мощности лизкой частоты и его якиияалеитяая схема. чив отношение /с /Я; = а — к о эффи ц н е н т о и н а в г р у з к и, получим окончательно: Р, = — Бр(/;„а/(1+ се) = — 6(/1„са/(1+ а) . (14-29) Из (14-29) следует, что выходная мощность каскада зависит от добротности лампы 6, входного напряжения (/,„, коэффициента нагрузки а, точнее от функции / (а) = = а/(1 + сс)а. Таким образом, для получения наибольшей мощности от каскада усилителя необходимо 1) применение по возможности большего входного напряжения, цо исключающего нелинейные искажения; 2) применение лампы с высокой добротностью 6 = р5, или что то же с большими коэффициентом усиления и крутизной характеристики; 3) выбор наивыгоднейшей величины а = /т'„Яь При коротком замыкании нагрузки, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
