Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 36
Текст из файла (страница 36)
ровни усиления (второй вариант) что удобно при наладке схемы, а также позволяет достигнуть большей точности деления. Конденсаторы С„, С,в, ... удобнее выполнять полу- переменными. й 4.4. РАсчет ВспОмОТАтельных цепей клсклдОВ НА ЛАМПАХ И ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ Вспомогательные цепи усилителя обеспечивают: а) определенный режим работы каскадов усилителя; б) связи усилителя с источником сигнала и нагрузкой, а также между каскадами (цепи связи); в) уменьшение паразитных связей (фильтрующие цепи). Следует отметить, что фильтрующие цепи одновременно служат целям коррекции. Здесь перечислены основные назначения вспомогательных цепей.
Цепи такого назначения имеются в каждом усилителе импульсных сигналов. Вспомогательные цепи как цепи с большой постоянной времени вызывают искажение плоской вершины импульса. Элементы вспомогательных цепей (резисторы и конденсаторы) выбирают так, чтобы каждая цепь отвечала своему назначению и чтобы искажение плоской вершины импульса за счет этой цепи было бы незначительным.
Сопротивления резисторов, входящих во вспомогательные цепи, предполагаются известными нз расчета режима работы каскадов. Напомним здесь, что, например, для схемы рис. 4.55, а Ес Вп — Ев ех Ь'в = чае + Гв где Е, — напряжение смещения: г', и Е, — соответственно ток экРанирующей сетки и напряжение на ней. Сопротивление резистора гсс в цепи сетки лампы в большинстве ~сучава желательно выбрать по возможности большим (как и режимное сопротивление в цепи затвора полевого транзистора). Однако оно 189 не должно превышать предельно допустимого значения, которое указывается в справочнике для каждого типа лампы [29!. В специальных случаях, когда возможна перегрузка усилителя, сопротивление резистора в цепи сетки лампы или в цепи затвора полевого транзистора выбирают относительно малым.
Действительно, при перегрузке, после прихода импульса большой амплитуды, усилитель на определенное время становится нечувствительным к сигналам на его входе. Это связано с тем, что один из переходных конденсаторов зарядился до значительного напряжения, при котором соответствующий активный элемент на время, зависящее от постоянной времени цепи связи, оказывается запертым. Для схемы рис. 4.55, б отношение сопротивлений резисторов в цепи делителя рассчитывается по формуле Аь Р' тсз 1 ~за! йз (цч ! й уст+ ! ~зз! где Е„и 7„— координаты положения рабочей точки на стоко-затворной характеристике (напряжение смещения на затворе и постоянная составляющая тока стока).
Сопротивление резистора Р', влияющее на глубину отрицательной обратной связи по постоянному току, из соображений температурной стабилизации выбирается по возможности большей величины (его максимальное значение зависит от напряжения применяемого источника питания и предельно допустимого напряжения между затвором и стоком). Сопротивления резисторов Р, и Р, выбираются с учетом рассчитанного отношения между ними так, чтобы сопротивление Р„было бы достаточно большим (Р,„= ) и не возникайз дзз йз+ Рз ла бы необходимость для уменьшения искажения вершины импульса использовать в цепи связи конденсатор большой емкости (постоянная времени цепи связи равна С,Р„). Сопротивление резистора Р выбирают обычно таким, чтобы падение напряжения на нем не превышало бы 5 —:!Ос4 от напряжения источника питания.
В описаниях схем, приводимых в этом разделе, указываются формулы для спада (подъема) плоской вершины импульса. При расчетах удобно, ориентировочно выбрав конденсатор с той или иной номиналь. ной емкостью (см. приложение 7), определить соответствующий спад (подъем) плоской вершины импульса. Отметим, что спад за счет отдельной цепи не должен превышать, как правило, ! —:2п4. Примеры расчета вспомогательных цепей усилителя приводятся в з 5.4. Схема 4.33 (рмс. 4.И! К расчету пспомогатепьиыс цепей реостатиото наснада Как уже упоминалось, при расчете вспомогательных цепей, характеризующихся большой постоянной времени, элементы высокочастотной коррекции (корректирующая катушка индуктивности, кон- денсатор малой емкости, используемый при комплексной отрицатель„ой обРатной свази по токУ в цепи катоДа или истока и ДР.) в Данной и последуюших схемах опушены как практически не влияющие на воспроизведение вершины импульса.
(4а схеме рис. 4.55 гс„, представляет входное сопротивление следующего каскада, зависяшее от его схемы и данных цепи управляющего электрода активного элемента. Если данный каскад оконечный, то вместо гг'„следует рассматривать сопротивление гг„нагрузки усилителя. Рис. 4.55. Принпипиальнан схема реостатного каскада (к рас- чету вспомогательных пеней): а — каскад на лампе; б — каскад на пеленам срананссаре Спад плоской вершины импульса, возникающий из-за влияния цепей катода (истока) С'й', связи С,)с„и экраннруюшей сетки С„гс, при длительности импульса Г„соответственно равен Ь' = —" (при К)) г„!2С'), н Сс пнк Л,= " (при й,))та!2С,). С,дм В формулу спада вершины импульса по цепи зкранируюшей сетки для рассматриваемой схемы и схем, приводимых далее, входит сх„— внутреннее сопротивление участка лампы катод — экранируюшая сетка, зависящее от типа лампы и режима ее работы.
Значения гс,, для некоторых типов ламп при их использовании в типовом режиме указаны в табл, 4.6. 191 Таблица 46 тии ииииы 14,5 5,0 !2,5 3,0 13,6 9,5 11,5 21,2 т,5 12,5 птэ кОы 6,0 31,5 !5,0 Схема 4.34* (рис. 4.56] Н расчету аспомотатепьных цепей каскада с отрицательной обратной санаью по току В схеме 4.34 резистор цепи отрицательной обратной связи по переменному току тс' либо шунтируется конденсатором малой емкости (при комплексной обратной связи), либо не шунтируется (при активной обратной связи). В каскаде на лампе (рис. 4.56, а) ячейка С'Я" (С' — конденсатор большой емкости) используется совместно с резистором тс' для получения необходимого смещаюшего напряжения на сетке лампы в тех случаях, когда падение напряжения только на резисторе й оказывается недостаточным.
Аналогичное справедливо также и для каскада на полевом транзисторе (рис. 4.55, б) с тем отличием, что здесь смешающее напряжение на затворе определяется разностью напряжений, действующих лтежду затвором и истоком на резисторах ттт и Й + (с". Кроме того, общее сопротивление И' + Ат" в цепи истока для большей эффективности температурной стабилизации положения рабочей точки полевого транзистора желательно иметь как можно бблыпнм. и См. описание схемы 4.33. 192 Подъем плоской вершины импульса за счет ячейки фильтра С тс определяется выражением Лф = — ! при Йф )) — ) . 1и ти Сфг 2Сф Результирующее искажение вершины импульса Л =Л'+ Л, + Л,— Л, (каскад на лампе), Л = Л'+ Л,— Л (каскад на полевом транзисторе).
Следует отметить, что вместо резистора тс недопустимо включить потенциометр для регулировки усиления, так как в этом случае искажение плоской вершины импульса будет зависеть от положения движка потенциометра. При уменьшении усиления плоская вершина импульса будет испытывать подъем тем больший, чем большее ослабление коэффициента усиления будет допущено. Указанное справедливо также для схемы 4.34. Искажение плоской вершины импульса, возникающее за счет действия отдельных цепей рассматриваемой схемы, рассчитывают по формулам: Сс Лев Рнс.
йе.йб. Прннцнпнальная схема каскада с отрицательной обратной связью по току (к расчету вспомогательных цепей): а — каскад вв лампе; б — каскад ке палевом трвквкстпре Результирующее искажение плоской вершины импульса Л = Л'+ вь, + Л, — Ь, (каскад на лампе), Ь = ст' + Ьс — Ле (каскад на полевом транзисторе). Все приведенные формулы для расчета искажения плоской вершины импульса справедливы также в случае, когда ячейка С'я" в цепи катода (истока) отсутствуег.
При атом Л' = О. !93 Скема 4.33 (рис. 4.$У] К расчету вспомогатепьпых цепей катодиого повторнтеяа па триоде н потокового повтеритепа Схема 4.35 дает подъем вершины импульса за счет ячейки С'Я" и спад вершины импульса за счет ячейки связи С,)с„: Ряс. 4.57. Пряпцяппальвая схема повторителя (к расчету вспомогательных цепей): а — квтодные повторитель ив триаде; 6 — и»такоаыя повторитель й,=— Ги С» Двт Результирующее искажение плоской вершины импульса ст = Л,— ст', Схема 4.3Ь' (рис.
4.38) К расчету еспомогатеяьиых цепей катодиого повторытеяв ка пентоде В схеме 4,36 искажение плоской вершины импульса обусловливают цепи экранирующей сетки и катода. Спад плоской вершины импульса за счет цепи экранирующей сетки Подъем плоской вершины импульса за счет цепи катода С' Г (1+ ЗЯ') 2С' * Слк описание схемы 4 ЗЗ шч Результируюшее искажение плоской вершины импульса Л= Ь,— Ь'. В зависимости от соотношения гЪ, и В' в схеме возможен как подъем, так и спад плоской вершины импульса. Важно отметить, что по переменному току резистор Р, цепи экранирующей сетки действует параллельно резистору )х' ~)7 =, ) . Если I ))'Ие И'+ ))» )7, соизмеримо с )7' или меньше )г', то зто следует учесть при расчете коэффициента усиления и времени установления катодного повторителя (см.
9 4.3). Рис. 4.88. Принципиальная схема кэтокиого повторить ля иа пентоде (к расчету вспомогательных цепей) Схема 4.37 )рис. 4.Щ К расчету цепи саван иатодного )потокового) повторнтеяя прн регуляторе усиленна в цепы пагода )нстекв) В схеме 4.37 спад плоской вершины импульса не зависит от положения движка потенциометра и определяегся выражением С( — + йп) +рп Рнс. 4.59. Принципиальная схема повторителя с регулято- ром усиления (к расчету вспомогательных цепей): а — «входные повэорнтель с регулятором уснлення В цепи катода; б — Пс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
