Б.А. Варшавер - Расчет и проектирование импульсных усилителей (1267368), страница 37
Текст из файла (страница 37)
токовый повторитель с регулнтором усиленна в цепк н тока )95 )(онденсатор С можно выбрать значительной емкости при малых р~змерах, так как он находится под сравнительно небольшим напряжением. Это следует иметь в виду в связи а тем, что сопротивление потенциометра хс„нельзя выбрать большим, если учесть, что при увеличении сопротивления хс„возрастает время установления (см. В 4.3, схема 4.29). Схема 4.3о (рмс. 4.60] К расчету раяввамвмооснк ячеек в вводных [стоповых) цепях каскадов уснпнтепв Ячейка С И в цепи анодного (стокового) питания каскада обусловливает некоторый подъем вершины импульса, т. е.
выполняет корректирующую функцию, и одновременно способствует повышению устойчивости работы усилителя. Рис. 4.60. Приипипиальиая схема трехкаскадного усилителя (к расчету раавяаываюпхих ячеек) Далее указывается методика расчета ячеек С хсо, учитывающая влияние обратной связи через общий источник питания на устойчивость усилителя и его переходную характеристику для случая, когда в качестве источника питания используется выпрямитель с П- или Г-образным фильтром на выходе (421. Расчет ячеек С гс в схемах усилителей ламповых и на полевых транзисторах идентичен. Поэтому вопросы расчета рассматриваются лишь для схемы иа лампах, имея в виду, что все рекомендации по расчету и расчетные формулы относятся и к усилителю на полевых транзисторах.
Выходное сопротивление выпрямителя для переменного тока можно приближенно считать имеющим чисто емкостной характер. Оно определяется сопротивлением выходного конденсатора фильтра выпрямителя. На этом конденсаторе при прохождении через него переменных составляющих анодного тока всех ламп усилителя возникает падение напряжения.
Напряжение на конденсаторе и его фаза определяются главным образом переменной составляющей тока выходной лампы, которая обычно значительно превышает переменные составляющие тока ламп предварительных каскадов. 196 Из схемы рис. 4.60 видно, что переменное напряжение, образующееся на конденсаторе С„ передается на сетки ламп второго и третье„о каскадов через элементы анодной цепи предшествующего каскада, Применительно, например, к лампе Л, резистор )т„, внутреннее сопротивление первой лампы йп и элементы цепи связи С, и Р, „бразуют делитель.
Часть паразитного напряжения с резистора Р, подается па сетку лампы Лг. В схеме рис. 4.60 имеются две цепи обратной связи. Одна охватывает выходной каскад (стрелкн а) — это цепь отрицательной обратной связи, а вторая — второй и третий каскады (стрелки б) — это цепь положительной обратной связи. ((остаточно глубокая положительная обратная связь может вызвать возбуждение усилителя. Однако если возбуждение и не возникает, обратная связь любого знака, если она велика, может оказать сильное влияние на характеристики усилителя. Частотная характеристика при положительной обратной связи в силу характерных для рассматриваемой схемы фазовых соотношений претерпевает подъем в области низких частот.
При отрицательной обратной связи спад частотной характеристики в области низких частот увеличивается. Изменение формы частотной характеристики происходит именно в области низких частот, так как напряжение обратной связи, образующееся на конденсаторе См на этих частотах больше ввиду емкостного характера внутреннего сопротивления источника питания. При усилении импульсов обратная связь оказывает влияние на характер воспроизведения вершины импульса и может вызвать подъем плоской вершины (при положительной обратной связи) или ее спад (при отрицательной обратной связи).
Уменьшить влияние обратной связи можно с помощью фильтров, включаемых в цепь обратной связи для увеличения затухания этой цепи. Оценка влияния паразиткой обратной связи через общий источник питания содержит: — проверку устойчивости усилителя, для чего следует воспользоваться условием устойчивой работы усилителя; — определение соответственно подъема или спада плоской вершины импульса. Приводимые далее формулы для подъема (спада) справед,чины лишь при выполнении условия устойчивой работы усилителя.
Лвухкаскадный реостатный усилитель всегда устойчив. Здесь имеет место отрицательная обратная связь, охватывающая один выходной каскад. В трехкаскадном усилителе (см. рис. 4.60) паразитная обратная связь с выхода усилителя иа сетку лампы Лз может привести к возбуждению усилителя. Если в анодной цепи первой лампы отсутствует фильтр, то условием устойчивой работы усилителя будет выполнение неравенства 2то д'„, с— ~с 192 "де Кюхз= КозКоз= сМазЯзй„— произведение коэффициентов усиления второго и третьего каскадов; т, и т, — постоянные времени, соответственно равные С,)4, и Со)таз Если оконечный каскад — катодный повторитель, то Км представляет коэффициентпередачи катодного повторителя, а постоянная времени тч определяется по приближенной формуле РКР~Вхм 'о е й Ианом йк где )с„ †сопротивлен нагрузки катодного повторителя.
При наличии одной ячейки фильтра (см. рис. 4,60) условие устойчивой работы трехкаскадного усилителя представится в виде 2'е ! + ч К ~ 4 ~с 1+— 1+4 где Яф — тф —— Сф)4ф. ~с Если в анодную цепь первой лампы вместо одной включить две развязывающие ячейки, то условие устойчивой работы можно записать так (постоянные времени т, и т з предполагаются одинаковыми) К~ ~ ' () + 4(1 '9"~) ~с где 1+ 1~+ 44в 4ф1 ~фв тс При Ч ~3 вместо приведенного точного условия можно пользоваться следующим приближенным условием: ~'о 1+ ч Ком ( ~с ! !+— з+ч Следует отметить, что приведенные формулы справедливы также и для случаев, когда одна или две развязывающие ячейки включены в анодную цепь 7„а также, когда в анодных цепях Л, и Л, содержится по одной развязывающей ячейке.
Добавление второй фильтрующей ячейки увеличивает предельный коэффициент усиления не более, чем вдвое. Сравнительно малое влияние на повышение устойчивости, оказываемое добавлением второй ячейки, обусловливается тем, что с включением второй ячейки понижается частота, на которой возможно возбуждение, а коэффициент 198 фильтрации каждой ячейки (отношение напряжения на выходе к напряжению на входе ячейки), как известно, зависит от частоты (К ~ ~ь1Сфйф) и будет тем меньше, чем меньше частота. ф Отметим, что развязывающий фильтр может нести и корректирующую функцию, при соответствуюшем выборе значений элементов фильтра.
Если для корректирующего фильтра емкость конденсатора определяется требованием получить данный подъем вершины импульса, а сопротивление резистора Ре должно удовлетворять условию Рь )) —" ° гс~ ' где Ä— длительность импульса, то для развязывающего фильтра как Сф, так и )сф желательно иметь возможно ббльшпми. Если емкость конденсатора Сэ в развязывающем фильтре выбрана достаточно большой, так что Сей, )) С,)с„то прямое влияние этого фильтра (без учета влияния по цепи обратной связи) на частотную характеристику и воспроизведение плоской вершины импульса мало и его можно ие учитывать. Сопротивление резистора фильтра Я, желательно выбирать наибольшим, так как это повышает устойчивость.
Наибольшее допустимое сопротивление резистора йь можно определить по характеристикам лампы, исходя из предельно до. пустимого наклона нагрузочной прямой для постоянного тока, В трехкаскадном усилителе корректируюший фильтр целесообразно включить в анодную цепь первой или выходной лампы или в обе эти цепи. Корректирующие ячейки, включенные в указанные цепи, выполняют не только функцию коррекции, но дают и некоторое повышение устойчивости усилителя. В случае четырехкаскадного усилителя необходимо проверить устойчивость работы его последних трех каскадов, применив для этого формулы, приведенные для трехкаскадного усилителя.
Если последние три каскада усилителя устойчивы, то и усилитель в целом будет устойчив. В многокаскадпом усилителе напряжение паразиткой обратной связи через общий источник питания вводится в цепи сеток ламп всех каскадов, за исключением первого. Таким образом, в усилителе имеется несколько цепей обратной связи. Обратная связь, охватывающая нечетное число каскадов (ведя счет от выходного каскада н соответственно считая его нечетным), является отрицательной обратной связью.
Она обусловливает дополнительный спад плоской вершины импульса. Обратная связь, охватываюшая четное число каскадов, является положительной и вызывает подъем плоской вершины. Однако при оценке влияния цепей обратной связи на степень искажения плоской вершины импульса обычно достаточно ограничиться Учетом влияния той цепи, которая охватываетнаибольшее число каскадов усилителя, для этого случая можно записать следуюшую приближенную формулу для результирующего спада (подъема) вершины импульса: !99 Здесь К, — общий коэффициент усиления усилителя; Ке, — коэффициент усиления первого каскада; Л вЂ” спад вершины импульса усилителя без учета влияния цепи обратной связи через источник питания; л — число каскадов усилителя; Щу„) — коэффициент передачи цепи обратной связи. Получение отрицательного значения для Ь, означает, что плоская вершина импульса на выходе усилителя имеет подъем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
