Динамо-машины  Однотактные усилители 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Рис. 57. Эквивалентные схемы реостатного (а) и трансформаторного (б) усилительных каскадов. Это сравнительно простые электрические цепи, иа которых удобно анализировать поведение того или иного каскада на

разных частотах.

При этом появится огромный анодный ток, и лампа Л2 выйдет из строя.

Во-вторых, сопротивление утечки конденсатора должно быть очень большим. Идеальных изоляторов нет, и прокладка между обкладками любого конденсатора в какой-то степени проводит ток. Поэтому нужно помнить, что параллельно конденсатору всегда подключена проводящая цепь - ее называют сопротивлением утечки Ry. Обычно сопротивление утечки очень велико -сотни и тысячи мегом, и в большинстве случаев Ш можно пренебречь. У электролитических конденсаторов значительно меньше - сотни и даже десятки килоом, и это несколько ограничивает их применение. Сопротивление утечки Ry конденсатора Сс должно быть во много раз больше, чем Rc2. Оба эти сопротивления образуют делитель для постоянного анодного напряжения Um. И чем меньше/?у, тем значительнее та часть U30, которая действует на Rc2. Нетрудно сообразить, что это напряжение будет служить для последующей лампы положительным смещением, резко нарушающим режим каскада.

Как вы уже заметили, при выборе элементов усилительного каскада учитывается много различных факторов, причем зачастую противоречивых. Задавшись определенными начальными условиями: коэффициентом усиления (Ку) каска-д raquo; йолосой воспроизводимых частот и допустимыми частот-нйми искажениями, можно рассчитать все данные деталей - сопротивлений и конденсаторов, определяющих схему усилителя. Однако даже заметное отклонение какой-либо величины от расчетной, как правило, не приводит к неприятным последствиям. Так, например, увеличивать емкость конденсаторов Cg и С к (рис. 30, 30) можно во сколько угодно раз; сопротивления Ri, Яз и Rc можно менять на 10-20%, не опасаясь значительных искажений и изменений коэффициента усиления; емкость конденсаа:ора Сс2 также можно значительно увеличить. Одно из ограничений связано с тем, что конденсаторы большей.емкости имеют меньшее сопротивление утечки; сопротивление Rki нежелательно сильно; изменять по сравнению с расчетными данными, :так как оно в большой степени определяет режим лампы. Для иллюстрации влияния различных элементов схемы на работу усилительного каскада в табл. 15 приводятся данные деталей к схеме простейшего реостатного усилителя (рис. 30, 30). Для расчета была выбрана полоса частот 100-6000 гц при неравномерности частотной характеристики plusmn;6 (36. Все данные приведены для двух напряжений на аноде -1-180 в и -1-300 в.

На рис. 37, б приведена весьма упрощенная эквивалентная схема усилительного каскада с трансформаторным выходом. Здесь - сопротивление проводов, Li - индуктивность первичной обмотки трансформатора, R3 сопротивление нагрузки, пересчитанное в первичную цепь (рис. 30, 12). Катушка Lpac -это условный элемент, который отображает рассеяние магнитного поля. Чем большая часть магнитного поля первичной обмотки охватывает витки вторичной обмотки, то есть чем сильнее связаны эти катушки общим магнитным полем, тем меньше Lpac.

В трансформаторном каскаде так же, как и в реостатном, к лампе подключен сложный делитель напряжения, одним из элементов которого является полезная нагрузка Rn. Во всех случаях желательно, чтобы сопротивление Rn было как можно меньше по сравнению с Ra- Чем меньше п, тем меньшая часть переменного напряжения Ua~, а значит, и мощности на нем теряются.

Индуктивность первичной обмотки Li шунтирует нагрузку, На высших частотах индуктивное сопротивление обмотки велико (рис. 30, И), и оно мало влияет на общее српротив-

ление участка аб. С уменьшением частоты индуктивное со-противление катушки падает, и она все сильнее шунтирует нагрузку, уменьшает общее сопротивление участка аб, заваливая частотную характеристику на низших частотах. Чтобы предотвратить этот завал, нужно, чтобы индуктивность 4i была достаточно большой, чтобы даже на самых низших частотах ее сопротивление было больше Да. Обычно Li состав-. ляет десятки тенри. Для получения такой большой индуктивности обмотки выходного трансформатора размещают на стальном сердечнике, и первичная обмотка, содержит несколько тысяч витков.

Индуктивность рассеяния Lpac, наоборот, Должна быть как можно меньше. С увеличением частоты на ней теряется все ббльшая часть переменного напряжения t/a~, и из-за этого появляется завал частотной характеристики в области высших частот. При конструировании выходных трансформаторов принимают меры для уменьшения Lpac.

На обеих эквивалентных схемах остался неразобранным лишь один элемент-внутреннее сопротивление лампы Я. А вместе с тем выбор многих других элементов схемы, и в первую очередь сопротивления анодной нагрузки, в большой степени определяется величиной В практике приняты следующие ориентировочные нормы: для триодов Ra должно быть в два-три раза больше R для пентодов -в три - пять раз меньше. В выходных каскадах желательно применять лампы с небольшим Rj, так как это улучшает демпфирование громкоговорителя. Именно поэтому в выходных каскадах иногда применяют мощные триоды, внутреннее сопротивление которых значительно меньше, чем у тетродов и пентодов. Правда, и у этих ламп можно заметно понизить величину Ri, применяя интересную схемную laquo;хитрость raquo;- отрицательную обратную связь.

Фокусы с фазами

Переменное напряжение на сетке управляет анодным током, и он создает на анодной нагрузке переменную составляющую напряжения. Это нормальная прямая связь сеточной и анодной цепи, связь через электронный поток в направлении сетка - анод. А теперь попробуем создать связь в обратном направлении. Возьмем часть мощности усиленного сигнала (мощной копии) и направим ее из анодной цепи в сеточную (рис. 38, рис. 39, 1). Давайте попытаемся выяснить, к чему это приведет.

0Г1 gt;щт.тмо.с

Рис. 38. Возвращая некоторую часть выходкой мощности усилителя во входную цепь, мы вводим обратную связь. Если сигнал обратной связи содействует входному сигналу, обратная связь положительна, а если противодействует - отрицательна.

На рис. 39, 1, а показан один из способов введения обрати ной связи. Со специальной обмотки HI выходного трансформатора Трв напряжение обратной связи Uo.c подается в цепь управляющей сетки. Туда же, как обычно, подается напряжение t/ex-сигнал, поступающий на вход усилителя с предыдущего каскада. Теперь напряжение Ос, действующее на сетке Ли складывается из двух напряжений - из Овх и f/o.c Результат этого сложения прежде всего зависит от фазовых

соотношений Ubx и Uo.c-

Если оба напряжения совпадают по фазе, то они действуют согласованно и U больше Ubx (рис. 39, 1, б, в). Такую обратную связь называют положительной. Она фактически повышает усиление каскада, так как laquo;бесплатно raquo; увеличивает входное, а значит, и выходное напряжение.

Если напряжения Ubx а Uo.c действуют в противофазе, то результирующее {/с оказывается меньше (вх (рис. 39, г, (3), а это фактически означает, что усиление каскада уменьшается. Такая обратная связь называется отрицательной. В обоих случаях для оценки влияния обратной связи вводят

корпуса J:

-Ml ftn

Puc. 39. Обратная связь.

коэффициент P (рис. 40), который показывает, какая часть выходного напряжения подается обратно в цепь управляющей сетки (P=-). Чем больше Р,тем сильнее, глубже об-

ратная связь, тем в большей степени она повышает (положительная) или понижает (отрицательная) усиление каскада. Часто вместо коэффициента Р указывают другую величину. Она называется laquo;глубина обратной связи raquo; и численно равна 1 + Чем больще Uo.c по сравнению с Овх, тем

меньше оказывается их разность Uc (отрицательная обратная связь), тем, следовательно, глубже обратная связь. Глубину обратной связи обычно выражают в децибелах. Если сказано, что глубина обратной связи составляет 20 дб, это значит, что Со.с в девять раз больше Uc, то есть Свх, поступающее с предыдущего каскада, почти на 90% скомпенсировано отрицательной обратной связью.

В нашей схеме глубина обратной связи зависит от чисда витков обмотки III: чем больше витков в этой обмотке, тем сильнее обратная связь.

В схеме рис. 39, /, а довольно просто изменить характер обратной связи - положительную превратить в отрицательную, и наоборот. Для этого достаточно поменять местами выводы Л и Б обмотки III. Если при заземлении вывода А получается положительная обратная связь, то при заземлении вывода Б она будет отрицательной. Объясняется это очень просто. Напряжение на обмотке III непрерывно меняется. Во время одного полупернода на выводе Л действует laquo;плюс raquo;, а на выводе Б - laquo;минус raquo;. Во время следующегр полупериода полярность меняется: на выводе Л появляется laquo;минус raquo;, йа выводе Б- laquo;плюс raquo;. В зависимости от того, какой из выводов заземлен, мы подаем на сетку laquo;плюс raquo; либо во время четных полупериодов, либо во время нечетных (это, разумеется, условное разделение). Таким образом, Uo.c оказывается в фазе с напряжением Свх либо действует против него. Иными словами, меняя местами выводы Л и Б, мы сдвигаем фазу напряжения Uo.c на 180 deg; (рис. 39, /, б, в, г, д).

На первый взгляд может показаться, что в усилителях имеет смысл применять только положительную обратную связь. По крайней мере она дает выигрыш в усилении, в то время как при введеции отрицательной обратной связи мы только проигрываем (рис. 39, 1, в). Однако более глубокий анализ показывает, что, проигрывая в усилении (как вы сейчас увидите, этот проигрыш легко вернуть), мы можем