|
| |
|
Главная Журналы Коэффициент усиления с обратной связью можно определить по формуле: где К - коэффициент усиления без обратной связи, равный Произведем подстановку в формулу К: Я, + (1-Ьц)-Я„ • Практически коэффициент усиления ламны всегда значительно больше единицы (р1), и, учитывая, что=5, МОЖНО формулу усиления катодного повторителя представить в таком виде: S-R„ Из формулы следует, что коэффициент усиления катод ного повторителя всегда остается меньше единицы, при ближаясь к neii но мере увеличения произведения 5-й„ Поэтому логично назвать его не коэффициентом усиления а коэффициентом передачи катодного повторителя. Коэффициент передачи катодного повторителя бли зок, но всегда меньше единицы. Это второе отличительное свойство катодного повторителя от обычного резисторногс каскада. Если вспомнить, что катодный повторитель не изменяет входного сигнала по фазе и почти не изменяет его не величине, то понятным становится название «повторитель». Третьей отличительной особенностью катодного повто рителя является то, что, не давая усиления по напряже ПИЮ, он дает возможность получить значительное усиление по току и по мощности. В схемах катодного повторителя сопротивление катодной нагрузки хотя и выбирают больпшм, но оно всегда значительно меньше сопротивления утечки сетки. Поэтому, если считать, что входное и выходное напряжения примерно равны, то токи в цепях анода и сетки обратно пропорциональны величинам сопротнвлений й„ и R. Коэффициент усиления по току определяется по формуле: К,=- Так как RR, а К,х\, то усиление но току получается большим. Усиление мощности можно оценивать коэффициентом усиления но мощности Кр, равньш отношению мощности, развиваемой схемой катодного повторителя в нагрузочном сопротивлении, к мощности, затрачиваемой генератором входного сигнала: Последнее равенство позволяет вычислить коэффициент усиления но мощности, как произведение коэффициентов усиления по току и по напряжению. Если вспомнить, что Лз»!, то коэффициент усиления по мощности получается такого же порядка, как и по току. Четвертая отличительная особенность катодного повторителя состоит в том, что его выходное сопротивление может быть очень небольшим. В каскаде со стопроцентной отрицательной обратной связью его эквивалентное внутреннее сопротивление в (1--р), раз меньше внутреннего сопротивления лампы: R 1 Так как и - = 5, то /? «г . Выбирая лампу с большой крутизной характеристики, можно получить очень небольише эквивалентное сопротивление каскада, а так как выходное сопротивление равно сопротивлению параллельно включенных Щ ж R, то /? = mill Так как /?i J, то, подставляя, получим:  Из формулы видно, что если крутизна ламны большая, то выходное сопротивление катодного повторителя может быть очень небольшим. Это свойство катодного повторителя широко используется для согласования сопротивлений, когда сопротивление потребителя колебаний мало. В этих случаях катодный повторитель как бы заменяет выходной трансформатор. Пятой особенностью катодного повторителя является линейность и равномерность частотной и фазовой характеристик в широкой полосе частот. При включении нагрузки в анодную цепь в обычном резисторном каскаде получается заметный снад усиления в области высоких частот из-за влияния паразитной емкости, и1унтирующей сопротивление нагрузки и внутреннее сопротивление лампы. Как видно из эквивалентной схемы катодного повторителя (рис. Х-2), емкость С„ шунтирует сопротивление нагрузки. Она складывается из емкости монтажа и входной емкости следующего каскада и при длинной линии может быть довольно большой. Однако она не вносит существенных изменений в частотную характеристику каскада, что видно из анализа формулы коэффициента передачи катодного повторителя для этого случая: Рис, х-2 Энвивалентная схема 1;атодиого повторителя В области низких и средних частот второе слагаемое под корнем обычно во много раз меньше первого и им можно пренебречь. На низких и средних частотах частотные (и фазовые) искажения будут ничтожны. На высоких частотах происходит спад усиления. Заметный спад получается в обьРшых условиях только на очень высоких частотах, выходящих за пределы звукового диапазона порядка сотен килогерц.  Рис. Х-3. Эквива.1ентная схема транзисторного усилительного каска.ла с общим ноллентором Это свойство катодного повторителя дает возможность использовать его для включения выносного регулятора громкости в качестве каскада, стоящего перед длинной линией. Шестая особенность катодного повторителя - бо.гьшая величина его входного сопротивления, следовательно, малая входная емкость, которая определяется по формуле: Свх = Сас + Сск(1-)- Поскольку К[, то может быть получена очень небольшой. Схема катодного повторителя имеет еще ряд отличительных особенностей: к его входу можно подвести значительно большее нанряжение, чем в других схемах, при которых лампа не перегружается со стороны входа и каскад не вносит нелинейных иска;кений. Кроме того, наличие стопроцентной обратной связи, как указывалось ранее, стабилизирует выходное напряжение каскада при изменении параметров ламп и нагрузки и при колебаниях питающего напряжения. Свойствами, близкими катодному повторителю, обладает схема включения транзистора с общим коллектором (см. рис. V-8, а), которая называется часто эмиттерным повторителем. Эквивалентная схема транзисторного усилительного каскада с общим ко.ллектором показана на рис. Х-3. Особенность схемы заключается в том, что эквивалентный генератор с э. д. с. r-i включен в общий для входного и выходного контуров провод. В схеме с общим коллектором фаза выходного напряжения совпадает с фазой входного. Входное сопротивление схемы всегда положительно и достаточно велико даже при малых значениях R. Выходное сопротивление схемы мало даже при боль-П1ИХ значениях внутреннего сопротивления генератора R,: Например, при i?, = 200 ом г,=А5 ом (с учетом Гз), при R,= \0 ком г,„«1000 ом. На этих примерах видно действие схемы как трансформатора сопротивлений. Усиление по току схемы с общим коллектором велико (см. гл. V, §2). Коэффициент усиления по напряжению в схеме с общим коллектором всегда меньше единицы. Рассмотренные особенности схемы (возможность согласования сопротивлений, большое усиление по току) делают ее в ряде случаев неза.менимой. § 2. СПОСОБЫ ПОДАЧИ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ НА СЕТКУ ЛАМПЫ КАТОДНОГО НОВ-ТОРИТЕЛЯ Для того чтобы на аноде лампы катодного повторителя не выделялась излишне большая мощность, ну;кно соответствующим образом подобрать режим работы каскада по постоянному току. Рассматривая схему катодного повторителя (см. рис. Х-1, а), видно, что постоянная составляюгцая анодного тока создает на нагрузочном резисторе й„ постоянное падение напряжения, ириложенное между сеткой и катодом. Для того чтобы это надение напряжения или его часть можно было использовать как напряжение отрицательного автоматического смещения, обычно вводят в схему дополнительные элементы, показанные на рис. Х-4. Ввиду того что падение напряжения на резисторе нагрузки превышает необходимую величину напряжения смещения, резистор нагрузки выполняется в виде делителя, состоящего из двух резисторов: и Л.,. Первый из них выбирается так, чтобы постоянное напряжение, создаваемое проходящим по не.му током /д, было равно нужному напряи<ению смещения U:  Рис. х-4. Схема подачи папряжепия смещения па сетиу ламны ьатодного повторителя Я - 1 /яп Ri + R2 = R,. Схема с делителем напряжения может быть несколько усложнена введением развязывающего фильтра RJ\ (рис. Х-5). Кроме указанных может быть предложено еще большое ,,исло схем подачи отрицательного напрялчения на сетку лампы катодного повторителя.  Рис. х-5. Схема подачи напряжения смещения на сетку ламны катодного повторителя, усложненная введением развязывающего фильтра Рис. Х-6. Стабилизация рабочей точьи при включении транзистора по схеме с общим коллектором При использовании эмиттерного повторителя, т. е. транзисторного усилителя, включенного по схеме с общим коллектором, для стабилизации рен{има и положения рабочей точки включается добавочный резистор R (рис.Х-6). § 3. ПРИМЕНЕНИЕ КАТОДНОГО И ЭМИТТЕРНОГО ПОВТОРИТЕЛЕЙ Применение катодного и эмиттерного повторителей в электроакустической аппаратуре обусловлено использованием тех или иных из их отличительных свойств, на которые указывалось ранее. Так, например, в комплектах звуковоспроизводяп;их устройств 10УДС-1 и КЗВТ-3 используется прямолинейность частотной характеристики катодного повторителя в umpoKOM диапазоне частот при работе на длинную линию. Регуляторы усиления (громкости) могут быть paSiUerrieHbi как в самом корпусе усилителя, так и вне его в виде отдельного узла, связанного с усилителех! длинным соединительным шлангом (10-12 м). При такой большой длине птланга его распределенная емкость приобретает большие значения. На рис. Х-7 показано, что катодный повторп- 0 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 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [ 44 ] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |