Усилитель выполняет

На 5.18 приведена схема ОУ типа К1УТ531. Не рассматривая подробно принципа действия схемы [10], отметим лишь, что в качестве ее входного каскада применен дифференциальный усилитель, состоящий из двух плеч на транзисторах VI и V2.

В цепь модулятор — катод подают калиброванное напряжение для измерения длительности линии развертки или исследуемого сигнала, а также напряжение сигнала при круговой развертке. В этих случаях осциллограмма приобретает вид штриховой линии: темный штрих вызывается отрицательным, светлый — положительным полупериодом напряжения, поданного в цепь модулятор — катод трубки. Темный и светлый штрихи называются метками. Цена метки в единицах времени (длительность светлого и темного штрихов) равна периоду калиброванного сигнала. Этот сигнал должен иметь прямоугольную форму и определенный уровень, поэтому в канале предусматривается усилитель, состоящий из формирующего и оконечного каскадов. Схемы каналов чрезвычайно разнообразны, и выделить типовую из них трудно. Однако чаще всего в качестве формирующего каскада применяются триггеры, а оконечного — эмиттерные повторители, выполненные на высокочастотных транзисторах средней мощности.

Переменные составляющие токов ламп найдем следующим -образом. Пусть подан сигнал «,,xi при ыВХ2 = 0. В этом случае можно считать, что схема 10.13, а представляет собой двухкаскад-ный усилитель, состоящий из каскада на лампе Л\ с анодной и катодной нагрузками. Выходной сигнал с катодной нагрузки этого каскада подается на вход второго каскада лампы Л2, включенного по схеме с общей сеткой.

Устройство автоматической регулировки усиления (АРУ) предназначено для усиления и поддержания постоянного уровня сигнала на выходе при изменении входного напряжения. Устройство включает в себя управляемый делитель, который выполняется на фоторезисторе, резисторе и лампе накаливания. На лампу накаливания поступает управляющее делителем постоянное напряжение, пропорциональное среднеквадратичному значению напряжения исследуемого сигнала, вырабатываемое преобразователем. Таким образом, на режекторный усилитель, состоящий из усилителя и ре-жекторного фильтра, поступает постоянное по уровню весьма точно известное исследуемое напряжение. Назначение режекторного фильтра состоит в том, чтобы подавить в исследуемом сигнале первую гармонику и оставить без изменения другие гармонические составляющие.

Электрические сигналы, воздействующие на вход усилителя постоянного тока, во многих случаях малы по величине. Так, ^помощью усилителей постоянного тока приходится усиливать напряжения порядка долей милливольта, а токи порядка Ю~15... 10~16 А. Для усиления столь/слабых электрических сигналов одного каскада обычно оказывается недостаточно, поэтому приходится применять усилитель, состоящий из нескольких каскадов.

Рассмотрим усилитель, состоящий из одного каскада с очень сильной отрицательной обратной связью ( 6.23, а). Из схемы следует, что весь выходной сигнал подается обратно на вход усилителя и Usx = ?/с — 6/гвь,х. Коэффициент обратной связи в этой схеме равен 100%, т. е. р = — 1, причем знак минус появляется вследствие того, что сигнал обратной связи направлен навстречу усиливаемому сигналу ыс и ивх = нс — ывых.

В усилителях дальней телефонной связи и других многока-.нальных устройствах, для стабилизации коэффициента усиления и обеспечения высокого затухания нелинейности усилителя (ма-.лого коэффициента гармоник), петлей обратной связи приходится охватывать весь усилитель, состоящий нередко из трёх каскадов. Упрощённая принципиальная схема одного из таких усилителей дана на 7.34. Здесь все три каскада охвачены смешанной по выходу глубокой отрицательной обратной связью, включающей в себя выходной трансформатор и делители напряжения R\R2 и RsR* и обеспечивающей необходимые стабильность усиления и затухание нелинейности. Кроме общей петли, охватывающей три каскада, перЕ.ый каскад имеет местную связь по току, обусловленную сопротивлением Ri. и третий каскад — ме-:346

То, что у рассматриваемого каскада ОК входное сопротивление «елико, а .выходное — мало, проще всего объяснить тем, что его •можно 'Представить как усилитель, состоящий из каскада ОЭ со 100 % -ной отрицательной обратной связью Я-твпа, в этом легко убедиться, сравнивая схемы 4.17, 3.7в и 3.151). Отрицательный

В усилителях дальней телефонной связи и других многоканальных устройствах, для стабилизации коэффициента усиления и обеспечения высокого затухания нелинейности усилителя (малого коэффициента гармоник), петлёй обратной связи приходится охватывать весь усилитель, состоящий нередко из трёх каскадов. Упрощённая принципиальная схема одного из таких усилителей дана на 7.34. Здесь все три каскада охвачены смешанной по выходу глубокой отрицательной обратной связью, включающей в себя выходной трансформатор и делители напряжения /?/?2 и R3Rt и обеспечивающей необходимые стабильность усиления и затухание нелинейности. Кроме общей петли, охватывающей три каскада, первый каскад имеет местную связь по току, обусловленную сопротивлением R\, н третий каскад — местную смешанную по выходу обратную связь, обусловленную де-.лителем R^R* и обмоткой обратной связи на выходном трансформаторе. Эти местные обратные связи имеют меньшую глубину и слабее влияют на свойства усилителя.

Каскодный усилитель. Каскодным усилителем называют двухкаскадный усилитель, состоящий из усилителя с общим эмиттером (истоком, катодом) и

Операционный усилитель выполняет еще две полезные функции. Во-первых, источник входного сигнала

При включении транзистора по схеме с общим стоком усилитель выполняет функции повторителя напряжения и имеет низкое выходное сопротивление, близкое к значению /?вых= 1/56-т.

стремится к бесконечности, а фазовый сдвиг выходного напряжения по отношению ко входному стремится к нулю. Следовательно, по основным свойствам двойной Т-образный мост напоминает параллельный колебательный контур, рассмотренный в § 3.4. Добротность такой частотно-селективной цепи можно уменьшить, подключив к ней резистор R^. Выбором сопротивления R! можно добиться требуемой полосы пропускания фильтра. Указанные свойства двойного Т-образного моста используются в режекторном фильтре (см. табл. 18.2). На частоте режекции мост представляет собой очень большое сопротивление, и, следовательно, фильтр эффективно ослабляет эту частоту. Операционный усилитель выполняет здесь функцию высококачественного буферного усилителя, способствующего получению высокой добротости фильтра. В фильтре используется 100% ООС по напряжению. Поэтому максимальный коэффициент передачи вне полосы режекции не превышает единицы. Глубокая ООС обеспечивает высокую стабильность режима работы фильтра.

Логарифмический усилитель. Усилитель выполняет логарифмическую функцию, если в обратную связь его включен диод V ( 4.32, а). Диод изменяет величину своего сопротивления в зависимости от протекающего через него тока: при малых токах сопротивление большое, с увеличением токов сопротивление уменьшается. ВАХ обычного кремниевого диода при изменении токов в диапазоне 4 — 6 декад соответствует экспоненциальной функции

На 4.32, г показана схема, производящая деление двух напряжений И\ и U2. Первые два усилителя проводят операцию логарифмирования входного сигнала,, подаваемого к этим усилителям. Третий усилитель, так как входные сигналы приходят на разные входы, выполняет операцию вычитания второго прологарифмированного сигнала из первого, что эквивалентно получению логарифма частного этих сигналов. Четвертый усилитель выполняет операцию антилогарифмирования, в результате чего на его выходе сигнал равен частному t/i/t/2. Изменяя вид нелинейности элементов, включаемых на входе ОУ и в цепи ОС, и конфигурацию схемы, можно реализовать практически любое преобразование входных сигналов.

Г. Электромашинный усилитель (ЭМУ) [Л. 136—144). Электромашинный усилитель принадлежит к числу машин, в которых используется поперечная реакция якоря. В настоящее время ЭМУ широко применяется в самых различных системах электрифицированных приводов с непрерывным управлением. Такой усилитель выполняет роль автоматического непрерывно действующего регулятора одной или нескольких величин, определяющих работу электропривода — напряжения, тока\* скорости вращения и т. д.

В автоматических компенсаторах усилитель выполняет ответственную роль. С его помощью измеряемое напряжение U'х уравновешивается напряжением компенсации UK. Усилитель должен обладать необходимой чувствительностью, чтобы при минимальном заданном напряжении AU, подаваемом на вход, было обеспечено такое напряжение на обмотке двигателя, при котором начинается вращение его ротора и перемещение движка реохорда и каретки самописца. Значение и стабильность коэффициента усиления должны обеспечить заданный порог чувствительности.

т. е. операционный усилитель выполняет операцию суммирования токов, которые определяются значениями сопротивлений в тех разрядах ПКН, где ah = 1.

При включении транзистора по схеме с общим стоком усилитель выполняет функции повторителя напряжения и имеет низкое выходное сопротивление, близкое к значению Rbux=\/S6t.

стремится к бесконечности, а фазовый сдвиг выходного напряжения по отношению ко входному стремится к нулю. Следовательно, по основным свойствам двойной Т-образный мост напоминает параллельный колебательный контур, рассмотренный в § 3.4. Добротность такой частотно-селективной цепи можно уменьшить, подключив к ней резистор Rt. Выбором сопротивления i?! можно добиться требуемой полосы пропускания фильтра. Указанные свойства двойного Т-образного моста используются в режекторном фильтре (см. табл. 18.2). На частоте режекции мост представляет собой очень большое сопротивление, и, следовательно, фильтр эффективно ослабляет эту частоту. Операционный усилитель выполняет здесь функцию высококачественного буферного усилителя, способствующего получению высокой добротости фильтра. В фильтре используется 100% ООС по напряжению. Поэтому максимальный коэффициент передачи вне полосы режекции не превышает единицы. Глубокая ООС обеспечивает высокую стабильность режима работы фильтра.

Усилитель выполняет операцию интегрирования. В случае использования усилителя в качестве регулятора последний сокращенно называют И-регулятором.

Усилитель выполняет операцию дифференцирования входного сигнала.