Усилитель вертикального

ИМС К2УС2413 представляет собой каскодный усилитель, выполненный по схеме ОЭ — ОБ. На частоте 35 МГц при сопротивлении нагрузки 100 Ом крутизна характеристики прямой передачи более 25 мА/В. Потребляемая мощность до 250 мВт.

Дифференциатор. Усилитель, выполненный по схеме 9.12, имеет на выходе напряжение, пропорциональное производной входного напряжения. В рассматриваемой схеме токи /2 и г'0 можно выразить через напряжения и2 и «з следующим образом: —Czduz/dt = из/Ro, поэтому из = — RoC2du2/dt.

Один из наиболее широко применяемых для построения усилителей в геофизической аппаратуре компонентов — операционный усилитель, выполненный обычно в виде полупроводниковой интегральной микросхемы. Операционный усилитель имеет большое входное сопротивление и малое выходное, большой коэффициент усиления по напряжению (достигающий 10е—107), нулевые потенциалы на входных и выхтшпй клеммах при ОТСУТСТВИИ входных сигналов. Полоса пропускания простирается от постоянного тока до десятков — сотен мегагерц. Особенность операционного усилителя — наличие двух входов: инвертирующего и не инвертирующего и одного общего выхода ( 44). При подаче на инвертирующий вход (обозначае_-_ мого знаком минус) сигнала, например, положительного импульса, на выходе появляется отрицательный импульс. Сигнал, поступающий на неинвертирующий вход (обозначаемый обычно знаком плюс), появляется на выходе без изменения полярности.

Упрощенная функциональная схема операционного усилителя приведена на 44, б. На входе операционного усилителя включается симметричный дифференциальный усилительный каскад, выполненный в данном случае на двух транзисторах VT1 и VT2 и резисторах RK, Rg и R. При этом вход по базе транзистора VT1 — неинвертирующий, по базе VT2 — инвертирующий. Дифференциальный каскад — согласующий и поэтому обеспечивает сравнительно малое усиление сигналов. Основное усиление производится с помощью неинвертирующего усилителя +/С0, коэффициент усиления по напряжению которого может достигать 107. Как правило, такой большой коэффициент усиления от одного операционного усилителя стараются не получать, ибо в таком режиме работы очень трудно обеспечить его стабильность; и в первую очередь — малую зависимость от изменения напряжений питания и изменений температуры. Коэффициент усиления до заданного уровня (обычно, до 10—102) снижается путем охвата операционного усилителя глубокой отрицательной обратной связью, что наиболее просто достигается соединением выхода с инвертирующим входом через резистивный делитель. В зависимости от того, на какие входы подаются сигналы, операционный усилитель может использоваться в качестве инвертирующего, неинвертирующего или дифференциального усилителя.

Работа усилителей в линейных режимах (в том числе и в рассмотренных выше двухтактных усилителях) приводит к сравнительно невысокому к. п. д. и ставит весьма сложную проблему отвода тепла, выделяющегося на анодах, коллекторах или стоках усилительных элементов (к примеру, если усилитель, выполненный по схеме 53, б отдает в нагрузку 1 кВт мощности, то почти столько же рассеивается на коллекторах выходных транзисторов VT4 и VT2). В то же время к. п. д. может быть увеличен до 99 %, а количество выделяющегося тепла уменьшено в несколько раз, если усилительные элементы будут использоваться в режиме переключения.

Усилитель воспроизведения (УВ) содержит линейный усилитель, выполненный по балансной системе на транзисторах Tl, T2. Выход балансного усилителя подсоединен к амплитудному дискриминатору на транзисторах ТЗ, Т4. Транзистор Т4 амплитудного дискриминатора входит также в состав схемы триггера (транзисторы Т4, Т5), который используется совместно с ключом Т9 для формирования длительности выходного импульса. К выходу триггера подключен транзисторный ключ Т6 Коллекторная цепь ключа Т6 является выходной цепью УВ. Она содержит резистор R5, ограничивающий амплитуду выходного импульса тока, и далее — несколько параллельных ветвей. Каждая ветвь через диод подключается к коллектору транзистора соответствующего коммутирующего ключа. На 4-10 полностью показана только одна ветвь выходной цепи, которая содержит обмотку записи формирователя Ф31 и диод Д4. Транзистор Т10 входит в состав коммутирующего ключа. Ключ является общим для всех разрядов. С помощью коммутирующих ключей, аналогичных Т10, и диодов осуществляется коммутация выходных импульсов тока УВ в различные нагрузки. Нагрузкой УВ везде служат обмотки магнитных сердечников, входящих в состав формирователей записи, регистров и других функциональных устройств, Более подробно связи УВ с функ-

На 17-6, а показан параллельно-симметричный электрометрический усилитель, выполненный на двойной электрометрической лампе типа 2Э2П. Рабочий участок характеристики этой лампы от —1,8 до —5 в, сеточный

Пример 6.1. Рассчитать двухкаскадный усилитель, выполненный по схеме 6.1, работающий в режиме переключения. На выходе усилителя включено реле с мощностью срабатывания Рс.р=5-10-3 вт. Коэффициент возврата реле ?„=0,4. В режиме насыщения должна быть обеспечена пятикратная мощность на реле йрр=5. Усилитель выполняется германиевыми триодами П416Б [Л. 30]. Входные характеристики триода, включенного по схеме с общим эмиттером, даны на 6.3. Зависимость коэффициента усиления по току от тока эмиттера показана на 6.4. Начальный участок выходных характеристик для схемы с общим эмиттером дан на 6.5. Прочие необходимые данные триода приведены в табл. 6.1. В качестве диода Дш применен кремниевый диод Д-223 [Л. 31]. Зависимость прямого падения напряжения на диоде от тока представлена на 6.6. Прочие необходимые данные диода приведены в табл. 6.1. Усилитель должен работать в диапазоне температур 0—40° С.

Пример 6.2. Рассчитать двухкаскадный усилитель, выполненный по схеме- 6.8, работающий в линейном режиме. Мощность нагрузки РВагр = 0,5 вт; нагрузка имеет активный характер. Сопротивление нагрузки может быть выбра-

1. Операционный усилитель. В §2.2.3 операционный усилитель был определен как идеальный преобразователь мощности типа ИНУН (см. 2.12, а) с ц, = ц0-»-оо. Реальный ОУ представляет собой многокаскадный транзисторный усилитель, выполненный в виде интегрального блока, у которого коэффициент усиления имеет значение порядка цс(= 105 и практически выполняются требования, предъявляемые к входному и выходному сопротивлениям ИНУН:

Базовый логический элемент серии ЭСЛ, реализующий функции ИЛИ-НЕ и ИЛИ, показан на 175. Дифференциальный усилитель, выполненный на транзисторах VT4 и VT5 имеет общий эмиттерный' резистор R6. В коллекторные цепи этих транзисторов включены резисторы R5 и R7, напряжения на которых противофазны. На базу транзистора VT5 подается постоянное напряжение (примерно —2В) с выхода температурно-компен-сированной схемы эмиттерного повторителя на транзисторе VT6, потенциал базы которого определяется напряжением на диодах VD1, VD2 и резисторе R10.

электроды электронной пушки ЭЛТ подключают к высоковольтному источнику питания. Потенциометр Ri служит для регулирования яркости светового пятна на экране ЭЛТ изменением потенциала модулятора, а потенциометр R.2 — для фокусировки электронного луча на экране изменением потенциала первого анода. Канал вертикального отклонения луча (канал Y) содержит входное устройство и широкополосный усилитель вертикального отклонения (усилитель У). Входное устройство включает делитель напряжения, позволяющий регулировать чувствительность канала Y, и устройство задержки сигнала. Задержка сигнала необходима для того, чтобы напряжение развертки поступило на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ с некоторым опережением сигнала. Это позволяет наблюдать на экране начало процесса. На выходе усилителя Y создается напряжение, пропорциональное входному сигналу. Это напряжение вызывает вертикальное от-

Усилитель вертикального отклонения У ВО, на вход которого поступает исследуемый сигнал, усиливает и преобразует его в два смещенные на 180° один относительно другого (парафазные) выходные сигналы. С помощью парафазных сигналов легче получить достаточно большое и неискаженное изображение на экране. К характеристикам У ВО предъявляются повышенные требования, так как они в основном определяют метрологические свойства осциллографа в целом.

Усилитель вертикального отклонения У ВО, на вход которого поступает исследуемый сигнал, усиливает и преобразует его в два смещенные на 180° один относительно другого (парафазные) выходные сигналы. С помощью парафазных сигналов легче получить достаточно большое и неискаженное изображение на экране. К характеристикам У ВО предъявляются повышенные требования, так как они в основном определяют метрологические свойства осциллографа в целом.

са, значение которого определяется суммой текущего значения сигнала и максимального — строб-импульса. Далее выходные импульсы смесителя поступают на усилитель вертикального отклонения Уг, предварительно пройдя усилитель У и расширитель Р.

Канал вертикального отклонения (канал У) преднашачен для усиления (ослабления) исследуемого «апряжения до знавения, при котором изображение на экране удобно для «иэ$шльэдага> наблюдения. Канал Y включает аттенюатор (вхедной девитедь аапряжения .ВДН) и усилитель вертикального отклонения У В®, эшшщ кввгорого подключается к пластинам Y электроннолучевом "чр^к».

Чувствительность электроннолучевых трубок сравнительно невелика, поэтому необходим усилитель вертикального усиления. Основные требования, предъявляемые к усилителю:

Линия с бегущей волной выполняется часто в виде плоской спирали, расположенной над плоскостью заземления. Спиральная линия имеет стандартное волновое сопротивление и согласована на конце. Электронный луч проходит в пространстве между проводниками линии. Малое расстояние между электродами ограничивает размер изображения по вертикали. Усилитель вертикального отклонения в скоростных осциллографах не применяют. Поэтому амплитуды исследуемых сигналов не должны быть менее 0,1 В.

Для определения переходных искажений на вход испытуемого усилителя от генератора импульсных сигналов подают прямоугольные импульсы нужной амплитуды, длительности и скважности. Величину эдс входных импульсов регулируют при помощи контрольного вольтметра и делителя, имеющихся в генераторе. С выхода усилителя импульсы подают на усилитель вертикального отклонения осциллоскопа. На усилитель горизонтального отклонения поступает напряжение от генератора ждущей развёртки, имеющегося в осциллоскопе. Для получения на экране электронно-лучевой трубки неискажённого изображения фронта усиленных импульсов генератор ждущей развёртки осциллоскопа запускают специальными импульсами, поступающими на него от импульсного генератора по отдельному проводу и запускающими развёртку немного раньше появления импульса на выходе усилителя.

Усилитель вертикального отклонения Генератор развертки

порядка нескольких десятков вольт. Делитель напряжения г1 служит для управления яркостью пятна, делитель напряжения г2 позволяет управлять фокусировкой. Исследуемое напряжение подается на пластины у обычно через усилитель вертикального отклонения 3, причем коэффициент усиления его можно регулировать. Кроме того, на входе имеется аттенюатор, или ослабитель 2 (рео-статно-емкостный делитель напряжения). Благодаря этому можно выбирать наивыгоднейшие условия для наблюдения сигналов на экране осциллографа при изменении амплитуды их в широких пределах. К пластинам х через усилитель горизонтального отклонения

Для определения переходных искажений на вход испытуемого усилителя от генератора импульсных сигналов подают прямоугольные импульсы нужной амплитуды, длительности и скважности. Амплитуду импульсов на входе устанавливают при помощи контрольного вольтметра и делителя, имеющихся в генераторе. С выхода усилителя импульсы подают на усилитель вертикального отклонения осциллоскопа. На усилитель горизонтального отклонения поступает напряжение от генератора ждущей развёртки, имеющегося в осциллоскопе. Для получения на экране электронно-лучевой трубки неискажённого изображения фронта усиленных импульсов генератор ждущей развёртки осциллоскопа запускают специальными импульсами, поступающими на него от импульсного генератора по отдельному проводу и запускающими развёртку немного раньше появления импульса на выходе усилителя.