Усилителей напряжения

Ламповые электрометрические усилители. Для построения ламповых электрометрических усилителей используются как специальные электрометрические лампы, так и некоторые обычные вакуумные лампы в электрометрическом режиме. Электрометрическая лампа имеет четыре электрода: анод, катод, управляющую и катодную сетки; последняя расположена между управляющей сеткой и катодом, катодную сетку называют также сеткой пространственного заряда. Катодная сетка, на которую подается положительный потенциал, создает положительное ускоряющее поле,

Схема простейшего управляемого дросселя (см. 11.1) оказывается малопригодной для широкого применения, так как в обмотке управления с большим числом витков наводится значительная переменная ЭДС вследствие прямой трансформаторной связи между рабочей обмоткой и обмоткой управления. Кроме того, переменный ток в цепи нагрузки дросселя существенно искажает свою форму. Поэтому при создании магнитных усилителей используются конструкции, основанные на двух О-образных сердечниках ( 11.5, а) или на одном Ш-образном сердечнике ( 11.5, б), лишенные указанных недостатков.

Для построения импульсных усилителей необходимы широкополосные каскады усиления. Показателем качества широкополосного каскада усиления является его площадь усиления: Syc = H0farp, где Я0 — коэффициент усиления на средних частотах; в гр — верхняя граничная частота. Для построения широкополосных усилителей используются усилительные приборы с максимальным отношением крутизны к емкости, нагружающей каскад С0, что следует из выражения: Syc = S/(2nCQ).

При построении низкочастотных генераторов, так же как и при построении низкочастотных избирательных усилителей, используются различного типа ^С-фильтры.

Усилительные каскады на составных транзисторах применяются во многих устройствах: в мощных оконечных каскадах усилителей (чаще когда в качестве предварительных усилителей используются интегральные ОУ), в дифференциальных каскадах, в различных аналоговых микросхемах. Они могут также входить в состав самих ОУ [5, 7].

17. Почему в схемах операционных усилителей используются усилители постоянного тока?

Для построения избирательных усилителей используются как полупроводниковые, так и гибридные ИМС. Последние позволяют подключать к микросхеме навесные конденсаторы и катушки индуктивности, входящие в состав колебательных контуров.

Схема простейшего управляемого дросселя (см. 11.1) оказывается малопригодной для широкого применения, так как в обмотке управления с большим числом витков наводится значительная переменная ЭДС вследствие прямой трансформаторной связи между рабочей обмоткой и обмоткой управления. Кроме того, переменный ток в цепи нагрузки дросселя существенно искажает свою форму. Поэтому при создании магнитных усилителей используются конструкции, основанные на двух О-образных сердечниках ( 11.5, а) или на одном Ш-образном сердечнике ( 11.5, б), лишенные указанных недостатков.

Для построения импульсных усилителей необходимы широкополосные каскады усиления. Показателем качества широкополосного каскада усиления является его площадь усиления: Syc = HofBrp, где Но — коэффициент усиления на средних частотах; JB_rp — верхняя граничная частота. Для построения широкополосных усилителей используются усилительные приборы с максимальным отношением крутизны к емкости, нагружающей каскад Со, что следует из выражения: Sye = S/(2nСо).

Для изготовления магнитопроводов магнитных усилителей используются сплавы 77НМДП, 79НМП (толщина ленты 0,003 мм), обладающие относительно высокими значениями hrmax~

При работе магнитного усилителя в качестве модулятора на высо-коомную входную цепь электронного усилителя требуется усиление не мощности, а напряжения. Поэтому такие магнитные уеилители получили название магнитных усилителей напряжения.

Электрические конденсаторы входят в схемы колебательных контуров, усилителей напряжения и мощности, электрических фильтров и других элементов и узлов радиотехнической и электронной аппаратуры. В электрических сетях переменного тока конденсаторы применяют для компенсации реактивной мощности (см. § 12.4).

§ 11.2. Простейшие схемы усилителей напряжения

Простейшие схемы усилителей напряжения, построенные на различных типах усилительных элементов, приведены на 11.8, а —г. В табл. 11.1 представлены характеристики в режиме покоя усилителей, показанных на 11.8, а-г, а в табл. 11.2 —их схемы замещения по переменной составляющей и основные параметры. Усилители с общим катодом (истоком, эмиттером), схемы которых представлены на 11.8, а —в, инвертируют входной сигнал (меняют его знак на противоположный). Схема усилителя с инвертированием сигнала изображена на 11.9, а.

§ 11.2. Простейшие схемы усилителей напряжения........ 137

Рассмотрим работу усилительного каскада ОЭ по входным и выходным характеристикам. На входной ВАХ биполярного транзистора ( 3.7, а) выбираем на линейном участке (для получения минимального Кт) рабочую точку (ток /бо и напряжение ?/6эо покоя). Затем прикладываем переменный входной сигнал Um. В результате ток, базы станет изменяться от /б1 до /б2. Такой режим работы усилительного каскада принято называть режимом (или классом) А. Это самый распространенный режим для усилителей напряжения. Другие режимы работы каскадов чаще используются в усилителях мощности (см. § 3.5).

Режим класса С соответствует напряжению смещения Ue0 ~> Уя. Практически применяется режим класса С2, в котором t/Bxm>f/,0 и получается как нижняя, так и верхняя отсечка анодного тока ( 6.8, е). В этом режиме кривая анодного тока не соответствует кривой входного напряжения, и лампа отпирается лишь на незначительную часть периода (угол отсечки в <; 90е). Для усилителей напряжения и мощности этот режим не пригоден, однако он часто используется в схемах генераторов вследствие очень высокого к. п. д. (до 85%). В схемах автоматики различают еще режим класса D (ключевой режим), в котором лампа отпирается и запирается прямоугольными импульсами напряжения ( 6.8, ж).

Электронный осциллограф состоит из электронно-лучевой трубки, блока питания, усилителей напряжения горизонтального и вертикального входов (усилители X и Y), блока развертки, синхронизирующего устройства, калибраторов амплитуды и длительности.

мых бесконтактных сопротивлений, импульсных модуляторов, импульсных трансформаторов, усилителей напряжения, аналоговых элементов счетно-решающей техники в режимах перемножения, деления, суммирования, интегрирования и т. п. Они являются основными структурными элементами логических систем цифровых устройств.

Различные виды ООС и основные характеристики усилителей напряжения в зависимости от вида ООС приведены в табл. 7.1.

Усилители низкой частоты в основном предназначены для обеспечения заданной мощности на выходном устройстве, в- качестве которого может быть громкоговоритель, записывающая головка магнитофона, обмотка реле, катушка измерительного прибора и т. д. Источниками входного сигнала являются звукосниматель, фотоэлемент и всевозможные преобразователи неэлектрических величин в электрические. Как правило, входной сигнал очень мал, его значение недостаточно для нормальной работы усилителя. В связи с этим перед усилителем мощности включают один или несколько каскадов предварительного усиления, выполняющих функции усилителей напряжения.