Усилителей переменного

При разработке усилителей необходимо помнить, что наряду с положительными свойствами введение общей ООС может принести и весьма существенный недостаток—неустойчивость работы, за счет чего в устройстве может возникнуть самовозбуждение. Если это произойдет, то усилитель перестанет выполнять свою основную функцию— усиливать, т. е. он вообще перестанет быть усилителем, а превратится в генератор (см. гл. 4).

Для повышения чувствительности электрометрических усилителей необходимо снижать как флюктуации (шумы), так и дрейф нуля во времени. Тепловой и дробовой шумы уменьшаются при увеличении входной емкости усилителя, т. е. при переходе к режиму накопления заряда. Но при этом возрастает постоянная времени усилителя и, следовательно, уменьшается быстродействие. Таким образом, в данном случае повышение чувствительности достигается ценой уменьшения быстродействия. Однако для масс-спектрометрии целесообразно иметь высокую чувствительность и одновременно высокое быстродействие усилителя.

При проектировании полупроводниковых усилителей необходимо считаться с тем, что параметры полупроводниковых триодов в сильной степени зависят от температуры [Л. 212].

По назначению усилители делятся на усилители напряжения, тока и мощности. Условия работы усилителей необходимо рассматривать как со стороны их входов, так и со стороны выходов.

В многокаскадных усилителях дрейф можно уменьшить с помощью отрицательной ОС. Однако избавиться от дрейфа с помощью отрицательной ОС в первом каскаде невозможно. Поэтому входные каскады усилителей необходимо выполнять по балансным схемам, применяя ДК. Неслучайно в усилителях с непосредственными связями между каскадами входной каскад выполняется в виде ДК.

При сравнении параметров усилителей необходимо отметить следующее.

Нам предстоит рассмотреть наиболее типичные и распространенные схемы электронных усилителей на дискретных полупроводниковых приборах и микросхемах. Однако, прежде чем приступить к изучению схемных особенностей усилителей, необходимо выяснить следующие вопросы:

Поэтому надёжность аппаратуры зависит от надёжности деталей, из которых эта аппаратура выполнена; следовательно, при конструировании высоконадёжных усилителей необходимо использовать высоконадёжные детали. При данной надёжности деталей надёжность аппаратуры зависит от количества использованных в ней деталей; чем больше деталей в аппаратуре, тем ниже её надёжность. Поэтому при конструировании высоконадёжных устройств желательно применять наиболее простые схемы с наименьшим количеством деталей.

ровки усилителей необходимо установить одинаковую чувствительность к напряжению по осям жиг/. При включении схемы на экране появляется эллипс. Изменением сопротивления га добиваются урав-'нивания вертикального и. горизонтального отклонений. В этом случае падение напряжения на г2 будет равно падению напряжения на измеряемом полном сопротивлении, что соответствует условию z = = г2, где z — модуль искомого полного сопротивления. Синус угла сдвига фаз определяется из осциллограммы, как было показано выше ( 146). Зная z и sin ср, можно легко найти значения у, и г по известным формулам:

Поэтому надёжность аппаратуры зависит от надёжности деталей, и .ч которых эта аппаратура выполнена; следовательно, при конструировании высоконадёжных усилителей необходимо использовать высоконадёжные детали. При дайной надёжности деталей надёжность аппаратуры зависит от количества использованных в ней детален; чем больше деталей в аппаратуре, тем ниже её надёжность. Поэтому при конструировании высоконадёжных устройств желательно применять наиболее; простые схемы с наименьшим количество?,: деталей.

ществует отдельная панель регулировки -компоновка, которой следует избегать), то его (резистора RJ соединения также должны быть экранированы и защищены. (б) Выводы ИЗМЕРЕНИЕ и ОПОРНЫЙ дают возможность измерять выходное напряжение непосредственно на нагрузке, так что благодаря обратной связи можно исключить потери в соединительных проводах, идущих к внешней схеме. К тому же ОПОРНЫЙ вывод позволяет смещать выходной сигнал постоянным напряжением (или другим сигналом); однако полное сопротивление между этим выводом и землей должно быть малым, иначе упадет КОСС. (в) Для всех такого вида измерительных усилителей необходимо формировать цепь для прохождения входного тока; нельзя, например, просто подсоединить к входу термопару. На 7.34 показана простая схема включения ИМС измерительного усилителя с использова-

Канал X содержит переключатель входа, усилитель горизонтального отклонения, устройство запуска, генератор развертки и оконечный усилитель. Через переключатель входа сигнал синхронизации подается либо с предварительного усилителя канала Y, либо с входного зажима X. На вход канала X может подаваться либо сигнал внешней синхронизации, либо исследуемый сигнал. При работе с генератором развертки осциллографа переключатели SI и S2 устанавливаются в нижнее положение, сигнал синхронизации поступает на устройство запуска развертки. Пилообразное напряжение с оконечного усилителя поступает на Х-пластины ЭЛТ. Отключается генератор развертки при переводе переключателей S/ и 52 в верхнее положение. В этом случае сигнал с входа канала X через переключатели входа и каскады усилителей поступает на ЭЛТ. Переключатели S3 и S4 служат для отключения отклоняющих пластин от оконечных усилителей. При этом сигналы можно подавать непосредственно на пластины X и Y, минуя соответствующие каналы. Отключение выходных цепей усилителей необходимо для исключения искажений полезного сигнала при его подаче непосредственно на отклоняющие пластины.

Соединение каскадов между собой в многокаскадном усилителе может быть осуществлено различными способами. Один из широко распространенных способов связи для усилителей переменного тока или. напряжения реализуется с помощью разделительных емкостей. Такой усилитель называется усилителем с емкостной (или RC) связью. Для усилителей постоянного тока используется непосредственная (гальваническая) связь. Отметим, что непосредственная связь между каскадами широко представлена в ИМС. В усилителях также могут быть использованы трансформаторная, оптическая и другие связи между каскадами или для подключения источника входного сигнала и нагрузки.

Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики. Линейные искажения. Зависимость модуля коэффициента усиления от частоты представляет собой амплитудно-частотную характеристику усилителя, графическое изображение которой для наиболее распространенного класса усилителей переменного напряжения с емкостной связью показано на 4.2, а. Поскольку

Преобразователи средневыпрямленного значения (ПСЗ), используемые в электронных вольтметрах, в большинстве случаев строятся на основе усилителей переменного тока, охваченных ООС по току, причем в качестве нагрузки используется двухполупериодная (мостовая) или однополупериодная выпрямительная цепь с магнитоэлектрическим измерительным механизмом — микроамперметром в качестве выходного прибора ( 8.8). В соответствии с (8.8)

Поэтому в настоящее время основой усилителей переменного тока стали усилители без каких-либо реактивных элементов в цепях между отдельными каскадами; каждый предыдущий каскад гальванически связан с предыдущим. Такие усилители, которые по своей структуре являются усилителями постоянного

При использовании усилителей переменного тока в приборах с фотоэлектрическими преобразователями производится модуляция фототока путем прерывания светового потока (падающего на фотоэлемент) с помощью вращающегося диска с отверстиями (см. § 17-5).

Различают два основных типа УПТ: без преобразования сигнала (усилители прямого усиления) и с преобразованием сигнала, т. е. с модулятором и демодулятором (МДМ), причем последние встречаются на практике в нескольких вариантах. Структурные схемы УПТ без преобразования усиливаемого сигнала в отличие от УПТ с преобразованием повторяют структурные схемы усилителей переменного тока (см. 1.6).

Как и в первом издании, учебное пособие состоит из двух разделов. В первом рассматриваются принципы работы, устройство -и основные -евейетва электровакуумных тг полупроводниковых приборов, во втором — основные схемы преобразования (выпрямления) переменного тока в постоянный, схемы усилителей переменного пи постоянного" тбкб1, генераторов колебаний специальной формы, управляемых преобразователей, а также приводятся методы расчета этих схем. Приведены примеры построения схем усилителей и импульсных устройств на интегральных микросхемах.

Существуют три основных способа связи между каскадами в многокаскадном усилителе — связь через разделительные конденсаторы (емкостная связь), непосредственная связь (гальваническая) и связь с помощью трансформаторов (трансформаторная). Наибольшее распространение в схемах усилителей переменного напряжения, и в частности в УНЧ, получила емкостная межкаскадная связь.

Цель работы — изучение частотных характеристик усилителей переменного тока с /?С-связями, влияния отдельных элементов схемы на амплитудно-частотную характеристику усилителя, способов частотной коррекции в усилителях.

При расчете усилителей переменного тока задаются значениями коэффициентов частотных искажений на низших и высших частотах для всего усилителя. Заданные значения Ма и Мв близки к единице и, как правило, не превышают 1/^2.

156. Схема макета для исследования однокаскадных усилителей переменного напряжения: