Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике Однополупериодные усилители-демодуляторы.Однополупериодные усилители-демодуляторы, построенные по структурным схемам рис. XIV.21, можно разделить на дифференциальные, у которых токи по нагрузке протекают только в одном полупериоде опорного напряжения, и двухтактные токи в нагрузке протекают в оба полупериода.Дифференциальные схемы усилителей-демодуляторов могут быть собраны только на двух усилительных элементах, а двухтактные как на двух, так и на одном. Схемы однополупериодных усилителей-демодуляторов на двух усилительных элементах позволяют одновременно вести управление как сигналом от источника переменного напряжения (тока), так и сигналом от источника постоянного напряжения (тока). Примеры реализации схем (рис. XIV.21) однополупериодных усилителей-демодуляторов на транзисторах показаны на рис. XIV.31. Графики изменения мгновенных значений токов в активной нагрузке в дифференциальных схемах показаны на рис. XIV.32, а, а в двухтактной схеме на рис. XIV.32, б. В отношении получения среднего значения выходного напряжения (тока) дифференциальные и двухтактные схемы эквивалентны.
Рис. XIV.31. Варианты схем транзисторных однополупериодных усилителей-демодуляторов: а — дифференциальная; Однако в дифференциальных схемах при отсутствии входного сигнала Однопол у пер йодные усилители-демодуляторы, работающие на нагрузку без средней точки (обмотка якоря или возбуждения электродвигателя, обмотка управления электромеханического преобразователя или магнитного усилителя и т. п.), являются выходными каскадами усилителей мощности и расчет их ведется на режим максимальной отдачи мощности. При этом одно плечо преобразователя закрыто, а с другого снимается максимальная мощность. В этом случае расчет схемы однополупериодного усилителя-демодулятора сводится к расчету каскада фазочувствительного усилителя-выпрямителя [6], [16]. Более общим случаем является нагрузка со средней точкой, которая может иметь место как в каскадах усиления мощности (обмотки управления ЭМУ, дифференциальным магнитным реле, электромеханическими преобразователями и т. п.), так и в предварительных каскадах усиления и преобразования электрического сигнала.
Рис. XIV.32. Графики изменения мгновенных значений токов при активной нагрузке: а — в дифференциальных схемах; б — в двухтактных В предварительных каскадах усилителей особенно высокие требования предъявляются к линейности выходной характеристики во всем диапазоне изменения входного сигнала, максимального коэффициента усиления, высокой стабильности нуля и др. В настоящее время в системах автоматического управления широкое распространение получили усилители-демодуляторы на транзисторах. С целью получения наибольшей отдаваемой мощности и коэффициентов усиления транзисторы обычно включаются по схеме с общим эмиттером. В тех случаях, когда при Обычно начальное смещение подается от того же источника переменного напряжения, что и коммутирующее, с помощью отдельной обмотки во вторичной цепи или с помощью делителя напряжения от обмоток коллекторного питания. При рассмотрении принципа работы схемы (рис. XIV.31, а) допустим, При подаче входного сигнала ток в одном плече (например, в левом В каскадах усиления и преобразования напряжения при расчетах необходимо знать среднее значение выходного напряжения, пропорциональное среднему значению результирующего тока. В каскадах усиления мощности при каждом значении входного сигнала необходимо знать среднее значение результирующего тока или результирующего магнитного потока, который также пропорционален среднему значению результирующего тока в нагрузке. В свою очередь, среднее значение результирующего тока за
Расчет транзисторных усилителей-демодуляторов основывается на идеализации входных и выходных характеристик транзисторов [11]. Уравнение идеализированной выходной характеристики транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, имеет вид
здесь Уравнение идеализированной входной характеристики может быть представлено в виде
где ибэо — отрезок (в вольтах), отсекаемый идеализированной входной характеристикой на оси напряжений. Используя уравнения (XIV.26) и (XIV.27), можно определить среднее значение тока в нагрузке и другие выходные параметры каскада при переменном коллекторном питании. Среднее значение коллекторного
где
В уравнении (XIV.28) Найдем среднее значение выходного напряжения и результирующего тока, коэффициент усиления и крутизну выходной характеристики каскада для конкретных видов коллекторных нагрузок в схеме рис. XIV.31, а. Активная нагрузка Среднее значение результирующего тока
где Среднее значение выходного напряжения
Коэффициент усиления по напряжению
Мощности, отдаваемые каскадом в нагрузку
Выходное напряжение усилителя-демодулятора при активной нагрузке имеет прерывистый пульсирующий характер с частотой изменения напряжения источника коллекторного питания. Поэтому параллельно активному сопротивлению Среднее значение результирующего тока в этом случае определяется из уравнения:
где График зависимости Среднее значение выходного напряжения
Коэффициент преобразования по напряжению при активноемкостной нагрузке
Пульсация выходного напряжения (тока) будет наибольшей при максимальном значении входного сигнала Коэффициент пульсации
Активно-индуктивная нагрузка в однополупер йодных усилителях-демодуляторах встречается редко. Расчетные соотношения для этого случая даны в работе [16]. При активно-индуктивной нагрузке с параллельно-включенной емкостью вида
Рис. XIV.33. График зависимости: Как было показано выше, в дифференциальных схемах однополупериодных усилителей-демодуляторов начальное смещение вводится с целью устранения нелинейности выходной характеристики и устранения паразитных базовых токов. В этом случае при отсутствии входного сигнала протекают большие коллекторные токи покоя, разность которых определяет величину остаточных токов и зависит от идентичности параметров транзисторов. Необходимую стабильность начальных параметров схемы получают, как обычно, включением в цепь эмиттера сопротивления
а также вместо
В отношении стабильности начальных параметров схемы и устранения паразитных базовых токов лучшими свойствами обладают двухтактные схемы однополупериодных усилителей-демодуляторов, построенные на одном усилительном элементе (рис. XIV.31, б, в). В этих системах в оба полупериода и при любой фазе напряжения входного сигнала коллекторная цепь может проводить ток. Остаточный ток в данных схемах не зависит от параметров транзисторов и определяется только разностью обратных токов диодов, достигая нескольких десятков микроампер [6]. На рис. XIV.31, б, в токи, протекающие через транзистор в первый полупериод коллекторного напряжения, показаны сплошными стрелками, а во второй — штриховыми. Расчетные выражения для двухтактных схем однополупериодных усилителей-демодуляторов с нагрузкой со средней точкой практически полностью совпадают с уравнениями для дифференциальных схем. Начальное смещение в двухтактных схемах применяется в двух случаях: а) с целью уменьшения нелинейности выходной характеристики усилителя-демодулятора, получающейся из-за нелинейности начального участка входной характеристики транзистора; б) для увеличения крутизны выходной характеристики.
Рис. XIV.34. Зависимость вида идеализированной выходной характеристики от положения рабочей точки: а — выходные характеристики плеч; б — результирующая выходная характеристика На рис. XIV.34 показано, как выбор начальной рабочей точки в усили-телях-демодуляторах влияет на крутизну и линейность выходной характеристики. Примеры реализации структурных схем (см. рис. XIV.21) однополупериодных усилителей-демодуляторов на электронных лампах показаны на рис. XIV.35. Основные соотношения для расчета однополупериодных схем усилителей-демодуляторов на электронных лампах будут иметь вид, аналогичный транзисторным с соответствующей заменой параметров [9]:
|
1 |
Оглавление
|