3. БАЛАНСНЫЕ МОСТОВЫЕ УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ

Балансный усилительный каскад представляет собой мостовую схему, состоящую из внутренних сопротивлений анодных цепей двух ламп и двух резисторов анодных нагрузок этих ламп. Входное напряжение их включается между сетками ламп, выходное напряжение снимается между анодами.

В отличие от схемы моста Уитстона на резисторах ламповая мостовая схема имеет следующую особенность. Напряжение на внутренней выходной диагонали (между анодами) почти не зависит от изменения напряжения внешней диагонали, т. е. от напряжения питания. Таким свойством обладает схема, если она была предварительно сбалансирована по постоянному току. Эта балансировка состоит в том, что с помощью анодного потенциометра, включенного между положительными зажимами анодных нагрузок устанавливают выходное напряжение постоянного тока равным нулю при нулевом значении напряжения входного сигнала После балансировки выходное напряжение схемы прямо пропорционально

входному напряжению если их не превышает предельно допустимого значения, при котором лампы работают на линейных участках их сеточных характеристик в отсутствии сеточного тока. Нелинейности характеристик триодов вызывают небольшие изменения при изменении питающих напряжений или

Независимость от в ламповой мостовой схеме объясняется тем, что сопротивление анодной цепи лампы постоянному и переменному току различно.

Дрейф балансного каскада приблизительно в 300 раз меньше, чем дрейф однолампового каскада.

Типовые балансные усилительные каскады показаны на рис. II.7 — II.9.

Передача напряжения в балансном каскаде меньше, чем в двухкаскадном усилителе на однотактных каскадах. Но при использовании в устройствах автоматики и измерительной техники балансный каскад выгодно отличается тем, что его выходное напряжение почти не зависит от изменения питающих напряжений (когда эти изменения не превышают допустимых величин) и зависит практически только от входного напряжения.

Надежность балансного каскада намного больше, чем надежность однотактного каскада.

Рис. II.7. Схема симметричного параллельно-балансного каскада

Рис. II.8. Схема асимметричного параллельно-балансного каскада

Рис. II.9. Схема последовательного балансного усилительного каскада

В схеме симметричного параллельно-балансного каскада (рис. II.7) сопротивление автоматического смещения не уменьшает коэффициент усиления напряжения

так как при увеличении входного напряжения токи обеих ламп изменяются приблизительно на одну и ту же величину, но в разных

направлениях. Поэтому падение напряжения на почти не изменяется и действует как независимый источник смещения.

Нередко один из выходных зажимов датчика-преобразователя должен быть заземлен. При включении такого датчика на вход симметричного мостового каскада, он преобразуется в асимметричный (рис. II.8), в котором при подаче сигнала напряжение на аноде входной лампы изменяется больше, чем на аноде второй лампы. Напряжение на зависит от входного напряжения. Благодаря положительной обратной связи через сопротивление коэффициент усиления по напряжению такой же, как и в симметричном мостовом каскаде:

но нелинейные искажения больше, а допустимые входные напряжения меньше.

Рис. 11.10. Схема симметричного параллельно-балансного повторителя

Асимметричный мостовой каскад можно преобразовать в схему с асимметричным входом и симметричным выходам с помощью делителя на резисторах, передающего часть анодного напряжения входной лампы на сетку второй лампы.

Последовательный мостовой каскад (рис. II.9) имеет несколько меньший дрейф, чем симметричный каскад. В последовательной схеме при большом сопротивлении нагрузки анодные токи обеих ламп (и температуры их катодов) одинаковы, и это равенство не зависит от величины напряжения входного сигнала. При большом сопротивлении нагрузки передача напряжения последовательного усилительного каскада

зависит только от ламп и не зависит от сопротивлений схемы. Поскольку определяется конструктивными особенностями лампы, то передача напряжения последовательной схемы отличается высокой стабильностью в течение срока службы ламп.

Мостовые балансные повторители. Балансные усилительные каскады имеют относительно большие выходные сопротивления. Этот недостаток исключен в схемах балансных повторителей.

Симметричный параллельно-балансный повторитель (рис. 11.10) имеет высокое входное сопротивление, малое выходное сопротивление, хорошую линейность, широкую полосу пропускания; выходное напряжение, равное

почти не зависит от изменения питающих напряжений.

В схеме асимметричного параллельно-балансного повторителя входное напряжение подводится между сеткой одной из ламп и землей. Выходное напряжение снимается между катодами. Вторая лампа компенсирует дрейф, вносимый изменениями напряжения накала первой лампы. Нелинейные искажения в этой схеме несколько больше, чем в симметричной (хотя в обеих схемах нелинейные искажения малы). Допустимые выходные сигналы в асимметричном повторителе меньше, чем в симметричном.

Для того чтобы можно было подводить на входы мостовых повторителей большие входные сигналы обеих полярностей, на сетки обеих ламп включают постоянные положительные напряжения смещения с помощью резистивных делителей напряжения, присоединенных к источнику анодного питания.