Это интересно

Типы схем с обратной связью
    Проще всего классифицировать схемы с обратной связью, выбирая в качестве основного критерия способ соединения μ- и β-цепей между собой, а также с входной и выходной внешними цепями. Чтобы показать возможность получения различных вариантов соединений, неудобно, конечно, пользоваться изображением μ- и β-цепей в виде одиночных линий, как это было сделано на фиг. 14, ибо эти цепи так же, как входная и выходная внешние цепи, являются двухпроводными. Учитывая это обстоятельство, мы приходим к схеме, изображенной на фиг. 16, где три цепи соединены между собой при помощи шестиполюсников. Классификация схем обратной связи определяется видом этих соединительных шестиполюсников. Представляется, конечно, возможным построить весьма большое число подобного рода устройств. Простейшие и в то же время наиболее часто употребляемые из них показаны на фиг. 17—21. Зажимы на каждой из этих фигур обозначены в соответствии с фиг. 16. На фиг. 17, например, показана схема обратной связи по току. Здесь μ-цепь представляет обычный трехкаскадный усилитель, междукаскадные импедансы которого обозначены через I1 и I2. Цепь β представлена в виде П-образного соединения ветвей A, В и С. В частном случае число ветвей может быть уменьшено до одной. В других случаях β-цепь может иметь более сложную конфигурацию. Зажимы входной и выходной цепей e—f и e´—f´ соответствуют обмоткам трансформаторов, подключенных к лампам. В этом случае трансформаторы и внешние цепи не входят в общую схему и должны быть учтены дополнительно.
    Характерной особенностью данного усилителя является то, что μ- и β-цепи соединены между собой на обоих концах усилителя последовательно, если смотреть со стороны внешних цепей.
    На фиг. 18 показана схема обратной связи по напряжению.
    Здесь β-цепь взята типа T, но, как и в предыдущем случае, она может представлять любой четырехполюсник.
    В этой схеме, как легко видеть, μ- и β-цепи, а также внешние цепи как на входе, так и на выходе усилителя включены параллельно друг другу. Схемы обратной связи по току и по напряжению являются простейшими, но в то же время для большинства случаев, вероятно, наиболее удобными устройствами. Помимо того, эти схемы позволяют обычно получить максимальную величину обратной связи. Однако, с другой стороны, этим схемам присущи два важных недостатка.
    Первый из них заключается в том, что за счет обратной связи сопротивления усилителя, измеренные со стороны внешних цепей, становятся либо очень большими, либо очень малыми. Поэтому эти схемы непригодны в тех случаях, когда необходимо получить удовлетворительную величину коэффициента отражения от внешней цепи. Вторым недостатком приведенных схем является то обстоятельство, что сопротивления внешних цепей представляют собой части μβ-канала. Поэтому изменение сопротивлений внешних цепей может влиять на μβ-характеристики, что приводит к неустойчивости схемы.
    Эти недостатки можно устранить применением мостовой схемы обратной связи, изображенной на фиг. 19. Данная схема содержит три новых ветви, обозначенных через Z2, Z3 и Z4 и включенных на каждой стороне усилителя. Четвертая ветвь, Z1, позволяет регулировать, если это необходимо, входное и выходное сопротивления μ-цепи.
    Три новых ветви совместно с сопротивлениями μ- и β-цепей, а также внешних цепей, образуют устройство, имеющее в общей сложности шесть ветвей. Если какую-либо из этих ветвей представить как сопротивление генератора, то остальные пять ветвей дадут четыре плеча моста и диагональную ветвь. Например, если в качестве сопротивления генератора взять внешнюю цепь, то в диагональ оказывается включенным сопротивление β-цепи.
    Недостатком мостовой схемы следует считать то, что при ней могут получиться либо слишком большие, либо слишком малые значения сопротивлений усилителя. Кроме того, здесь имеет место расход части выходной мощности в ветвях схемы, введенных для обеспечения баланса мостов. Эти трудности могут быть преодолены путем замены моста трехобмоточным трансформатором или же соответствующим балансным трансформатором. Замена такого рода может быть проведена различным образом, так как существуют разные пути, с помощью которых возможно осуществить эквивалентность между мостом и трехобмоточным трансформатором. На фиг. 20, например, изображена схема, в которой обратная связь подается с обмотки “высокого напряжения”. В этом случае Zn представляет “балансирующее” сопротивление. На фиг. 21 представлена схема с обратной связью по “низкому напряжению”.
    В предыдущих случаях на входе и на выходе усилителя применялись соединения одного и того же типа, что делалось для простоты рассмотрения. Число возможных вариантов схем может быть значительно увеличено путем комбинирования различных типов соединений на входе и на выходе схемы. В качестве примера такого рода на фиг. 22 приведена схема с последовательным соединением на входе при параллельном соединении на выходе.
    На фиг. 23 показана комбинация последовательной схемы входа с балансным трансформатором на выходе.
    Далее...

Элементарная теория схем с обратной связью

Катодная обратная связь

Помимо рассмотренных выше схем, на практике может быть использовано большое число других видов обратной связи. Весьма важной разновидностью, в частности, является так называемая катодная обратная связь. В зависимости от количества каскадов в μ-цепи применяется один из двух вариантов этого типа. Любой из этих вариантов представляет собой видоизменение схемы усилителя с обратной связью по току. Например, на фиг. 24, А показана схема двухкаскадного усилителя с обратной связью по току, а на фиг. 24, β—соответствующая схема с катодной связью. Роль β-цепи здесь осуществляет только ветвь Z_β. B данном случае катодная связь используется для получения напряжения обратной связи в противофазе с входным напряжением.

Фиг. 24

Как было указано ранее, каждая последующая лампа μ-цепи поворачивает фазу напряжения на 180°. При нечетном числе ламп обеспечивается требуемый результирующий сдвиг по фазе для обратной связи, исключающей возможность нестабильности работы усилителя. Если, однако, число ламп будет четным, как показано на фиг. 24, А, то при непосредственной подаче обратной связи на вход схемы не будет выполняться необходимое с точки зрения устойчивости условие сдвига по фазе напряжения обратной связи. На фиг. 24, В зажимы β-цепи перекрещены, что позволяет выполнить указанное выше условие, так как при этом создается дополнительный фазовый сдвиг на 180°.

Фиг. 25

Ввиду того, что катод первой лампы оказывается при этом незаземленным, обратная связь в этой схеме называется “катодной”.

Применение катодной обратной связи вместо соответствующей схемы обратной связи по току в случае, когда μ-цепь имеет нечетное количество ламп, показано на фиг. 25.

Здесь обратная связь служит в основном для уменьшения распределенной емкости относительно земли. В случае схемы обратной связи по току, изображенной на фиг. 25, А, заземленной является точка соединения катодов всех ламп Р₁ При этом точка Р₂, к которой присоединяются трансформаторы, оказывается незаземленной, что приводит к тому, что паразитные емкости обмоток трансформаторов относительно земли шунтируют β-цепь.

Если же мы попытаемся заземлить точку Р₂, а не Р₁, то при этом β-цепь будет шунтироваться емкостью μ-цепи, которая по своей величине может даже превосходить емкость обмоток трансформаторов. Уменьшение величины этих паразитных емкостей может быть достигнуто применением схемы, приведенной на фиг. 25, В. При этом точного поворота фазы на 180° не достигается ввиду того, что в катодах входной и выходной ламп имеется дополнительная нагрузка Z_β.

Следует отметить особенность схемы с катодной связью, заключающуюся в том, что известная величина обратной связи может иметь место для лампы с независимым катодом даже в том случае, если остальные лампы будут выключены. Например, в схеме, изображенной на фиг. 24, В, анодный ток первой лампы, протекая через сопротивление β-цепи, создает напряжение обратной связи на сетке этой же лампы, которое будет существовать и в том случае, если вторая лампа будет погашена. Это замечание относится также к первой и третьей лампам на фиг. 25, В. Грубо говоря, мы можем полагать, что сопротивление β-цепи действует таким образом, как будто основная обратная связь и дополнительная обратная связь создаются независимо.

Фиг. 26

На фиг. 26 показана схема, приближенно эквивалентная в этом смысле схеме, приведенной на фиг. 25, В. Она может быть получена из исходной последовательной схемы (фиг. 25, А) путем включения в катодные цепи первой и третьей ламп сопротивлений, равных по величине сопротивлениям β-цепи. При этом первый и третий каскады могут рассматриваться как элементарные усилители с обратной связью по току. Общая величина обратной связи оказывается при этом большей, чем в случае, когда рассматривается связь только по основной петле обратной связи. С другой стороны, коэффициент передачи по основной петле будет уменьшен из-за понижения коэффициента усиления отдельных каскадов за счет действия местных обратных связей, если, конечно, это не будет каким-либо образом скомпенсировано.

Усилители с многоканальной обратной связью

Схемы, приведенные на фиг. 24, В и 25, В, являются примерами усилителей с многоканальной обратной связью, или, иначе говоря, усилителями, в которых напряжение обратной связи может подаваться к сеткам лампы несколькими путями, так что действующие обратные связи для различных ламп будут отличаться друг от друга. В этих устройствах дополнительные каналы обратной связи играют вспомогательную роль. Однако при усовершенствовании усилителей развилась также тенденция к применению систем с многоканальной связью, дающих результаты, которые не могут быть получены в одноканальных устройствах.

Фиг. 27

Фиг. 28

Простой тип схемы такого рода приведен на фиг. 27. Устройство представляет собой усилитель с последовательной Обратной связью, в котором дополнительная обратная связь осуществлена путем введения сопротивления в катодную цепь последней лампы. Схема подобна рассмотренному ранее “эквивалентному” усилителю (фиг. 26), с той лишь разницей, что местная обратная связь может быть задана произвольно, так как она определяется теперь сопротивлением Z_β2, не зависящим от сопротивления основной обратной связи Z_β1. В этой схеме можно достигнуть более значительного, по сравнению с одноканальной системой, уменьшения нелинейных искажений в последней лампе, в соответствии с принципами, которые будут изложены позднее. На фиг. 28 представлен второй тип усилителя с многоканальной обратной связью. Его отличие от предыдущей схемы заключается в том, что дополнительная обратная связь осуществлена скорее по параллельной, чем по последовательной схеме. Дополнительный канал обратной связи может рассматриваться как ветвь, поставленная специально для улучшения характеристики выходной лампы, либо может представлять собой паразитную емкость большой величины, как это имеет место в мощных триодах, применяемых в радиовещании. Третий пример подобной схемы изображен на фиг. 29. Здесь местная обратная связь по току задается между первыми двумя каскадами всей μ-цепи. Она может быть регенеративной, что обеспечивает более высокое значение коэффициента усиления μβ полной петли обратной связи по сравнению с другими возможными способами. Помимо схем, представленных на фиг. 27—29, может быть получено много других типов путем комбинации двух или трех местных обратных связей.

Фиг. 29

 Другие схемы с обратной связью

В предыдущем разделе был приведен краткий обзор устройств, которые рассматриваются в данной статье.

Все эти устройства были составлены из электронных ламп и пассивных элементов, причем электронная лампа рассматривалась как линейный прибор. Однако цепи обратной связи могут включать в себя нелинейные и, вообще говоря, даже неэлектрические элементы. Многие из них столь подобны линейным цепям, что при условии соответствующих оговорок могут рассматриваться с помощью тех же методов.

Фиг. 30

Разнообразие применений обратной связи мы проиллюстрируем двумя примерами. В первом из них цепь обратной связи включает в себя устройство для преобразования частоты. На фиг. 30 изображен радиопередатчик, в котором часть выходного напряжения детектируется и подается обратно на вход в виде напряжения звуковой частоты. Если модулятор и детектор близки к идеальным, а несущая частота значительно выше полосы звуковых частот, то цепь обратной связи может считаться состоящей из линейных элементов. При этом необходимо лишь рассмотреть передачу напряжения “эквивалентной” звуковой частоты по замкнутому кольцу. Более сложная картина будет в тех случаях, когда несущая частота недостаточно высока или когда на выходе модулятора получается целый ряд дополнительных составляющих, которые могут быть переданы по петле обратной связи. Подобные случаи здесь рассматриваться не будут.

В качестве второго примера общего характера можно указать на регулятор скорости, напряжения или частоты. В таких устройствах цепи регулировки действуют аналогично электронной усилительной лампе, т. е. позволяют получить значительные изменения регулирующей величины на выходе при малой затрате энергии на входе системы. Использование части выходной энергии для управления цепью регулировки является здесь, естественно, обратной связью. Конечно, в этом примере нет возможности применить термин “связь” в том смысле, как это понимается в электрических схемах, поскольку здесь нельзя говорить об определенной полосе частот, в которой действует обратная связь. Однако приближенное значение “эквивалентной” полосы обычно можно найти из рассмотрения той скорости, с которой срабатывает цепь регулировки. Важной проблемой в подобных устройствах является уничтожение “качаний”, которые могут считаться эквивалентом нестабильности в усилителях с обратной связью.

Часть [1]  [2]  [3]

Статьи

Ламповый звук Тайны лампового звука Волшебство лампового звука [1] [2] Когда лампа лучше, чем транзистор [1] [2] Почему вакуумный триод звучит музыкально Схемотехника ламповых усилителей Лампы или транзисторы? Лампы! Однотактный ламповый усилитель для начинающих Двухтактные ламповые усилители Оконечный пушпульный усилитель - схема Уильямсона-Хафлера-Кероеса Рекомендации по повторению реплики схемы Уильямсона-Хафлера-Кероеса Однотактный усилитель с непосредственной связью. Схема Loftin-White [1] [2] Трехламповый усилитель Губина Однотактник на 300В Усилители низкой частоты Расчет каскада с нагрузкой в аноде Однотактный усилитель на лампе 807 [1] [2] Циклотрон. Мощный усилитель с выходными лампами ГУ-50 SE на RB300 Однотактный усилитель мощности на 300В. Модель WE91 для 90-х годов [1] [2] Как улучшить звучание HI-FI системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] Лампы и звук: назад, в будущее [1] [2] [3] [4] [5] Однотактный ламповый ... [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Апгрейд усилителя XD845MKIII [1] [2] "Усилитель" для наушников на SRPP [1] [2] [3] [4] [5] [6] Ламповый High-End [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [...] Обзор журнала Glass Audio за 1998 год [1] [2] Обзор журнала Glass Audio за 1999 год Корректор для винила Компенсированные регуляторы громкости Усилитель НЧ Даешь ONGAKU! Tubesaurus Rex Усилитель НЧ с комбинированной обратной связью Прибор для измерения напряжения накала высоковольтных кенотронов George Ohm живет в Харькове Ревизия однотактного усилителя с межкаскадным трансформатором Усилитель мощности НЧ с высоким КПД Двухканальный усилитель НЧ Усилитель НЧ с клавишным переключателем Радиотрансляционные установки ТУ-50 и ТУ-100 Портативный проигрыватель Усилитель НЧ Усилитель без выходного трансформатора Усилители без выходного трансформатора Лампово-полупроводниковый УМЗЧ Акустика Бытовые акустические системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Там, где живут басы [1] [2] [3] [4] [5] [6] The Onken Enclosure Категории слухового восприятия [1] [2] Три взгляда на акустику помещений [1] [2] Акустика в которой мы живем [1] [2] Акустика офисов Мифы звукоизоляции Акустика отделочных материалов Акустический агрегат с объемным звучанием Акустические свойства домашней мебели Акустические линзы для громкоговорителей Акустические измерения в практике радиолюбителя Акустический фазоинвертор Акустика студий [1] [2] Полезные советы разработчиков Hi-End Триод против пентода. Что выбрать? [1] [2] SINGLE-ENDED VS PUSH-PULL [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Одноламповые усилители низкой частоты Как пользоваться характеристиками электронных ламп Многоламповые усилители НЧ на импортных лампах Контактно-резисторный коммутатор входов Как проверять аппаратуру в салоне Что лучше: 4 или 8 Ом акустика? Выходной трансформатор для однотактника. Быть или не быть линейным Простая и быстрая проверка трансформаторов Десять способов усовершенствовать вашу аудиокомнату Испытатель ламп Понижение уровня фона в усилителях Evolution Пять правил рационального питания Трансформаторы в однотактных усилителях Выходные трансформаторы Измерение характеристик выходного трансформатора [1] [2] Однотактный «Magnum» Какая лампа нам нужна Какая лампа нам нужна и будет ли она? Улучшенная конфигурация листов трансформаторной стали Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? [1] [2] Звук: интересные наблюдения Вся правда об акустике ProAc Немного теории лампового звука О заметности искажений История лампы 300B Краткая история возникновения Hi-Fi Возможен ли "виниловый ренессанс?" [1] [2] [3] Hi-End: Мифы и реальность [1] [2] Как не заблудиться в кабельных джунглях? Побалуйте свои уши! [1] [2] Ограничение сигнала усилителем – можно ли работать в клиппинге? "Хай-Энд" умер, да здравствует "Хай-Энд"! [1] [2] Блестящие звукозаписи [1] [2] [3] Семь слов об ошибках аудиоэкспертизы Частотные, нелинейные и фазовые искажения Внешние факторы, влияющие на восприятие звука Многоканальный окружающий звук [1] [2] [3] [4] Магнитная запись: мифы и реальность Теория схемотехники и звукотехники Для начинающих. Как работает усилитель [1] [2] Принципы схемотехники электронных ламп [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Хрестоматия радиолюбителя, 1963г. [1] [2] [3] [4] [5] Конструктивный расчет входных и выходных трансформаторов [1] [2] Как работают звуковые трансформаторы Элементарная теория схем с обратной связью [1] [2] [3] Теория звукотехники Двухтактно-параллельный усилитель НЧ Особенности стандартов, описывающих мощность в звукотехнике Отрицательная обратная связь в усилителях Классы усилителей мощности Элементарная теория триода [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] Как работает лучевой тетрод О мощности, ваттах, децибелах... [1] [2] Теория звука [1] [2] [3] [4] Звук и цифровые технологии [1] [2] [3] [4] [5] [6] Проектирование абсолютно устойчивых усилителей [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Звуковые форматы Описание стандарта MP3 Правильная мощность Начинающим. Радиолампа Высококачественный усилитель низкой частоты Объемный звук [1] [2] [3] Парадоксы электрона Вибратор к гитаре Ламповый авометр Старая и популярная 12АХ7/ЕСС83 Принцип устройства и работы электро-вакуумных приборов Двухэлектродные лампы Трехэлектродные лампы Рабочий режим триода Многоэлектродные и специальные лампы Электронно-лучевые трубки Газоразрядные и индикаторные приборы Фотоэлектронные приборы Собственные шумы электронных ламп Особенности работы электронных ламп на СВЧ Специальные электронные приборы для СВЧ Надежность и испытание электровакуумных приборов Основы схемотехники ламповых усилителей Искажения в усилителях, их измерение, меры по снижению искажений Основные сведения о радиокомпонентах Источники питания Каскады усиления мощности Каскады предварительного усиления Широкополосные усилители Усилительный каскад с катодной нагрузкой [1] [2] Life in Vacuum. EL34 Life in Vacuum. 6H8C, 6H9C Life in Vacuum. SV572 SV6550 6C5C 6C3П/6C4П Двойной триод 6Н3П Пентод 6Ж5П 6П42С / 6П45С Лучевой тетрод 6П1П Пентод 6П14П в оконечном каскаде Двойной триод 6Н14П Кенотрон 1Ц11П Демпферный диод 6Ц10П Что и как мы слышим

Найти на сайте

Информация

Качественные, производительные ленточные пилорамы по приемлемым ценам

Компания МастерСет® производит продажу, ремонт, установку, кондиционеров Fujitsu General и др. марок

Раздвижные двери

sdmsp.ru

Это интересно

Определение. Усилителем с одноканальной обратной связью называется усилитель, для которого возвратная разность любой из ламп равна единице в том случае, когда усиление любой другой лампы, используемой в схеме, равно нулю.
    Очевидно, что это определение равносильно утверждению о том, что величины крутизны различных ламп могут входить в определитель системы только в виде произведения Gm1 Gm2... Gm n.
    При этом предполагается, что лампы имеют непосредственное каскадное включение и что возвратная разность для всех ламп в рабочих условиях имеет одну и ту же величину. Следует отметить, что приведенное определение не включает в себя усилителей, в которых имеются местные обратные связи в одной или нескольких лампах, за счет сопротивлений в цепи катода, паразитной емкости анод-сетка и т. п. С точки зрения инженерной практики, ограничение подобного рода иногда бывает чересчур строгим, так как многие из указанных выше схем можно рассматривать как схемы с одноканальной обратной связью, принимая лишь во внимание изменение усиления в предыдущих каскадах, которое создается за счет этой местной обратной связи.
    Однако, как показывает анализ, проведенный с более общей точки зрения, устойчивость подобных схем сильно зависит от степени изменения усиления лампы со сроком службы или же от того, насколько увеличивается усиление при разогреве ламп в результате включения.
    Поэтому, вообще говоря, предположение о том, что подобные системы без всяких ограничений можно рассматривать как усилители с одноканальной обратной связью, было бы необоснованным.
    С другой стороны, согласно приведенному выше определению, к усилителям с одноканальной обратной связью должны быть отнесены все системы, имеющие произвольное число различных цепей, по которым осуществляется обратная подача напряжения с анода оконечной лампы на сетку первой лампы. Пример расчета подобной системы приведен далее.
    Эта система имеет одну μ-цепь и две β-цепи, как это показано на фиг. 339. Различие между двумя указанными β -цепями существенно, так как только одна из этих цепей действует в рабочем диапазоне частот и, таким образом, определяет внешние параметры усилителя. Вторая β-цепь добавлена для улучшения фазового угла возвратного напряжения на высоких частотах. Однако для тех целей, которые ставятся при настоящем рассмотрении и которые главным образом имеют в виду вопросы устойчивости схемы, можно объединить любое число подобных путей обратной связи и считать, что мы имеем дело с одним четырехполюсником обратной связи.
    Чтобы удовлетворить требования к абсолютной устойчивости системы, воспользуемся анализом, изложенным ранее. Напомним, что диаграмма Т для типового усилителя соответствует одному из трех случаев, приведенных на фиг. 340. Если имеет место кривая типа II, которая охватывает точку (—1, 0), то система неустойчива. Усилитель будет устойчив при кривой типа I или III, из которых ни одна не охватывает точки (—1, 0).
    Однако устойчивость, определяемая кривой III, будет иметь место только до тех пор, пока кривая не сдвинется до критической точки. Таким образом, система может самовозбудиться, если за счет ухудшения параметров со сроком службы, усиление, даваемое лампами, начнет падать. Точно так же система может самовозбудиться и при возрастании усиления цепи от нуля при разогреве ламп после включения усилителя. Вследствие этого мы главе будем считать, что усилитель, относящийся к абсолютно устойчивому типу, соответствует кривой типа I и остается устойчивым при любых изменениях усиления цепи. Очевидно, что условие абсолютной устойчивости усилителя заключается в том, что фазовый сдвиг по петле обратной связи не должен превышать 180° до тех пор, пока усиление вдоль петли не упадет до нуля или же еще ниже. Однако теоретические характеристики, которые будут соответствовать этому условию, окажутся неудовлетвори-тельными, так как указанный граничный фазовый сдвиг может в действительности быть превышен за счет небольших отклонений, обусловленных либо конструктивным выполнением усилителя, либо подбором его параметров.
    Таким образом, предельный фазовый сдвиг должен быть на некоторую определенную величину меньше 180°. Это иллюстрируется фиг. 341, на которой величина запаса по фазовому сдвигу обозначена через уπ радиан. Во многих схемах на частотах, выходящих далеко за пределы полосы, физически невозможно удержать фазовый сдвиг в указанных пределах.
    Поэтому в качестве дополнительного условия мы будем предполагать, что большие величины фазового сдвига допустимы только в том случае, когда усиление цепи на х дБ ниже нуля. Это обстоятельство иллюстрируется кривой фиг. 341, где величина в х дБ показана пунктирной дугой.
    Далее...