Это интересно

Анализ, который был проведен в связи со схемой фиг. 345, показывает, почему асимптотическая характеристика ограничивает величину обратной связи, которая может быть достигнута, однако он не дает точного ответа на вопрос, какая величина обратной связи может быть получена при данной асимптоте. Как уже указывалось, результирующая фазовая характеристика достигает предельного значения 180° лишь в точке пересечения, в то время как на всех более низких частотах имеет место различная величина запаса по фазовому сдвигу. Соотношение между величиной запаса по фазовому сдвигу и степенью обратной связи, которое было приведено раньше, показывает, что несколько более выгодные результаты для крайнего случая могут быть получены, если предельное значение 180° будет достигнуто за пределами области среза. Можно получить требуемую фазовую характеристику, если учесть, что исходная характеристика идеального среза связана с асимптотой несколько более сложным образом, чем в рассмотренном выше случае.
    На фиг. 351 приведена общая характеристика среза. Она состоит из исходной теоретической характеристики, построенной при условии, что у = 0 для области, лежащей между краем полосы и точкой fb, соответствующей пересечению характеристики с линией нулевого усиления, из отрезка fbfa, на котором точка fa определяет пересечение линии нулевого усиления с асимптотой, и, наконец, из самой асимптоты. Можно считать, что эта характеристика составлена из характеристики идеального среза, продолженной до бесконечности, и из двух наклонных полупрямых. Одна из этих полупрямых начинается в точке fb и имеет положительную крутизну в 12 дБ на октаву, так как характеристика идеального среза относилась к предельному значению у. Другая начинается в точке fa и имеет отрицательную крутизну, равную крутизне самой асимптоты. Как видно из уравнения (15.12), фазовая характеристика, соответствующая наклонной полупрямой, в области низких частот линейна. Величина фазового сдвига, определяемая двумя дополнительными полупрямыми, будет изменяться таким же образом, а так как они имеют крутизну противоположного знака, то результат можно получить, производя вычитание, при условии, конечно, что постоянные, определяющие величину масштаба по осям, выбраны соответствующим образом.
    Очевидно, что правильное соотношение можно получить в том случае, когда отношение частот для тех точек, из которых начинаются полупрямые, равно отношению крутизн этих полупрямых. Если мы обозначим через п крутизну асимптоты, взятую в единицах, соответствующих 6 дБ на октаву, то величина fb может быть выражена через fa с помощью соотношения
    Например, на фиг 351, где крутизна асимптоты равна 18 дБ на октаву, отношение частот равно 18:12 или 3:2. При этом на нижних частотах результирующая фазовая характеристика будет совпадать с первоначальной идеальной кривой. На верхних частотах, где линейная аппроксимация фазовой характеристики полубесконечной наклонной прямой недостаточно точна, указанные составляющие будут иметь известное значение. Однако, как видно из фиг. 352, угол фазового сдвига получается меньше 180° в точке, соответствующей пересечению характеристики усиления с нулевой линией. Таким образом, устойчивость схемы обеспечена.
    После того как величина fb найдена, нетрудно определить, насколько значительной может быть обратная связь в пределах полосы. Для этого достаточно во всей области, от края полосы до частоты fb, сбросить по 12 дБ на октаву и добавить к полученному результату еще 12 дБ с тем, чтобы принять во внимание увеличение крутизны характеристики среза у края полосы. Основываясь на соотношении получим:
    Далее...

Соотношения между корректированными и некоррелированными характеристиками петли обратной связи для типовых случаев

Если мы хотим построить характеристики среза того вида, который соответствует фиг. 351, то для различных типов усилителей нам придется пользоваться несколько различными методами. Возможности, которые имеются в этом отношении, будут рассмотрены в этой главе несколько ниже. В следующей главе будут приведены примеры, подробно иллюстрирующие методы проектирования. Однако возможно сделать одно замечание общего характера, которое может быть отнесено к громадному большинству случаев проектирования усилителей. Если в усилителе, выполненном наиболее простым путем, без учета формы характеристики среза, мы имеем горизонтальную характеристику обратной связи в пределах рабочей полосы, то эта форма характеристики будет иметь тенденцию сохраниться и в некоторой области за пределами полосы. Такое положение имеет место, во всяком случае, для некоторой части схем. Однако на высоких частотах характеристика имеет спад за счет влияния паразитных элементов схемы. По мере повышения частоты паразитные параметры сказываются все более заметным образом, причем в конце концов общая характеристика петли обратной связи принимает асимптотический вид. В этом случае характеристика любой схемы полностью определяется только одними паразитными элементами. Таким образом, полная характеристика петли обратной связи имеет вогнутость во внутрь, если не во всей области среза, то, во всяком случае, на высоких частотах. В то же время характеристика среза, изображенная на фиг. 351, имеет вогнутость наружу. Следовательно, основная задача при проектировании большей части усилителей заключается в том, чтобы в петлю обратной связи внести такие потери, чтобы степень среза возрастала на частотах, незначительно отклоняющихся от частот рабочей полосы, и в то же время уменьшалось бы на более высоких частотах. Это эквивалентно такому уменьшению влияния паразитных параметров, при котором они уже не сказываются на характеристике петли обратной связи до тех пор, пока эта характеристика не пересекается с асимптотой.

Фиг. 355

В качестве крайнего случая рассмотрим схему, изображенную на фиг. 355. Предполагается, что система представляет собой простой полосовой усилитель, в котором во входной и выходной цепях, а также в качестве межкаскадных элементов используются зашунтированные сопротивлениями резонансные контуры. Примем, что все контуры имеют одинаковую величину Q. Если воспользоваться соотношениями для фильтров нижних частот, то уравнение для характеристики петли можно записать как 140 (1+0,287iω)⁴. Коэффициенты в этом выражении выбраны таким образом, чтобы было удобно вести сравнение с результатами, приведенными на фиг. 351. Здесь получается такая же величина усиления на нижних частотах и та же асимптота, что и на указанной фигуре. Характеристика усиления петли для рассматриваемого устройства изображена в виде кривой I на фиг. 356, а теоретическая характеристика среза фиг. 351 дана кривой II. Таким образом, разность между этими кривыми, показанная в виде заштрихованной площади/соответствует величине потерь, которые должны быть внесены в петлю обратной связи с помощью выравнивающих контуров или же каких-либо аналогичных устройств с тем, чтобы стабилизировать схему.

Фиг. 356

Фиг. 357

Результаты, которые при этом получаются, можно усмотреть на основании сравнения фазовых характеристик, показанных в виде кривых I и II фиг. 357. Площади, ограниченные этими кривыми, равны между собой, однако внесение дополнительных потерь приводит к такому перераспределению общей площади, что максимальная величина фазового сдвига остается меньше 180° в более широком интервале частот. Из чертежа видно, что исходная фазовая характеристика пересекает линию 180° на частоте f=3,5f₀. Если схема стабилизирована введением регулировки усиления, с помощью которой в этой точке усиление канала уменьшено до нуля, то результирующая величина обратной связи в пределах рабочей полосы будет равна 12 дБ. Для теоретических характеристик среза соответствующая величина равна 43 дБ. Примерно половину от разности в 30 дБ для дополнительной обратной связи можно получить, если на фиг. 356 заменить кривую I прямой линией с соответствующим образом подобранной крутизной. Увеличение крутизны теоретической характеристики непосредственно за краем рабочей полосы соответствует приращению на 12 дБ, а для горизонтальной части результирующей кривой непосредственно перед пересечением с асимптотой — приращению на 5 или 6 дБ. Далее вопросы расчета, относящиеся к подобным случаям, рассмотрены более подробно.

Анализ, который был сейчас приведен, дает возможность сделать некоторые дополнительные, в высшей степени важные, заключения. Они относятся к эффективной ширине полосы усилителей с обратной связью. Предположим, что мы приняли соотношения, приведенные на фиг. 353, как типовые для случаев практического проектирования. Тогда можно заметить, что выраженный в октавах интервал частот, лежащий в пределах между краем рабочей полосы и частотой, для которой характеристика среза пересекает линию нулевого усиления, будет на одну октаву меньше, чем величина обратной связи, выраженная в условных единицах, причем за условную единицу выбрана обратная связь в 10 дБ.

Между точкой пересечения нулевого усиления и точкой пересечения характеристики с асимптотой имеется дополнительный интервал примерно в две октавы. Таким образом, эффективная расчетная полоса равна примерно одной октаве на каждые 10 дБ величины обратной связи плюс одна дополнительная октава. Если предполагается наличие изменений величины запаса по фазовому сдвигу и величины усиления или величины асимптотической крутизны, то это обстоятельство, хотя оно и может иметь известное значение, не вызовет, однако, изменений в смысле порядка получающихся результатов.

Если мы будем исходить из номинальных величин, то эта значит, что усилитель с обратной связью в 30 дБ будет иметь эффективную полосу, которая на 4 октавы, т. е. в 16 раз, шире рабочей полосы. Если мы увеличим обратную связь до 60 дБ, то эффективная полоса окажется более чем в ста раз шире рабочей полосы. При рабочей полосе, которая сама по себе достаточно широка, мы придем к огромным значениям эффективной полосы. Например, для телевизионного усилителя с полосой в 4 МГц эффективная полоса при обратной связи в 30 дБ будет равна 60 МГц или 400 МГц, если мы возьмем обратную связь в 60 дБ.

Значение полученных результатов с точки зрения инженерной практики очевидно. Они превращают проектировочный расчет усилителя с обратной связью в значительно более действенное средство, чем в том случае, когда принимается во внимание одна только ширина полосы. Выполнение и налаживание устройства, которое будет иметь заданные характеристики в столь широкой полосе частот, является, по всей вероятности, значительно более трудной задачей, чем выполнение соответствующего расчета.

Следует иметь в виду, что область характеристики среза расширяется примерно пропорционально величине фазового сдвига петли обратной связи. Эта область соответствует сравнительно ограниченным пределам, если только величина фазового сдвига не является чрезмерной.

Часть [1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6]  [7]  [8]  [9]  [10]

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

Восход-Партнер - Культиватор КРН и секции к нему

Распродажа спецодежды

Это интересно

Напомним, что когда мы рассматривали вопрос о теоретических характеристиках петли для усилителей с обратной связью, то начинали с построения идеальной характеристики, которая простиралась от края рабочей полосы до бесконечности и имела заданную постоянную характеристику фазового сдвига в пределах всей этой области. Однако для получения решения, пригодного для использования на практике, необходимо принять во внимание, что характеристика петли для реальных усилителей в области достаточно высоких частот в большей степени соответствует асимптотической линии, определяемой паразитными элементами, чем идеальной характеристике.
    Построение, приведенное на фиг. 351 и 353, заключалось в том, что идеальная характеристика и асимптота были соединены прямолинейным отрезком определенной длины. Такое решение вопроса является простейшим. Однако имеются другие пути к тому, чтобы соединить эти две характеристики, причем в некоторых случаях удается получить насколько большую величину допустимой обратной связи, чем для указанного выше ступенчатого построения. Поэтому утверждение о том, что величина Ат, входящая в соотношение (18.7), определяет максимально возможную величину обратной связи, не является достаточно точным. Но с точки зрения практики, дополнительные возможные решения не должны серьезно приниматься в расчет, так как они дают величину обратной связи лишь на несколько децибел большую, чем в обычных случаях. Кроме того, подбор требуемых данных затрудняется тем, что мы имеем дело с областью частот, в которой паразитные элементы схемы приобретают существенное значение. Однако возможность получения этих решений представляет принципиальный интерес л имеет известное практическое значение, как мера того, насколько точно может быть осуществлена ступенчатая характеристика с целью получения удовлетворительных результатов.
    Причины возможности получения лучших результатов, чем в случае ступенчатой кривой, ясны из рассмотрения соответствующей фазовой характеристики. Из теории, относящейся к фазовому интегралу, следует, что разность между усилением по петле для некоторой достаточно низкой частоты, лежащей в пределах полосы, и усилением по петле для некоторой достаточно высокой частоты, для которой мы можем считать, что асимптотические условия целиком выполняются, — определяется площадью, ограниченной фазовой характеристикой для области, лежащей между этими двумя точками. Поэтому можно получить небольшое улучшение по сравнению со ступенчатой характеристикой среза, если заменить фазовую характеристику фиг. 352 такой, которая по возможности точно совпадает с линией 180° до края полосы и затем резко возрастает до своего конечного значения.
    Эту задачу можно решить либо аналитически, либо путем подбора формы ступенчатой характеристики. Пример возможных вариантов подбора характеристик приведен на кривых усиления фиг. 353 и на соответствующих фазовых кривых фиг. 359. Эти кривые построены только для области, лежащей в пределах между характеристикой идеального среза и асимптотой. На обеих фигурах кривые I относятся к исходной ступенчатой характеристике, в то время как остальные кривые представляют собой видоизмененные характеристики.
    Далее...