|
В настоящее время усиление переменных напряжений НЧ осуществляется в основном с помощью RC-усилителей. По такой схеме
строятся, например, каскады предварительного усиления НЧ.
Коэффициент усиления каскада RC-усилителя равен произведению сопротивления анодной нагрузки лампы на крутизну ее характеристики.
Однако он не остается одинаковым на различных частотах. Чем выше частота, тем больше шунтирующее действие оказывают включенные
параллельно анодной нагрузке лампы паразитные емкости — выходная емкость самой лампы, входная емкость следующей лампы, монтажные
емкости и т. п. Для снижения их влияния приходится уменьшать анодную нагрузку, что позволяет расширить полосу пропускания
высоких частот за счет падения коэффициента усиления.
Разработан ряд схем коррекции, позволяющих ослабить воздействие паразитных емкостей и расширить полосу пропускания каскада
в несколько раз при том же коэффициенте усиления.
Рис. 1
Простые схемы носят название двухполюсных, так как корректирующий элемент может быть представлен в виде двухполюсника
(устройства с двумя выводными зажимами). Обычно в качестве корректирующего двухполюсника используют индуктивность. Основные схемы ее
включения приведены в упрощенном виде на рис. 1. Схема, показанная на рис. 1,а, применяется, например, в апериодических
усилителях ВЧ; схема рис. 1,б используется во многих телевизорах для коррекции пропускания высших частот телевизионного
сигнала.
Применение простых схем коррекции позволяет расширить полосу пропускания частот RC-каскадом примерно в 2 раза по сравнению
с однотипным некорректированным усилителем. Дальнейшее расширение полосы до 3—4 раз можно получить, используя более сложные,
четырехполюсные схемы коррекции, одна из которых показана на рис. 1,в. Недостатком таких схем является сложность их
регулировки, сильно возрастающая при увеличении числа каскадов в усилителе.
В усилителях с полосой пропускания порядка единиц или десятков МГц применяют малые анодные нагрузки — несколько тысяч
или даже сотен Ом. Коэффициент усиления каскада со столь малым нагрузочным сопротивлением оказывается очень небольшим. В
этом случае соединяют последовательно несколько RC-каскадов. Однако беспредельное расширение полосы пропускания получить
таким образом не удается, так как при очень малых анодных нагрузках коэффициент усиления одного каскада может стать меньше
единицы; при этом устройство будет не усиливать, а ослаблять сигналы, независимо от числа каскадов в нем.
Приведенная ниже приближенная формула позволяет определить наиболее широкую полосу пропускания частот f, которую
можно получить в многокаскадном RC-усилителе (с заданным коэффициентом усиления К).
где α в ма/в.ф.
Здесь через β обозначен коэффициент коррекции, характеризующий примененную в усилителях схему коррекции, а через
α — «коэффициент качества» лампы, который равен отношению крутизны ее характеристики к сумме емкостей, включенных
параллельно анодной нагрузке (емкости ламп, монтажных проводов, гнезд ламповых панелек и т. п. по отношению к земле).
Из формулы видно, что при заданном К можно получить широкую полосу пропускания, выбирая эффективные
схемы коррекции или применяя лампы с большим коэффициентом качества. Современные высокочастотные пентоды, имеющие малые
собственные емкости и высокую крутизну характеристики, позволяют строить RC-усилители с полосой пропускания от звуковых частот
до 100—150 Мгц и достаточно большим усилением.
На рис. 2 показаны частотные характеристики (в области высших частот) двух макетов широкополосных
Рис. 2
RC-усилителей (кривые 1 и 2). Оба усилителя обладают полосой пропускания от звуковых частот до частот
порядка 100 МГц, при усилении 35—38 дБ (60—80 раз). Выходное напряжение усилителей невелико и не превосходит
1 В; оно может быть в случае необходимости увеличено путем добавления выходного каскада, построенного по схеме
распределенного усиления.
Рис. 3
Усилитель 1 состоит из шести каскадов; в нем применена двухполюсная коррекция (рис. 3,а). Второй усилитель (семикаскадный)
построен по такой же схеме, но с добавочными сопротивлениями в цепях управляющих сеток ламп (рис. 3,6), введенными для улучшения
переходной характеристики усилителя. Анодные нагрузки ламп очень малы, они составляют 100 Ом.
Усилители с очень широкой полосой пропускания склонны к самовозбуждению, поэтому при их постройке приходится применять ряд специальных
мер, например соединять последовательно цепи накала ламп и включать в них дроссели, тщательно и продуманно выполнять монтаж и т. п.
Корректирующие катушки выполнены из голого медного провода диаметром 0,8 мм. Они состоят из 6 витков диаметром
10 мм, растянутых на длину 10 мм. Дроссели в цепи накала (25 витков провода ПЭБО 0,6) намотаны на сопротивлениях
ВС-1 вт.
В обоих описываемых усилителях использовались лампы типа 6Ж9П, имеющие крутизну характеристики порядка 15—18 mA/В и не слишком
большие паразитные, емкости. Аналогичные усилители (с несколько меньшим усилением) можно построить также на лампах типа 6Ж1П.
Такие усилители могут быть использованы в качестве предварительных ненастраиваемых усилителей.
Ю. Прозоровский
|
