ний блокировочные емкости должны выбираться исходя из неравенств:

щенным соотношением

ш,/ М А

н2~ 1

IPs Ri.

(10-34) (10-35)

{iq[-36)

или по модулю

1 + ;штв

(10-37)

(30-38)

где RiB - внутреннее сопротивление лампы по экранирующей сетке (ориентировочно

где высокочастотная постоянная времени

(10-39)

причем i?bbix есть общее сопротивление параллельно включенных сопротивлений Ра и Rn.

Рвь,х=. (10-40)

В случае пентодного усилителя

обычно Ri > /?аРн и

Рн-э -

Pa Pa

Ра + Рн

(10-40a)

Символом Свых обозначена суммарная емкость выходной цепи каскада, включающая выходную емкость лампы, емкость нагрузки (Сн на рис. 10-15, а, б) и шунтирующую эту цепь монтажную емкость.

При заданных значениях верхней граничной частоты сов и коэффициента частотных искажений Мъ на этой частоте, параметры выходной цепи каскада должны удовлетворять неравенству

Рнс. Ш-16. Обобщенные амплитудно-частотные (а) и фазо-частотные (б) характеристики каскада с резистивно-емкостной связью.

Рвых<-

(10-41)

Ria составляет 0,2 от внутреннего сопротивления лампы в триодном соединении), а коэффициент Л = 10- 100. В этих формулах коэффициенты Мнь Ма, Мшз обозначают частотные искажения от действия каждой из рассматриваемых цепей. Графики, облегчающие расчет коэффициента усиления в области низших частот при недостаточной емкости конденсаторов Ск и Св, имеются в [Л. 14].

Использование ячейки Рф.аСф.а для коррекции частотной характеристики усилителя в области нижних частот рассмотрено ниже (стр. 515).

Область высших частот характеризуется существенным влиянием междуэлектродных и монтажных емкостей, причем эквивалентная схема каскада принимает вид, показанный на рис. 10-15, е. Появление внутренней обратной связи через проходную емкость Спр приводит к зависимости входного и выходного сопротивлений от сопротивлений нагрузки и источника сигнала соответственно. Считая, что coCnpCS, комплексный коэффициент усиления по напряжению в области высших частот выражают упро-

что ограничивает максимально возможные сопротивления /?вых у усилителей с высокими значениями Шв. Уменьшить величину /?вых предпочитают снижением сопротивления Ra, на котором падает часть напряжения источника питания анодной цепи. Если-при этом оказывается CPj, н, то практически Явых=Ра и приведенное выше неравенство используют непосредственно для расчета необходимого значе-

/ ния Ra-

Ra<

VmI-1

(10-41a)

в Свых

При отсчете на уровне 0,7 (или - 3 дб) Мв= У, и верхняя граничная частота уси-Jштeля составляет

в 0,7 = в

а формулы (10-41) и (10-41а)

к виду

Рвых (или Ra) <

ШвСв

(10-42)

приводятся

(10-416)

Наиболее существенно проходная емкость влияет на величину входной проводимости каскада.

Входная емкость каскада с учетом внутренней обратной связи зависит от коэффициента усиления и в области высших частот составляет:

(10-43)

1+(oTb)=J

В общем случае она не превышает величины Свх.к.мако = Свх--Спр(1--/Со). (10-43а)

где Свг является суммой входной емкости лампы и шунтирующей ее монтажной емкости.

Активная составляющая входной проводимости каскада превыщает проводимость, обусловленную сопротивлением утечки сетки Rc, и с повышением частоты увеличивается: .

1 -f (шТв)2

(10-44)

Второй (частотно-зависимый) член этого выражения на частоте Шв о,7, при которой коэффициент усиления снижается на 3 дб, достигает значения

вх.к.кр

= 0,5/СоШзо.7С . (10-45)

Обобщенные амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики коэффициента усиления по напряжению каскада с резистивно-емкостной связью, соответствующие эквивалентным схемам на рис 10-5,а, б, представлены на рис. 10-16.

Общее выражение комплексного коэффициента усиления по напряжению, учитывающее как низкочастотные, так и высокочастотные искажения, имеет вид:

а его модуль:

(10-46)

(10-47)

Обе формулы справедливы при условии, что Тн по крайней мере в 5-10 раз больше Тв (на практике, как правило, Тн>100тв)-

Пример 1. Рассчитать ламповый каскад с резистивно-емкостной связью по заданным частотным характеристикам: /н=60 гц; /в = 15000 гц; Мн=А!в = 1,1; Сн=20 пф; /?н=0,5 Мом; /Со=50.

Решение. Выбираем лампу 6Н2П с л=97,5, Ri=i9 ком.

На основании (10-27) для достижения /Со=50 необходимо взять

97,5

: 50 ком.

Поскольку

/?н. =

Ra Rh Ra + Rn

определяем

Rb Rs.a

500-50

RH - Rn.> 500 - 50 Ha основании (10-32)

= 56 ком.

2зг-60-0.5-10в]/1,12-I

= 0,012-10-V = 12 000ne5.

Считая Свых=30 (выходная емкость одного триода 6Н2П около 3 пф, Сн=20 пф и емкость монтажа 7 пф), проверяем выполнение условия (10-41):

2я/вСвь,х 2Я.15 000-30-Ю = 1,64-lOe ом; RlRn.b 49-50

,-12

/?вых-

10 .

RiR.b 49 + 50 = 24,7-10 ом; 24,7-103 < 1,б4.10в;

таким образом, частотные искаяения в об-. ласти высших частот будут существенно меньше допустимых.

Для получения полных частотных характеристик можно воспользоваться обобщенными характеристиками, приведенными на рис. 10-16. Рассчитаем низкочастотную (тн). и высокочастотную (Тв) постоянные времени. На основании (10-31)

= 6,3-10-2 g а на основании (10-39) Тв = 30-10-2.24,7-10 = 0,74- IQ- сек.

Этим значениям Тн и Тв соответствуют нижняя и верхняя граничные частоты при отсчете на уровне 0,7:

h0.7 = --Г- = п \ ,г.-ъ = 25,6 гч;

2л:Тн 2л:-6,3-10~2 1 1

в 0,7

2яТв 2я.0,74-10-6

= 215-103 гц.

Умножив безразмерные частоты шТн и шт на осях абсцисс рис. 10-16 на значения /но,7 и во,7 соответственно, получим частотные характеристики рассчитанного каскада.

Рис. 10-17. Семейство анодных характеристик с линиями нагрузки (справа) и динамическая анодно-сеточная характеристика (слева) триода в каскаде с резистивно-емкостной связью.

1 - входной сигнал; 2 - изменения анодного тока лампы; S - выходной сигнал.

Нелинейные свойства усилителя с резистивно-емкостной связью. Поведенные выше соотношения, вытекающие из линейных эквивалентных схем (рис. 10-15), строго говоря, справедливы при малых амплитудах напряжения сигнала. Практически они являются точными до тех пор, пока нелинейными искажениями можно пренебречь. Нелинейные же свойства выясняются при помощи семейства анодных характеристик лампы с нанесенными линиями нагрузки (рис. 10-17).

Линия нагрузки для постоянного тока PQ - представляет собой прямую, отсекающую на осях fa и /а отрезки, соответственно равные напряжению Еа источника питания анодной цепи и току /а.к.в при коротком замыкании участка анод - катод. Пренебрегая падением напряжения на сопротивлении Rk автоматического смещения, ток /а.к.з находят как

/а.к.я -

Ра +Рф.а

развязывающей

(10-48)

ячейки

(в отсутствие

Рф.а=0).

Таким образом, угол Со наклона линии нагрузки зависит от сопротивления, введенного в анодную цепь лампы, и с учетом масштабных коэффициентов осей Ua и /д

tgao =

Ра + Рф.ат[/

(10-49)

Точка пересечения линии нагрузки для постоянного тока с характеристикой, соответствующей выбранному напряжению сеточного смещения Uc = Ucd, является на-чальной рабочей точкой лампы и определяет анодное напряжение fao и анодный ток /ао лампы в отсутствие сигнала, причем

г/ао=£а-/ао(Ра + Рф.а)- (Ю-бО)

Линия нагрузки для переменного тока MN определяется эквивалентным нагрузочным сопротивлением для переменного тока:

D - PgPg -Pa-fPH

причем в усилителе с реостатно-емкостной связью /?н.8<Ра-1:Рф.а и соответственно угола~>ао:

Рн.э

(10-51)

При малых амплитудах усиливаемого сигнала линия нагрузки для переменного тока MN проходит через начальную рабочую точку А и характеризует собой геометрическое место мгновенных рабочих точек лампы, позволяя, таким образом, построить динамическую анодно-сеточную характеристику лампы в данном каскаде (на рис. 10-17 слева). Далее, используя полученную характеристику, можно построить графики изменения анодного тока и анодного напряжения лампы при заданной форме напряжения входного сигнала. В связи с кри-волинеиностью динамической анодно-сеточной характеристики при достаточно большой амплитуде сигнала форма выходного сигнала начинает заметно отличаться от формы входного сигнала (рис. 10-17), причем несколько изменяется и постоянная составляющая анодного тока лампы:

/а.ср 7 /ао. (10-52)

ЧТО по существу означает перемещение линии нагрузки для переменного тока в новое положение MN, при котором она пересекает линию нагрузки PQ для постоянного тока в точке А\ соответствующей току