Главная >  Усилитель магнитоэлектрического осциллографа 

1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

прибора дополййтельный переключатель, использовать микроамперметр с добавочным сопротивлением в качестве вольтметра постоянного тока.

УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСЦИЛЛОГРАФА

В производственной и лабораторной практике часто встречаются с необходимостью не только измерять и визуально наблюдать какой-либо процесс, но и записать его во времени. Одним из наиболее распространенных приборов, с помощью которого можно осуществить запись достаточно быстротечных процессов (регистрируемая величина может изменяться с частотой в несколько килогерц), является магнитоэлектрический (вибраторный) осциллограф МПО-2 с вибраторами различных типов (табл. 1). Однако этот прибор обладает существенным недостатком, ограничивающим его область применения в маломощных схемах. Дело в том, что наиболее распространенные и удобные в эксплуатации V и VIII типы вибраторов осциллографа МПО-2 при внутреннем сопротивлении 5-15 ом потребляют ток 2-10 ма, поэтому необходимо устройство, позволяющее согласовать работу низкоомного вибратора с выходной частью исследуемой схемы (подключение магнитоэлектрического осциллографа не должно влиять на коэффициент передачи и режимы питания исследуемой схемы).

Таблица 1 Основные технические данные вибраторов

Тип вибратора

Частота собст-

Чувствитель-

Максимально

венных коле-

ность на

Сопротив-

допустимая

баний в возду-

пленке,

ление, ом

амплитуда

хе, гц

MMjMa

тока, ма

5 000

10 000

0,04

3 000

2 000

2 000

0,015

VIII

1 200

Наиболее простым решением может быть согласующий трансформатор, аналогичный по своему назначению выходному трансформатору радиоприемника, но для сигнала с частотой ниже 10 гц он приобретает совершенно неконструктивные размеры и становится практически неприемлемым. В качестве же одного из возможных вариантов можно предложить специальный согласующий усилитель.

На рис. 5 представлена схема согласующего усилителя для записи с использованием V или VIII типов вибратора магнитоэлектрического осциллографа МПО-2. Этот усилитель обладает следующими основными техническими характеристиками: рабочий диапазон час-



toT 6,5-5666 гц\ крутизна усилителя при сопротивлении нйгрузки б ом составляет 0,2 ма1мв\ неравномерность частотной характеристики в указанном диапазоне частот ±1 дб (±11%); входное сопротивление усилителя не менее 15 ком; наибольшее напряжение на входе, при котором нелинейные искажения тока в вибраторе отсутствуют, составляет 40-50 мв\ напряжение источника питания составляет 20-30 в; .потребляемый ток не превышает 35-40 ма. Под крутизной


Рис. 5. Принципиальная схема усилителя для магнитоэлектрического

осциллографа.

усилителя следует понимать ток в его нагрузке, возникающий при подаче на вход единицы напряжения (в данном случае при подаче на вход напряжения 5 мв в нагрузке б ом возникает ток в 1 ма).

Усилитель для магнитоэлектрического осциллографа содержит три каскада на транзисторах. Первый каскад, на транзисторе Гь выполненный по схеме с общим коллектором, предназначаете для повышения входного сопротивления прибора. Второй каскад на транзисторе Т2 собран по схеме с общим эмиттером и имеет коэффициент усиления 8-12. Наличие отрицательной обратной связи как по напряжению (сопротивления Re и R), так и по току (сопротивление R7) обеспечивает хорошую термостабильность и стабильность во времени. В коллекторной цепи второго каскада включен потенциометр Re, с помощью которого можно плавно регулировать коэффициент усиления каскада от О до 10.

Выходной каскад усилителя выполнен на транзисторах Гз и Г4 по схеме параллельно-балансного каскада со связанными эмиттерами. Вибратор В осциллографа включается между коллекторами этих транзисгоров (точки 1 и 2). Если напряжения на коллекторе каждого транзистора относительно общей шины одинаковы, то точки / и 2 эквипотенциальны, тогда подключение к ним нагрузки любой величины не внесет изменения в режим транзисторов по постоянному току и при отсутствии сигнала на входе ток через нагрузку протекать не будет. Если на вход балансного каскада поступает сигнал такой полярности, что вызывает в базовой цепи транзистора Г3 приращение тока в направлении, указанном на схеме стрелкой, то кол-



лекторный ток этого транзистора увеличится, напряжение в точке 1 относительно общей шины также увеличится. Часть приращения базового тока попадет в базовую цепь транзистора и вызовет уменьшение его коллекторного тока, напряжение точки 2 относительно общей шины уменьшится, через нагрузку потечет ток в направления от точки 2 к точке /. Очевидно, что при подаче на вход каскада сигнала другой полярности коллекторный ток транзистора Гз уменьшится, а транзистора увеличится и через нагрузку потечет ток в направлении от точки / к точке 2. Коэффициент передачи каскада будет тем больше, чем меньше сопротивление базовой цепи транзистора Г4 по переменному току при одном и том же сопротивлении R\\.

Использование балансного каскада исключает постоянную составляющую тока через вибратор В и существенно уменьшает дрейф нуля как при изменении окружающей температуры, так и при изменении напряжения источника питания. Например, при увеличении или уменьшении окружающей температуры коллекторный ток увеличивается или уменьшается одновременно в обоих транзисторах и разность потенциалов в точках / и 2 изменяется мало.

В балансных каскадах со связанными эмиттерами переменные эмиттерные токи.транзисторов протекают через общее сопротивление Rn в противофазе и падение переменного напряжения на нем не происходит. Это дает возможность получить большой коэффициент передачи без шунтирования эмиттерного сопротивления конденсатором, емкость которого на низких частотах может достигать многих тысяч микрофарад. Для уменьшения сопротивления базовой цепи по переменному току сопротивления R\b и R\q шунтированы конденсатором С4. Наличие сопротивления R\q исключает сильный разбаланс схемы при крайних положениях движка потенциометра Rib.

Монтаж усилителя исключительно просг. Все его детали, за исключением конденсаторов, размещаются на одной стороне гетинаксовой платы толщиной 2-2,5 мм. На другой ее стороне можно расположить конденсаторы. На переднюю панель усилителя, изготовленную из дюралюминия толщиной 1,5 мм, выводятся ручки переменных сопротивлений R и i?i5, входные и выходные зажимы. Кожух усилителя можно изготовить из дюралюминия толщиной 1 мм. Батарею питания (6-7 соединенных последовательно батарей от карманного фонаря) удобно располагать в отдельном отсеке.

Налаживание усилителя заключается в следующем. После внешнего осмотра и проверки смонтированной схемы к усилителю подключают источник питания напряжением 20-30 в. В минусовую цепь питания следует включить миллиамперметр постоянного тока. Потребляемый усилителем ток должен быть около 35 ма.

На схеме (рис. 5) приведены напряжения на электродах транзисторов по постоянному току, снятые прибором ТТ-1 относительно общей плюсовой шины источника питания при его напряжении 23 в. Нормальным можно считать режим, отличающийся от указанного не более, чем на ±20%. Напряжения на коллекторе н эмиттере транзистора Г4 зависят от положения движка потенциометра /?i5. Указанные на схеме напряжения соответствуют сбалансированному положению выходного каскада, т. е. когда точки 1 и 2 эквипотенциальны. Изменяя положение движка потенциометра Ris, следует подобрать такой режим, при котором напряжение между точ-



1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21