дующей ступени получается за счет электромагнитной индукции между первичной и вторичной обмотками трансформатора. В усилителях звуковой частоты (рис. 152) для этой цели применяется трансформатор с железным сердечником, а в усилителях

Рис. 152. Схема усилителя звуковой частоты с трансформаторной связью

радиочастоты (рис. 153)-либо совсем без сердечника, либо с сердечником из магнитодиэлектрика.

Трансформаторная схема усилителя имеет ряд преимуществ. Одно из них - малое сопротивление постоянному току первичной

Рис. 153. Схе.ма усилителя г радиочастоты с траисфоама- Jj

торной связью

обмотки трансформатора, включенной в анодную цепь. Благодаря э-гому на ней практически нет падения напряжения от постоянной составляющей тока и все напряжение источника питания приложено к участку анод-катод лампы. В усилителе на сопротивлениях анодное напряжение в 3-4 раза ниже напряжения источника, так как на сопротивлении нагрузки теряется значительная часть постоянного напряжения, а следовательно, и мощности. Кроме того, трансформатор мол<ст трансформировать ток или напряжение.

Указанные преимущества трансформаторной схемы усилителя особенно ценны в мощных выходных каскадах различных приборов, где она щироко применяется. Недостатками трансформаторной схемы являются сравнительно большие габариты и вес и неудобство экспериментальной наладки усилителя путем подбора сопротивления нагрузки. Поэтому в промежуточных маломощных каскадах усилителя, где затрачивается сравнительно небольшая энергия, обычно применяется схема усилителя на сопротивлениях.

Понятие о напряжении смещения и режиме работы усилителей

Для нормальной работы усилителя необходимо, чтобы колебания сеточного напряжения соответствовали линейному участку вольтамперной характеристики (см. рис. 144). В противном

случае возникают нелинейные искажения усиливаемого сигнала, т. е. выходное напряжение по своей форме отличается от входного.

Во многих случаях вольтамперные характеристики усилительной лампы бывают расположены не так, как, например, на рис. 144, а сдвинуты влево. Кроме того, при положительном напряжении на сетке в сеточной цепи появляется сеточный ток, что также может быть источником искажений. По этим причинам нужно, чтобы анодный ток и сеточное напряжение изменялись в пределах, соответствующих вольтамперным характеристикам, расположенным слева от вертикальной оси. Это значит, что сеточное напряжение

должно при любых его >-\/а а

изменениях оставаться отрицательным. Для этой цели в сеточную цепь вводится

Рис. 154. Включение источников напряжения смещения в, цепь сетки

Рис. 155. Графическое нахождение функции iait) по заданной функции ч{1) при смещении

дополнительный источник !изстпянного напрялеиия (рис. 154), включенный отрицательным полюсом в сторону сетки. В этом случае сеточное напряжение будет равно алгебраической сумме переменного входного напряжения Ывх и постоянного напряжения f/ , т. е.

= вх-см (48)

График рис. 144 теперь изменится таким образом, что кривая сеточного напряжения сместится влево на величину /м (рис. 155), поэтому это напряжение называется напряжением смещения. Если напряжение смещения выбрано достаточно большим, то сеточное напряжение всегда будет отрицательным, сеточного тока не будет, а принцип работы усилителя в остальном не изменится. Чтобы сеточное напряжение и анодный ток изменялись в пределах прямолинейного участка вольтамперной характеристики, следует правильно выбрать одну из характеристик се-

мейства и установить анодное напряжение, соответствующее выбранной характеристике (рис. 156).

Для получения напряжения смещения нужен отдельный источник питания. Однако существуют способы получения этого напрял<ения без специального источника. Эти способы изображены на рис. 157. В схеме рис. 157, а постоянная составляющая анодного тока протекая через сопротивление (назы-

ваемое сопротивлением смещения), создает между его концами разность потенциалов i R, которая оказывается включенной между сеткой и катодом последовательно с напряжением

Рис. 156. Режим класса А:

I fcm I < I Uorc i.

гце Cm- амллитуда входного напряжения: t-oTc - напряжение отсечки

вх- Конденсатор С выбирают достаточно большой емкости, чтобы его сопротивление для переменной составляющей анодного тока было мало; поэтому переменная составляющая тока протекает не через сопротивление, а через конденсатор, создавая на нем ничтожную переменную разность потенциалов. Если бы конденсатора Сем не было, между сеткой и катодом помимо переменного входного напряжения вх действовала бы еще переменная разность потенциалов на Rm, которая, как можно показать, нротивофазна и. Это привело бы к уменьшению коэффициента усиления.

Схема рис. 157, а называется схемой смещения анодным током. В схемах рис, 157, бив смещение получается за счет сеточного тока. При положительном значении входного напряжения протекает сеточный ток и конденсатор С заряжается через малое сопротивление участка сетка -катод. При уменьшении входною напряжения и перемене его знака конденсатор С разряжается через очень большое сопротивление R (сопротивление участка сетка -катод теперь бесконечно, так как через него ток в обратную сторону течь не может). Так как постоянная времени разряда намного больше, чем постоянная времени заряда CR сетка - катод, то конденсатор не будет успевать разряжаться и постепенно зарядится до напряжения, близкого к максималь-

ному положительному значению входного напряжения, заменяя тем самым источник э. д. с. смещения схемы рис. 154. В схеме рис. 157, г смещение получается за счет тока, протекающего через катодное сопротивление от источника анодного питания. .

Совокупность выбранных значений постоянного анодного напряжения и напряжения смещения Ucm определяет режим работы усилителя. На семействе сеточных характеристик выбранные значения Ua и 0с дают точку на одной из характеристик,

Рис. 157. Различные способы создания напряжения смещения:

а - смещение анодным током; б и в - смещение сеточным током; г - смешение от источника анодного питания

которая называется рабочей точкой (точка а на рис. 155). Режим, при котором значения переменного напряжения не выходят за пределы линейного участка характеристики, называется режимом класса А (рис. 156). Этот режим обеспечивает отсутствие искажения формы сигнала при усилении. Однако в некоторых случаях (например, при усилении и.мпульсов) оказывается возможным и выгодным применение других режимов (классов АВ, Б или С), определение которых очевидно из рис. 158, 159 и 160. Преимущество этих режимов - малое значение постоянной составляющей анодного тока, что уменьшает расход энергии источниками питания.

При неправильном выборе режима или при слишком больших изменениях входного напряжения возникают нелинейные искажения. На рис. 161 показаны искажения, получающиеся при

жения р .ко. 6 .bi пере1е РГзд1о ГГряжГ,;

Рнс. 158. Режим клагса АВ- 1., -I-

+ >t/orc

159, Режим класса

(кривая б). Этот вид искажений объясняется нелинейностт то вольтамперных характеристик анодного тока. ДругГпр ой нелинейных искажений является нелинейность вьтамперной

Г WW

Рис. 160. Режим класса С: 1 /c.u >

Рис. 161. Иллюстрация нелинейных искажений при слишком малом (о) и слишком большом (б) напряжении смещения

характеристики сеточного токз (см. рис. 76), которая создает неодинаковые условия для работы лампы при положительном и отрицательном значениях сеточного напряжения. Действительно, при положительном потенциале сетки относительно ка-

тода напряжение на внутреннем сопротивлении источника входной э. д. с. растет за счет сеточного тока (рис. 163). Поэтому сеточное напряжение и в этом случае не равно входной э. д. с. ьх, а отличается от нее на величину/?,1ст (где -сеточный ток, а ?ист-сопротивление входной э. д. с). При отрицательном потенциале сетки это не имеет места. Поэтому если входная э. д. с, например, синусоидальная (пунктир на рис. 164), то

сеточное напряжение будет несинусоидальным, /о ГЛ ГГ т. е. положительные и отрицательные полуволны не будут одинаковыми (сплошная линия на рис. 164).

Рлс. 162. Иллюстрация нелинейных искажений при слишко.м большо.м входном напряжении

Рис. 163. Входная цепь усилителя

Рпс. 164. Иллюстрация нелинейных искажений в сеточной цепи вх = = бвх - ig Rucr

Рис. 165. Иллюстрация иели-иейиих искажений при неправильном выборе анодного напряжения: при напряжения и и. получаются нскажения (рабочая точка а), а при напряжении t/?2 эти искажения устраняются (рабочая точка а)