Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [ 77 ] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

На оси абсцисс от начала координат откладывается отрезок, соответствующий величине напряжения источника питания анодной цепи fc и из конца этого отрезка под углом а = arctg к оси ординат проводится прямая - линия нагрузки. Точки пересечения линии нагрузки с отдельными характеристиками и определяют значение выход-

ol=arctqBa Ug-0

ного тока для соответствующих этим характеристикам значений напряжения на сетке. Построенная таким способом во втором квадранте зависимость 4= f (f/g) при данном значении анодного сопротивления Ra и дагпгом значении напряжения источника питания в электронике носит не вполне удачное название динамической сеточно-анодной характеристики. Используя выражение (261) и зависимость

Ueu. - laRa, (262)

по известной динамической сеточно-анодной характеристике легко построить и искомую статическую характеристику Увык =

= / (Uex).

В случае отрицательной обратной связи [при наличии резистора гс (см. рис. 132)] нагрузочная прямая, очевидно, должна быть проведена под углом а = arctg {R + rc). При этом ток в нагрузке будет определяться координатой t/g по кривой h f (Ug), значение которой зависит от суммы Ugx + Им + Ирг, где = Ijoc, знак напряжения смещения и напряжения обратной связи здесь не учтен.

Если Uex + Uef, = О, то ток /о определяется ординатой точки пересечения кривой 1а = f (lg) с прямой, проведенной из начала координата под углом у - arctg /-д.

Рис. 143. Построение динамической анодно-сеточной характеристики электронного усилителя на триоде:

а - без обратной связи; б - с отрицательной обратной сьязыо

Термин динамическая в этом случае ни в коей мере не относится к каким-либо переходным процессам, а согласно утвердившейся в электронике терминологии означает лишь, что характеристика относится к нагруженной лампе, т. е. к усилительной схеме в целом. Характеристики отдельно взятых ламп, как было указано, называют статическими.

При Uex + UeM + О значение тока можно получить путем параллельного смещения данной прямой (прямой обратной связи /) на величину Uex + UeM (прямая 2 на рис. 143, б).

Графический метод расчета статических характеристик электронных усилителей нагляден и в принципе может быть с успехом применен для расчета очень многих схем, в том числе и с переменным анодным питанием. Однако для сложных схем построения становятся слишком громоздкими, и это заставляет переходить на аналитические методы.

8. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УСИЛИТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПУТЕМ СПРЯМЛЕНИЯ (ИДЕАЛИЗАЦИИ) АНОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Аналитические методы расчета электронных усилителей основаны на применении того или иного вида аналитических выражений а шроксимирующих кривые статических характеристик ламп. Чисю аналитическое получение этих зависимостей на основании

физических соображений практически исключено из-за сложности происходящих в электронной лампе процессов. Анодные статические характеристики наиболее часто аппроксимируются степенным полиномом вида

parectgfij

fa = cio + aU + aU-

(263)

Рис. 144. Спрямление (идеализация) статических анодных характеристик триода

Применяются также экспоненциальные, тригонометрические и другие трансцендентные функции.

Наибольшее распространение получила аппроксимация статических анодных характеристик триода параллельными прямыми линиями. В действительности же характеристики не являются прямыми и не вполне параллельны. Этот прием часто называют спрямлением или идеализацией анодных характеристик.

Необходимые для получения аналитического выражения построения показаны на рис. 144. При построении вводится новый параметр лампы Ua , который непосредственно не указывается в справочниках. Он численно равен отрезку, который отсекает спрямленная характеристика, соответствующая нулевому потенциалу сетки f/g = О на оси абсцисс.

Для напряжения на сетке, отличного от нуля, спрямленная характеристика перемещается параллельно самой себе на величину ixUg (вправо, если t/g lt; О, и влево, если fVg gt; 0). В общем

случае уравнение спрямленных анодных характеристик управляющего устройства имеет вид

Ua = Ua, - VUa + laRl, (264)

где На - напряжение между анодом и катодом {11 gt; 0);

[д = -AUJAUg (при /а = const) - коэффициент усиления ненагруженной лампы (статический коэффициент усиления), показывающий, во сколько раз изменение напряжения на сетке действует сильнее изменения напряжения на аноде;

Ri - ctg Р == AUJAla (при Ug - const) - внутреннее сопротивление лампы. Следует помнить, что данное уравнение справедливо лишь в том случае, если работа схемы ограничивается приблизительно линейными участками аппроксимируемых реальных характеристик.

Если уравнение (264) решить относительно тока

- Ri + Ri

TO нетрудно видеть, что рассмотренный вид аппроксимации представляет собой аппроксимацию двумя первыми членами степенного ряда (263).

Для нахождения аналитического выражения интересующей нас статической характеристики Ueux = f (Uex) усилителя (см. рис. 132) составим уравнение конструктивной схемы, т. е. уравнение для его анодной цепи:

+ fV, = , (265)

и учтем выражения (261), (262) и (264). Совместным решением этих уравнений находим искомую зависимость:

и = Е -и +nU -4 и

выл- 0 а I r-Mf вх вых1

( 1 -Ь 1) Ue x =-- Еа - f7 + V.U,m + \Ugx, Ueux = (Еа - и a, + lUeJ + fX Uex- (266)

Первый член полученного выражения соответствует неизменной по величине постоянной составляющей, второй член соответствует составляющей, определяемой величиной входного напряжения Uex-

Схема замещения идеализированного нереверсивного усилителя постоянного тока, очевидно, будет иметь вид, изображенный