Радиоприемные устройства - Баркан В.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Коэффициент полезного действия усилителя позволяет оценивать экономичность усилителя. Электрический к. п. д. отдельных каскадов ц усилителя равен отношению полученной полезной мощности Р к мощности Л), отдаваемой источником анодного питания
Р
Искажения, вносимые усилителем, есть изменение формы сигналов, возникающее в процессе прохождения сигналов через каскады усилителя.
25
Принято различать следующие виды искажений: нелинейные, частотные и фазовые. Рассмотрим физическую сущность каждого из видов искажений.
Нелинейные искажения
Причиной нелинейных искажений является прохождение сигнала через элементы, имеющие нелинейную характеристику, например, электронную лампу или трансформатор, в результате чего искажается форма колебаний и изменяется их спектральный со-
Фиг. 2. 5. Появление нелинейных искажений вследствие неправильного выбора рабочей точки на характеристике лампы.
«став. Одной из причин появления нелинейных искажений является работа на криволинейном участке характеристики электронной лампы вследствие неправильного выбора рабочей точки. Из фиг. 2. 5 видно, что в этом случае закон изменения мгновенного значения анодного тока и отличен от закона изменения мгновенного напряжения е& на сетке.
Искажение формы усиливаемых колебаний может быть также обусловлено возникновением токов в сеточной цепи лампы.
Схема сеточной цепи усилителя приведена на фиг. 2. 6.
Во время отрицательного полупериода входного напряжения сеточные токи отсутствуют. Входное сопротивление лампы 7?вК в это время достаточно велико по сравнению с внутренним сопротивлением Я, источника, что позволяет пренебречь его влиянием на величину входного напряжения.
Во время положительного полупериода входного напряжения возникают сеточные токи, вследствие чего входное сопротивление
Фиг
Сеточная цепь усилителя.
26
лампы резко уменьшается, что приводит к увеличению падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника и уменьшению напряжения на входе лампы.
Величина амплитуды напряжения на сетке иё в положительный полупериод будет заметно меньше, чем в отрицательный, в результате чего синусоидальное напряжение окажется искаженным уже на входе усилительной лампы. Для того чтобы избежать появления сеточных токов ^ режим работы лампы следует выбирать таким образом, чтобы величина отрицательного напряжения смещения подаваемого на сетку лампы, превышала амплитуду входного напряжения не менее чем на 1 в (фиг. 2.7).
1 в или
\Е\-ие>\ в.
(2.1)
Фиг. 2.7. Диаграмма режима работы без сеточных токов.
Нелинейные искажения возникают и в том случае, когда в схеме усилителя используются цепи с железом, работающие в режиме, близком к насыщению (фиг. 2.8).
При достаточно большом значении числа постоянных ампервитков рабочая точка может оказаться в конце линейного участка кривой намагничивания трансформатора, используемого в качестве анодной нагрузки. Изменения магнитного потока АФ, а следовательно, и э. д. с. индукции во вторичной обмотке окажутся непропорциональными изменению тока в анодной цепи. Если переменная составляющая анодного тока будет синусоидальной, то форма переменного напряжения на выходе трансформатора окажется искаженной. Из разобранных примеров видно, что во всех случаях имеет место искажение формы сигнала на выходе, что связано, как известно, с возникновением высших гармонических составляющих.
Расчет величины нелинейных искажений сводится к определению амплитуды основной и высших гармонических составляющих. Зная эти величины, коэффициент нелинейных искажений определяют по формуле
, = (2.2)
Определение амплитуд переменных составляющих можно произвести аналитически путем разложения искаженного сигнала в ряд Фурье. Однако в этом случае требуется знание точной функциональной зависимости анодного тока от напряжения на электродах лампы.
27
С достаточной для практики точностью коэффициент нелинейных искажений у можно определить графическим путем непосред-
0
і
\ \ о-в
Фиг. 2. 8. Появление нелинейных искажений в цепи с железом.
ственно по динамической характеристике лампы, построенной в системе координат /а=/(еа).
На фиг. 2. 9 показано семейство характеристик триода и его динамическая характеристика. Линия МЫ, совпадающая с динами-
Фиг. 2.9. Определение коэффициента нелинейных искажений по динамической характеристике.
ческой характеристикой, проходит через рабочую точку Р, соответствующую напряжению смещения Eg0 и напряжению ?/ао на аноде лампы.
28
Наклон характеристики определяется величиной угла р
Точки М и N можно получить и путем следующего графического построения:
ОЯ' = /а0;
Ua0
Л.
Определив положение точки N, через нее и точку Р проводят прямую до пересечения с осью анодного напряжения в точке М.
Коэффициент нелинейных искажений y обычно выражают через величины отрезков а, Ь и с:
а = АР, Ь = РВ, c = CD.
Отрезки АР и РВ равны длине отрезка, изображающего изменение напряжения на сетке на ±Ug\ отрезки CP и PD соответствуют длине отрезка, изображающего изменение напряжения на сетке ,
