Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
Эквивалентная схема входной цепи, содержащая известную из электротехники схему замещения трансформатора, изображена на рис. 245, где гj — активное сопротивление первичной обмотки трансформатора;
Lsl — индуктивность рассеяния первичной обмотки; Г2 и L's2 — приведенные (пересчитанные в цепь первичной обмотки) значения активного сопротивления и индуктивности рассеяния вторичной обмотки; г их и С„х — приведенные значения входного сопротивления и входной емкости (в данном случае входная ем-г г , ,> Гг кость включает в себя кроме
емкости монтажа, собственной емкости приемника и входной емкости усилителя еще и собственную межвитко-вую емкость трансформатора, составляющую обычно 50— 100 пф); Lx — индуктивность первичной обмотки; гст -— сопротивление потерь в стали сердечника (это сопротивление обычно мало по сравнению с wLlf так как входные трансформаторы работают при относительно малых значениях индукции в стали).
Если коэффициент трансформации n = wz!wi, где и;, н хюг — число лштков первичной и вторичной обмоток, то имеют место следующие соотношения: Г2 = r2/n2-, L’s2 = LS2/n2\ r'HX = rBX/n2\ Свх = /г2Свх; и = и!п.
Эквивалентная схема, представленная на рис. 245, может быть в значительной мере упрощена, если не рассматривать одновременно весь рабочий диапазон частот, а разделить его на три области: низкие, средние и высокие частоты.
В области средних частот вблизи частоты <о0, для которой удовлетворяются неравенства <о0> ГвХ, <o()Ls С /«х, 1/((о0СвХ) в эквивалентную схему не входят реактивные
ч ч —0
~)L Г Ц in s и
, Пг« I—о
Рис. 245. Эквивалентная схема входной цепи, содержащая схему замещения трансформатора
311
элементы и ина имеет вид, изображенный на рис. 246. Комплексный коэффициент передачи напряжения в этой схеме равен
Йх(юо)= -Я6 =
V / {0=UJ0
следовательно,
j?*;+fw/n„
V ~ / С0-={0П
ИЛИ
Ко
1-1 -[rta(ri f/i) Ьг2]/Гвх'
Если активное сопротивление первичной цепи трансформатора согласовано с входным сопротивлением ГвХ, т. е. п2 = rBX/(rf + гх), a r2 rBxJ то Ко = nl2.
В области низких частот со = сон < со0 можно пренебречь сопротивлениями индуктивностей рассеяния Ls\ и Ls2, а также сопротивлением емкости С'вх• Следовательно, эквивалентная схема на низких частотах имеет вид, представленный на рис. 247, а.
Преобразование схемы на рис. 247, а в схему на рис. 247, б
г, олг Q не вносит заметных погрешно-
Рис. 246. .эквивалентная схема вход- „ „1
ной цепи для средних частот стеи вследствие малой роли
активных сопротивлений обмоток трансформатора по сравнению с другими сопротивлениями схемы. Во всяком случае вносимая погрешность создает небольшой запас при расчете величины частотных искажений в области низких частот. Схема на рис. 247, в получена преобразованием схемы на рис. 247, б с помощью теоремы об эквивалентном генераторе.
Так как для эквивалентного генератора внутреннее сопротивление и э. д. с. равны соответственно
гг г
n i ВХ op ВХ п
Hi = г——?—, <з ~ = , , ?~,
ri + гвх ri + гвх
где r'i г{ гу + Г2, то в области низких частот комплексный коэффициент передачи эквивалентной схемы входной цепи
К' ^ -( 11 \ _ /codLi _ 1
““ V /со=сон “ Ri + j&uLy - 1 + Ri/ijtouLi) •
Поскольку интересующая нас величина комплексного коэффициента передачи фотоприемного устройства
к„х (<•>„) -(-?-) -Д-т- -
I U~/cо=И|1 гвх + г,
= l-H«!(ri + r,) + rJ|/rBX = <“¦> «»•
312
то
Л'вх К) =
Ко
1 4 RaUtouLJ
Модуль комплексного коэффициента передачи в области низких частот
а аргумент
Кт К) = KJVI + [«./Kil)]2.
ФвхК) = Фн = arctg IR,7('V-i)l
Относительная амплитудно часготиая характеристика входной цени в области низких частот имеет вид
^вх (wn) = ^ВХ (Wh)/^0 ^
- 1/1/ТТТя,/(<*>,А)1й.
или
= 1 + 1/Ктн)2»
где тH = L1/Ri.
Если сон = 1/тн, то klfX (со,,) = = 1//2 = 0,707.
В области высоких частот (со = = сов > со0) эквивалентная схема входной цепи с трансформатором имеет вид, представленный на рис. 248. На этой схеме введены следующие обозначения:
ri — fi Г\ гLs = Lsi -{- Ls2; Z\ = j(±>Ls, 11= \jfBX -j- /coCBx.
Рис. 247. Эквивалентные схемы входной цепи для низких частот: а — полная; б - упрощенная; в - с эквивалентным генератором
Комплексный коэффициент передачи схемы на рис. 248, б равен
/со=сов 1 -f- Z\jZ,2 -j- rf/Z2
Подставляя значения Zt и Z2 и преобразуя, можно найти
КвХ (®В) — j _ (02TiT2 ую (aTi _[_ Та) »
где /Со = г;х/(/-;- 4- Лвх); Тх = /*;ХС х; т2 ~Lj(r\ -\- г'вх); а = п/(п -|- г^). Так как
= =(-^) =пК'вх( СОв),
\ t „ /СО—10 \ t л /со=со
313
то
/\ ((') ) ---------------------------______________________
[ _ со2Г1т2 -|- /ы (атх -j- т2) ’
где Ко пК'о
1 I I'»2 in -г гх) -'г f2\ir„х ’ Модуль коэффициента передачи
К0
V(1 — соЧ^Тг)2 - ь со3 (от1 -|- т2)2 * h П h Lx ^
1 “ V —о г ^ 4
1 С [ ]^»Л- г Z и 1—О ©f~ }
\z?
Рис. 248. Эквивалентные схемы входной цепи для высоких частот: а — полная; б — упрощенная
Относительная амплитудно-частотная характеристика определяется выражением
¦Квх («в) 1
^1)Х (®в)
Ко V(\ - со2т1т2)2 + ш2 (атх -{- т2)2 ’
а обратная величина, называемая коэффициентом частотных искажений,
