На главную Прислать статью Форум Ссылки Обратная связь
 



Усилительный каскад на триоде (или пентоде) с катодной нагрузкой (катодный повторитель)

Простейшая схема катодного повторителя на триоде приведена на рис. 11, а, а его эквивалентная схема на рис. 11, б.

По сравнению с усилительным каскадом с анодной нагрузкой катодный повторитель имеет следующие особенности.

1.) Нагрузочное сопротивление Rн включено в катодный участок выходной цепи. В таком варианте схемы на резисторе Rн в режиме покоя создается отрицательное напряжение смещения постоянной величины Uc0 = Iа0 * Rн, обеспечивающее выбор положения рабочей точки.

2.) При подаче на вход каскада переменного входного напряжения uвх = Um вх * Sint вследствие 100%-ной последовательной отрицательной обратной связи все выходное напряжение подается на сетку усилительной лампы противофазно входному напряжению.

Поэтому результирующая величина переменной составляющей входного напряжения U'вх, поступающая на сетку, будет значительно уменьшена и равна

 

3.) Учитывая действие отрицательной обратной связи и пользуясь эквивалентной схемой катодного повторителя, получим коэффициент усиления его по напряжению, равный

Разделив числитель и знаменатель этого выражения на Ri, получим

Следовательно, катодный повторитель не дает усиления по напряжению, почти повторяя на выходе входной сигнал по величине и по фазе.

4.) Входная межэлектродная емкость значительно меньше, чем: в триодных каскадах с анодной нагрузкой, и равна Свх = С0 = Смонт + Сас + Cск(1 - Кu) Cм + Cac (единицы ПФ). Это дает возможность резко уменьшить частотные искажения в области высоких частот и значительно расширить полосу пропускания Δf = fв гр fн гр усиливаемых сигналов.

5.) Входное сопротивление катодного повторителя вследствие действия последовательной отрицательной обратной связи увеличивается по сравнению с усилительным каскадом с анодной нагрузкой в (1 + ßKu) раз, достигая единиц и десятков МОм, то есть Rвх к (Rc || XCр) * (1 + ßKu). Учитывая, что в области низких и средних частот емкостное сопротивление XCр > Rc, а коэффициент передачи напряжения отрицательной обратной связи ß = Uoc / Uвых = 1, то

де Ku ... коэффициент усиления каскада.

На высоких частотах Квх к-да несколько уменьшается из-за влияния входной паразитной емкости Cвх.

6.) Выходное сопротивление переменному току при нулевом со-тротивлении источника входного сигнала Rг = 0 имеет небольшую зеличину (десятки Ом, единицы кОм) и определяется по формуле Rвых 1 / S, где S — крутизна статической вольт-амперной харакгеристики лампы.

7.) Коэффициент усиления по току имеет большую величину (десятки, сотни и тысячи), так как

8.) Катодный повторитель дает большое усиление сигнала по мощности Kр = Ki * Ku Ki

9.) Фаза напряжения на выходе каскада не меняется, повторяя фазу входного сигнала. Поэтому этот каскад и называется катодным повторителем.

Учитывая все указанные особенности, каскад катодного повторителя широко применяется, во-первых, в качестве согласующего каскада между высокоомным датчиком входного сигнала и низкоомной нагрузкой с соответствующим усилением сигнала по мощности (рис. 12, а); во-вторых, он применяется в широкополосных усилителях в качестве согласующего каскада (без трансформатора), включаясь между предыдущим усилительным каскадом (I) с высоким выходным сопротивлением и последующим каскадом (II) с малым входным сопротивлением. При этом одновременно усиливается сигнал по току, то есть по мощности (рис. 12, б).

tmp249-1.jpg

На практике применяются и более совершенные схемы катодных повторителей (на триодах, пентодах, транзисторах), в которых используются другие, независимые от величины Rн способы подачи напряжения смещения по постоянному току.

tmp249-2.jpg

На рис. 13, а приведена схема катодного повторителя с делителем напряжения R1 и R2, при котором напряжение смещения Uc0 = (Iдел * R1 * — Iа0 * Rн) < 0. Однако в этой схеме уменьшается Rвх к-да = {(R1 || R2) || XСвх} * (1 + Ku).

На рис. 13, б показана схема катодного повторителя с секционированной нагрузкой R = R''н, дающей возможность снимать напряжение смещения только с резистора R'н, то есть Uc0 = (Iа0 + Iэо) * Rн, а полезный выходной сигнал снимать с суммарной величины Rн = R'н + R''н.

При этом увеличивается входное сопротивление каскада

tmp249-3.jpg

достигая величины единицы-десятки МОм, так как Rc = (0,5 ÷ 2) МОм, а Ku = 0,7 ÷ 0,99;

Зачастую катодный повторитель применяется в многокаскадных усилителях в качестве выходного каскада, согласующего высокоомный выход предыдущего каскада с низкоомным волновым сопротивлением коаксиального кабеля, имеющего ρ = 75 Ом. При этом условием согласования будет равенство

tmp249-4.jpg

 


В.Майоров, С.Майоров - Усилительные устройства на лампах, транзисторах и микросхемах



 

При перепечатке материалов ссылка на первоисточник обязательна.

© 2006-2021 www.radiolamp.ru

Яндекс.Метрика