§ 24. Фазоінверсні схеми.

Якщо кінцевий ступінь підсилювача працює за двотактною схемою, на сітки ламп подаються напруги у протилежних фазах. На рис. 75 зображена схема, де це досягається застосуванням тран­сформатора Т_Р1. Первинну обмотку цього трансформатора можна ввімкнути в анодне коло попереднього ступеня. Але трансформатор підвищує рівень спотворень, здорожує вартість підсилювача, ро­бить його більш громіздким.

Щоб не вводити трансформатор у підсилювач при переході з одно такт-ного ступеня на двотактний, застосовують спеціальні так звані фазоінверсні, або фазообертаючі, схеми. Найпростіша фазоінверсна схема наводиться на рис. 81,а. Тут рівні опори навантаження R₃ та R₄ ввімкнені в катод і в анод лампи, зав­дяки чому змінні напруги на цих опорах перебувають у протифазі, і тому можуть бути подані до сіток ламп двотактного ступеня. Схе­ма ця проста, але дає дуже мале підсилення (менше двох).

Трохи складнішу схему фазоінвертора, що дає нормальне під­силення. подано на рис. 81,б. Напруга, підсилена лампою Л₁ зсу­нута за фазою по відношенню до вхідної напруги на 180°, але знач­но більша за неї. Складений з опорів R₆ і R₇ поділювач напруги зменшує підсилену лампою Л₁ напругу у стільки разів, у скільки лампа Л₁ її підсилила. З цього поділювача напруга подається на сітку Л₁. В результаті напруги на анодних навантаженнях ламп Л₁ і Л₂ рівні і протифазні, а тому можна їх подати на двотактну схему. Недоліком цієї схеми є наявність другої лампи Л₂. При за­стосуванні замість двох ламп Л₁ і Л₂ одного подвійного тріода (6Н8С, 6Н9С або іншого) цей недолік не позначається.

§ 27. Широкосмугові підсилювачі.

Найбільш поширеними є підсилювачі, призначені для підсилен­ня звукових частот. Тому смуга пропускання у них обмежується діапазоном частот, які сприймає наше вухо (від кількох десятків до кількох тисяч герц). Така смуга частот є відносно вузькою, і рівномірне підсилення їх не становить будь-яких технічних труд­нощів — його можна здійснити, не вдаючись до спеціальних захо­дів. Однак у ряді випадків виникає складна технічна проблема підсилення сигналів, спектр частот яких охоплює від кількох герц до кількох мегагерц. Так, наприклад, стоїть справа у телебаченні (про це мова йтиме у розділі XI) при різних фізичних та технічних дослідженнях. Підсилювачі такого типу, що дають змогу забезпе­чити рівномірне підсилення сигналів дуже широкого діапазону частот, називаються широкосмуговими підсилю­вачами.

Особливо велику роль відіграють широкосмугові підсилювачі в імпульс-ній техніці. Останнім часом все ширше застосування у різних галузях радіотех-ніки, в першу чергу у радіолокації, зна­ходять імпульсні сигнали. Імпульсом називається такий сигнал, напруга або струм якого не змінюються поступово, а з’являються раптово і так само раптово зникають. Підсилення таких імпульсів без спотворень є досить складним технічним завданням. На рис. 85,а, б і в подано графіки імпульсів до підсилення і після підсилення з невеликими та із значними спотвореннями.

Як це випливає з теоретичної радіотехніки, спотворення форми імпульсу на виході підсилювача буде тим більшим, чим вужча сму­га частот, яку рівномірно пропускає підсилювач. При цьому чим коротша тривалість імпульсу, тим ширшу смугу частот повинен відтворювати підсилювач. Отже, для неспотвореного підсилення короткочасних імпульсів обов’язково слід застосовувати широко­смугові підсилювачі.

«Завал» вищих частот у підсилювачі відбувається, як уже було розглянуто вище, через наявність шкідливих паралельних ємностей (міжелектродних, монтажних), ввімкнених паралельно опору анод­ного навантаження. Вплив цих ємностей позначається тим більшою мірою, чим вища підсилювана частота і чим більший опір анодного навантаження (бо ємнісний опір паралельно ввімкнутого конденса­тора навіть при високих частотах стає сумірним з опором анодного навантаження). Оскільки величину сумарної паралельної ємності одного ступеня не можна створити нижчою за 20—ЗО пф (ця вели­чина майже дорівнює сумі міжелектродних ємностей лампи), єдиним виходом для розширення смуги підсилюваних частот є зменшення величини опору анодного навантаження. Але це спричинятиме зниження підсилення. Справді, коефіцієнт підсилення реостатного ступеня

К = S · R_а.

Значить, для одержання більшого коефіцієнта підсилення при широкій смузі підсилюваних частот слід застосовувати лампи з високою крутизною характеристики. Це в деякій мірі компенсує зменшення підсилення від зниження анодного опору. Найчастіше у широкосмугових підсилювачах застосовують так звані «телеві­зійні» пентоди з високою крутизною характеристики: 6Ж5П (S =5,1 ма/в), 6Ж4 (S = 9 ма/в), 6П9 (S = 11 ма/в) та де­які інші.

Зниження підсилення на високих частотах через вплив пара­лельної ємності можна компенсувати введенням у схему реостатного підсилювача так званих коригуючих індуктивностей. Застосування таких котушок коригує (спрямляє) частотну характеристику в області вищих частот. На рис. 86,а наведено схему, в якій анодне навантаження складається з активного опору R_а і коригуючої індук­тивності L. Як відомо з електротехніки, опір змінному струму та­кого сполучення

Z =

зростає з частотою. Тому підсилення ступеня К = S · Z теж зростає з частотою, що до певної межі компенсує «завал» підсилення на вищих частотах. На рис. 86,б показані частотні характеристики одного і того ж ступеня без коригування і з коригуванням.

Ці при­лади з повним правом можна називати тріода­ми — в них є по три електроди, і вони мають най­головнішу властивість тріода — здатність підси­лювати. Напівпровідникові тріоди за конструкці­єю поділяються на точкові і площинні.

Рис. 86. Коригування у широкосмуговому підсилювачі.

На рис. 87 схематично показано конструкцію точкового тріода. Він складається з невеликої германійової пластинки, припаяної до металевого диска (основи), і двох тоненьких дротинок, що створюють точкові контакти з германійовою пластинкою. Дротин­ки, виготовлені з пружного металу, піддаються спеціальній обробці для створення стійкого точкового контакту.

Рис. 87. Конструкція точкового

напівпровідникового тріода.

На один з контактів (емітер) подається невелике позитивне зміщення (порядку часток вольта), а на другий електрод (колектор) — негативна напруга порядку 10—30 в. Робота напівпровідникового тріода полягає в тому, що величина струму колектора залежить від напруги на емі­тері. Змінюючи в незначних межах напругу на емітері, можна досить сильно змінювати струм колектора, тобто одержувати підси­лення від напівпровідникового тріода.

На рис. 88 показана найбільш поширена схема ввімкнення на­півпровідни-кового тріода, як підсилювача напруги низької часто­ти. Вхідну напругу подано між основою та емітером, а опір наванта­ження вмикається в коло колектора.

Практичну схему триступеневого підсилювача низької частоти наведено на рис. 89.

Рис. 89. Практична схема підсилювача на напівпровідникових тріодах.

Перші два ступені є реостатними підсилювачами напруги, а третій ступінь — підсилювачем потужності. Для підсилення потужності застосовують площинні тріоди, конструкція яких допускає значно більші величини струмів, ніж у точкових тріодів.