(495)510-98-15
Меню
Главная »  Измерение лучистой энергии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16

с сопротивления #1Х. Влияние внешней нагрузки на усилитель уменьшено тем, что последовательно с конденсатором С7 включено сопротивление #13. В цепи питания включены развязывающие цепочки из сопротивлений #12. #14 и конденсаторов С4, Съ.

При повторении схемы можно применить транзисторы не только серии 500, но и серии 100. В этом случае характеристики усилителя несколько ухудшаются и требуется подгонка режимов транзисторов сопротивлениями обратной связи и нагрузочными.


Рис. 36. Предусилитель с большим коэффициентом усиления.

На рис. 36 изображена схема предусилителя с высоким входным сопротивлением [Л. 281. Величина входного сопротивления превышает 1 Мом. Коэффициент усиления - больше 100. Динамический диапазон усилителя - от 0,5 до 30 мв при сохранении линейности амплитудной характеристики до ±1%. Разрешающее время составляет 4- 5 мксек. Шумы на выходе, приведенные ко входу, составляют 100 мкв при специально подобранных транзисторах по коэффициенту шума и по обратному току коллектора. Коэффициент шума не должен превышать 5 дб, а обратный ток коллектора не должен быть более 1 мка. При применении транзисторов типа П415 это достигается без особых усилий. Изменение окружающей температуры на ±20° С вызывает дополнительную погрешность в ±5%. Без специальных мер по стабилизации усиления улучшить характеристику усилителя в отношении температуры не

удается. Ток, потребляемый схемой, составляет 15 ма при напряжении в 10 в.

Высокое входное сопротивление усилителя обеспечено включением на входе сложного эмиттерного повторителя на четырех транзисторах 7\-Г4. Передача сигнала с входа на выход эмиттерного повторителя равна 0,92-0,95. Транзисторы Тг и jT2 включены последовательно по питанию постоянным током. В цепи базы транзистора 7\ имеется делитель из высокоомных сопротивлений R± и #2 для стабилизации рабочей точки. Транзисторы Т3 и Tt включены по схеме составного транзистора; при этом в цепь базы транзистора Т3 также включен высокоомный делитель из сопротивлений #4 и #5.

Каждый эмиттерный повторитель охвачен сильной отрицательной обратной связью, что повышает входное сопротивление усилителя и стабилизирует режимы транзисторов. Связь между транзисторами - непосредственная, что ослабляет искажения и уменьшает количество элементов схемы, а также повышает ее стабильность. Усилитель напряжения выполнен на двух транзисторах Тъ и Т6. Каждый каскад усилителя собран по схеме с общим эмиттером. Снижению выходного сопротивления усилителя в целом способствует эмиттерный повторитель на транзисторе Т7 типа П106. Каждый из каскадов на транзисторах Т5-Т7 имеет в цепи базы делитель для стабилизации рабочих точек.

Усилители напряжения на транзисторах Т5 и Ts охвачены местными отрицательными обратными связями. Это достигнуто включением в цепи эмиттеров сопротивлений п. #12 и #1б, #17. Способность к самовозбуждению усилителя уменьшена тем, что между коллектором и базой транзистора Тв включен конденсатор обратной связи Сь. Для увеличения общего усиления схемы введена положительная обратная связь с эмиттера транзистора Тв через сопротивление #18 и диод Д1 на среднюю точку сопротивлений #ц и #12 в цепи эмиттера Т5. Диод можно заменить конденсатором. Величина емкости конденсатора будет определять усиление и частотный диапазон схемы усилителя. Усилитель очень прост в настройке и почти не требует подбора элементов. Если напряжение шума на выходе повышено, то подавать напряжение питания на сложный эмиттерный повторитель следует через сопротивление развязки порядка 1 ком.



На рис. 37 изображена схема предварительного усилителя с низким входным сопротивлением [Л. 29]. Усилитель собран на шести транзисторах, соединенных попарно в три каскада. Усиление схемы по напряжению составляет около 20-30. Разрешающее время не превышает 2-3 мксек. Входное сопротивление усилителя - около 500, а выходное - около 100 ом. Схема, питаясь напряжением в 20 в, потребляет ток, не превышающий-10 ма.


Рис. 37. Предусилитель с низким входным сопротивлением.

Динамический диапазон усилителя - от 1 до 10 мв; при этом сохраняется линейность амплитудной характеристики в пределах ±1 %. С увеличением входного напряжения до 0,5 в линейность ухудшается до ±10%. При температурном воздействии на усилитель в диапазоне ±20° С дополнительная погрешность составляет ±3%. С изменением напряжения питания на ±2 в погрешность не превышает ±0,5%.

Входной каскад собран на двух транзисторах Тг и Тг. Удачный подбор этой пары уменьшает дрейф и напряжение шумов. Каскад охвачен сильной отрицательной обратной связью; она подается с коллектора транзистора Тг на базу транзистора Тг через сопротивление Rx и конденсатор С3. От величины емкости конденсатора С3 зависят ширина полосы пропускания и температурная стабильность. Начальное формирование входного импульса осуществляется цепочкой из конденсатора Сг и сопротивления Rx. Подбор величины этих элементов должен обеспе-

чить такую постоянную времени цепочки, которая была бы достаточно большой, чтобы динамический диапазон схемы не уменьшался, и в то же время достаточно малой, чтобы с возрастанием частоты не изменялось усиление.

Усиление каскада составляет от 2 до 4. Сопротивление Ri служит коллекторной нагрузкой транзистора Тг. Сопротивление R3 и конденсатор С4 образуют ячейку местной отрицательной обратной связи. Связь между каскадами поддерживается через сопротивление Rb, которое ослабляет влияние остальной части схемы на входное сопротивление усилителя и уменьшает искажения фронтов импульса при переходе от каскада к каскаду. Схема второго усилительного каскада на транзисторах Т3 и Т4 отличается от схемы первого каскада только номиналами элементов. Усиление каскада - около 7-10. Глубина отрицательной обратной связи - порядка 50. Связь с выходным каскадом - непосредственная.

Выходной каскад на транзисторах Ть и Гв, собранный по схеме Уайта, обладает очень низким выходным сопротивлением и высокой температурной стабильностью. Это достигнуто благодаря тому, что транзисторы разных проводимостей включены по схеме составного транзистора.

Все три каскада усиления имеют ячейки развязывающих фильтров из сопротивлений и конденсаторов: Re- 2> 12 С8; Rlg--С9.

Если этот усилитель использовать в качестве предварительного, то целесообразно на входе схемы включить входной трансформатор.

Линейные усилители

Для дальнейшего усиления импульсов применяют линейные усилители. Их включают, как правило, после предварительных усилителей. Назначение линейных усилителей - усиливать импульсы до величины, обеспечивающей нормальную работу счетных или анализирующих схем, подключенных к выходу тех же линейных усилителей. Иногда в линейных усилителях происходит некоторое формирование импульсов, но лишь по длительности, а не по амплитуде.

На рис. 38 показана схема простого линейного импульсного усилителя на трех транзисторах [Л. 301. Входное сопротивление схемы - низкое; оно определяется пере-



ходом база-эмиттер транзистора 7\. Выходное сопротивление - не менее 100 ом. Коэффициент усиления схемы - около 10. Максимальное выходное напряжение, как положительной, так и отрицательной полярности, составляет 3-4 в. Разрешающее время схемы - около 3- 4 мксек. Амплитудная характеристика линейна с точностью до ±0,2%. Питание схемы осуществляется от батареи напряжением 10 в. Для подачи напряжения смещения на первый и третий каскады служит отдельная батарея на-


Рис. 38. Простой линейный усилитель.

пряжением 10 в, подключенная плюсом к сопротивлению R3 и минусом - к корпусу. Необходимое напряжение смещения устанавливают сопротивлением R3.

Потребляемый схемой ток от основной батареи не превышает 5 ма. Стабилизации от различных дестабилизирующих воздействий способствует то, что схема охвачена параллельной отрицательной обратной связью с выхода на вход. Цепочка отрицательной обратной связи, состоящая из сопротивления #4 и конденсатора С2, подключена к коллектору транзистора Т3 и к базе транзистора 7\. Изменяя величину сопротивления #4, можно менять коэффициент усиления усилителя. Все три каскада усилителя собраны по схеме с общим эмиттером. Каскады на транзисторах Т2 и Т3 охвачены местной отрицательной обратной связью по току. Эта связь создана тем, что в цепи эмиттеров включены диоды в прямом направлении. Диоды не только обеспечивают динамическую обратную

связь, но и оказывают термостабилизирующее влияние на .режимы транзисторов. Связь между транзисторами - непосредственная, что уменьшает количество элементов в схеме и ослабляет искажения. Если схему соединить с предусилителем, то сопротивление Rx можно значительно уменьшить или же исключить вовсе.

В схеме допустимо применять транзисторы и диоды без подбора, лишь бы их параметры удовлетворяли паспортным данным. При изготовлении и наладке усилителя необходимо в цепи питания и смещения включить развязывающие ячейки из сопротивлений и конденсаторов.

На рис. 39 показан линейный импульсный усилитель для усиления амплитуды импульсов, статистически распределенных во времени [Л. 31 ].

Коэффициент усиления схемы равен 100 при динамическом диапазоне входных импульсов от 2 до 95 мв. Разрешающее время - около 3-4 мксек при длительности входного импульса не менее 1 мксек. Нелинейность амплитудной характеристики составляет 5% при подаче на вход отрицательных импульсов с амплитудой, не превышающей 100 мв. Подача на вход усилителя импульсов с амплитудой кыше 100 мв вызывает ее ограничение. Выходное сопротивление составляет около 1 ком, при этом полярность выгодного импульса - положительная. Питаясь напряжением 30 в, схема потребляет не более 30 ма. Входное сопротивление усилителя - низкое, поэтому схему можно использовать с предусилителем или входным трансформатором, что зависит от внутреннего сопротивления источника.

Импульсы входного напряжения поступают на базу транзистора 7\ через конденсатор Сх. На транзисторах [Т1-Т2 собран входной дифференциальный каскад. Левая [часть каскада на транзисторе 7\ служит для усиления сигнала, а правая - на транзисторе Т2 - для температурной компенсации и подачи отрицательной обратной связи. Обратная связь поступает на базу транзистора Т2 с части эмиттерного сопротивления транзистора Т4.

Включение дифференциального каскада на входе схемы удобно во многих отношениях: во-первых, из-за простоты подачи отрицательной обратной связи, во-вторых, ввиду устойчивости против перегрузок по входу, в-третьих, благодаря тому, что температурная стабильность такой схемы известна, если транзисторы по своим параметрам одинаковы.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.