(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

теля (модулятора), так как усилители выполняются с емкостными или трансформаторными связями и дрейф рабочей точки не передается от каскада к каскаду. Количество собственных шумов также резко снижается, так как спектр низкочастотных шумов ограничен шириной полосы пропускания усилителя.

На рис. 21 представлена схема УПТ на транзисторах с механическим преобразователем напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока [Л. 161. Преобразователь - поляризованное реле с двумя обмотками, управляемое двухтактным генератором. Сигнал постоянного тока поступает на вход УПТ через сопротивление Ry. Вход усилителя шунтирован сопротивлением R.2 и конденсатором Су. Конденсатор обязательно должен быть бумажным и иметь небольшой ток утечки при высоком сопротивлении изоляции. Через сопротивление Rs сигнал поступает в точку соединения конденсатора С2, сопротивления /?4 и левого (по схеме) контакта преобразователя. Контакт преобразователя подключен параллельно сопротивлению Rt в момент замыкания и производит размыкание цепи с частотой генератора 120-130 гц.

Таким образом, потенциал напряжения, падающий на сопротивлении Rit модулируется с частотой генератора. Промоделированный сигнал постоянного тока через конденсатор С2 поступает на базу транзистора Ту, на котором собран входной каскад усилителя переменного тока. Усилитель переменного тока собран на пяти транзисторах Ту-Т5. Первые три каскада включены по схеме с общим эмиттером с непосредственной связью между собой и различаются только номиналами и режимами. Для температурной стабилизации все три каскада охвачены местной отрицательной обратной связью по постоянной и переменной составляющим сигнала.

Ячейки отрицательной обратной связи в цепи эмиттеров состоят из сопротивлений Rs, R9; R12, Ry3 и Rie, R и конденсаторов Ct, С7, С„. Чтобы увеличить входное сопротивление каскадов, этими конденсаторами шунтированы не все эмиттерные сопротивления, а только нижние (по схеме), т. е. R9, R13 и R17. Температурная стабилизация обеспечена тем, что в цепь базы транзистора Ту включен делитель, состоящий из сопротивлений R6 и Re.

Первый и второй каскады усилителя питаются пониженным напряжением с минимальными флуктуациями.




Роль развязывающего фильтра по питанию первых двух каскадов выполняют сопротивления R10, R14 и конденсаторы С3, Сь типа ЭГЦ. Чтобы предотвратить возбуждение усилителя и подавить высокочастотную составляющую, между базой транзистора Г2 и коллектором,транзистора Т3 включен конденсатор С6. Четвертый каскад усилителя также выполнен по схеме с общим эмиттером. Связь между третьим и четвертым каскадами осуществлена через конденсатор С8. Выходным каскадом служит эмиттерный повторитель, работающий на трансформатор Tpi, последний служит для согласования выходного сопротивления эмиттерного повторителя со стрелочным прибором, а также для устранения влияния цепи обратной связи на выходной каскад.

Регистрирующий прибор - микроамперметр на 100 мка - включен последовательно с одним из сопротивлений обратной связи Rx-R3i. Переключатель П1 служит для переключения сопротивлений обратной связи, а тем самым и для установки нужного предела измерения.

Сигнал переменного тока на вторичной обмотке выходного трансформатора преобразуется в постоянный при помощи механического выпрямителя. Его роль выполняет второй контакт (правый по схеме) преобразователя, который синхронно переключается на землю с частотой генератора.

Напряжение параллельной отрицательной обратной связи с одного из сопротивлений R30-R3i поступает на вход усилителя. Так как величина отрицательной обратной связи близка к 100%, то усилитель в целом можно назвать автокомпенсацнонным. Таким образом, на вход усилителя поступает напряжение, равное разности между напряжением сигнала и напряжением выхода. Генератор преобразователя выполнен на транзисторах Ts и Т7. Частота генератора определяется индуктивным сопротивлением обмоток Lx и Z-2 реле РП-4, которое и служит механическим преобразователем. Для температурной стабилизации и устойчивой работы генератора используются делители в цепи баз и эмиттерные сопротивления, шунтированные конденсаторами. Назначение этих элементов - то же, что и в усилителе.

При изготовлении усилителя следует тщательно экранировать генератор, а якорь преобразователя Я заземлять в той точке схемы, при заземлении на которую шумы уси-

лителя минимальны (порядка 30-50 мкв при закороченном входе).

Первый транзистор в усилителе должен быть с малым значением обратного тока коллектора (менее 1 мка при 5 в) и низким уровнем шумов (ниже 8 дб на частоте 1000 гц).

Использовав в качестве первых трех транзисторов малошумящие транзисторы типа П27А, можно значительно снизить шумы и понизить порог чувствительности усилителя.

При номиналах, указанных на схеме, усилитель имеет входное сопротивление порядка 1,0 Мом на всех пределах и самый чувствительный предел в 1 мв. Остальные пределы кратны сопротивлению делителя обратной связи /?30-R3i. Усилитель имеет основную погрешность ±3% и нормально работает при изменении напряжения питания от 9,6 до 7 в. При изменении температуры от -20° С до +50° С прибор дает дополнительную погрешность в ±2%.

На рис. 22 показана схема УПТ на транзисторах с преобразованием входного сигнала постоянного тока в сигнал переменного тока с помощью преобразователя на транзисторах [Л. 17]. У этого УПТ характеристика в отношении временного дрейфа нуля лучше, чем у рассмотренного выше. Это объясняется тем, что механический преобразователь, выполненный на поляризованном реле, требует в случае продолжительной работы частой подстройки, так как части реле подвержены деформации и усталости. Преобразователи же на транзисторах, выполняющие ту же роль, более долговечны и стабильны во времени, но и они не лишены недостатков. Это - большая температурная зависимость, усложнение схемы и больший уровень минимального сигнала, который можно усилить без влияния шумов.

Преобразователь постоянного тока в переменный выполнен на транзисторах 7\ и Т2. Эти транзисторы работают в ключевом режиме под действием управляющего переменного напряжения 1 в, подаваемого на коллекторы и базы. Генератор, вырабатывающий напряжение переключения с частотой 100-200 гц, на схеме не показан.

Сигнал постоянного тока подвергается модуляции от преобразователя в точке соединения сопротивления Rx, конденсатора Сх и эмиттера 7\.

После преобразования входной сигнал поступает на усилитель переменного тока, собранный на транзисторах




Т3-Т6. Каскады усилителя выполнены по схеме с общим эмиттером. Для температурной стабилизации в цепях баз транзисторов включены делители, состоящие из сопротивлений: R3, Rt; RB, Rs; R13, Ru и R18, Rl9. Каждый усилительный каскад охвачен местной отрицательной обратной связью при помощи сопротивления в цепи эмиттера, шунтированного конденсатором. По цепи питания все четыре усилительных каскада .имеют раздельные развязывающие ячейки, состоящие из сопротивления и конденсатора. Питание входного каскада на транзисторе Т3 стабилизировано при помощи кремниевого стабилитрона Дх.

Выходной каскад усилителя на транзисторе Тв нагружен на трансформатор Трг, первичная обмотка которого настроена в резонанс при помощи конденсатора С12. Нагрузка усилителя включена между землей и средней точкой вторичной обмотки выходного трансформатора.

Для преобразования выходного сигнала переменного тока в постоянный служит двухполуперйодный преобразователь на транзисторах Г Т9 и Тв, 7\0.

Между базами и коллекторами выходных преобразователей подается переменное переключающее напряжение той же частоты и амплитуды, что и на входной преобразователь. Принцип работы ключевого демодулятора аналогичен принципу работы входного преобразователя.

Для уменьшения шумов входного преобразователя и повышения стабильности весь усилитель охвачен отрицательной обратной связью по постоянному току при помощи цепочки из сопротивлений R2i, R26 и конденсатора С7.

Максимальное выходное напряжение, развиваемое на нагрузке, равно 5 в. Коэффициент усиления при этом равен 5000.

В заключение следует сказать, что для простых измерительных задач, не требующих высокой точности, можно использовать усилители постоянного тока с прямым усилением сигнала, которые по своей экономичности, надежности и малым габаритам лучше усилителей на электронных лампах. Но для более сложных задач, при решении которых такие свойства, как экономичность, малые размеры, стабильность тепловых режимов и надежность, приобретают особое значение, следует применять еще более совершенные схемы усилителей постоянного тока - с преобразованием сигнала.



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.