Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы

Чтобы легче было уловить фазовые соотношения в сложной схеме, радиолюбители обычно рассматривают все цепи в момент положительного напряжения на сетке. Рассуждения ведутся примерно так: «Если на сетке «плюс», то анодный ток растет, на катоде растет «плюс», а на корпусе, то есть фактически на сетке — «минус»…

Рассуждая так, мы придем к выводу, что напряжение U_o.с, действующее на катодном сопротивлении R_к, создаст отрицательную обратную связь. Определяя фазу, мы обязаны смотреть на это напряжение со стороны катода. Только при этой «точке зрения» мы определим фазу напряжения на сетке, которая через R_c соединена с корпусом.

Схема рис. 39, 2, а — это одна из схем обратной связи по току — здесь напряжение U_к (U_o.с) непосредственно зависит от переменной составляющей анодного тока I_a~. Обратная связь по току увеличивает внутреннее сопротивление лампы (разумеется, только в данной схеме и в данном режиме), и поэтому ее стараются не применять в выходном каскаде, работающем на динамический громкоговоритель.

В схеме (рис. 39, 3, а) на сетку в качестве U_o.с подается часть переменного анодного напряжения U_a~. Между анодом и катодом включен делитель R_ac R_c, на части которого (R_c) и действует напряжение U_o.с. В данном случае обратная связь получается отрицательной потому, что напряжение на сетке и на аноде сдвинуты по фазе на 180°, то есть противофазны. Это одна из многих схем обратной связи по напряжению: U_o.с непосредственно зависит от U_a~, так как является его частью. Обратная связь по напряжению уменьшает выходное сопротивление каскада и поэтому применяется очень широко, в том числе и в выходных каскадах, работающих на динамический громкоговоритель.

рис. 39, 3

Еще одно достоинство отрицательной обратной связи: она делает усилитель менее капризным, его режимы в меньшей степени зависят от изменения питающих напряжений, от изменения нагрузки на выходной каскад. Последнее обстоятельство особенно важно для усилителей радиоузлов, так как в процессе работы радиоузла нагрузка его оконечных каскадов может сильно изменяться. Представьте себе, что во время какой-нибудь неинтересной передачи половина слушателей — абонентов радиоузла — выключит свои громкоговорители.

В этом случае резко изменится нагрузка, а значит, и режим работы выходного каскада. С несколько похожим явлением мы встречаемся и в усилителе, работающем на динамический громкоговоритель: сопротивление звуковой катушки громкоговорителя неодинаково на различных частотах, и поэтому режим выходного каскада также меняется с частотой.

Каким же образом отрицательная обратная связь может уменьшить эти недостатки? Обратная связь автоматически регулирует усиление каскада: если уменьшится нагрузка и возрастет выходное напряжение U_вых, то сразу же появится некоторое дополнительное напряжение обратной связи, которое будет стремиться уменьшить U_вых. Таким образом, отрицательная обратная связь стремится сохранить неизменным выходное сопротивление усилителя и режим его работы.

Некоторые распространенные цепи подачи отрицательной обратной связи упрощенно показаны на рис. 39, 6. Цепь д нам уже знакома по рис. 39, 1, а. Разница лишь в том, что напряжение U_o.с снимается непосредственно со вторичной обмотки выходного трансформатора, к которой подключен громкоговоритель. Это оказывается возможным потому, что один из выводов звуковой катушки всегда заземляют, причем для громкоговорителя безразлично, какой из выводов обмотки II будет заземлен. Это позволяет, меняя местами выводы А и Б обмотки II, подобрать нужную фазу U_o.с. Глубину обратной связи подбирают с помощью сопротивления R_o.с: чем меньше это сопротивление, тем большая часть выходного напряжения приходится на долю U_o.с, тем глубже обратная связь.

рис. 39, 6

Цепь г также направляет напряжение U_o.с на сетку Л₂, но не непосредственно, а через сопротивление R_к2. Теперь к напряжению U_к, которое возникает на этом сопротивлении за счет I_а переменной составляющей анодного тока, прибавится напряжение U_o.с, поступающее с выходного трансформатора. Цепи ей ж подводят U_o.с к усилителю напряжения Л₁), и, таким образом, обратная связь охватывает уже два каскада. В этом случае напряжение U_o.с действует более эффективно — оно дополнительно усиливается лампой Л₁. Необходимая фаза напряжения U_o.с и здесь устанавливается заземлением того или другого вывода (А или Б) обмотки II.

При этом все зависит от того, куда и по какому пути направлено напряжение U_o.с. Так, если для подачи отрицательной обратной связи по линии д нужно заземлить вывод Б, то такое же включение обмотки II сохранится и при использовании линии е. Для линии обратной связи г или ж фаза должна быть дополнительно сдвинута на 180°, то есть заземлить нужно вывод А. Аналогичные линии обратной связи вы встретите в большинстве практических схем и усилителей НЧ (рис. 44, 46, 51, 61 и др).