Предисловие ко .2-му изданию........ .. .:........ "
Предисловие к 1-му изданию...................... 11
Г Л А В А 1
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
§1.1. Структура электронного усилителя............. 15
Источник сигнала и нагрузка (15). Структурные схемы (16). Усилительные каскады (17). Источник энергии (1Э). Типы усилителей (19).
§ 1.2. Параметры и классификация электронных усилителей по
входным и выходным величинам............... 20
Условии работы усилителя на входе (20). Условия работы усилителя иа выходе (22). Коэффициенты усиления (24). Логарифмические коэффициенты усиления (24). Крутизна, чувствительность, сопротивление передачи (25).
§ 1.3. Классификация усилителей по точности воспроизведения
сигнала .,..,... .................. 26
Два вида искажений (26). Линейные искажениясинусоидальных сигналов (27). Частотные характеристики (28). Линейные искажения сложного сигнала (31). Импульсные'' сигналы (33). Линейные -искажения импульсов (35). Связь частотных и импульсных линейных искажений (36). Нелинейные искажения (37).
Г Л А В А 2 РАБОТА ЛАМПЫ В УСИЛИТЕЛЕ
§2.1. Постоянные и переменные составляющие потенциалов и токов.
Мощность .переменных составляющих ........... 40
Идеализированные характеристики (40). Линия нагрузки (41). Составляющие анодного тока и потенциала анода (41). Мощность постоянных и переменных составляющих (43). Временные диаграммы (46).
§2.2. Работа анодной цепи со сложной нагрузкой........ 46
Динамическая* линия нагрузки, (46). Переменные составляющие при комплексной нагрузке (47),
§ 2.3. Нелинейные искажения в усилителе............ 48
Положение динамической линии «агрузки (49). Графический расчет гармоник (50). Оценка суммарных нелинейных искажений (51).
§ 2.4. Классификация режимов работы ламп........... 51
§ 2.5. Эквивалентная схема лампы с анодной нагрузкой ..... 53
§ 2.6. Входная проводимость каскада............... 55
§ 2,7. Катодное смещение и питание экранирующих -сеток ламп 60
1*
УСИЛИТЕЛИ С ЕМКОСТНОЙ СВЯЗЬЮ
f 3.1. Принципиальная схема усилителя............. 62
§3.2. Работа каскада с емкостной связью при усилении синусоидальных напряжений................... 64
§3.3. Усиление синусоидальных напряжений многокаскадным усилителем .......................... 70
§ 3.4. Усиление импульсов каскадом с емкостной связью..... 72
Передача фронта импульса1 (73). Передача вершины импульса (76). Расчет переходной характеристики (77). Передача П-образного импульса (78). Передача серии импульсов (79). Оценка параметров ламп (80).
§ 3.5. Передача фронта импульса многокаскадным усилителем ... 82
Форма фронта импульса (82). Оценка искажений фронта импульса (86). Связь времени нарастания с полосой частот (89). Связь между коэффициентом усиления и временем нарастания напряжения (89).
§ 3.6. Примеры расчета усилителей по заданному искажению фронта
импульса......................... 90
§ 3.7. Передача вершины импульса многокаскадным усилителем 93
Переходные характеристики (93). Влияние емкостей Ск и Сэ на вершину импульса (97). Связь времени спада с полосой частот (101).
Г Л А В А 4 :
ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
§4.1. Каскад с емкостно-трансформаторной связью........ 102
Эквивалентные схемы каскада (103). Передача фронта импульса и синусоидального напряжения в области высших частот (105). Передача вершины импульса и синусоидального напряжения в области низших частот (109). Физическая картина работы трансформатора при передаче импульсов (113).
§4.2. Трансформаторный каскад................. 117
§4.3. Двухтактный трансформаторный каскад.......... 119
Основные свойства и особенности каскада (119). Мощность и к.п.д. двухтактного каскада (123). Расчет сеточных токов (125).
§ 4.4. Усилители с питанием анодных цепей переменным током 126
Токи и напряжения в цепях лампы при питании ее переменным током (127). Двухтактные каскады с питанием переменным током (130). Управляемое сопротивление (134).
§ 4.5. Электрические и конструктивные параметры трансформаторов,
применяемых в усилителях................. 135
Постоянная времени сердечника (136). Индуктивность рассеяния и распределенная емкость обмотки (138). Магнитные материалы них свойства (139).
ГЛАВА 5
ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ
§ 5.1. Структурные схемы усилителей с обратной связью..... 142
Усилитель с обратной связью по напряжению (142). Усилитель с обратной связью по току (143). Входные цепи усилителей с обрат-вой связью (144). .
Ш JIABJItflHE 1}
§5.2. Обратная связь по напряжению.............. 146
Коэффициент усиления и выходное сопротивление (146). Отрицательная обратная связь (148). Стабильность коэффициента усиления (150). Уменьшение нелинейных искажений (150). Разновидности усилителей с отрицательной обратной связью (150). Положительная обрат-., , ; ная связь (151). Зависимость выходного сопротивления (152). Параметры однокаскадного усилителя с обратной связью по напряжению (152). Характеристики двухкаскадного усилителя с обратной связью (154).
§ 5.3. Обратная связь по току.................. 166
Коэффициент усиления и выходное сопротивление (156). Крутизна и выходная проводимость (157). О смешанной обратной связи (160)..
§ 5.4. Входное сопротивление усилителей с обратной связью . . ... 160
§ 5.5. Устойчивость усилителей с обратной связью........ 162
Амплитудно-фазовые характеристики (162). Условие устойчивости усилителей (162). Зависимость ослабления от фазового сдвига (165). Стабилизация путем рационального выбора постоянных времени каскадов (166). Стабилизация при помощи цепей фазовой коррекции (168).
§5.6. Паразитные обратные связи................ 174
Связь через источник анодного питания (174). Связь через провода еаземления (176). Связь через цепи накала (177). Связь через емкости и взаимоиндуктивностк монтажной схемы (177).
§ 5.7. Катодные повторители................... 179
Параметры и эквивалентная схема катодного .повторителя (179). Работа катодного повторителя на высоких частотах и при передаче импульсов (181). Входная проводимость катодного повторителя (183). Катодный повторитель с усиленной обратной связью (186).
§ 5.8. Некоторые усилители с обратными связями ........ 186
Усилитель с анодной и катодной нагрузками (186). Усилители с заземленной сеткой и с катодной связью (188). Анодные повторители (191).
' Г Л А В А 6
ШУМЫ И ФОНЫ В УСИЛИТЕЛЯХ
§6.1. Шумы в сопротивлениях.................. 193
Тепловые шумы в сопротивлениях (193). Шумы, обусловленные флуктуациями проводимости (194). Тепловой шум на зажимах сопротивления, шунтированного емкостью (194). Эквивалентная полоса шумов (196).
§ 6.2. Шумы в лампах...................... 197
Дробовой эффект (198). Эффект мерцания (199). Эквивалентное шумовое сопротивление лампы (199). Эквивалентная полоса шумов анодной цепи (201). Дробовой шум в сеточной цепи (201).
§ 6.3. Шум усилителя...................... 202
Собственный шум усилителя (202). Отношение сигнала к шуму (203). Коэффициент шума (204).
§ 6.4. Коэффициенты шума усилителей с различными входными
цепями......................... . 205
Источник сигнала является источником тока (205). Источник сигнала является источником эдс и связан со входом усилителя непосредственно или через конденсатор (207). Источник сигнала является источником эдс и связан со входом усилителя через трансформатор (208).
§6.5. Противошумовая коррекция................ 210
Простая противошумовая коррекция (211). Сложная противошумовая коррекция (214).
§ 6.6. Устранение фонов в усилителе............... 216
Влияние пульсаций напряжения литания (216). Неправильное заземление (217). Наводки от электрических и магнитных полей источника питания (217). Помехи или наводки от внешних полей (218). Микрофонный эффект (218).
ГЛАВА 7 ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
§7.1. Резонансные усилители...............,.* 219
Параллельный колебательный контур (219). Частотные характеристики резонансного усилителя (222).
§ 7.2. Переходные характеристики для огибающих амплитуд . . . 224
Переходные характеристики избирательного усилителя (224). Затухающие колебания в контуре и усилителе (225). Операторный метод определения огибающих амплитуд (227). Определение укороченного коэффициента усиления (228). Переходные характеристики резонансного усилителя для огибающей (229).
§ 7.3. Полосовые усилители................... 232
Усилители со связанными контурами (232). Времена запаздывания я нарастания фронта огибающей (235). Усилитель с изменяемыми полосой и временем нарастания (237).
§ 7.4. Узкополосные усилители................. 238
Усилители с избирательной обратной связью (238), Принцип действия трекполюсного моста (239). Анализ трехполюсного моста (241). Характеристики узкополосного усилителя (244). Схемы узкополосных усилителей (245).
Г Л А В А 8
УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
§ 8.1. Особенности усилителей постоянного тока......... 249
§ 8.2. Уменьшение дрейфа усилителя............... 251
Дрейф ламп (251). Компенсация дрейфа при изменении напряжения накала (254). Компенсация дрейфа в мостовых каскадах (255). Уменьшение дрейфа обратной связью (258). ,
§8.3. Дифференциальный каскад................... 258
§8.4. Расчет каскада усилителя постоянного тока . . . . . . . . 262
§8.5. Схема низкочастотного усилителя постоянного тока .... 266
§ 8.6. Погрешность, усилителя постоянного тока . ... . . ,-. . . 269
§ 8.7. Усилитель с коррекцией дрейфа.............. 271
§8.8. Электрометрические усилители........ . . ... . '. ' 276
Сеточные токи ламп (276), Однокаскадные усилители (279). Электро-' метрические повторители (279). Предельная полоса и быстродействие многокаскадного электрометрического усилителя (282). Электрометрический усилитель с динамическим конденсатором (284).
ГЛАВА 9
ИМПУЛЬСНЫЕ УСИЛИТЕЛИ §9.1. Коррекция искажений вершины импульса......... 290
Коррекция анодным фильтром .(290). Коррекция обратной связью (298).
§.9.2. Выбросы и методы их устранения............. 302
Роль выбросов при усилении импульсов (.303). Анализ выбросов (365). . Анализ постоянной составляющей (306). Усилителя с большим дила- • мическим диапазоном (307).
«93 Коррекция искажений фронта в усилителях без обратной
связи............... ............ 313
Простая параллельная коррекция (313). Многокаскадные усилители с простой параллельной коррекцией (318), Сложные схемы коррекции (321).
§ 9.4. Коррекция искажений фронта импульса в усилителях с обратной связью....................... 324
Коррекция в однокаскадном усилителе с обратной связью по току (325). Коррекция в двухкаскадном усилителе с обратной связью по напряжению (329).
§9.5. Усилители с распределенным усилением.......... 334
Принцип действия (334). Типы линий (336). Соединение каскадов (338). Особенности практической схемы (340). Общая оценка (341).
§ 9.6. Импульсный усилитель электронного осциллографа .... 343
Г Л А В А 10
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
§ 10.1. Приближенное дифференцирование и интегрирование RC- и
^L-цепями ........................ 347
§ 10.2. Укорочение импульсов.................. 349
§ 10.3. Линейные решающие усилители ........;..... 352
Суммирование напряжений и токов (352). Дифференцирование и интегрирование (353). Погрешность решающих усилителей (356). Пример решения уравнения (359).
§ 10.4. Перемножители и делители напряжений.......... 361
§ 10.5. Логарифмический усилитель ............... 366
ГЛАВА 11
ВЫПРЯМИТЕЛИ И СТАБИЛИЗАТОРЫ
§ 11.1. Параметры и характеристики источников питания..... 368
§ 11.2. Параметры выпрямителя................. 369
Однотэктный выпрямитель (369). Двухтактные выпрямители (374). Пульсации выходного напряжения (375). Полное выходное сопротивление выпрямителя с фильтром (378). О выпрямителе с индуктивной нагрузкой вентилей (378).
§ 11.3. Параметрические стабилизаторы напряжения и тока .... 379
§11.4. Стабилизаторы напряжения с обратной связью....... 382
Основные свойства стабилизаторов (382). Стабилизатор с однокаекад-. иым усилителем (384). Улучшение стабилизации путем поправок выходного напряжения (386). Проектирование стабилизированного выпрямителя (388).
§ 11.5. Стабилизаторы тока с обратной связью.......... 394
ГЛАВА 12
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ УСИЛИТЕЛИ
§ 12.1. Статический режим каскада ................ 396
Выбор рабочей точки (396). Стабильность рабочей точки (397). Стабильность типового каскада (399). Расчет каскада по постоянному току (400).
§ 12.2. Усилители с емкостными связями............. 401
Область среди их частот (401). Область низших частот (407). Передача боонтя ЫМПУ:ПКГЙ М1М. (Жпйгть высших частот (414). Добоотность нас-
§ 12.3. Каскад с трансформаторными связями........... 419
Основные соотношения при трансформаторной связи (419). Область средних частот (421). Коэффициент усиления мощности (423). Область низших частот (424).
§ 12.4. Резонансный каскад.................... 426
Особенности транзисторных резонансных каскадов (426). Каскад с полным включением контура (427). Каскад с неполным включением контура (429).
§ 12.5. Эмиттерный повторитель ................. 431
Область средних частот (431). Передача фронта импульса; область высших частот (433). Сложные повторители (438). § 12.6. Каскад с общей базой
................. 440
Область средних частот (440). Передача фронта им
"—- - 442
_____ , . . v/. ч^к^дача фриНТЗ ИМПУЛЬСЗ (441).
§ 12.7. Мощный выходной каскад.................
Однотактный каскад ОБ в классе А (443). Однотактный каскад ОЭ в классе А (447). Двухтактный каскад ОБ в классе В (448). Двухтактный каскад ОЭ в классе В (451).
§ 12.8. Усилители постоянного тока............... 452
Согласование потенциальных уровней (452). Температурный дрейф . (455). Методы уменьшения дрейфа (457). Усилители с модуляцией сигнала (459).
ГЛАВА 13
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
§ 13.1. Общий анализ стабилизаторов.............. 465
Энергетические показатели (465). Дифференциальные параметры (469). Методика расчета (472).
§ 13.2. Опорные диоды...................... 473
§ 13.3. Параллельные стабилизаторы............... 476
Диодные стабилизаторы (476). Транзисторные стабилизаторы (478).
§ 13.4. Последовательные стабилизаторы............. 480
Однокаскадный стабилизатор (480). Двухкаскадный стабилизатор
(483).
§ 13.5. Особенности практических схем.............. 485
Регулировка напряжения (485). Температурная и частотная зависимость параметров (486).
Приложение 1. Основы математического анализа линейных
схем........................... 489
Методы анализа (489). Символический метод (489). Ряды Фурье (492). Интеграл Фурье. (494). Операторный метод (495). Импульсный анализ при сложной форме сигнала (498). Дельта-функция (500).
Приложение 2. Некоторые принципы и понятия, используемые
при анализе линейных цепей............... 501
Принцип взаимного соответствия (501). Узловое напряжение, (503).. Четырехполюсники и их параметры (504). Эквивалентный генератор (508).
Приложение 3. Основные сведения о полупроводниковых приборах ............ 511
од
^____7. „ .,~.,иь1»»ч,д1 1 Halt l-ACftla 11
иилшамаерные характеристики триода при базовом входе (5.27). Зависимость параметров эквивалентной схемы от режима и температуры (529). Собственные шумы (531). Дрейфовые триоды (533). Цитированная литература . . . .. . ......... 537
ПРЕДИСЛОВИЕ КО 2-МУ ИЗДАНИЮ
За три года, прошедших после выхода в свет книги «Электронные усилители», авторы имели возможность убедиться, что основные идеи и принципы, которыми они руководствовались "и которые изложены в предисловии к 1-му изданию, встретили понимание и одобрение читателей. В частности, подтвердилась целесообразность совместного рассмотрения усилителей и источников их питания, особенно стабилизаторов.
В течение указанного времени появился ряд книг, посвященных полностью или частично электронным усилителям. Однако эти книги весьма существенно отличаются от данной книги как по содержанию, так и в методическом отношении. Монография [1а] посвящена только видеоусилителям и имеет объем, превышающий весь объем данной книги. Монография [2а] в основном рассчитана на физиков. Примерно половина этой монографии посвящена усилителям, но в ней полностью отсутствуют транзисторные схемы, а также такие важные для ряда специальностей разделы, как избирательные усилители, функциональные усилители и ряд других. Учебник [За] имеет явно выраженный радиотехнический, связной уклон, В нем почти не отражены импульсные усилители, транзисторные усилители, а также ряд усилителей, характерных для нерадиотехнических специальностей. Учебное пособие [4а] по своей общей направленности наиболее близко к данной книге. Но в нем отсутствуют такие разделы, как функциональные усилители, усилители с трансформаторной связью, с питанием переменным током и, главное, транзисторные усилители. Кроме того, это пособие выпущено незначительным тиражом.
Все сказанное позволяет надеяться, что книга «Электронные усилители» не потеряла своей актуальности как учебное пособие для студентов и инженеров, специализирующихся в области автоматики, измерительной техники, вычислительной техники, экспериментальной физики и в некоторых областях радиотехники.
Авторы отдают себе отчет в том, что сейчас, в связи с бурным развитием и внедрением полупроводниковых приборов, следовало би резко повысить в книге удельный вес транзисторных усилителей за счет ламповых.
