1 + Роо

Если уменьшать емкость С, по сравнению с величиной, вытекающей из (9.47), то появляются выбросы, так как условия приближаются к случаю глубокой активной связи. Одновременно сокращается время нарастания (рис. 9.30, кривая 2).

Рис. 9,30 Переходные характеристики усилителя на рис. 9.29 с глубокой обратной связью при наличии и в отсутствие корректирующей емкости С,.

В заключение отметим, что в рассмотренной схеме усилителя при емкостной нагрузке нередко появляются затухающие колебания, несмотря на наличие коррекции. Такими опасными нагрузками могут быть вход осциллоскопа (в отсутствие буферного повторителя), кабель с несогласованной нагрузкой и др. Причина колебаний в этих случаях заключается в том, что постоянная времени выходной цепи повторителя т, = /?выхСн сравнима с постоянными времени г т так что усилитель нужно рассматривать как трехкаскадный. А трехкаскадный усилитель с глубокой обратной связью, как известно, склонен к самовозбуждению. Если отказаться от повторителя ЛЗ, то устойчивость повышается, но возникают затруднения, связанные с тем, что цепь обратной связи, в частности емкость С оказывается подключенной параллельно выходу лампы Л2.

связью в ]/1 +р Л раз, мы получим и одинаковые постоянные времени Та = Тд, и одинаковые коэффициенты усиления

§ 9.5. Усилители с распределенным усилением

На современных широкополосных лампах, используя коррекцию, можно построить усилители со временем нарастания менее 0,01 мксек (полосой более 30 Mzii) и усилением в несколько десятков, а при наличии коррекции - в сотни раз. Однако принципиальные ограничения в отношении улучшения частотных и переходных характеристик этими лампами не снимаются. Распределенное усиление является тем качественно новым методом, при котором добротность каскада не ограничивается постоянной времени лампы [9.6].

Принцип действия. В основе распределенного усиления лежит использование тех паразитных емкостей (в первую очередь межэлектродных), которые в обычных усилителях играют отрицательную

г

НА

Зход

i. ,

----I , 1

I i ii 1 , i-1-I-

тяялг A

Y

Рис. 9.31. Каскад распределенного усиления в упрощенном виде.

роль. Говоря о последовательной индуктивной коррекции (рис. 9.23), мы отметили, что четырехполюсник связи С,-L-С, можно рассматривать как элементарную ячейку длинной линии. В каскаде распределенного усиления (рис. 9.31) несколько таких ячеек, состоящих из емкостей С, и специально включаемых индуктивностей Ij, образуют анодную линию, а ячейки Q-- сеточную линию. Тем самым емкости С, и перестают быть паразитными , превращаясь в элементы длинных линий.

Пусть на вход подана ступенька напряжения вх- Этот сигнал распространяется по сеточной линии с волновым сопротивлением Q, причем, как показывает анализ, время прохождения импульса через одну ячейку составляет:

(9.49)

T!>:iNVl~C. (9.50)

в соответствующей последовательности в анодную линию поступают ступеньки анодных токов ламп. Каждый из этих токов разветвляется на две равные части, одна из которых распространяется налево, другая - направо. Импульсы, идущие налево, погасятся, т. е. не будут отражены, поскольку сопротивление выбирается равным волновому сопротивлению линии q,. Импульсы, идущие направо, складываются, и суммарный импульс напряжения на выходе будет равен

откуда

К==-/. (9.51)

Очевидно, что задержки в ячейках анодной и сеточной линий .должны быть одинаковы для того, чтобы ток в очередной лампе появлялся тогда, когда к ее аноду слева поступает ток от предыдущих ламп. Следовательно,

VrC.YTfi,. . (9.52)

Волновые сопротивления линий, вообще говоря, могут быть неодинаковы.

Из выражения (9.51) следует, что коэффициент усиления пропорционален числу ламп, а не является степенью числа ламп, как это имеет место при соединении каскадов. Именно поэтому мы называем схему на рис. 9.31 каскадом, а не многокаскадным усилителем. Еще один признак того, что схема является каскадом, заключается в невозможности ее расчленения на одноламповые ячейки, так как при этом будут разрушены обе многозвенные линии, наличие которых составляет основу распределенного усиления.

Коэффициент усиления растет с увеличении крутизны и индуктивности и с уменьшением емкости С,. Отсюда следует, что постоянная времени лампы CJS должна быть возможно меньше, хотя в данном случае она непосредственно не является ограничивающим фактором, так как необходимое усиление можно обеспечить, увеличивая число ламп N. Увеличение индуктивности L, как будет видно ниже, нежелательно с точки зрения времени нарастания.

Анализ переходных процессов в линиях довольно сложен. По-.этому временные свойства рассматриваемого каскада часто оценивают с помощью частотных характеристик.

Сетка последней лампы будет возбуждена с задержкой: