СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

При усилении низких частот обычно используются усилительные свойства радиоламп на линейном участке их характеристик. При усилении высоких и особенно сверхвысоких частот помимо указанного метода используются суперрегенеративные схемы, позволяющие получить очень большие коэффициенты усиления.

Принцип работы таких схем состоит в том, что ламповый генератор, управляемый усиливаемыми сигналами, периодически приводится в возбужденное состояние при помощи вспомогательного (так называемого суперирующего) напряжения, имеющего частоту, меньшую частоты сигнала, и меняющего величину обратной связи (например, путем изменения крутизны лампы).

Для усиления колебаний низкой частоты подобная схема суперрегенератора непригодна. С целью обеспечения возможности использования схемы суперрегенератора для усиления колебаний низкой частоты предлагается в качестве указанного генератора, колебания которого управляются усиливаемым напряжением, применить релаксационную ламповую схему, находящуюся в недовозбужденном режиме, а для периодического перевода ее в возбужденное состояние и обратно использовать вспомогательное напряжение, имеющее частоту более высокую, чем частота сигнала, и обеспечивающее срыв колебаний ранее окончания процесса установления переднего фронта генерируемого импульса.

На чертеже представлена релаксационная автоколебательная схема, используемая для усиления сигналов низкой частоты по предлагаемому способу.

В схеме буквами (Л₁) и (Л₂) обозначены лампы, (U) - напряжение сигнала, (Е) - вспомогательное (суперирующее) напряжение, генерируемое генератором низкой частоты, более высокой, чем частота сигнала.

Подобная схема представляет собой видоизмененную схему мультивибратора, генерирующую приблизительно прямоугольные колебания.

Время скачка, т.е. перехода системы из одного крайнего состояния в другое, зависит от входной емкости лампы (включая емкость монтажа) и может достигать

Если схема строго симметрична, то при (Е)=(0) и (U)=(0) токи обеих, ламп и потенциалы на их сетках и анодах одинаковы. Однако такое состояние является весьма неустойчивым: малейшее изменение тока в любой из ламп (хотя бы от флюктуаций) вызывает быстрое нарастание этого отклонения до тех пор, пока не произойдет запирания одной из ламп.

Нарастание связано с накоплением энергии, а потому происходит по экспоненциальному закону (при линейных характеристиках ламп). Допустим теперь, что (Е)≠(0) и (U)≠(0).

Нормально обе лампы (Л₁) и (Л₂) заперты большим отрицательным смещением на сетках. В момент (t) напряжением (U) лампы отпираются и система приходит в состояние неустойчивого равновесия.

Если в этот момент вспомогательное напряжение (Е) положительно, то ток в лампе (Л₁) нарастает быстрее, чем в лампе (Л₂), что влечет за собой запирание последней. При другой полярности мгновенного напряжения (Е) запирается лампа (Л₁).

Таким образом, в отличие от обычного мультивибратора, выдающего первый импульс положительный или отрицательный в зависимости от случайных причин, в данной схеме полярность первого импульса зависит от знака вспомогательного напряжения (Е), приложенного к одной из сеток ламп (Л₁), (Л₂). Крутизна фронта первого импульса зависит от величины мгновенного значения вспомогательного напряжения. Вследствие этого за один и тот же период времени, меньший чем время нарастания прямоугольного импульса, большей величиной будет обладать тот импульс, для которого имеет большое значение мгновенное напряжение (Е).

Частота вспомогательного напряжения, положительные полуволны которого на короткие промежутки времени открывают нормально запертые лампы генератора, выбирается такой, чтобы прямоугольный импульс успел за половину периода этой частоты вырасти до своего максимального значения. К приходу каждой последующей положительной полуволны мультивибратор оказывается в неустойчивом положении.

Усиление происходит за счет мощного изменения анодного тока ламп при очень малом значении вспомогательного напряжения, определяющего характер нарастания импульса.

На выходе схемы получается импульсное напряжение (U_вых), огибающая которого повторяет приложенное напряжение.