Фазочувствительные усилители

Фазочувствительные усилители являются усилителями среднего значения тока. Они находят широкое применение в синхронно-следящих системах, когда исполнительное устройство работает от сигнала постоянного тока, а датчик вырабатывает сигнал переменного тока. В этом случае переменный сигнал датчика сначала усиливается в предварительных каскадах, а затем преобразуется в сигнал постоянного тока.

Величина и полярность среднего выпрямленного напряжения зависит как от амплитуды входного сигнала, так и от угла сдвига фазы между напряжением входного сигнала и некоторым опорным переменным напряжением.

Опорным напряжением обычно является переменное анодное напряжение. Действительно, если на управляющую сетку триода подать переменное напряжение входного сигнала u_с, а анод триода через сопротивление нагрузки подключить к источнику переменного анодного напряжения е_a = μu_с, фаза которого совпадает с фазой входного сигнала, то по сопротивлению нагрузки будет проходить постоянный ток, определяемый режимом покоя.

Если же μ_с и е_a будут в противофазе, то в анодной цепи во время положительных полупериодов анодного напряжения получается последовательность импульсов анодного тока. Следовательно, амплитуды импульсов анодного тока пропорциональны амплитудам входного и опорного напряжений и зависят также от их фазовых соотношений.

В общем случае напряжения на сетке и на аноде (опорное напряжение) могут быть сдвинуты по фазе на некоторый угол φ в пределах от 0 до ±180°. При одних и тех же значениях амплитуд входного сигнала и опорного напряжений изменение угла сдвига фазы между этими напряжениями приводит к изменению среднего значения анодного тока лампы.

Нагрузкой фазочувствительного усилителя может быть обмотка электромагнитного или поляризованного реле, обмотка электромагнитного усилителя или возбуждения двигателя постоянного тока.

В большинстве схем фазочувствительных усилителей — выпрямителей применяется амплитудное управление средним значением анодного тока при подаче на вход синусоидального сигнала, совпадающего по фазе или сдвинутого на 180° по отношению к переменному синусоидальному опорному анодному напряжению.

• Порядок расчета фазочувствительного усилителя - выпрямителя

Однополупериодный фазочувствительный усилитель состоит из двух простых фазочувствительных усилителей — выпрямителей. Систему подобных усилителей часто называют дифференциальным фазовым мостом.

Двухполупериодная схема, по сравнению с однополу-периодными схемами фазочувствительных усилителей, отличается меньшими пульсациями тока в нагрузке и позволяет получить большее усиление по мощности. В схеме, показанной на рис. 159, использованы свойства дифференциального и двухтактного фазовых мостов, рассмотренных выше. Фазочувствительный мост выполнен на двух двойных триодах. Опорные напряжения еоп подводятся к первичным обмоткам трансформаторов Тр₁ и Тр₂. На управляющие сетки ламп Л₁ и Л₄ поступает напряжение входного сигнала в фазе с опорными напряжениями, подаваемыми на аноды ламп Л₁ и Л₃. На управляющие сетки ламп Л₁ и Л₂ поступает напряжение входного сигнала в фазе с опорными напряжениями, подаваемыми на аноды ламп Л₂ и Л₄.

Каждый полупериод одновременно две лампы обеспечивают ток в нагрузке (Л1, Л3 и Л2, Л4). При этом токи ламп Л1 и Л2 в течение соответствующих полупериодов всегда оказываются больше токов ламп Л3 и Л4. Графики, приведенные на рисунке, иллюстрируют физические процессы, происходящие в схеме, и позволяют наглядно убедиться в достоинствах двухполупериодной схемы фазочувствительного усилителя. Рис. 159. Двухполупериодная схема фазочувствительного усилителя.