l-lsBecTHo, что при заданном произведении величин сумма квадратов этих же величин минимальна в том случае, когда все величины равны друг другу. Поэтому время нарастания получается минимальным при равных т каскадов. В этом случае (3.71) имеет вид

Время нарастания фронта реальных импульсов, поступающих иа вход усилителя, t всегда больше нуля. Усилитель, искажая фронт импульса, дополнительно увеличивает время нарастаиия, т. е. вых >н вх- Согласно интегральному определению времени нарастания (3.65)

вых - tn вх + tl. (3.73)

Расчет усилителя производят по заданным величинам t, нвых и К. Поэтому нужно найти связь между ними через время нарастания д, добавляемое усилителем;

н вых Гн вх - *н - ЛГн,

По формуле (3.65) следовательно,

Найденное значение т подставим в (3.72);

§ 3.6. Примеры расчета усилителей по заданному искажению фронта импульса

Пример 1. Рассчитать усилитель импульсов по следующим данным: входной импульс: вх = 00 мксек, 11 = 0,1 в, полярность-отрицательная; выходной импульс: ; вы=0,17л л;сел;, (/вых=50в, полярность-положительная; нагрузка усилителя: емкость 30 пф.

Прежде всего, необходимо выбрать лампу для оконечного каскада и рассчитать его. Лампа должна быть достаточно мощной, чтобы импульс с амплитудой 50 в создавался на емкости 30 пф в течение времени нвых = 0 мксек, причем сам оконечный каскад не должен значительно увеличивать время нарастания фронта импульса. Чтобы получился положительный выходной импульс, лампа должна закрываться. Для уменьшения нелинейных искажений полезно закрывать лампу не полностью, оставляя анодный ток, равный (0,1-0,15)/да при максимальном отрицательном сигнале. Тогда

Д макс = fB . = 0,85/(3.76)

I 3.6] ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА УСИЛИТЕЛЕЙ 91

Время нарастания, добавляемое оконечным каскадом, по формуле (3.64) равно Хак как величина должна быть не меньше, чем

р вых

0,85/

то время нарастания, привносимое каскадом, получается не меньше, чем

иокЗ-вых. (3.77)

Посмотрям, какие результаты можно получить от мощного выходного пентода 6П9. По табл. 3.1 находим /до = 30 ма, S = ll Maje, Свькл -7.5 пф. Полная ешикть нагрузки С = Свых л + С = 37,5 пф,

37 5 Ю ** <иок = 3 зо.до-, 50 = 0,187 мксек.

Время нарастания, добавляемое каскадом, получилось больше временн < вых. Следовательно, для оконечного каскада необходимо взять лампу с еще большим током, например 6ПЗС. Ее параметры: 1 = 72 ма, 5 = 6 Maje, Сых л = 8>2 пф. Полная емкость нагрузки 0 = 40 пф. Вычисляем:

40.10-

г; ок=3-7240 50 = 0,083 мксек. Время нарастания напряжения на входе оконечного каскада должно быть

< с<ж = / нвых-*нок = /0,17-0,083 = 0,148 мксек. Сопротивление анодной нагрузки

Л ок= 0857 =0Ж72=*

Кффицтект усиления

К, ок = -5?в = -6.0,82 = -4Д Необходимое входное напряжение

Теперь, остается рассчитать усилитель напряжения по заданным величинам: нвх = 0,10 мксек, нвхок = 0148 мкс£к, г7вх = 0.1 в, {/вхок=10,2 в, /С, = -tBX ott/tBx = 102, емкость нагрузки -входная емкость лампы 6ПЗС, равная

II пф, число каскадов-четное.

Допустимое время нарастания, которое может быть добавлено усилителем напряжения, равное

н=]/ вхок-*нвх = /о, 148-0,10 = 0,11 мксек,

получилось относительно большое, поэтому можно попытаться построить усилитель напряжения на лампах 6Ж4, ток которых относительно невелик, параметры этих ламп: /а =10 ма, 5=9 жа/в, Свхл = П пф, Свыхл = 5 пф.

п г / ]/

ср-Тлм g V \f

Можно обеспечить монтажную емкость С = 9 пф, тогда С = 25 пф и

С 25-10- Тлм = -fg.iQ- 2,78 ксек.

По формуле (3.75) вычислим коэффициенты усиления усилителей с разным числом каскадов:

/? = K JS 1,76 ком 1,25 1,00

близкая стандартная величина сопротивления R=l,2 /cojh, при этом K i =SRa= 10,8, /С =117, что больше необходимого А;,= 102.

Проверим, может ли второй каскад обеспечить нужное выходное напряжение {/вхок=10,2 е. Необходимое изменение анодного тока во втором каскаде равно

(/вхок 10,2 д,== =. = 8,5яа.

Ток лампы 6Ж4 может быть легко увеличен на 20 ма от номинального тока /д1,= 10 ма, потенциал сетки при этом ие превосходит -0,5 в.

В заключение расчета можно определить время запаздывания импульсов

з вых = 31 Ь 32 + 3 ОК ~ 2тJ -)- Тд =

= 2.1,2-10-25-10- + 0,82.10 .40-10- = 0,093 мксек.

В процессе расчета усилителя были использованы номинальные параметры ламп и номинальные режимы; возможные отклонения параметров от номинальных значений не учитывались, хотя они могут достигать 25%. Если бы была постав-тена задача рассчитать усилитель при минимально возможных величинах S и /до ламп, то для выполнения задания усилитель напряжения пришлось бы сделать четырехкаскадным или .устроить коррекцию фронта импульса, которая описана в главе 9.

При неблагоприятном совпадении отклонений параметров ламп в сторону их уменьшения коэффициент усиления рассчитанного усилителя может быть в два раза меньше нужного. Отклонения времени нарастания вых и времени запаздывания ых определяются разбросом величин R, C и С .

Пример 2. Требуется рассчитать усилитель, выходное напряжение которого запускает электронное реле, например тиратрон, одновибратор или генератор ждущей развертки. Напряжение срабатывания реле Иср = +5 в, входное напряжение усилителя имеет вид единичной ступени величиной {/вх = +5 мв. Необходимо, чтобы запаздывание момента срабатывания реле относительно момента поступления входного импульса было по возможности минимальным.

В этом случае безразлично, какова установившаяся величина выходного напряжения, желательно лишь, чтобы было (/выхМср- Выгодно выбрать большие сопротивления анодных нагрузок, чтобы в каждом каскаде большая доля изменения анодного тока участвовала в перезарядке паразитных емкостей. При таком условии выходное напряжение определяется формулой (3.56).

Для решения задачи нужно найти число каскадов, при котором получается минимальное время 1 = 1, соответствующее Uuix (ср) = ср- Из формулы (3.56)