Обозначая qjC = U и учитывая, что С<С, находим:

и=-.(7, -t/ sinu)/, (8.47)

где .

Выходное напряжение усилителя определим, с одной стороны, через входной ток

Иаых - -р- - р

И, с другой стороны, через коэффициент усиления K~Ua%lU и амплитуду переменной составляющей потенциала на динамическом конденсаторе

Из последних двух уравнений находим:

0 =-i- (8 48)

nvR - RvR

u. = -r--(8.49)

?i обкладки конденсатора, создаваемая электромагнитом или пьезокри- сталлом, вызывает периодические изменения емкости по закону

С(0 = С + С sin со/,

где в величине С помимо начальной емкости собственно динамического конденсатора, учтены также паразитные емкости. Благодаря изменениям емкости конденсатора происходят пульсации разности потенциалов и, если только заряд q не успевает стекать из емкости через сопротивления /?j и R. Для уменьшения утечки заряда в течение полупериода вибрации эти сопротивления выбирают настолько большими, чтобы выполнялось условие

Полагая, что заряд q неизменен, определим потенциал верхней обкладки динамического конденсатора

-- - /<вх --7Г

Быстрота реакции усилителя на изменение входного тока относительно велика: выходное напряжение устанавливается за время порядка 1 сек. Малое время установления получается потому, что соответствующий установившийся потенциал на конденсаторе благодаря действию обратной связи имеет малую величину и, следовательно, быстро устанавливается при зарядке емкости С малым входным током.

Достижимая чувствительность усилителя ограничена дрейфом контактной разности потенциалов между поверхностями обкладок динамического конденсатора. Наличие контактной разности потенциалов приводит к тому, что в случае, когда разность потенциалов и между выводами пластин в точности равна нулю, между внутренними поверхностями пластин есть некоторая конечная разность потенциалов величиной до нескольких десятков милливольт, которая обусловливает накопление в конденсаторе определенного заряда. При вибрации обкладки создается переменный потенциал, который усиливается, в результате чего возникает выходное напряжение и пропорциональное ему напряжение обратной связи, передающееся на конденсатор. Потенциал верхней обкладки изменяется до тех пор, пока разность потенциалов между внутренними поверхностями обкладок не уменьшится почти до нуля. Таким образом, потенциал смещается на величину, равную контактной разности, даже при 1вк = 0-

Искусственной подгонкой потенциала нижней обкладки можно скомпенсировать контактную разность потенциалов и обеспечить ра-

Потенциал t/ на конденсаторе С и погрешность усилителя невелики

при достаточно большой величине -~К. Чувствительность усили-

теля пропорциональна сопротивлению R, величина которого ограничена не сеточными токами первой лампы, а лишь влиянием утечек по изоляции и емкостью, распределенной вдоль сопротивления.

Входная лампа не обязательно должна быть электрометрической. Большие сеточные токи обычной входной лампы и малое сопротивление утечки в цепи ее сетки не снижают чувствительности схемы благодаря тому, что энергия переменной составляющей, поступающая на сетку лампы, не отбирается от источника измеряемого тока, а получается в динамическом конденсаторе за счет преобразования механической энергии колебаний обкладки в электрическую.

Входное сопротивление усилителя измеряемому току относительно невелико благодаря действию сильной обратной связи. Оно равно, если не учитывать сопротивлений /?, и R, отношению

венство f/a = 0 при ?Bx = 0. Компенсация, однако, получается недолговременной вследствие дрейфа контактной разности, величина которого даже в лучших конденсаторах с тщательно позолоченными обкладками, помещенными в вакуум, равна 0,1 мв в сутки.

Чувствительность лучших усилителей с динамическим конденсатором достигает 10~° а. Цена всей шкалы прибора равна соответственно 10 * а.

Д. Е. Половников создал схемы электрометрических усилителей, в которых дрейф динамического конденсатора компенсируется при помощи вспомогательной схемы с контактным прерывателем, работающим с периодом около минуты [8.4, 8.5]. Чувствительность и дрейф этих схем около 5-10 а в течение длительного времени, порядка суток. Эти достижения являются наивысшими в настоящее время.

Максимальное быстродействие усилителя определяется постоянными времени входного фильтра RC, RC,