Напряжение сигнала поступает через сопротивление /?х на двойной Т-образный мост, который состоит из сопротивлений /?2-Ri и конденсаторов С,-С4. Двойной Т-образный фильтр выполняет заграждающую роль и настроен на частоту 50 гц. Поэтому напряжение с частотами до 50 гц проходит через фильтр с минимальным ослаблением. Напряжение с частотой 50 гц ослабляется примерно в 100 раз. Частоты выше 50 гц также ослабляются, но в несколько раз меньше. Чтобы фильтр был согласован с усилителем, последний должен обладать повышенным входным сопротивлением. Для этой цели включают пару транзисторов 7\ и Т2 по схеме составного транзистора; они работают на эмиттерный повторитель, собранный на транзисторе Т3. Для уменьшения фазовых искажений в схему введены конденсаторы Св и С7. Сопротивления /?7 и Re уменьшают влияние нагрузки на входной каскад. Сопротивление нагрузки RH должно быть не меньше 10 ком, так как в противном случае оно будет влиять на схему и вносить дополнительные искажения. Необходимо отметить влияние емкости конденсатора Съ на работу схемы: при увеличении этой емкости амплитудная характеристика схемы улучшается, а фазовая - ухудшается; и, наоборот, при уменьшении емкости фазовая характеристика улучшается, а амплитудная - ухудшается. В схеме отсутствуют стабилизирующие элементы и поэтому ее не следует подвергать температурному воздействию. При настройке схемы наиболее тщательного подбора требуют плечи фильтра R2-Rt, и С2-С4. Коэффициент передачи схемы составляет около единицы. Напряжение, подаваемое на вход и равное от 1 же до 4 в, воспроизводится без существенных искажений. Недостатком схемы является наличие двух источников питания.

На рис. 30 приведена схема избирательного усилителя на 400 гц [Л. 21 ]. Параметры схемы: полоса пропускания - от 10 до 20 гц, коэффициент усиления - от 2 до 3, добротность - от 150 до 200, неискаженное напряжение на выходе - не более 2 в. Усилитель можно использовать в качестве промежуточного, а это означает, что прежде, чем применить его в схеме какого-либо прибора, необходимо ввести входные и выходные каскады с дополнительным усилением. Высокая избирательность усиления обеспечена применением двойного Т-образного моста.

Входной сигнал поступает на базу эмиттерного повторителя на транзисторе 7\. К сопротивлению R4 подключены несимметричные плечи фильтра. Симметричные плечи фильтра, состоящие из сопротивлений R7, RX1, Rti и конденсаторов С2-Св, соединены с входом эмиттерного повторителя на транзисторе Т2 и выходом эмиттерного повторителя на транзисторе Т4. Между эмиттер-ными повторителями включен усилительный каскад на

Рис. 30. Избирательный усилитель на 400 гц.

транзисторе Т3, собранный по схеме с общим эмиттером. Включение эмиттерных повторителей необходимо для согласования входных и выходных сопротивлений каскадов и фильтра, а наличие усилительного каскада делает фильтр активным элементом.

Каскады на транзисторах Т2-Т4 соединены между собой непосредственно. Такое соединение упрощает схему, а отрицательные обратные связи в каждом каскаде стабилизируют режим в целом. Включение двойного Т-образного моста без заземления встречается довольно редко, но в данной схеме нужно именно такое включение - оно обеспечивает высокую избирательность и отсутствие генерации при сохранении остальных параметров.

Настройка схемы производится переменными сопротивлениями R7 и Ra при подаче на вход напряжения от

генератора. В процессе настройки необходимо следить за отсутствием генерации.

Усилитель можно настроить и на другие частоты, для чего нужно изменить параметры двойного Т-образного моста. При изменении напряжения питания на ±1 в резонансная частота уходит на ±3 гц. Потребляемый схемой ток не превышает 5 ма.

Рассмотренные схемы (рис. 29 и 30) нельзя считать законченными усилителями, так как самостоятельно они вряд ли смогут найти применение. Точнее было бы обе схемы назвать активными iC-фильтрами.

Включение простых и малогабаритных активных фильтров в схемы позволяет решать большой круг вопросов, связанных с амплитудно-частотными измерениями напряжения сигналов низкой частоты.

Избирательный низкочастотный микровольтметр с большим входным сопротивлением -

На рис. 31 представлена схема низкочастотного избирательного микровольтметра с высоким входным со-

fil- [V ш [V я,

4А

5Щ

010

\\30к

\0.1 Ш\4/*\36л\&211

Рис. 31. Низкочастотный избирательный мпкро

противлением (порядка 3 Мом). Измеряемый диапазон напряжений разбит на 5 поддиапазонов: от 3 мкв до 10, 30, 100, 300 и 1000 мкв. Рабочие частоты микровольтметра: 240, 400, 500, 1000 и 2000 гц. Полоса пропускания равна 2-3% от номинального значения измеряемой частоты. Эквивалентная добротность составляет примерно 60. Напряжение питания электрической схемы - порядка 10 в, потребляемый ток не превышает 15 ма. Уровень шумов на выходе доходит до 2-3 мкв.

Основная погрешность измерений -до ±3% от верхнего предела поддиапазона. Изменение температуры окружающего воздуха на ±20° С вызывает дополнительную погрешность в ±2%. Эти величины погрешности получены при поддержании напряжения питания в пределах ±2%. Поэтому для высокоточных измерений схема прибора нуждается в стабилизации напряжения питания. Этой цели отвечает кремниевый стабилитрон Д810. Если увеличивать расходный ток нежелательно, то контролировать напряжение питания можно периодически, с помощью дополнительного переключателя, регулируя

последний по мере необходимости добавочным переменным сопротивлением.

Малая величина динамического диапазона схемы (от 3 мкв до 1 мв) не является недостатком. При измерении напряжений, превышающих 1 мв, можно в случае необходимости включить на входе делитель или переключатель добавочных сопротивлений. В этом случае прибор используется как избирательный вольтметр.

Возможности прибора не ограничены измерением низких частот. Достаточно, например, включить на входе детектор, чтобы измерять частоту и глубину модуляции высокочастотной составляющей. Если заграждающий фильтр заменить эквивалентным сопротивлением 60- 100 ком, то прибор превратится в микровольтметр с плоской амплитудно-частотной характеристикой в диапазоне от 100 гц до 20 кгц.

Схема прибора состоит из предварительного усилителя с высоким входным сопротивлением на транзисторах 7\-Т6, переключателя поддиапазонов /7Х; избирательного усилителя на транзисторах Т,-Т1д со сменным заграждающим фильтром типа 2Т и оконечного усилителя на транзисторах Ти-Т12 с регистрирующим микроамперметром.

Предварительный усилитель служит для получения высокого входного сопротивления и для усиления слабых сигналов с минимальным уровнем шумов.

Высокое входное сопротивление достигнуто включением сложного эмиттерного повторителя на транзисторах Тг-Та [Л. 22]. Транзистор Т2 включен для температурной компенсации, его параметры надо подбирать в комплекте с транзистором 7\.

Наличие 100%-ной отрицательной обратной связи, охватывающей сложный эмиттерный повторитель, обеспечивает необходимую стабильность и высокое входное сопротивление. Коэффициент передачи сложного каскада по напряжению - порядка 0,96-0,97.

В предварительном усилителе применены транзисторы типа П27А или П28 с коэффициентом шума менее 5 дб. Благодаря этому шумы, приведенные ко входу, не превышают 1 мкв. Чтобы уменьшить напряжение шумов, в коллектор транзистора Тг включен развязывающий фильтр по цепи питания из сопротивления R3 и конденсатора С2- Транзисторы Тх-Тъ соединены между собой 62

непосредственно по постоянному току, без дополнительных элементов, увеличивающих напряжение шумов. Усилитель напряжения предварительного усилителя собран на транзисторах Т4-Т„ [Л. 23].

Сигнал на усилитель поступает с сопротивления Rt нагрузки эмиттерного повторителя. Каскад усилителя напряжения на транзисторе Т4 собран по схеме с общим эмиттером и соединен непосредственно по постоянному току с эмиттерным повторителем на транзисторе Ть. Коллекторное напряжение на транзистор Ть поступает через последовательно включенный транзистор Тв, а конденсатор Св служит для развязки по переменной составляющей.

Усилитель напряжения на транзисторе Тв собран по схеме с общим эмиттером; его нагрузка - сопротивления делителя Rl5-Ru.

Для стабильной работы трехкаскадный усилитель на транзисторах Т4-Тв охвачен комбинированными обратными связями. С сопротивления R10 (части эмиттерной .нагрузки) эмиттерного повторителя отрицательная обратная связь по постоянному току подается на базу транзистора Т4. Последовательное включение транзисторов Т& и Тв стабилизирует режим транзистора Тв, так как транзистор Тъ выполняет роль сопротивления обратной связи по постоянному току.

Отрицательная обратная связь по переменному току поступает с выхода усилителя на его вход (коллектор Т6, сопротивление Ru, конденсатор С„ эмиттер Т4). Регулировка отрицательной обратной связи производится переменным сопротивлением Rm. Для фиксации рабочей точки транзистора Тв служит делитель из сопротивлений R х х и R12.

Наличие отрицательных обратных связей обеспечивает стабильную работу, линейную частотную характеристику и низкое выходное сопротивление предварительного усилителя.

Чтобы уменьшить шумы и предотвратить возбуждение, усилитель питают через развязывающие фильтры из сопротивлений RB, R25 и конденсаторов С4, С10. Коэффициент усиления предварительного усилителя по напряжению, равный примерно 800-900, регулируется сопротивлением обратной связи Ru.

На вход избирательного усилителя (база транзистора Т,) сигнал поступает с делителя напряжений, переключаемого переключателем Я1.