412 413 (4)

mając 8.9) obliczyć, że pr2y wejściowej pojemności dynamicznej następnej lampy wynoszącej 35 pF oraz pojemności montażowej obwodu siatki wynoszącej 5 pF, wzmocnienie układu spadnie o 1 dB już na częstotliwości około 3000 Hz.

8.1.3. Dryft zera oraz sposoby jego zmniejszenia

Zmiana napięć źródeł zasilania wzmacniacza podczas pracy, zmiana parametrów elementów wzmacniających oraz elementów układu na skutek ich starzenia jak również wahania temperatury otoczenia wywołują zmiany napięć spoczynkowych na elektrodach elementów wzmacniających.

Rys. 8-6. Dryft zera we wzmacniaczu prądu stałego

V_dn. — amplituda wahań napięcia dryftu; — stała składowa napięcia dryftu

We wzmacniaczach prądu stałego o bezpośrednim wzmocnieniu te zniimy napięcia są wzmacniane przez następne stopnie i dochodzą do wyjścia. W wyniku, przy braku napięcia sygnału na wejściu wzmacniacza, na jego wyjściu pojawia się napięcie. Napięcie to ma powoli zmieniającą się stałą składową Uj, oraz chaotyczne wahania wokół tej składowej stałej (rys. 8-6). To zjawisko nazywa się dryftem zera.

We wzmacniaczach prądu stałego dryft zera ocenia się zazwyczaj na podstawie zmian napięcia wejściowego, wywołującego takie same zmiany napięcia wyjściowego i odnosi się go do jednostki czasu. Napięcie dryftu na wyjściu wzmacniacza może przewyższyć napięcie wzmacnianych sygnałów; oprócz tego może ono zmienić warunki pracy elementów wzmacniających tak daleko, że przekroczą one granice roboczych obszarów charakterystyk. Z tego względu dryft zera jest bardzo szkodliwy i należy go zwalczać różnymi sposobami.

Aby wzmocnienie było nie zniekształcone napięcie dryftu U_d, sprowadzone do wejścia wzmacniacza nie powinno przekraczać określonej części minimalnego napięcia obliczeniowego sygnału wejściowego. Przy zasilaniu urządzenia z sieci prądu zmiennego amplituda wahań napięcia dryftu U_dn. zależy w zasadzie od wahań napięcia sieci oraz od zjawiska migotania elektrod emitujących w elementach wzmacniających.

Stałą składową napięcia dryftu U_d, można sprowadzić do zera zmieniając wartość jednej z oporności układu (na przykład oporności kompensującej stałą składową napięcia wyjściowego). Jednakże nie zawsze daje się to urzeczywistnić w warunkach eksploatacyjnych oraz jest niewygodne, gdyż wymaga śledzenia położenia zera oraz kompensacji jego zmian.

Zmiana stałej składowej napięcia dryftu zależy w zasadzie od: nagrzewania się elementów wzmacniających oraz elementów układu po włączeniu wzmacniacza, starzenia elementów wzmacniających i części składowych, wyładowania baterii przy zasilaniu bateryjnym wzmacniacza oraz od powolnej zmiany napięcia odniesienia przy zasilaniu z prostownika stabilizowanego.

Ponieważ sygnał ma wartość minimalną w pierwszym stopniu wzmacniacza, to do niego odnosi się również minimalne napięcie dryftu.

Podstawowe środki służące do zmniejszenia napięcia dryftu są następujące: wstępne nagrzanie wzmacniacza, stabilizacja źródeł zasilania, stosowanie układów kompensacyjnych i zrównoważonych w pierwszych stopniach wzmacniacza.

Jeżeli źródła zasilania nic są stabilizowane, a stopnie wzmacniające są bez kompensacji i zrównoważenia, to dryft zera we wzmacniaczach o bezpośrednim wzmocnieniu staje się tak duży, że przy zasilaniu z sieci uniemożliwia pracę wzmacniacza jednostopniowego, nie mówiąc już o wzmacniaczach wielostopniowych. Jak wykazują doświadczenia, zmiana napięcia żarzenia AU, lamp żarzonych pośrednio z katodą tlenkową jest równoważna wprowadzeniu do obwodu siatki sterującej stałej sem., której wartość w woltach jest prawie równa względnej zmianie napięcia żarzenia. Tak na przykład przy zmianie napięcia żarzenia o 10“/o (AU, = 0,1 Up.

U_d-

A U i    0,1 Ui

Ui    U,

= 0,1 V

(8.10)

gdzie Uj — sprowadzone do siatki sterującej napięcie dryftu w woltach.

Napięcie dryftu powstające pod wpływem zmian napięcia źródła zasilania anodowego lub kolektorowego jest tego samego rzędu, co napięcie powstające pod wpływem zmian żarzenia. Dlatego też dla wzmacniacza lampowego prądu stałego, w którym na wejściu istnieje napięcie dryftu 100 (iV powstające pod wpływem niestabilności zasilania oraz przy wykorzystaniu układów bez kompensacji 1 zrównoważenia, przyjmując że dryft powstający pod wpływem żarzenia i anody wynosi 50 nV na podstawie (8.10) obliczymy, że dopuszczane względne zmiany napięć zasilających wyniosą 50 • 10^_“. Przy wahaniach napięcia sieci zasilającej

10“/o    - = 0,1) zachodzi konieczność stosowania układów stabilizacji ża-

\ U, I

rżenia i anody, zmniejszających wahania napięć zasilających 0,1 :50 • 10^_“ = = 2000 razy. Takie układy stabilizacji są złożone i drogie.

Jednym z prostszych układów kompensacyjnych jest układ stabilizacji katodowej", zmniejszający dryft powstający pod wpływem zmian napięcia żarzenia (rys. 8-7a). Przy prawidłowym doborze elementów zmniejsza on napięcie dryftu, wywołane zmianami napięcia żarzenia kilkadziesiąt razy (rys. 8-7b).

413