Рудольф Сворень - Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы

рис. 42, 2

Существует очень наглядный способ изображения сдвига фаз — векторная диаграмма (рис. 41). Вспомним, что мы договорились весь период делить на 360 условных единиц времени и именно такую единицу назвали градусом. Векторная диаграмма — это рисунок, где ток и напряжение показаны в виде определенным образом расположенных линий — векторов. Линии образуют угол, который соответствует сдвигу фаз между током и напряжением. Это очень удобно, так как каждому градусу сдвига фаз (единица измерения времени) соответствует градус (угловая единица) угла между векторами.

При сдвиге фаз на четверть периода векторы I и U располагают под углом 90°. Принято считать, что векторы вращаются вокруг точки 0 против часовой стрелки. В нашем примере (рис. 42, 2, г ) мы сначала увидим вектор I с , а затем через 90° вектор U c . Это как раз и соответствует случаю, когда I с опережает U c (или, иначе, U c отстает от I с ) на четверть периода. Длину векторов откладывают в определенном масштабе: например, в масштабе 1 мм = 10 в или 1 мм = 2 а. Строгое соблюдение масштабов необходимо в тех случаях, когда на векторной диаграмме отображено несколько различных напряжений или токов (рис. 42, 3, 4 ). Один из таких случаев — последовательное включение R и С .

Если к цепочке, составленной из конденсатора и сопротивления (рис. 42, 3, а ), подвести переменное напряжение U RC,то оно распределится между участками — между R и С — пропорционально их сопротивлению для данной частоты: R и х с . В цепи пойдет ток, величина которого по закону Ома определится напряжением U RC и общим сопротивлением z всей цепи. При этом напряжение U R будет совпадать по фазе с током (рис. 42, 1, а, б, в ), а напряжение U с будет отставать от тока на 90° (рис. 42, 2, а, д, е ). Что же касается общего напряжения U RC на всей цепочке, то оно будет представлять собой сумму U R и U c . Но не алгебраическую сумму U RC = U R + U c, а геометрическую U RC = √( U 2 R + U 2 c ). Если сложить эти напряжения, то окажется, что U RC и а значит, U RC и U R ) сдвинуты по фазе на некоторый угол, обычно обозначаемый буквой φ . Сдвиг фаз определяется соотношением х с и R : чем больше х с по сравнению с R , тем больше угол φ , тем ближе он к 90°.

Напряжения на участках цепи очень удобно складывать с помощью векторной диаграммы. Сумма представляет собой диагональ прямоугольника, образованного векторами U R и U c , а угол сдвига фаз φ равен углу между векторами U R ( I RC ) и U RC (рис. 42, 3, б, в; 4, а, в, д ).

рис. 42, 3

рис. 42, 4

Подобным же образом можно найти общее сопротивление цепи z , если сложить построенные в определенном масштабе векторы сопротивления R и емкостного сопротивления х с для данной частоты (рис. 42, 4, б, г, е ).

Мы уже говорили, что напряжения на участках цепи пропорциональны сопротивлениям этих участков R и х с . Емкостное сопротивление конденсатора х с , как известно, с уменьшением частоты возрастает, и вместе с ним возрастает U c (рис. 30, 10 ).

рис. 30, 10

При этом меняется соотношение между U R и U c увеличивается сдвиг фаз между общим током и напряжением (рис. 42, 4 ).

Если на пути напряжения обратной связи имеется несколько таких цепей, то вместе они могут создать на низших частотах весьма большой сдвиг фаз (вплоть до 180°) и таким образом превратить отрицательную связь в положительную. Подобные сдвиги фаз могут создаваться и другими последовательными и параллельными цепями, содержащими емкость С или индуктивность L (рис. 42, 5 ). Последняя, кстати, создает сдвиг фаз, при котором ток отстает от напряжения (рис. 42, 5, в, г ).

рис. 42, 5

Дополнительные изменяющиеся с частотой сдвиги фаз, возникающие в RC -, RL - и LC -цепях, ограничивают допустимую глубину отрицательной обратной связи (рис. 43).

Рис. 43. С изменением частоты меняются фазовые сдвиги в сложных цепях (RС-цепочки, трансформатор и др.), и из-за этого отрицательная связь может превратиться в положительную. Сильная положительная обратная связь может привести к самовозбуждению.

Как правило, в усилителях НЧ глубина обратной связи составляет 5—15 дб на каскад. Такая величина позволяет в несколько раз снизить нелинейные искажения, значительно уменьшить выходное сопротивление оконечного каскада, осуществить заметную коррекцию частотной характеристики. Конкретные схемы отрицательной обратной связи вы найдете в усилителях, описанных в этой и двух последующих главах.

Есть люди, которые предъявляют к звуковоспроизводящей аппаратуре обязательное требование: она должна быть легкой и удобной в переноске. Подобный подход к делу зачастую можно считать вполне правильным. Для многих (особенно для тех, кого годы еще не превратили в неисправимых домоседов) главное достоинство радиолы или магнитофона действительно состоит в том, что их можно взять под мышку и принести на школьный вечер или захватить в гости к товарищу.

К сожалению, в небольших переносных аппаратах трудно добиться высокой верности воспроизведения звука. Но трудно — это еще не значит невозможно. Разумно используя все имеющиеся в нашем арсенале средства, можно и нужно стремиться к тому, чтобы качество звучания переносной аппаратуры было достаточно высоким, чтобы музыка в чемодане была настоящей музыкой.

Сейчас мы познакомимся с несколькими конструкциями и схемами простых переносных радиограммофонов. Основные узлы каждого из них — электропроигрыватель (мотор, диск, звукосниматель), усилитель низкой частоты с громкоговорителями. При желании к этому комплекту можно легко добавить простейший приемник (рис. 68, 9 ) и таким образом превратить радиограммофон в переносную радиолу.