в принципе в схеме заложена возможность уравновешивания и той малой нестабильности, которая порождается указанной несимметрией. В катодные цепи выходных ламп усилителей включены резисторы переменного сопротивления Ri и Rs- Известно, что коэффициент усиления усилителя, охваченного отрицательной обратной

6Ж7П

Рис. 10. Балансный автокомпенсационный усилитель.

связью, определяется выражением /С=Ло/(1+Ко Р), где Ко - коэффициент усиления при разомкнутой петле обратной связи, а Р - коэффициент обратной связи. В нашем случае Р ==;%/(4+/?б) и очень близко к единице, а значение Ко достаточно велико, чтобы положить КоР 1 С погрешностью менее 2%. Поэтому коэффициенты усиления

Ki =

Ri + R,

Rs+Rb

(35)

Для строгой симметрии выходных напряжений на катодах ламп Лг и Лз нужно, чтобы выполнялось соотношение K2/Ai = 1/c.ki / к. что легче сделать, регулируя глубину обратной связи правого усилителя. При помощи тех же резисторов Ri, Rs устанавливают коэффициент передачи равным единице. Заметим, однако, что состояние наилучшей стабильности усилителя проверяют экспериментально, и может оказаться, что оно соответствует какому-то несимметричному режиму. Как бы то ни было, сопротивления резисторов Rt, Rs должны удовлетворять двум условиям: наилучшей стабильности усилителя и значению коэффициента передачи, равному единице. Поскольку число условий равно числу независимо регулируемых резисторов (по два), требования совместимы.

Установку нуля можно производить при помощи резистора Ru либо одного из резисторов Ri, Rs. Нарушения оптимальных условий при этом почти незаметны.

Усилитель имеет низкое выходное сопротивление. Оно примерно в Ло раз меньше, чем у балансного катодного повторителя, и равно вых~2/5Ко, где 5 -крутизна выходных ламп. Это означает, что почти все выходное напряжение оказывается приложенным к инди-

катерному прибору и практически не зависит от его сопротивления. Поэтому такой усилитель часто используют в качестве трансформа-гора сопротивлений для электромеханических вольтметров постоянного тока. И действительно, это удобно - какой бы вольтметр мы ни включали в выходную цепь, напряжение на нем равно входному, т. е. измеряемому. Нужно лишь, чтобы ток покоя ламп Л2 и Лз превышал ток полного отклонения прибора не менее чем втрое. Если предполагаются смены приборов, лучше поставить на выход лампу 6НШ.

Преимущества низкого (сравнительно с индикатором) выходного сопротивления усилителя заключается и в том, что изменения параметров ламп вследствие, например, старения их не влияют на градуировку.

При не очень строгих требованиях к вольтметру от резисторов Rt, R& можно отказаться. Коэффициент передачи будет составлять 0,98-0,99 в зависимости от лампы.

При указанных на схеме параметрах усилитель имеет следующие характеристики. Колебания указателя около нулевого положения-в пределах ±0,6 мв. Изменения анодного напряжения на ±10% смещения нуля не вызывают, а коэффициент передачи меняется на ±0,8%. Изменение напряжения накала на ±10% смещает нуль на ±3 же, а коэффициент передачи Меняется на ±2,5 (при шкале 0-120 мв).

Пределы измерения. Расчет входных делителей

Усилитель вольтметра обеспечивает полное отклонение указате ля индикаторного прибора на низшем пределе измерения. Расширение пределов измерения производится либо при помощи входных делителей, либо переключением резисторов в выходной цепи усилителя (рис. И). Рассмотрим эти способы по порядку.

Наиболее распространена схема делителя, показанная на рис. И, а. Входное сопротивление вольтметра с этим делителем (если принять во внимание сеточный ток) постоянно на всех пределах измерения. Что касается сопротивления утечки сетки, то на низшем пределе измерения оно равно полному сопротивлению делителя и при переходе на более высокие пределы уменьшается. В соответствии с этим доля погрешности измерения, обусловленная влиянием сеточного тока, также максимальна на низшем пределе измерения и резко уменьшается на высоких пределах. Обычная величина полного сопротивления делителя такого вида составляет 10-25 Мом.

Обозначим суммарное сопротивление делителя через R:

т--=1

а пределы измерения - через Ui, U2,.-, Un- Низшим пределом измерения является £/]. Когда напряжение Ui приложено к сетке входной лампы усилителя, указатель индикаторного прибора ставится на конечную отметку шкалы. Чтобы это имело место при действии на входе вольтметра напряжения U2, оно должно быть поделено так, чтобы на сетке было по-прежнему напряжение U.

Us---=2 i--=Ul,

на третьем пределе измерения

и в общем случае на п-м

Рис. 11. Схемы переключения пределов измерения в ламповых вольтметрах.

а и б - ка входе; в - на выходе.

Из первого уравнения находим сопротивление резистора Ru Подставляя его значение в следующее уравнение, найдем R2 и т. д. 06-шее выражение для сопротивления п-го резистора делителя:-

(36)

При вычислении сопротивления последнего резистора, соответствующего высшему пределу измерения, нужно полагать Un-\-i= 00 (следовательно, \IVn+i =0) и вот почему. Можно считать, что между последним резистором и нижним зажимом делителя имеется еще резистор, но с бесконечно малым сопротивлением (его возможно представить и конкретно в виде сопротивления вывода и пайки). Он дает (п-Ь1)-й предел измерения, но, чтобы получить на нем напряжение Uu на вход делителя нужно подать, очевидно, бесконечно большое напряжение.

Пусть R=\Q Мом, Ui=S в, Uz=m в, f/g=30 в, Utm в, Us= =300 в. Для первого предела i/n=t/i=3 в, Un+i = U2=lO е. Поэтому iil • 10-3(/з-Vio)=7 Мом. Для второго предела U„=Us= = 10 в, U„+i=Us=30 в-и 2=1.10 3(Vio-/зо)=2 Мо.ш. Для третьего предела £/„= 1/8=30 е, £/„-1-1 = 1/4=100 е и /?з=ЫОХ ХЗ C/sa-Vioo) =700 ком. Для четвертого предела Un=Ut=l(Xi в.