Ламповый усилитель

(сопротивление давления, см. Профильное сопротивление, Донное сопротивление), и связанному с образованием подъёмной силы скосу потока за крылом (индуктивное сопротивление); кроме того, при больших скоростях полёта (около- и сверхзвуковых) добавляется волновое сопротивление, вызываемое образованием скачков уплотнения (см. Сопротивление аэродинамическое).

 Аэродинамическая сила  планёра Самолета и её составляющие пропорциональны скоростному напору  
q = V2/2  
(p) — плотность воздуха, V — скорость полёта) и некоторой характерной площади, в качестве которой обычно принимают площадь крыла S:  
Ya = cyaqS,  
Xa = cxaqS,  
причём коэффициент пропорциональности (коэффициент подъёмной силы cya и коэффициент лобового сопротивления cxa) зависят в основном от геометрических форм частей С., ориентации его в потоке (угла атаки),

Рейнольдса числа, а на больших скоростях и от числа M. Аэродинамическое совершенство Самолета характеризуют отношением подъёмной силы к суммарной силе лобового сопротивления, называемой аэродинамическим качеством:  
К = Ya/Xa = cya/cxa  
В установившемся (V = const) горизонтальном полёте вес самолёта G уравновешивается подъёмной силой (Ya = G), а тяга Р силовой установки должна компенсировать лобовое сопротивление (P = Xa). Из получающегося соотношения G = KP следует, например, что реализация в конструкции Самолета более высокого значения К позволила бы при фиксированном значении G снизить для той же скорости полёта потребную тягу и, следовательно, расход топлива, а в некоторых других случаях (например, при том же значении Р) увеличить грузоподъёмность или запас топлива на С. В ранний период (до начала 20-х гг.) Самолеты имели грубые аэродинамические формы и значения аэродинамического качества у них были в пределах K = 4—7. На С. 30-х гг., имевших прямые крылья и скорость полёта 300—350 км/ч, были получены значения K = 13—15. Это было достигнуто в основном благодаря применению схемы свободнонесущего моноплана, усовершенствованных профилей крыла, фюзеляжей обтекаемой формы, закрытых кабин, жёсткой гладкой обшивки (взамен матерчатой или гофрированной металлической), уборке шасси, капотированию двигателей и т. д. При последующем создании более скоростных Самолетов возможности повышения аэродинамического качества стали более ограниченными. Тем не менее на пассажирских Самолетах 80-х гг. с большими дозвуковыми скоростями полёта и стреловидными крыльями максимальные значения аэродинамического качества составили K = 15—18. На сверхзвуковых Самолетах для снижения волнового сопротивления применяют крылья тонкого профиля, с большой стреловидностью или др. формы в плане с малым удлинением. Однако у Самолета с такими крыльями аэродинамическое качество на дозвуковых скоростях полёта меньше, чем у Самолета дозвуковых схем.  
   

               Вопросы:

1.Почему летает самолет ?от  чего это зависит?

2. Что такое закон Аэродинамики  его свойства?

3.История возникновения Самолета?

8. Электронные усилители

                                      8.1.Введение

Как известно, врач продолжает учиться  всю жизнь. Но существуют какие-то классические устоявшиеся положения, которые  сомнению не подвергается, они воспринимаются подсознательно, как аксиома.

С точки зрения радиолюбителя, казалось бы, ну что принципиально нового может быть в кардиографе: усилитель - одно- или многоканальный с определенными  частотными характеристиками и термостабильностью, с определенными допусками по нелинейным искажениям и собственным  шумам, стабильностью работы, обеспечиваемой глубокой обратной связью, система  регистрации собственно кривой ЭКГ  и лентопротяжный механизм, но при  определенной граничной частоте  не выше 120 Гц амплитуда зубцов уменьшается  аж на 30%, а кардиографы с непосредственной записью и инерционным писчиком «практически непригодны для достоверной  диагностики на основании формы  воспроизводимых зубцов». И если с частотной характеристикой  усилителя все понятно и технически решаемо, да и применение АЦП обосновано, то остается вопрос достоверности заключения ЭКГ, записанной на кардиографе с  непосредственной записью… Это что  же в течение десятков лет диагностировали, описывали, какой выраженности и  глубины должны быть изменения в  миокарде, чтобы инерционный писчик показал патологические изменения  ЭКГ? А ведь до сих пор во многих лечебных заведениях, особенно на «Скорой», применяются такие кардиографы…

                    8.2. История электронного усилителя

Электронный усилитель - усилитель электрических сигналов, в усилительных элементах которого используется явление электрической проводимости в газах, вакууме и полупроводниках. Электронный усилитель может представлять собой как самостоятельное устройство, так и блок (функциональный узел) в составе какой-либо аппаратуры - радиоприёмника, магнитофона, измерительного прибора и т.д.

История

1904 г. Ли де Форест на основе созданной им электронной лампы - триода разработал устройство усиления электрических сигналов (усилитель), состоящий из нелинейного элемента (лампы) и статического сопротивления Ra, включенного в анодную цепь.

1932 г. Гарри Найквист определил условия устойчивости (способности работать без самовозбуждения) усилителей, охваченных отрицательной обратной связью.

1942 г. В США построен первый операционный усилитель - усилитель постоянного тока с симметричным (дифференциальным) входом и значительным собственным коэффициентом усиления (более 1000) как самостоятельное изделие. Основным назначением данного класса усилителей стало его использование в аналоговых вычислительных устройствах для выполнения математических операций над электрическими сигналами. Отсюда его первоначальное название - решающий.

                                8.3. Структура усилителя

Усилитель представляет собой в общем случае последовательность каскадов усиления (бывают и однокаскадные усилители), соединённых между собой прямыми  связями.

В большинстве усилителей кроме прямых присутствуют и обратные связи (межкаскадные и внутрикаскадные). Отрицательные  обратные связи позволяют улучшить стабильность работы усилителя и  уменьшить частотные и нелинейные искажения сигнала. В некоторых  случаях обратные связи включают термозависимые элементы (термисторы, позисторы) - для температурной стабилизации усилителя или частотнозависимые  элементы - для выравнивания частотной  характеристики.

Некоторые усилители (обычно УВЧ радиоприёмных  и радиопередающих устройств) оснащены системами автоматической регулировки  усиления (АРУ) или автоматической регулировки  мощности (АРМ). Эти системы позволяют  поддерживать приблизительно постоянный средний уровень выходного сигнала  при изменениях уровня входного сигнала.

Между каскадами усилителя, а также  в его входных и выходных цепях, могут включаться аттенюаторы или  потенциометры - для регулировки  усиления, фильтры - для формирования заданной частотной характеристики и различные функциональные устройства - нелинейные и др.

Как и в любом активном устройстве в усилителе также присутствует источник первичного или вторичного электропитания (если усилитель представляет собой самостоятельное устройство) или цепи, через которые питающие напряжения подаются с отдельного блока  питания.

       

                           

                            8.4. Виды усилителей

Аналоговые  усилители и цифровые усилители

В аналоговых усилителях аналоговый входной  сигнал без цифрового преобразования усиливается аналоговыми усилительными  каскадами. Выходной аналоговый сигнал без цифрового преобразования подаётся на аналоговую нагрузку.

В цифровых усилителях, после аналогового  усиления входного аналогового сигнала  аналоговыми усилительными каскадами  до величины достаточной для аналого-цифрового  преобразования аналого-цифровым преобразователем (АЦП, ADC) происходит аналого-цифровое преобразование аналоговой величины (напряжения) в  цифровую величину - число (код), соответствующий  величине напряжения входного аналогового  сигнала. Цифровая величина (число, код) либо непосредственно подаётся через  буферные управляющие усилительные каскады на цифровое выходное исполнительное устройство, либо подаётся на мощный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, DAC) мощный аналоговый выходной сигнал которого подаётся на аналоговое выходное исполнительное устройство.

Виды усилителей по элементной базе:

Ламповый  усилитель - усилитель, усилительными  элементами которого служат электронные  лампы.

Полупроводниковый усилитель - усилитель, усилительными  элементами которого служат полупроводниковые  приборы (транзисторы, микросхемы и  др.).

Гибридный усилитель - усилитель, часть каскадов которого собрана на лампах, часть - на полупроводниках.

Квантовый усилитель - устройство для усиления электромагнитных волн за счёт вынужденного излучения возбуждённых атомов, молекул  или ионов.

Виды усилителей по диапазону частот:

Усилитель постоянного тока (УПТ) - усилитель  медленно меняющихся входных напряжений или токов, нижняя граничная частота  которых равна нулю. Применяется  в автоматике, измерительной и  аналоговой вычислительной технике. Основная статья - Усилитель постоянного тока.

Усилитель низкой частоты (УНЧ, усилитель звуковой частоты, УЗЧ) - усилитель, предназначенный  для работы в области звукового  диапазона частот (иногда также и  нижней части ультразвукового, до 200 кГц). Используется преимущественно в технике звукозаписи, звуковоспроизведения, а также в автоматике, измерительной и аналоговой вычислительной технике. Основная статья - Усилитель звуковых частот.

Усилитель высокой частоты (УВЧ, усилитель  радиочастоты, УРЧ) - усилитель сигналов на частотах радиодиапазона. Применяется  преимущественно в радиоприёмных  и радиопередающих устройствах  в радиосвязи, радио- и телевизионного вещания, радиолокации, радионавигации и радиоастрономии, а также в  измерительной технике и автоматике.

Импульсный  усилитель - усилитель, предназначенный  для усиления импульсов тока или  напряжения с минимальными искажениями  их формы. Входной сигнал изменяется настолько быстро, что переходные процессы в усилителе являются определяющими  при нахождении формы сигнала  на выходе. Основной характеристикой  является импульсная передаточная характеристика усилителя. Импульсные усилители имеют  очень большую полосу пропускания: верхняя граничная частота нескольких сотен килогерц - нескольких мегагерц, нижняя граничная частота обычно от нуля герц, но иногда от нескольких десятков герц, в этом случае постоянная составляющая на выходе усилителя восстанавливается  искусственно. Для точной передачи формы импульсов усилители должны иметь очень малые фазовые  и динамические искажения. Поскольку, как правило, входное напряжение в таких усилителях снимается  с широтно-импульсных модуляторов (ШИМ), выходная мощность которых составляет десятки милливатт, то они должны иметь очень большой коэффициент  усиления по мощности. Применяются  в импульсных устройствах радиолокации, радионавигации, автоматики и измерительной  техники.

Виды усилителей по полосе частот:

Широкополосный (апериодический) усилитель - усилитель, дающий одинаковое усиление в широком  диапазоне частот.

Полосовой усилитель - усилитель, работающий при  фиксированной средней частоте  спектра сигнала и приблизительно одинаково усиливающий сигнал в  заданной полосе частот.

Селективный усилитель - усилитель, у которого коэффициент  усиления максимален в узком диапазоне  частот и минимален за его пределами.

Виды усилителей по типу нагрузки:

с резистивной;

с ёмкостной;

с индуктивной;

с резонансной.

Усилители в качестве самостоятельных  устройств:

Усилители звуковой частоты

Усилители звуковой частоты для систем проводного вещания.

Усилители звуковой частоты для озвучивания  открытых и закрытых пространств.

Бытовые усилители звуковой частоты. В этой группе устройств наибольший интерес  представляют усилители высокой  верности воспроизведения Ні-Fi и  наивысшей верности high end. Различаются  усилители предварительные, оконечные (усилители мощности) и полные, сочетающие в себе свойства предварительных  и оконечных.

Измерительные усилители - предназначены для усиления сигналов в измерительных целях. Основная статья - Измерительный усилитель (средство измерений).

Усилители биопотенциалов - разновидность измерительных  усилителей, используются в электрофизиологии.

Антенные  усилители - предназначены для измерений  слабых сигналов с антенны перед  подачей их на вход радиоприёмника, бывают двунаправленные усилители (для приёмопередающих устройств), они  усиливают также сигнал, поступающий  с оконечного каскада передатчика  на антенну. Антенный усилитель устанавливается  обычно непосредственно на антенне  или поблизости от неё.

           8.5. Электронные приборы медицинской диагностики. Электрокардиографы

   Электрокардиографы применяют для регистрации периодически повторяющейся кривой, образованной наложением элементарных синусоидальных колебаний разных частот, амплитуд и фаз, которые отображают электробиологические процессы в активной сердечной мышце.

   В медицинской практике преимущественно применяются электрокардиографы с непосредственной записью, у которых функции регистрирующего устройства выполняет писчик, записывающий колебания гальванометра [1]. Недостатком такого электрокардиографа является иннерционность регистрирующего устройства, которая приводит к заметным искажениям высокочастотного спектра кардиограммы и тем самым ограничивает диагностические возможности аппарата.

   Этот недостаток полностью отсутствует у электрокардиографов, в которых в качестве регистрирующего устройства используется осциллограф на электронно-лучевой трубке.