МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, усилитель электрич. сигналов, основанный на использовании присущей ферромагнитным материалам нелинейной зависимости магнитной индукции В от напряжённости магнитного поля Н. Управляемыми элементами в М, у, являются индуктивности катушки с ферромагнитными сердечниками, в к-рых действуют 2 переменных магнитных поля; одно изменяется с частотой источника питания, другое - с частотой усиливаемого сигнала. Простейший М. у. состоит из 2 замкнутых магнитол роводов, обмотки к-рых W₁ включены последовательно и питаются от источника переменного напряжения ~U (рис.). Вторичные обмотки W₂ включаются последовательно и навстречу друг другу, поэтому замыкание обмоток W₂ на небольшое сопротивление не вызывает к.-л. изменения силы тока i₁ в первичных обмотках. Если по обмоткам W₂ пропустить постоянный ток, то вследствие нелинейного характера кривой намагничивания сердечников динамич. магнитная проницаемость уменьшается и соответственно уменьшается индуктивность L₁первичных обмоток, при этом ток в обмотках возрастает. Устройство, собранное по схеме на рис. (без сопротивления нагрузки RK), наз. управляемым дросселем, к-рый становится усилителем, если последовательно с его обмотками W₁ включить R_H, а вместо постоянного тока в обмотку W₂ подать усиливаемый сигнал постоянного или медленно (по сравнению со скоростью изменения питающего напряжения = V) изменяющегося тока i₂.

М. у. принципиально отличается от лампового и транзисторного усилителей тем, что усиливаемый сигнал изменяет не внутр. сопротивление лампы (транзистора), а индуктивность L₁, включённую последовательно с нагрузкой R_H, в результате чего изменяется протекающий через нагрузку ток. М. у. по существу является модулятором, в к-ром ток в нагрузке более высокой частоты модулируется по амплитуде усиливаемым сигналом (низкой частоты). Для получения на выходе М. у. сигнала той же формы, что и усиливаемый сигнал, устройство дополняют выпрямителем в цепи нагрузки, выполняющим роль детектора.

Схема простейшего магнитного усилителя: ~U-переменное напряжение; R_H - сопротивление нагрузки; W₁ - первичные обмотки; W₂-вторичные обмотки; МС - магнитные сердечники; = U - постоянное напряжение; i₁ - ток в первичной обмотке; i_г - ток во вторичной обмотке (усиливаемый сигнал).

Коэфф. усиления по току K_i и по мощности К_р для простейших М. у. равны:

где R_y - активное сопротивление обмоток W₂, i_cp - приращение тока нагрузки, соответствующее приращению тока сигнала i₂, п₁и n₂ - число витков в первичной и вторичной обмотках. По сравнению с ламповыми и полупроводниковыми усилителями М. у. имеют относительно высокую инерционность, к-рая объясняется гл. обр. отставанием во времени изменения тока i₂ в управляющей обмотке от изменения напряжения, подаваемого на вход М. у. Поэтому их применяют преим. для усиления сигналов постоянного или медленно изменяющегося тока. Инерционность М. у. можно снизить (повысить быстродействие) введением гибкой обратной связи, увеличением числа каскадов усиления, а также включением дифференцирующего контура на входе М. у., шунтированием нагрузки ёмкостью и др. Для расширения частотного диапазона усиливаемых колебаний в сторону более высоких частот целесообразно применять М. у. совместно с ламповыми, полупроводниковыми, электромашинными и др. типами усилителей.

Существуют сотни модификаций схем и конструкций М. у., отличающихся видом нагрузочной характеристики, способом осуществления обратной связи, числом и формой сердечников, видом усиливаемых сигналов, системой смещения, режимом работы. Выбор типа М. у. зависит от требуемых коэфф. усиления, частоты усиливаемых колебаний, области использования. М. у. имеют самое разнообразное применение- от точных измерит, приборов до устройств автоматич. управления мощными производств, агрегатами (прокатными станами, экскаваторами и т. п.). Широкое применение М. у. обусловлено преимуществами: большим сроком службы, высокой надёжностью, простотой обслуживания, значит, коэфф. усиления, низким порогом чувствительности для сигналов постоянного тока (10^-19-10^-17 вm), широким диапазоном усиливаемых мощностей - от 10^-13-10^-6вт до неск. десятков и даже сотен квт, постоянной готовностью к работе, возможностью суммировать на входе неск. управляющих сигналов, значит, перегрузочной способностью, пожаро- и взрывобезопасностью, стабильностью характеристик в процессе эксплуатации.

Лит.: Розенблат М. А., Магнитные усилители, 3 изд., М., 1960; его же, Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники, М., 1966.