Техника - молодёжи 1974-01, страница 29

АТОРАХ И УСИЛ

Публинуемые сегодня статьи инженеров М, ИСАКОВА и Д. МОТОВИЛО ВА отличает именно классификационный подход, дополненный проведением далеко идущих аналогий. И хотя оба инженера написали свои статьи совершенно независимо друг от друга, получился своеобразной диалог о гипотетических устройствах из класса усилителен. Предоставляем слово авторам.

ИТЕЛЯХ

Принцип обратимости в усилительной технике, казалось, исчерпал себя. Но утверждать это было бы, пожалуй, неоправданной поспешностью. Все дело в том, как толковать сам принцип и к чему его применять.

Попробуем представить себе гипотетический энергоаналог информационной системы с ООС. Заменим элемент (а) на источник частотно-модулированных электрических сигналов, элемент (с) — на электрическую нагрузку, элемент (d) — на источник питания, например батарею. Недостает только аналога сумматора, который создал бы равновесие в распределении энергии между нагрузкой и источником питания в соответствии с напряжением источника сигнала. Каким именно предстанет такой аналог, пока рано говорить. Но у него обязательно должны быть два свойства.

1. При появлении импульсов сигнала он гарантирует безынерционное встречное включение источника питания; тогда напряжения сигнала и питания на нагрузке уравновешиваются и она обесточивается.

2. Аналог сумматора шунтирует источник сигнала, когда напряжение сигнала равно нулю.

В результате наша схема становится усилителем без усилительного элемента! Она осуществляет сравнение значений сигнала и питания, подавая на нагрузку разность этих напряжений без каких-либо потерь на внутреннем сопротивлении источника сигнала, без расхода его энергии. Мощность питания может быть как угодно большой, и тем не менее сигнал будет усиливаться до этой мощности. Такой усилитель устойчиво работал бы в практически неограниченном диапазоне частот, имел бы бесконечно большой коэффициент усиления, его к. п. д. приближался бы к 100%.

Как видим, режим работы схемы должен быть прерывистым во времени, дискретным. Но и здесь просматривается аналогия с живой природой. Ведь при передаче потоков информации по нервам непрерывный сигнал преобразуется в последовательность частотно-модулированных импульсов.

Принцип обратимости в применении к усилителям, видимо, таит в себе еще не раскрытые возможности. Воплощение их в действительность принесло бы в электронику поистине революционные перемены.

В верхнем ряду таблицы — трансформаторы. Слева направо: транформация моментов сил в зубчатой передаче, электрических напряжений, давлений в сообщающихся сосудах с поршнями.

В нижнем ряду — усилители.

Слева направо: усилие а, приложенное и ручке фрикционной муфты, управляет оборотами N₃ ведомого вала; в ламповом силителе напряжение на сетие

£

управляет анодным напряжением и ; перемещение вентиля <х управляет давлением Р₂ воды, поступающей под давлением Pj.

Инженер М. Исаиов добавляет к этим рядам две илетки. В верхней — термотрансформатор, преобразующий механическую работу А в тепло q и обратно. В нижней — гипотетический усилитель с управлением на молекулярном уровне; Е — энергия, выделяющаяся при синтезе молекул; А — работа тепловой машины; q_cp — тепло, потребляемое от внешней среды; стрелиой обозначен насос.

Еще две илетии в тех же рядах. Вверху справа — информационная система с обратной связью: а — источнии задающего воздействия, b — сумматор, с — информационная нагрузиа, d — информационный источнии питания. Две последние величины взаимно воздействуют друг на друга благодаря обратной связи. Справа внизу — гипотетический энергоаналог системы: усилитель без усилительного элемента.