Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы

Вспомните, что заход на криволинейные участки характеристики громкоговорителя — верхний и нижний загибы — приводил к нелинейным искажениям воспроизводимого звука. Точно так же работа на загибах ламповой характеристики приведет к тому, что форма графика I_а будет отличаться от формы графика U_с. Иными словами, в процессе усиления сигнала появятся нелинейные искажения. Для того чтобы не выходить за пределы нелинейного участка, на сетку вместе с сигналом подают «минус» постоянного напряжения — смещение U_см. Этот «минус» определяет рабочую точку — режим лампы при отсутствии входного сигнала. Отрицательное смещение подбирают так, чтобы «исходная позиция» (рабочая точка) соответствовала середине прямолинейного участка на ламповой характеристике. С одной стороны граница прямолинейного участка проходит там, где начинаются положительные напряжения на сетке. Как только на сетке появится «плюс», она начнет притягивать электроны, появится сеточный ток I_с, и это приведет к некоторому уменьшению анодного тока (верхний загиб). С другой стороны прямолинейный участок ограничен областью, близкой к запиранию лампы: при больших отрицательных напряжениях сетка вообще не пропускает электроны к аноду, и анодный ток прекращается (нижний загиб).

22. Чтобы создать отрицательное смещение, можно включить в цепь сетки очень большое сопротивление (10–20 Мом). Единичные электроны всегда попадают на сетку, даже при отрицательных напряжениях на ней. Этого небольшого тока (доли микроампер) достаточно, чтобы на большом R_с создать смещение в несколько вольт.

Сопротивление в сеточной цепи — сопротивление утечки R_c (чаще всего 0,5–1 Мом) должно быть включено всегда при любой другой схеме смещения, так как всегда должен быть путь, по которому электроны смогут вернуться с сетки на катод. Иначе, накопившись на сетке, они создадут там большой «минус» и запрут лампу.

23. Обычно отрицательное смещение создают с помощью катодного сопротивления R_к. Проходя по нему, анодный ток создает напряжение U_см = I_а0·R_к — «Плюс» этого напряжения приложен к катоду, а «минус» через R_c — к сетке. Чтобы на R_к действовало только постоянное напряжение, переменную составляющую замыкают через конденсатор С_к. Его емкостное сопротивление х_с должно быть меньше R_к на самой низкой из возможных частот f_мин — по крайней мере в 5—10 раз. При этом на более высоких частотах подавно будет выполняться условие х_с < R_к.

Пример. Дано: I_а = 50 ма; U_cм = 10 в.

Находим: R_к = 200 ом (5, ж).

Задаемся: для 100 гц х_с = 40 ом, в 5 раз меньше, чем R_к.

Находим: С не менее 50 мкф (табл. 10). Мощность сопротивления R_к не менее P_к >= 0,5 вт (рис. 8, в).

24. Усиление, которое дает каскад, так же, как выходная мощность Р_вых и выходное напряжение U_вых, зависит от величины сопротивления анодной нагрузки R_a. Чем больше R_a, тем больше напряжение, которое создает на нем анодный ток (5, д) и тем больше Р_вых и U_вых. В то же время чрезмерное увеличение R_a может ухудшить все эти показатели, а вдобавок еще и увеличить искажения. Вот почему для каждой лампы и каждого ее режима существует оптимальное (наивыгоднейшее) сопротивление нагрузки R_{а. опт}, при котором получается большое усиление, или малые искажения, или, наконец, удовлетворительно выполняются оба условия.

Если нагрузкой является обычное сопротивление, то приходится разделять постоянную и переменную составляющие анодного тока (напряжения) с помощью простейших фильтров. По цепочке R_c2 С_с2 проходит часть переменной составляющей (только переменной — в цепи конденсатор!) анодного тока и создает на R_c2  переменное напряжение U_вых. Оно и представляет собой выходной сигнал в чистом виде.

Важно заметить, что в тот момент, когда растет U_с, то вместе с ним увеличиваются I_а и U_н, падение напряжения на нагрузке. В результате напряжение на аноде U_a уменьшается, то есть U_a и U_с изменяются в противофазе. По этому поводу принято говорить, что лампа поворачивает фазу на 180°(б, е).

25. Если нагрузкой лампы является низкоомный громкоговоритель, то его приходится включать в анодную цепь через трансформатор. Правильно рассчитав (б) коэффициент трансформации n, можно создать необходимое (обычно 2—10 ком) сопротивление нагрузки даже при небольшом (обычно 2—10 ом) сопротивлении звуковой катушки громкоговорителя.

Пример. Для лампы 6П14П при U_в = 250 в оптимальное сопротивление нагрузки R_{а. опт} = 5,2 ком. Необходимо подключить к лампе громкоговоритель 5ГД-10 с сопротивлением звуковой катушки 4,5 ом. Находим: n = 0,03.