Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы

26. Простейшая усилительная лампа — триод — имеет два существенных недостатка. Во-первых, анод и сетка образуют своего рода конденсатор С_ас, через который переменное напряжение попадает обратно из анодной цепи в сеточную. Во-вторых, анодное напряжение, хотя и меньше, чем сеточное, но все же довольно сильно влияет на анодный ток, а это заметно ухудшает усилительные свойства лампы. Для устранения этих недостатков между анодом и управляющей сеткой располагают еще одну — экранную — сетку (ЭС) и получают четырехэлектродную лампу — тетрод. На экранную сетку подают положительное напряжение U_э0. Оно всегда с равной силой подтягивает к аноду электроны, независимо от того, как меняется напряжение на самом аноде. Для переменного тока сетку заземляют: через конденсатор С_э ее соединяют с катодом или с корпусом. Переменные токи, которые в триоде через междуэлектродную емкость С_ас могли попасть в цепь управляющей сетки, в тетроде замкнутся по кратчайшему пути С_аэ — С_э (26, в). Напряжение на экранную сетку и на анод, как правило, подают от одного источника. Чтобы снизить U_э0 по сравнению с U_a0 чаще всего включают гасящее сопротивление R_э. Постоянная и составляющая экранного тока (на экранную сетку тоже попадают электроны!), проходя по R_э, создают на нем некоторое напряжение (U_Rэ = I_эо·R_э), которое вычитается из общего напряжения U_в. Емкость конденсатора С_э выбирается из тех же соображений, что и С_к: для частоты f_мин емкостное сопротивление должно быть значительно меньше, чем R_э. Чтобы снизить напряжение на экранной сетке, достаточно увеличить R_э.

Пример. Дано: U_в = 250 в; U_э0 = 100 в; I_э0 = 0,5 ма; f_мин = 50 гц.

Находим: U_Rэ = 150 в; R_э = 300 ком; С_э не менее 0,1 мкф; P_Rэ = 0,75 мвт.

27. Дальнейшее улучшение усилительных свойств лампы достигнуто в пентоде (пятиэлектродная лампа). Третья сетка расположена вблизи анода и отталкивает, возвращает обратно к аноду так называемые вторичные электроны, которые идут против общего тока — от анода к «плюсу» на экранной сетке. Это неприятное явление называют динатронным эффектом, а третью сетку — антидинатронной или пентодной (ПС). Ее обязательно соединяют с катодом, причем у некоторых ламп это соединение сделано внутри баллона (27, а). Существует еще один способ борьбы с динатронным эффектом: лучевые тетроды (27, в) и пентоды сконструированы так, что первичные электроны идут к аноду концентрированными пучками (лучами) и сами возвращают вторичные электроны обратно на анод.

28. Из большого числа комбинированных ламп (в одном баллоне две совершенно самостоятельные лампы) в усилителях НЧ чаще всего используются двойные триоды с общим (28, а) либо раздельными катодами (28, б).

29. Справочные данные о лампе включают ее цоколевку (схему соединения электродов с ножками цоколя), рекомендованные режимы U_ao, U_см, U_э0, номинальные токи для этих режимов I_ao, I_э0 и основные параметры лампы S, μ и R_i. Крутизна S (б, в) показывает, насколько сильно напряжение U_c влияет на величину анодного тока I_а. Коэффициент усиления μ — это число, показывающее, во сколько раз напряжение на сетке U_c влияет на анодный ток I_а сильнее, чем U_a. Внутреннее сопротивление R_i показывает, насколько изменяется I_а при изменении U_a. Греческая буква Δ (дельта) говорит о том, что речь идет о небольших изменениях величин U_c, U_а и I_а. Параметры лампы можно определить по семейству характеристик (29, а) — по нескольким графикам зависимости от Uс, снятых для различных анодных напряжений. Эти графики снимают в идеальных условиях — когда лампа работает без анодной нагрузки. Если же включить нагрузку R_a, то одновременно с I_а будет меняться и U_a; чем меньше отрицательное напряжение U_c на сетке, тем больше анодный ток, больше напряжение на нагрузке и меньше напряжение на самом аноде. Таким образом, реальная динамическая характеристика как бы объединяет несколько идеальных статистических характеристик и расположена более полого, то есть имеет меньшую крутизну, чем любая из них. Чем больше R_a, тем меньше крутизна динамической характеристики. Именно эту характеристику мы рисуем, когда строим объединенный график для реального усилительного каскада.