М.Х. Джонс - Электроника практический курс, страница 10

Такая конструкция в целом обладает значительно большей теплоемкостью, Усовершенствование кагиода 53 нежели простая нить накала, и, таким образом, позволяет избежать тепловой модуляпии тока катода при питании от источника переменного тока. Недостатком большой теплоемкости является необходимость затрачивать от 10 до 30 секунд на достижение рабочей температуры, и поэтому у ламповой аппаратуры имеется определенное время «разогрева». На рис. 3.7 показан подогревной катод, а на рис. 3.8 — условное обозначение триода с таким катодом. На схемах пепь накала часто опускают.

Н~йеей хатйак «зеаааееааанй ег папами~ еа тела Вийаш ачачччаате» Рис. 3.7. Схематическое изображение подогревного катода в увеличенном масштабе Кзг д Рис. 3.8. Условное обозначение триода с подогревным катодом. 54 Электронные лампы и злектронно-лучевая парубка З.б Усилитель напряжения на триоде Схема усилителя напряжения на триоде похожа по своему виду на схему с полевым транзистором (рис.

2.7). Такая схема приведена на рис. 3.9. В ней применен двойной триод ЕСС83 (12АХ7), то есть лампа, у которой ради зкономии в один баллон помешены лва триода. Можно воспользоваться любой половиной зтого двойного триода, принимая во внимание поколевку, указанную на рис. 3.10 (поколь типа В9А). Нагреватели (нити накала — Прим.

перев.) можно включать последовательно, подавая 12,6 В между выводами й, и йт, или параллельно, как это чаше всего и делают, соединяя и, и Ь, вместе и подавая 6,3 В между точкой их соединения и выводом Ь ча' ов п р и нм напяяяение накыэ 6,3 в Рис. 3.9. Усилитель напрюкения на триоде. г Рис 3.10. Цоколевка лампы ЕСС33 (вид снизу на поколь типа В9А). Одиночные штрихи (') относятся к первому триоду, двойные штрихи (") — ко второму.

Тетрод и пентод 55 Как и в случае других усилителей напряжения, уже рассмотренных нами, выходным сигналом является напряжение на резисторе нагрузки Яо Катодный резистор Я„выполняет ту же функцию, что и резистор в цепи истока в усилителе на полевом транзисторе на рис. 2.7; на этом резисторе падает постоянное напряжение (типичное значение 2 В), в результате чего на катоде поддерживается небольшое положительное напряжение относительно земли; поэтому сетка оказывается нужным образом смещенной, чтобы работать на линейном участке проходной характеристики (вида, указанного на рис.

3.6). Говорят, что в такой схеме имеет место автоматическое смешение сетки. Блокировочный конденсатор емкостью 100 мкФ предотврашает появление на катодном резисторе переменного сигнала, который, вычитаясь из входного сигнала, вызывал бы уменьшение усиления (отрицательная обратная связь).

Подобно полевому транзистору, лампа является управляемым напряжением прибором, у которого входной ток пренебрежимо мат. Поэтому ламповым схемам присуше высокое входное сопротивление и они пригодны для усиления сигналов от пьезоэлектрического и конденсаторного микрофонов. Необходимость применения высоковольтного питания с напряжением 200 В является недостатком, но зато на выходе можно получать большие по амплитуде сигналы без отсечки сверху и без ограничения снизу. Характеристики триода заметно отличаются от характеристик полевого или биполярного транзистора тем, что вместо внезапного наступления отсечки и насышения при достижении выходным сигналом потенциала шины высоковольтного питания и при его уменьшении до потенциала земли происходит постепенное искажение формы сигнала по мере его увеличения.

Тем не менее, в схеме, приведенной на рис. 3.9, можно получать выходные сигначы с размахом порядка 100 В без сушественных искажений. Типичное значение коэффициента усиления напряжения — 30. 3.7 Тетрод и пентод В 20-е годы, когда триоды уже широко применялись в радиоаппаратуре для целей усиления, стато ясно, что их характеристики на частотах выше нескольких десятков килогерц оставляют желать лучшего. На этих частотах усиление быстро падало и, в отдельных случаях, усилители могли возбуждаться, становясь сами по себе источниками паразитных сигналов.

Усиление в области высоких частот более полно обсуждается в главе 7, где будет показано, что одни и те же проблемы возникают как в транзисторных, так и в ламповых схемах. Главная причина плохого поведения триодов на высоких частотах заключается в емкости между анодом и сеткой. Чтобы преодолеть это затруднение, была введена вторая сетка между управляюшей сеткой и анодом.

Эта вторая сетка, или экранная сетка, служит электростатическим экраном между анодом и сеткой. Для поддержания потока электронов на нее подается постоянное положительное напряжение, подобно тому как оно 56 Электронные лампы и электронно-лучевая трубка подается на анод, однако с помошью конденсатора вторую сетку соединяют с землей, так что с точки зрения переменного сигнала она является заземленным экраном, Таким образом, мы пришли к ламповому тетраду, условное обозначение которого приведено на рис. 3.11. Экраннса сетка Упраеляю сетк Ряс. 3. !! .

Ламповый тетрол. Когда электроны ударяются в анод лампы, они могут выбивать другие электроны и вызывать то, что называют вторичной эмиссией (динатронным эффектом — Прим. перев.). Недостаток тетрада состоит в том, что зти вторичные электроны могут попадать на экранную сетку, отнимая у анода часть тока и приводя к нежелательному «изломуа анодной характеристики.

Один из способов преодоления этой неприятности состоит в том, чтобы сформировать из электронов, движушихся в сторону анода, направленный пучок (луч), применяя для этого специальные пластины, Результатом будет наличие мошного отрицательного пространственного заряда, который станет отталкивать вторичные электроны обратно к аноду.

Такие лампы известны как лучевые тетроды и используются в мошных выходных каскадах в аппаратуре звукового диапазона (напр., КТ88, 6Ь6). Другое решение проблемы, связанной со вторичной эмиссией, состоит во введении между экранной сеткой и анодом еше одной сетки (антидинатронной сетки — Прим. перев.), подавляющей вторичную эмиссию. Зта третья сетка обычно соединяется либо с катодом, либо с землей, так что она отталкивает вторичные электроны, позволяя в то же время потоку электронов с большой энергией проходить от экранной сетки к аноду. Такая пятиэлектродная лампа называется пентодом; ее условное обозначение приведено на рис. 3.

!2. Хотя первоначально пентод предназначался для удовлетворения нужд усиления в области высоких частот, оказалось, что он вообше обладает более полезными характеристиками, чем триод, за исключением немного большего уровня шума. Поэтому пентод широко используется для усиления и на высоких, и на низких частотах. Полезно отметить, что, несмотря на наличие одинакового числа электродов у лампового триода и у полевого транзистора, характеристики последнего больше похожи на характеристики пентода. нежели на характеристики триода. Усилитель напряжения на пенлюде 57 Антнаинятроним с итя Энряиияя яттяя Уирпвююшая яятяя Рис.

3.12. Ламповый пентод. 3.8 Усилитель напряжения на пентоде Схема усилителя напряжения на малошумяшем пентоде ЕГ86 приведена на рис. 3.13. Эта схема дает усиление напряжение, равное примерно 300, и является характерной для большого числа ламповых устройств звукового диапазона. Заметьте, что антидинатронная сетка (ят) соединена с катодом, а блокировочный (развязываюший) конденсатор емкостью 100 нФ замыкает экранную сетку (я,) на землю по переменному току. вв Рис. 3.13. Усилитель напряжения на пентоде Номера выводов соответствуют ламповому поколю типа В9А, приведенному на рис 3.10. 58 Электронные лампы и электронно-лучевая трубка 3.9 Переключающие схемы на лампах Если лампа должна быть использована в режиме переключений, то, как правило, пентод предпочтительнее триода, так как у него значительно четче выражено состояние ограничения снизу, когда он полностью открыт.

При проектировании переключающих схем, которым предстоит работать с напряжениями больше 500 В или около того, стоит подумать скорее о ламповом пентоде, а не о транзисторе, особенно в экспериментальной установке, где могут происходить неожиданные скачки напряжения.

При скачке, превосходящем номинальное предельное напряжение, транзистор будет, как правило, сразу выхолить из строя, тогда как лампа, в которой нет уязвимых р-и переходов, не так чувствительна к подобному безжалостному обращению с ней и может пережить даже внутренний пробой. При применении ламп в переключающих схемах следует обращаться к справочникам и выбирать лампу так, чтобы она могла работать с нужным током. Следует с помощью резисторов предусмотреть ограничение анодного и экранного токов указанными в справочнике предельными значениями.

Лампа открыла, когда напряжение между сеткой и катодом равно нулю. Величина отрицательного напряжения сетка-катод, при котором происходит отсечка анодного тока, зависит от типа лампы, но обычно лежит в пределах от -3 В до -40 В. 3.10 Электронно-лучевая трубка 3. 10. 1 Конструкция и принцип действия Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) является тем термоэлектронным прибором, про который непохоже, чтобы он вышел из употребления в ближайшем будущем. ЭЛТ используется в осциллографе для наблюдения электрических сигналов и, конечно, в качестве кинескопа в телевизионном приемнике и монитора в компьютере и радиолокаторе.

ЭЛТ состоит из трех основных элементов: электронной пушки, являющейся источником электронного луча, отклоняющей луч системы, которая может быть электростатической или магнитной, и люминесцентного экрана, испускающего видимый свет в месте падения электронного луча.

Все существенные черты ЭЛТ с электростатическим отклонением отражены на рис. 3.14. Катод испускает электроны и они летят в сторону первого анода А„на который подается положительное относительно катода напряжение в несколько тысяч вольт. Поток электронов регулируется сеткой, отрицательное напряжение на которой определяется требуемой яркостью. Электронный луч проносится сквозь отверстие в центре первого анода, а также сквозь второй анод, на котором действует немного большее положительное напряжение, чем на первом аноде.

Назначение двух анодов состоит в том, чтобы создать между ними элек- Электронно-лучевая трубка 59 Проааллшсс Откланлюшсс Опшанлюшсс аокрытпс ннсснснпшй н Г-пластины Молуллпна срксатн (Ю Х-пластнны (анна аа а»рай( Рис. 3.14. Электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением. Нд упрощенной схеме, подключенной к ЭЛТ, показаны регуляторы яркости и фокуса.