Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Остановимся кратко на определении параметров по семейству анодных характеристик (рис. 8.10,б). Здесь в харахтеристическом треугольнике горизонтальный катет ЬУ, показывает, насколько нужно изменить анодное напряжение, чтобы при переходе с характеристики для У, на характеристику для Уч+ЬУ, сохранить неизменныч анодный ток. Вертикальный катет Ь), показывает, во.первых, прирост тока нри повьппении сеточного напряжения 158 иа ЬУ„ но при неизменном напряжении на аноде (е данном случае 200 В) и, во-вторых, прирост тока при повышении анодного напряжения на ЬУю но прн неизменном сеточном напряжении (в данном случае 0 В). Значит, из треугольника получены все величины, необходимые для определения парамет. ров.
Найти их числовые значения предлагается читателю самостоятельно, пользуясь масштабами на рнс. 8.10,б. Обратим внимание на то, что подьем анодной характеристики анодного тока определяет не крутизну, а внутреннее сопротивление лампы: чем положе эта характеристика (чем меньше угол а), тем больше )гь В массовом производстве ламп определить параметры построением характеристического треугольника было бы слишком сложно. Однако методы автоматизированного измерения параметров основаны также на сопоставлении приростов напряжений и токов. Кроме . основных (усилительных) параметров триода Р н 3 (и дополнительных )г, и Р), приходится интересоваться параметрами, вредными для выполнения некоторых функций лампы, ио,неизбежными нзк результат геометрической ее структуры: это м е ж д уэлектродные емкости.
Емкости анод — катод Сч ю сетка — катод Сч ч и анод †сет С,, зависят от размеров электродов и от расстояний между ними. На,рис. 8.11 ~показано условное изображение внутренних емкостей триода. — т 1 ак 1 стх 1 ! Рнс. 8.1!. Условное изображение междуэлектродных емкостей Поясниь( принцип усиления с помощью триода.
Для того чтобы изменения анодного тока были пропорциональны изменениям напряжения на сетке (т. е. чтобы сигнал усиливался без нелинейных искажений), следует обеспечить работу лампы на прямолинейном участке сеточной характеристики анодного тока. Кроме того, в большинстве маломощнмх усилителей тре. буется, чтобы лампа работала без то. коз в цепи ее сетки.
Наличие сеточного га аннин аа.мана Рис. 8.12. График измеення анодного тока под ействием переменного апряжения на сетке тока связано с бесполезным расходом мощности сигнала в цепи сетки. Чтобы работать без токов сетки, дополнительно включают в цепь сетки источник постоянного отрицательного напряжения Е„ по значению превосходящего возможные амплитуды напряжения сигнала и называемого напряжением сеточного смещения (иа рис. 8.12 Е,-У,а). При выполнении указанных требований исходная точка лг, определяющая режим лампы при отсутствии сигнала, находится на прямолинейном участке в левой области (рцс.
8.12). В этом исходном режиме в анодной цепи проходит постоянный ток г'„. При воздействии переменного напряжения сигнала, имеющего амплитуду У, , рабочая точка перемещается по характеристике между пунктами л и р; значит, анодный ток пульсирует в пределах от 1а.маа до )а,мана т. е. в анодной цепи одновременно протекают переменная составляющая тона с амплитудой га и прежняя постоянная составляющая )аь На рис. 8.12 сеточное напряжение и анодный ток развернуты во времени. Чтобы использовать усилительные свойства лампы, необходимо включить в ее анодную цепь нагрузочное сопротивление (например, резистор), с которого можно снимать усиленное переменное напряжение.
Режим работы лампы прн воздействии на ее вход (на зажимы сетка — катод) переменного напряжения и при налинии в анодной цепи нагрузочного сопротивления можно назвать рабочим и л и дина. ми че с к им режимом. В схеме на рис. 8.13 в цепи сетки лампы усилителя включены последовательно источник постоянного сеточного напряжения Е, н источник переменно- го усиливаемого напряжения с амплитудой У,. В цепи анода последовательно с источником, постоянного питающего напряжения Е, включено нагрузочное сопротивление й .
Через это сопротивление проходит анодный ток; постоянная составляющая гаа этого тока образует на сопротивлении Й падение Рис. 8.13. Усилитель напря. жения на триоде: а — простейшая схема; б — эквивалентная схема анодной цепи усилителя для переменного тока напряжения /эата, уменьшающее анодное напряжение, подаваемое на лампу. На зажимах анод в катод лампы остается постоянное напряжение У,а= Е )аао и.
Для рабочего режима лампы, нагруженной резистором (нлн иным активным сопротивлением), характерно следующее Обстоятельство: при увели. чепии напряжения на севке уменьшается напряжение на аноде (и наоборот). Действительно, когда сеточное напряжение изменится на ЬУ„ вводный ток получит изменение Л/'» 5ЬУа по определению крутизны из формулы (8.! 1). Если анодное напряжение изменится на ЬУ„ то анодный ток ока- 159 жется изменившимся на Ы"к=ЬУаЯ~ по определению внутреннего сопротивления из формулы (8.12).
Следовательно, вследствие одновременного изменения напряжений на аноде и сетке анодный ток изменится на Ы,=ЕЕ,+бУ",=5би,+ би, ( 8У,) илл, учтя, что р=!!0=5Е, нз (8.!3), получим важное соотношение между изменением анодного тока и изменениями напряжений на электродах: 8 1, = 5 (б У, + У б У,). (884) Благодаря одновременному и противофазному изменению сеточного и анодного напряжений в рабочем (дянамическом) режиме анодный ток лампы усилителя не 'будет изменяться по статической характеристике. В хаждый момент его значение определяется действующими в этот момент напряжениями на аноде и сетке: е,=У,совы!— — Е, и еь=Уаэ — Уэсозый Например, при максимальном, напряжении на сетке е„=У,— Е, анодное напряжение будет минимальным е„= ӄ— Уя, на семействе статических характеристик этим напряжениям соответствует анодный ток !., (рис, 8.!4,а). В момент, когда напряжение возбуждения прохо- .дит через нуль, е„= — Е„а напряжение на аноде еьз=Уьа и анодный ток по семейству статических характеристик уменьшится до значения г,в В момент, когда напряжение возбуждения станет максимально отрицательным, е„= - — Ус — Е„ напряжение на аноде достигнет максимального значения еьз= =Укч+Ув, а анодный ток станет минимальнымм 1» = 16 а.
Если таким образом найти токи в промежуточные моменты времени и соединить полученные точки на семейст. ве статических характеристик, то получим динамическую характеристику, в соответствии с которой будет происходить изменение анодного тока нагруженной лампы. Крутизну ее найдем из соотношения (8.11) /ага и Ег 5д —— — 5 У, Ег+Е„Е,+И. ' (8.18) из которого видно, что крутизна динамичесхой характеристики тем меньше, чем больше сопротввление нагрузки.
В режиме холостого хода ()с, =0)5л=5 и динамическая характеристика совпадает со статической. В связи с малой проницаемостью современных ламп влияние изменения анодного напряжения на анодный ток плохо просматривается по анодно-сеточным характеристикам и. динамические характеристики обычно строят на се Рис.
8.!4. Динамическая характеристика лампы, нагруженной активным совротивлением: а — на анодно-сеточных характеристиках; б — на анодных характеристиках 160 мействе анодных характеристик (рис. 8.14,6). Крутизна ее в данной системе координат А 1а А 1а (8.16) А (1а А 1а ««н ))н определяется сопротивлением нагрузки: чем оно больше, теи динамическая характеристика положе.
Вследствие этой прямой связи ее часто называют н агрузочно й прямо й, При усилении гармонического сигнала ва линейном участке характеристики лампы 51,= =1,„; А()а=ив; А(1.=(1 н равенство (8.15) будет иметь вид 1ааз = 8(()е 1)1а т)1н) = 5(«с 1а шин )гг Если перенести слагаемые, содержащие 1в а, в левую часть равенства и разделить обе части на коэффициент при этом сомножителе, то получим «л (1е 1в ал — )~ + )1 Данное выражение показывает, что переменная составляющая анодного тока изменяется здесь так же, как она изменялась бы в схеме, состоящей из генератора переиенной ЭДС с амплитудой «лУ„ внутренним сопротивлением )га и нагрузкой )1„(рнс. 8.15,а). Та- а) '1 а) Рис.
8.15. Генератор ЭДС н эквивалентный ему генератор тока кую схему называют э к в и в а л е н гной схемой усилителя. Используя ее, всегда следует иметь в виду, что она относится только к переменным токам и напряжениялг, действующим в цепях усилителя. Амплитуда напряжения на нагрузке Уя=!в 1г' . Следовательно, коэффи- 6 — 131 циент усиления каскада по напряжению с учетом данного соотношения и„1.
Рн а, Ки — р и, (1, (Кг+ Рв) Кг+ )1„ (8.18] Возникает, естественно, вопрос о тои, какой максимальный коэффициент усиления может быть получен и как следует нагружать лампу для его получения. Разделим в выражении (8.18) числитель и знаменатель на )га, тогда 1 Кн= «л (8 19) 1+)1 Мн Отсюда видно, что усиление зависит от отношения сопротивления нагрузки к внутреннему сопротивлению лампы. Данная зависимость приведена на рис. 8.16. "а«'Л! Рис.
8.16. Зависимость коэффициента усиления от нагрузки Она показывает, что коэффициентусиления получается тем ближеккоэффициенту усиления лампы р, чем больше сопротивление нагрузки по сравнению с внутренним сопротивлением лампы. При этом коэффициент усиления каскада всегда меньше р, достигая его значения при Я;лаа. Последний режим, конечно, нельзя реализовать, поскольку он означает разрыв анодной цепи. Кроме эививалентиой схемы усилителя в виде генератора ЭДС Е=«л(уа с внутренним сопротивлением И~ и нагрузкой Р (рис.
8.14,а), часто используется эквивалентная схема, в которой управляемая по сетке лампа отображается в виде генератора тока с амплитудой 1, =Я()а и внутренней проводимостью 6,=1/)г; (рис. 8.15б). Покажем, что данные схемы равноправны. Это будет иметь место, если ток, проходящий через нагрузочный резистор )1„, будет в обеих схемах одинаковым. 161 »и, 1н)гн )7(+ )гн (8.20) о) Рис. 8.17. Процессы в цепи сетки лампы пря отсутствии смещения: а — схема, цени сетки с источником сигнала; б — искаженная форма входного напряжения а62 В схеме с генератором тока проводимости !Я, и 1И соединены параллельно, поэтому токи в них относятся как проводимости ветвей: 1я 1 11)(и Ви — 1 11)7 Разрешив данное управление относительно 1и, получим юг(ив»ис 17(+ )(н )7 + )7н что совпадает со значением, получаемым из выражения (8.17) для схемы с источником ЭДС.
Коэффициент усиления в схеме с генератором тока ив ыя и„и, (с )7н 8Я()7н » 17(+ )7н )7(+ )7и Разделив числитель и знаменатель на 1(Я , получим 5 Ки = С +С, Сев В тех случаях, когда цепь содержит несколько параллельных проводимостей, анализ и расчеты усиления с использованием схемы с эквивалентным генератором тока по соотношению (8.20) оказываются проще, чем по схеме с эквивалентным генератором напряжения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
