электровакуум.приборы (1084498), страница 25
Текст из файла (страница 25)
При подаче на управляющий электрод положительного напряжения электроны с катода начинают двигаться в сторону управляющего электрода. Однако совместное воздействие скрещивающихся электрического н магнитного полей формирует электронный поток в виде вращающейся трубы, вытягиваемой полем в сторону анода. Внутренний диаметр управляющего электрода больше наружного диаметра электронного пучка, и почти все электроны достигают анода, поэтому коэффициент токораспределения составляет в инжектроне 98 — 99%. В связи с тем, что поле анода практически не участвует в формировании электронного пучка, появляется возможность увеличивать расстояние до анода, тем самым обеспечивается электрическая прочность лампы.
Минимальное падение натряжения на открытом инжектроне не превышает нескольких процентов напряжения источника питания, поэтому прибор имеет очень высокий КПД. Импульсная мощность инжектрона составляет десяпси миллионов ватт. Контрольные вопросы и задания 1. Какие режимы работы пампы используют при усилении н генерации сигналов? Что такое угол отсечки анодного тока? 123 2.
Как колебательная мощность генератора связана с КПД и с допустимой мощностью, рассеиваемой анодом? 3. Каковы особенности статических характеристик и параметров мощных генераторных ламп? 4. Поясните следующие понятия: недонапряженный, критический и перенапряженнъгй режимы работы генератора. 5. Каковы особенности статических характеристик и параметров мощных модуляторных ламп? 6.
Какие конструктивные особенности имеют катоды и сетки мощных генераторных и модуляторных ламп? 7. Как осуществляется охлаждение анодов мощных генераторных и модуляторных ламп? 8. В чем особенности импульсного режима работы электронных ламп? 9. Почему в качестве импульсных модуляторных ламп целесообразно использовать тетроды? 10.
Какие конструкции имеют импульсные модуляторные лампы? Глава десятая СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЛАМПЫ 10.1. ЛАМПЫ С НИЗКИМ УРОВНЕМ ШУМА И ШУМОВЫЕ ДИОДЫ При работе с очень малыми электрическими сигналами важно знать минимальное пороговое значение входного напряжения, которое может быть усилено каскадом на электронной лампе. Основным фактором, ограничивающим предельное значение входного сигнала, являются внутрнламповые шумы. Даже при постоянстве всех напряжений на электродах электронной лампы токи в цепях электродов не остаются постоянными во времени. Они беспорядочно меняются относительно какого-то постоянного среднего значения. Самопроизвольное изменение токов, вызванное непостоянством процесса термозлектронной эмиссии, хаотическим тепловым движением электронов в электрических цепях и другими причинами, называется флукгуациями.
Если значение входного напряжения лампы оказьшается соизмеримым с флуктуацнями, то на их фоне полезный сигнал на выходе усилителя может оказаться неразличимым, Флуктуации токов и напряжений в электронике принято называть шумами, потому что, будучи усиленными н поданными на вход звуко- воспроизводящего устройства, они воспринимаются как слышимый шум. Поскольку флуктуации являются случайным процессом и шумовой ток не имеет определенной формы, для количественной оценки уровня шума вводится понятие среднекеадрагического значения шумового гока Т и напряжепия й,„.
124 Шумы в электронных лампах вызываются раэличнымн явлениями: дробовым эффектом, фликкер-эффекгом или эффектом мерцалов, флукгуациями процесса гокораспределения и др. Дробовым эффектом называются флуктуации количества электронов, змиттируемых катодом. Дробовой шум является основным шумом диода, работающего в режиме насьпцения.
Среднекведратическое значение тока, вызванного дробовым шумом, пропорционально значению анодного тока (ш,яе = 2е~аД~'. (10.1) Дробовой шум равномерно распределен по спектру частот, а мощность шума пропорциональна полосе частот оГ, в которой он измеряется, независимо от того, в какой частотной области эта полоса вьщеляется. Способность генерировать равномерный по спектру шум, интенсивность которого определяется только значением тока, используется в специальных диодах, называемых шумовыми диодами.
Они имеют термозлектроиный катод, обеспечивающий четко выраженный режим насьпцения катодного тока. Для перехода в режим насыщения на диоды подают напряжение, превышающее 100 В, поэтому аноды должны рассеивать мощносп около 5-6 Вт. Шумовые диоды применяются как генераторы шума в измерительных радиотехнических устройствах. При работе лампы в режиме объемного заряда дробовой шум будет меньше, чем в режиме насьвцения, что объясняется влиянием объемного заряда на амплитуду флуктуаций тока. Увеличение в коротком отрезке времени тока эмиссии приводит к росту плотности объемного заряда, а следовательно, к увеличению глубины минимума потенциала у катода. Поэтому приращение анодного тока будет существенно меньше, чем тока эмиссии.
Влияние объемного заряда в выражении для дробового шума учитьшается коэффициентом депрессии р = 2еХаГ АУ'1 Гз = 1 29 (10.2) га где ҄— термодинамическая температура катода; à — коэффициент депрессии приемно. усилительных ламп, обычно он лежит в пределах 0,1 — 0,2. В многозлектродных лампах к дробовым шумам добавляются шумы, обусловленнъэе флуктуациями процесса токораспределення.
Среднеквадратическое значение шумового тока за счет токораспределения определяется выражением а" Гс2 125 На низких частотах проявляется фликкер-эффект — флуктуации тока эмиссии из-за случайных сравнительно медленных изменений работы выхода катода. Значение фликкер-шума можно найти из эмпирической формулы 1з ф = АГ,~12Я~, (10.3) где А — экспериментально определяемая константа; й = 0 + 2. На частотах, превышающих один килогерц, фликкер-шум в отличие от дробового можно не принимать во внимание. Для воэможности сравнения собственных шумов электронных ламп с напряжением сигнала шумы пересчитывают во входную сеточную цепь. Лампу при этом считают идеальным нешумящим прибором, в сеточной цепи которого находится эквивалентный генератор шума. Усиленные лампой шумы этого генератора дают в анодной цепи флуктуации, равные собственным шумам реальной лампы.
Для триода, работающего в режиме объемного заряда, ЭДС эквивалентного генератора шума мож. но найти Ц„1э= .7э.ьэээлэ. (10.4) Прн анализе шумовых свойств ламп обычно пользуются понятием эквивалентного шумового сопротивления. Известно, что хаотическое тепловое движение носителей заряда приводит к появлению на активном сопротивлении 2С флуктуавнй напРяжения, среднеквадРатическое значение которого определяется формулой Найквиста (10.5) йэя = 4йтл5Т. Мощность тепловых шумов имеет такое же равномерное распределение по спектру, как дробовые шумы анодного тока лампы. Под эквивалентным шумовым сопротивлением лампы понимают такое активное сопротивление Я~,„~, которое, находясь в сеточной цепи нешумяшей лампы, создает за счет своих тепловых шумов в анодной цепи шумовой ток, равный собственным шумам реальной лампы.
Пр няв й„',,,„~ = ь|,~ з (10.4) (10.5) пр 22 = Я~,„„получи~ выражение для эквивалентного шумового сопротивления триода (10.6) да Подставив (10.2) в (10.6) и приняв Т„=1100 К, Т=293 К,получим ээш, экв 2~Ю. (10.7) Эквивалентное шумовое сопротивление пентода с учетом шумов за счет токораспределения находится из выражения 126 25 эв Г Вэсэ 1 71ш,эка = — — ~1+ — / 5 Г ~~ 5 /' (10.8) 10.2.
ЭЛЕЦТРОМЕТРИЧЕСКИЕ ЛАМПЫ При рассмотрении физических процессов в электронных лампах в гл. 7, 8 условно считалось, что при отрицательном напряжении сетки ток в сеточной цепи отсутствует. Практически в цепи сетки всегда протекает ток, который при отрицательном напряжении сетки очень мал по сравнению с токами в цепях положительно заряженных электродов. Однако в некоторых случаях даже очень слабый сеточный ток может оказывать влияние на работу лампы. Рассмотрим природу тока сетки при подаче на нее отрицательного напряжения. Сеточный ток является суммой нескольких токов, имею.
щих различную причину возникновения (рис. 10.1) . При малых отрицательных напряжениях в цепи сетки протекает ток за счет электронов с катода, энергия которых достаточна для преодоления тормозящего поля сетки (кривая 1) . Он называется прямым таком сетки и направлен от сетки к катоду. Остальные таки сетки протекают в противоположном направлении, и их сумма носит название обратного тока сетки. Компонентами обратного сеточного тока являются токи утечки по изоляции между электродами сетка — катод (кривая 2) и сетка — анод (кривая 3). Разгоняясь в поле анода, электроны производят ионизацию молекул остаточных газов. Положительные ионы движутся к сетке, имеющей наиболее низкий потенциал из всех электродов.
Ионы получают 127 Из (10.7) и (10.8) видно, что для снижения эквивалентного шумового сопротивления электронных ламп необходимо, прежде всего, увеличивать крутизну анадно-сеточной характеристики. В много- электродных лампах к снижению шумов приводит также увеличение коэффициента такораспредгления, т. е. уменьшение доли тока второй сетки в катодном токе лампы. Экранирующая сетка в малошумящих лампах должна быть редкой. Для малошумящнх лаьтп, работающих во входных каскадах усилителей низких частот, принимаются меры к снижению фликкер-шумов путем повышения однородности материала катода.
Эквивалентное шумовое сопротивление ламп с низким уровнем шума удалось снизить до 100 — 200 Ом. На уровень шумов электронной лампы влияет электрический режим. Поэтому рабочую точку выбирают на участке анодно.сеточной характеристики, имеющем наибольшую крутизну.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
