Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972) (1095872), страница 61
Текст из файла (страница 61)
При ог- сутствии искажений кривая выходного напряжения повторяет кривую входного напряжения. Таким образом, сущность процесса усиления заключается в том, что прн затрате весьма малой мошности переменного тока в цепи сетки в анодной цепи получают электрические колебания большой мощности.
Следует обратить внимание на то, что анодпый ток 1, и напряжение на активной нагрузке йя изменяются в фазе с напряжением на сетке и„а анодное напряжение и„или, что то же, напряжение на выходе и„„„, изменяются в противофазе с напряжением и, (рис. 14-51).
Таким образом, усилитель (усилительный каскад) с активной нагрузкой изменяет, фазу напряжения на Т12, или на 180'. ° 14-$. Характернстнкн н параметры простейшего каскада усиления Для анодной цепи (рис. 14-15, а) можно написатги Е,— У,=1,)с„ откуда анодный ток 1 Ба-Уа .Бк 1 (1 я ь Л )г а (14-11) Зависимость анодного тока от анодного напряжения можно представить графически прямой, называемой н агрузочной прямой.
Ее можно построить по Еа двум точкам. Из (14-11) следует, что прн 1, = 0 (лампа 4. у~Я заперта) анадное напряжение равно э. д. с. анодного источника У, = Е,. Откладывая на оси абсцисс напряжение У, = Е„по- Б у лучим одну точку (Б) характеристики (рис. 14-16). Ее=ив Приравняв нулю анодиое ркс. гхлз. Акодккк дкккккческкя напряжение из (14-11), по- харкктсрясгккк — кагрукочккя прялучим 1, = Ек1К,. Откла- икк. дывая иа оси ординат найдейное значение тока, получим вторую точку (В) характеристики. Прямая, соединяющая точки Б и В, представляет собой нагрузочную прямую, т.
е. 1, = 1(У ) при Ек —— сопя1 и Й, = сопь1.. Зависимость анодного тока от сеточного напряжения при наличии постоянного нагрузочного сопротивления тс, в ацодной цепи триода и при неизменной э. д. с. Е„т. е. 7, = )((7,) при Е, = сопз1 и тс, = сопз(, называется а н о д- Рис. !4-17, Схема соединения для снятия характеристик простейшего касиада на триоде. по-сеточной хара к те р исти ко й каскада. Схема соединения для снятия характеристик каскада (рис. 14-17) отличается от схемы рис. 14-5 для снятия статических характеристик лампы только тем, что в анодной цепи включено сопротиале'гх " ние нагрузки ф,). Установив номинальное напряжение накала при постоянных значениях Гт, и и, изменяктг фт сеточное напряжение и при различных значениях его записывани сетЪчпое напряжение и а и анодный ток. 1и По полученным данным строится характеристика.
— — Ти На рис. 14-18 показана анодно-сеточная характе77о ристика (абвг) и статична й ские анодно-сеточные хаза рактеристики триода. При сеточном напряжении, равном напряжению запирания Е„= (у,,„анодный ток равен нулю 1, = — О, естественно, равно нулю и падение напряжения на нагрузке (7,)т„= О), и анодное напряжение равно э. д. с.
источника (7» = Е,. Точка а (рнс. 14-18) является общей начальной точкой для хаь рактеристнк лампы и каскада, При увеличении сеточ- 370 мого напряжения появляется анодный ток. Если бы анодного сопротивления 1с, не было; то анодный ток изменялся бы по статцческой характеристике лампы, снятой при У, = Е,, Наличие аподного сопротивления !с, обусловливает падение напряжения на ием 1;К„а анодное напряжение триода уменьшается до У; =- Е,— — УЛ„. Следовательно, значению тока У; должна соответствовать ордината характеристик каскада и лалшы !точка б1, снятой прн анодном напряжении У,'.
При дальнейшем уменьшении сеточного напряжения анодный ток увеличивается, соответственно увеличивается и падение напряжения на сопротивлении !с„. Аиодное напряжение триода У, при этом уменьшается, принимая по очереди значения У; = == Е, — !,"!г„' У,'" = Е, — 1,'"И. и т. д. Прн анодиом напряжении У," току Г' соответствует точка в, принадлежащая этим характеристикаьг, при напряжении У;" току 1;" соответствует точка г и т, д.
Таким образом, при уменьшении отрицательного сеточного напряжения анодное напряжение уменьшается, а анодный ток изменяется по характеристике абвг, расположенной более полого, чем статические характеристики лампы. 1(рутизна анодно-сеточной характеристики каскада В„ всегда меньше крутизны статической характеристики 5 и зависит от сопротивления нагрузки. Она определяется выражением Лнодно-сеточную характеристику каскада можно построить по семейству статических анодных характеристик и нагрузочной прямой рис.
14-19, а. Точки' пересечения характеристик с указанной прямой определяют значения анодных токов при различных сеточных напряжениях. Перенеся в другую систему координат сеточные напряжейия и соответствующие нм аподные токи, получим характеристику каскада (рис. 14-19, б1. Величина анодного тока при отсутствии входного напряжения определяется на характеристике каскада положением рабочей тонка покоя !'А).
Положение рабочей точки зависит от сеточного напряжения Уы = Е„которое называется н а и р я ж е н и е м с м е щ е н и я. Она выбирается так, чтобы рабочая точка была на середине линейного участка динамической характеристики. 371 На рис. 14-19, б показано напряжение смещения У н входное переменное напряжение и„= У„,„з)патг', подлежащее усилению (кривая абггд). Лнодный™ток лампы, изменяющийся в соответствии с этим напряжением, изображен на рис. 14-19, б кривой а'б'в'г'д', построенной по кривой сеточного напряжения и характеристике каскада.
Анодный ток, проходя по анодной цепи, создает на нагрузочном сопротивлении падение напряжения иа „= 1,)т„ 6) а) г Рис. 14.19. Построение характеристики каскада. которое является выходным напряжением усилителя. Это напряжение на рис. 14-19, а изображено кривой а" б" в"г"д" и построено по кривой анодного тока и нагрузочной прямой. Отношение амплитуды выходного напряжения к амплитуде входного напряжения называется к о э ф ф и ц нентом усиления каскада: (14-12) Для того чтобы установить связь между статическим и коэффициентом усиления лампы и коэффициентом усиления каскада, заменим схему усилителя (рнс.
14-15) эквивалентной схемой (рис. 14-20), в которой триод заменен генератором переменного 'напряжения с внутренним сопротивлением тс; и амплитудой напряжения 9У„ „, 372 Если генератор замкнут на сопротивление нагрузки )с „то по закону Ома амплитуда тока в цепи ри„,„ вв )7 !)7 (14-13) а змплитуда напряжения на сопротивлении нагрузки, т, е. амплитуда выходного напряжения Йа Ув,выв = 1а. ы)эв = Ф)в.в» о ! )> 'вэ+ в Коэффициент усиления кас- када Так Кан )(в ( ()се+ )(;), ТО Рис. !420, Эквивалентная коэффициент усиления каскада схема триода в режиме усивсегда меньше статического ко- дизеля "а"Риме""я.
эффициента усиления лампы. Пример (4-2, В уснлитальноя схеме (рис. !4.(5) применен триод с параметрами 5 = 4,4 мд)В н р = 76. Сопротивления в схеме )тс = - ! МОм и )1в = !00 кОм. Определить каэффнпиент. усиления схемы. Из (!4-7) внутреннее сопротивление триода )(вэ — = — = )7,3 кОм. р 76 5 4,4 Из уравнения (!4-(2а) козффипиент усиления каскада = 76— и.— рй +д — 76 Т00+,7, — 66. В схемах усилителей смещение на сетке часто задается пе источником напряжения Е„(рис.
14-15), а за счет падения напряжения на сопротивлении )с„, вкл!оченном в цепь катода (рис. 14-21).' Постоянная составляющая анод- ного тока 1„, проходя по этому сопротивлению, создает падение напряжения (1,„— 1„)х„. Таким образом, потенциал сетки автомат)!чески понижается относительно катода на величину Ь',„(автоматическое сеточное смещение). Переменная составляющая анодиого тока замыкается через блокировочный конденсатор С„,'включенный параллельно сопротивлению )с Сопротивление конденсатора должно быть мало по сравнению с сопротивлением )с„ с тем чтобы падение напряжения, созданное переменной составляющей анодного тока в сопротивлении ттз„ было достаточно мало и не влияло на сеточное напряжение. Обычно напряжение смещения У,„составляет несколько вольт, сопротивление )т'„— от 50 до 1500 Ом, а емкость определяется нз соотношения С„~ 20/1)т„со„), где оти — низшая частота переменной составляющей тока.
Прп высокой частоте на работу триода влияют его междузлектродные емкости, обусловленные наличием металлических электродов. Триод + имеет три такие емкости (рис. 14-22): входную емкость Си» Рис. 14-22. Междуэлсктродиыс емкости триода. Рис. 14-21. Автоматическое сеточное смешение. сетка — катод С,„, выходную емкость анод — катод С,„и проходную емкость анод — сетка С„.
Величина этих емкостей зависит от размеров, формы электродов и расстояний между ними. Обычно эти емкости имеют небольшую величину от единиц до десятков пикофарад. При низких частотах сопротивления их велики и их влияние на работу ничтожно. При высоких частотах емкость С,„, шунтирующая сопротивление Р„и емкость Сеы шунтирующая сопротивление анодной нагрузки )т„уменьшают коэффициент усиления усилителя, Наконец, из-за емкости С„часть переменной составляющей выходного напряжения, воздействуя на вход усилителя, искажает усиливаемое напряжение, чем мешает работе усилителя. Это последнее явление называется парпзитной обрптной связью.
44-6. Типы триодов. 374 Триоды по своему назначению делятся на у с ил и т е л ь н ы е, предназначенные для усиления напряжения н для усиления мощности, и г е н е р а т о р н ы е— для генерирования электрических колебаний. Триоды для усиления напряжения имеют сравнительно большой коэффициент усиления р = 30 †: 100, сравнительно большое внутреннее сопротивление )тт = 50 — : 100 кОм и небольшую крутизну характеристики 5 = = 1 —: 2 мА7В.
Триоды для усиленна мощности имеют малый коэффициент усиления р = 3 †: 1О, небольшое внутреннее сопро. тпвлепие Рт = 1 †: 10 кОм и большую крутизну характеристики 5 =- 2 —: 6,5 мА1В с, По конструкции триоды делятся на одинарные К и двойные, у которых в одном баллоне укрепляются вертикально две трехэлект- тт) б) родные системы. Рис. 14-23, двойные триоды. На триоды 'распространяется ГОСТ 13393 67 ($ 13-6, в), девейаымвм катодам». ' согласно которому вторым элементом, обозначающим тнп лампы, для триодов служат буква С вЂ” триод и буква Н вЂ” двойной триод, 'В отношении баллонов и габаритных размеров ламп классификация остается той же, что и в 2 13-6, в.
На рнс. 14-23 даны условные обозначения двойных триодов. Основные достоинства триодов — простота устройства и надежность в работе и большой прямолинейный участок анодно-сеточной характеристики. Основные недостатки триода — малый коэффициент усиления и большая проходная емкость Смм делающая невозможным применение их па высокой частоте. т4-7. Четырехэлектредные лампы — тетроды а) Устройство и робота тетродо Одним из главных недостатков триода является большая проходная емкость Смм Отрицательное влияние этой емкости заключается в том, что сопротивление ее 1/тоС с увеличением частоты уменьшается и под действием переменного напряжения на анодной цепи через эту емкость ответвляется ток в цепь сетки .
(рис. 14-24). Таким образом, выходное напряжение воздействует обратно на вход лампы, т. е. возникает обратная связь, которая неблагоприятно отражается на работе лампы. 375 Вторым существенным недостатком триода является ма- лый коэффициент усиления р. Увеличение коэффициента усиления путем увеличения густоты сетки триода не дает положительных результатов, так как при этом уменьшается запирающее напряжение и анодно-сеточные характеристики триода становятся правыми, В йтс т я этом случае работа лампы в качестве усилителя делается невозможной из-за сеточных токов. Е а Указанные недостатки устраняются применением экранирую. Ф~ а и(ай сетки, расположенной между анодом и управляющей сеткой. Такие четырехэлектродные лампы с двумя сетками — экра- нирующей и управляющей, называются четырехэлектрод- ными нли т е т родам и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
