И.П. Жеребцов - Основы электроники (1115520), страница 74
Текст из файла (страница 74)
18.1. ОСОБЕННОСТИ Рабочий режим 1'режим нагрузки или режим усиления) по старой терминологии называли динамическим, а режим работы без нагрузки — статическим (рис. 18.1). В режиме без нагрузки анодное напряжение лампы равно напряжению анодного источника Е,. Если в этом режиме напряжение сетки изменяется, то изменяется анодный ток, но анодное напряжение постоянно и равно Е„ а анодный ток является функцией только сеточного напряжения. Это позволяет проводить расчеты для данного рехсима с помощью обычных характеристик н параметров.
Но в большинстве случаев применяется рабочий режим, когда нагрузочное сопротивление соизмеримо с внутренним сопротивлением лампы. В рабочем режиме на нагрузке Е„ получается падение напряжения ид — — ьй„, составляющее заметную часть Е,. Поэтому анодное напряжение и, = Е, — ид или и, = Е, — йй„. (18.1) Для упрощения считаем, что анодный источник не имеет внутреннего сопро- Рис. !8.1. Схема рабочего режима триода Поскольку участок сетка — катод подобен диоду, то иногда он используется как диод и тогда рассматривают параметры этой диодной части триода. ГЛАВА ВОСЕМНАДЦАТАЯ РАБОЧИЙ РЕЖИМ ТРИОДА тивлення.
Тогда его напряжение не изменяется при изменении тока. Анодное напряжение в рабочем режиме не остается постоянным. Пусть, например, сеточное напряжение увеличивается и от этого возрастает анодный ток. Тогда увеличивается падение напряжения на нагрузке ид и на столько же вольт уменьшается напряжение анода и„так как сумма этих напряжений равна Е,.
При уменьшении напряжения сетки анодное напряжение возрастает. Таким образом, в рабочем режиме анодное напряжение изменяется в противофазе с сеточным напряжением (при активной нагрузке). Если нагрузка имеет реактивный характер, то она создает дополнительный фазовый сдвиг. Изменение анодного напряжения приводит к тому, что анодный ток в рабочем режиме изменяется в меньшей степени, нежели в режиме без нагрузки. Действительно, в режиме без нагрузки анодный ток изменяется только под действием сеточного напряжения, а в рабочем режиме изменение анодного напряжения действует навстречу изменению сеточного напряжения.
Влияние сеточного напряжения частично компенсируется противодействующим влиянием анодного напряжения. Это явление называют реакцией анода. Конечно, полностью действие сеточного напряжения не компенсируется. Перевес всегда на стороне сетки, так как она действует сильнее, чем анод. Особенность рабочего режима именно в том, что анодный ток изменяется в результате одновременного и противофазного изменения сеточного и анодного напряжений:(а = ((иа, и,'),при- чем само анодное напряжение зависит от сеточного. 18.2. УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД С ТРИОДОМ Основная схема рабочего режима— схема усилительного каскада с общим катодом (рис.
18.2), аналогичная каскаду с общим эмиттером для биполярного или с общим истоком для полевого транзистора. К сетке лампы подводится переменное напряжение от источника усиливаемых колебаний ИК. Точки сеточной цепи, к которым подключен этот источник, являются входом каскада. Подобно усилительному каскаду с транзистором ламповый каскад усиливает мощность колебаний. Рассмотрим усиление синусоидальных колебаний не очень высокой частоты, при которой допустимо пренебречь влиянием межэлектродных емкостей лампы.
Напряжение источника колебаний (рис. 18.3,а) выражается уравнением и = ()„аа а(п аа!. (18.2) На сетку подается также постоянное отрицательное напряжение Е, называемое напряжением сеточного смещения (сеточным смещением, напряжением смещения или просто смещением). Оно «смещает» («сдвигает») работу лампы в область отрицательных сеточных напряжений для устранения сеточного тока. Этот ток вызывает искажения усиленных колебаний и нагружает источник колебаний,' за счет чего переменное напряжение сетки уменьшается.
Если напряжение смещения Е, по абсолют- сыгы !г"!! р а Рнс. !8.2. Схема усилительного каскада 236 б) 0 г) Рис. !8.3. Работа усилительного каскада с триодом ному значению не меньше амплитуды усиливаемого напряжения (! „т. е. ~ Е, ~ > !) „то сеточное напряжение все время отрицательно и сеточного тока не будет. Результирующее напряжение сетки получается пульсирующим (рис. 18.3,б) и соответствует уравнению ив — — Еа+ (1„аз(пезг, (18.3) где !) а = (1„,„. Под действием этого напряжения анодный ток пульсирует.
Когда переменное напряжение отсутствует, каскад находится в режиме покоя и анодный ток имеет постоянное значение 1,е (ток полол). Переменное напряжение вызывает изменение тока. Если работа происходит в пределах линейного участка анодносеточной характеристики, то анодный ток изменяется по закону изменения сеточного напряжения. В анодном токе появится синусондальная переменная составляющая с амплитудой 1„, (рис. 18.3, в): аа = 1ае + 1на а!и ои. (18.4) Ток создает на нагрузке Яа падение напряжения ил = 1,Я„, и, следовательно, изменения ик повторяют изменения анодного тока. Поэтому график изменения тока может в другом масштабе изображать изменение икс' "к = ~ко + (1.,н яп сос, (18.5) где (1кс = ваейа и (1ек = встав»=1е»Я» (186) Анодное напряжение изменяется в противофазе с величинами ив и (рис.
18.3, г). В режиме покоя (с,о = = Е, — сс„в. При усилении анодное напряжение изменяется по закону иа = Пао сс Яп сов. (18.7) Переменные напряжения на аноде и на нагрузке, определенные относительно катода, равны, т. е. У„, = У я. Таким образом, выходным напряжением является переменное анодное напряжение и выходными зажимами — анод и катод. Если на выходе не должно быть постоянного напряжения, то между анодом и выходным зажимом включают разделительный конденсатор Ср (см. рис. 18.2). Через него передается усиленное переменное напряжение, но для постоянного напряжения он равносилен разрыву цепи. Емкость конденсатора выбирается такой, чтобы его сопротивление на низшей рабочей частоте было во много раз меньше сопротивления нагрузки К'а, подключенной к выходным зажимам. Тогда потеря переменного напряжения за счет конденсатора Ср ничтожна.
Анодный источник шунтируется конденсатором Сз, сопротивление которого на низшей рабочей частоте во много раз меньше К„. Этим устраняется влияние внутреннего сопротивления анодиого источника, так как можно считать, что на конденсаторе.нет падения переменного напряжения. Часто конденсатор Сз не показывают, считая, что он есть в источнике напряжения Е, (например, конденсатор, сглаживающий пульсации в выпрямителе).
Источник сеточного смещения также шунтирован конденсатором С,. В усилительных каскадах часто применяется автоматическое смещение, при котором напряжение смещения заимствуется от источника Е,. В провод катода включен резистор Ю„, называемый катодным резистором или резистором автоматического смещения и шунтированный конденсатором С„(рис. 18.4,а). Постоянная составляющая катодного тока создает на резисторе К„ падение напряжения, которое является напряжением смещения: Ев в»он».
(18.8) Это напряжение приложено плюсом к катоду, а минусом (через источник колебаний ИК или резистор К,) — к сетке. Из формулы (18.8) можно определить сопротивление резистора К„. Например, если надо получить Е = -4 В при У„о — — 5 мА, то К, = Е»Д»в = = 4: 5 = 0 8 кОм = 800 Ом. Конденсатор Са имеет достаточно большую емкость и сглаживает пульсации напряжения на резисторе К„ от переменной составляющей катодного тока. Действие этого конденсатора аналогично действию конденсатора, сглаживающего пульсации в выпрямителе (см. гл. 3).
Можно считать, что переменный катодный ток проходит через С„, а через Я» протекает только постоянный ток. Если источник колебаний не проводит постоянный ток или на нем есть постоян- Рис. !8.4. Схемы с автоматическим смешением 237 ное напряжение, то применяют схему по рис. 18.4,б. В ней колебания подаются на сетку через разделительный конденсатор С, а напряжение смещения— через резистор Ка с большим (обычно сотни килоом и более) сопротивлением, для того чтобы входное сопротивление каскада было высоким. Этот резистор служит также для того, чтобы на сетке не накапливались в большом количестве электроны. Если резистора Ка нет, то цепь сетки разомкнута и попадающие на сетку электроны могут зарядить ее до такого отрицательного потенциала, что лампа запирается. А через резистор Ка заряд сетки стекает.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
