|
| |
|
Главная Журналы Колебательный режим В соответствии с изменениями напряжения на сетке будет изменяться по величине и анодный ток (рис. VI1-8, б), а следовательно, но сонротивленшо анодной нагрузки - резистору - будет протекать пульсирующий анодный ток, создавая на нем пульсирующее падение напряжения (рис. VI1-8, в). Анодное напряжение лампы также изменяется по величине, ибо увеличение анодного тока приводит к увеличению падения напряжения U на сопротивлении анодной нагрузки, что, в свою очередь, вызывает такое же по величине умень-1пение анодного напряжения и, так как из постоянного напряжения источника питания вычитается большее падение напряжения на R. Пример. К сетке лампы подведено переменное напряжение с амплитудой 2 в. При этом анодный ток изменяется от 3,5 до 4,5 ма. Определить минимальное и максимальное падение напряжения на /?з и соответствующие величины анодного напряжения. В колебательном режиме минимальное падение напряжения на сопротивлении R равно: мин = /а.„«-й. = 3,5.10--5-10* = 175 а максимальное падение напря;кения равно: Смакс = /а макс а = .5 10 « 5 • КН = 225 в. Соответственно, в момент минимального падения напряжения анодное напряжение будет максимальным:  Рис. VII-8 Графическое представление процесса усиления и, макс = 300-175 = 125 а в момент максимального падения напряжения анодное напряжение будет минимальным анодное faмин-300-225 = 75  Рис. VII-9 Прппципиальпал схема резисторного каскада Из рассмотрения графиков, характеризующих работу резисторного каскада (см. рис. VI1-8), и примера можно сделать следующие выводы: 1. Амплитуда переменного напряжения на выходе каскада получается значительно больше амплитуды переменного напряжения на входе, в чем и заключается сущность усиления посредством электронной лампы. 2. Амплитуда анодного напряженпя, являющегося усиленным сигналом, определяется как 3. В процессе усиления лампа поворачивает фазу усиливаемого сигнала на 180", так как Ug.~ (входное напряжение) и и (выходное напряжение) по фазе противоположны (см. графики на рис. VI1-8, а и г). Здесь мы рассмотрели роль ламны и анодной нагрузки в схеме резисторного каскада. Рассмотрим теперь назначение остальных элементов схемы этого каскада - переходного конденсатора 6 и сопротивления утечки сетки R. Усиленное первым каскадом переменное напряжение необходимо подвести к сетке лампы второго каскада. Если прямо соединить сетку второй ламны с анодом первой лампы, то на нее попадет постоянное высокое напряжение от источника анодного питания. Чтобы этого не произошло, устанавливается переходной конденсатор С. Он позволяет отделить переменную составляющую нз пульсирующего напряжения, выделяющегося на сопротивлении анодной нагрузки, так как конденсатор не пропускает постоянный ток. На рис. VI1-9 показана принципиальная схема резисторного каскада. При рассмотрении схемы видно, что, д.ля того чтобы подвести к следующей лампе переменное напряжение, необходимо еще сопротивление R. Сопротивление R называется сопротивлением утечки сетки. Оно выполняет следуюпще функции: 1) через него подводится отрицательное напряжение смещения к сетке ламны Включение источника напряжения смещения параллельно входу ламны недопустимо из-за малой вели-  чины внутреннего сопротивления источника; 2) через него «стекают» обратно на катод ламны те электроны, которые накапливаются на сетке лампы во время ее работы. Как известно, электроны, летящие на анод, частично попадают на сетку (чем и обусловлен ток сетки); накапливаясь, они ностененно заряжают ее все большим отрицательным потенциа,ло.м и, наконец, он достигает такой величины, что вызывает ирекращение анодного тока через лампу - лампа окажется «запертой». Такое явление иногда может происходить при iiapyuieHHH контакта или обрыве в резисторе Я. При этом усилитель некоторое время еще работает с болыпими искажениями, а затем работа прекращается - лампа запирается. Велика роль сопротивления утечки сетки и в тех случаях, когда при случайных пиках напряжения, которые превосходят величину отрицательного смещения, конденсатор, заряжающийся при этом сеточным током лампы, мог бы после прекращения действия пикового напряжения достаточно быстро разрядиться. Иначе заряд конденсатора сместит рабочую точку влево и может на определенное время запереть лампу. Познакомимся еще с одним способом начертания принципиальных схем усилительных каскадов (рис. VfI-10). Здесь все элементы цепей расположены сверху вниз так, что каждая более высокая точка схемы имеет более высокий потенциал по отношению к общему проводу, который часто зазем.тяется. Этот способ наиболее часто применяется в радиотехнических схемах и в заводских описаниях. Рпс. VII-IO. Принципиальная схема резисторного каскада ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА РЕЗИСТОРНОГО КАСКАДА Эквивалентными друг другу схемами называются такие схемы, результаты работы которых одинаковы. Для принципиальной схемы резисторного каскада может быть создана такая электрическая схема, в которой электронная ламна заменяется генератором неременной э. д. с, электродвижущая сила на зажимах этого генератора выбирается в р раз болыпей переменного напряжения на сетке лампы, а внутреннее сопротивление - равным внутренне.л1у сопротивлению лампы Я,- в pa6o4eii точке. Эквивалентная схема позволяет: 1) рассчитать резисторный каскад, т. е. найти все величины переменных составляющих нанряжений и токов, действующих в нем (так как из нее исключены источники   Рпс. Vn-11. Принцинна.1ьпая схема резисторного каскада Рпс. ЛИ-12. Эквизалентпая схема резисюрного KacKa.ia постоянного тока), пользуясь основными законами э.лек-тротехники Кирхгофа и Ома для переменного тока, чего нельзя сделать, пользуясь принципиальной схемой с элементом в виде .ла.мпы: 2) произвести анализ действия и роли отдельных элементов усилительного каскада в различных диапазонах звуковых частот. Основной целью анализа работы каскада усиления является определение коэффициента усиления и зависимости его от частоты приложенного напряжения сигнала. На рис. VU-ll показана прттнципиальная схема резисторного каскада, а на рис. VI1-12 дана его эквивалентная схема. На ней помимо перечисленных ранее элементов резисторного каскада: сопротивления анодной нагрузки Я, переходного конденсатора С, сопротивления утечки сетки Я- имеется еще один элемент -емкость С„. Она складывается из емкости монтажа и из так называемой входной емкости лампы, которая может быть определена по формуле: Где С- емкость между сеткой и катодом; С- емкость между анодом и сеткой; К - коэффициент усиления каскада.  Рис. VII-13. Упрощенная пквпвалентпая схема резисторного каскада на средних частотах Как мы увидим из последующего рассмотрения, входная емкость играет существенную роль на высоких частотах. Действительно, источник переменного напряжения подключается к участку сетка - катод лампы. При правильно выбранно.м режиме работы в цени сетки не ироте- кает ток, следовательно, нромежу- ток сетка - катод лампы не нагружает источник. Но между электродами .лампы имеются емкости (см. рис. IV-11), сопротивление которых неременному току тем меньше, чем выше частота. Через эти емкости может протекать ток от источника и создавать дополнительные, причем значительные на высоких частотах частотные искажения при работе каскада. Рассматривая элементы, входящие в состав эквивалентной схемы резисторного каскада, нетрудно заметить наличие двух емкостей: и С„, причем, если одна из них {Cg) включена последовательно с сопротивлением то другая {С„) - включена параллельно сонротивленшо" R. Обе эти емкости но-разному влияют на величину выходного напряжения каскада, а стало быть и на коэффициент усиления в зависимости от областей частот усиливаемых сигналов. Коэффициентом усиления каскада называется число, показывающее, во сколько раз повышается переменное напряжение звуковой частоты при помощи одного каскада Определяя коэффициент уси.ления резисторного каскада в области средних частот (от 500-1500 гц), можно упростить эквивалентную схему и исключить из рассмотрения обе емкости, так как они не влияют на величину усиления каскада. Тогда эквивалентная схема принимает вид, показанный на рис. УП-13, где видно, чю общее сопротивление каскада равно: Теперь определим коэффициент усиления тсаскада - задача, которая сводится, по существу, к определению f/x при заданном U: tBb,x = /a,-/J- Переменная составляющая анодного тока равна э. д. с, деленной на полное сопротивление цени: Подставляя полученное значение тока в формулу для иык, получаем: т. е. Как видно из полученной формулы, коэффициент усиления резисторного каскада зависит от коэффициента уси- ления ламны ц и от отношения -j--г-б • Влияние величины сопротивления R (т. е. сопротивлений 7?а и Rg) на величину коэффициента усиления каскада видно из графика на рис. VII-I4, на котором по вертикальной оси отложен коэффициент усиления каскада к, а по горизонтальной оси - отношение ~. График показывает, что прп достаточно болыпом значении сопротивления R коэффициент усиления каскада лишь несколько отличается от коэффициента усиления лампы. Следовательно, для получения большого коэффициента усиления каскада, т. е. чтобы увеличить пере.менное напряячение в большее число раз, в анодную цепь лампы необходимо включить сопротивление, в несколько раз большее, чем внутреннее сопротивление лампы.  Рис ла1-14 График зависимости коэффициента усиления резисторного каскада от отношения 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [ 30 ] 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |