книги из ГПНТБ / Шилов, В. Ф. Элементы электронной автоматики учебное пособие

- 60 -

соответствующем; изменению анодного тока при неизменном напряжении на сетке

рактеристик (рис. 60) необходимо найти при постоянном сеточ­

нейном участке анодной характеристики является величиной постоянной и указывается в справочниках.

Между основными параметрами триода имеетоя простая за­ висимость г

JH = $ Rl

Эта зависимость называется внутренним уравнением жямпн. Оно позволяет при двух известных параметрах определить третий.

выше, устанавливается при отсутствии сопротивления нагрузки в анодной цепи. Однако во всех конкретных схемах с примене­ нием триодов в цепи анода имеется нагрузочное сопротивление R* (рис. 61), на котором при прохождении анодного тока

- 61 -

возникает падение напряжения

Ufu = Эа Ял

При этом напряжение на аноде меньше напряжения источника питания на величину падения напряжения на нагрузочном соп­ ротивлении

U a * Е<т“ Э« Я «

Если на сетку лампн будет подано переменное напряжение, то в этом случав меняется по величине не только анодный ток, но и падение напряжения на нагрузочном сопротивлении, а вместе с тем и напряжение на аноде. Такой режим работы лам­ пы, при котором одновременно меняется напряжение на аноде и управляющей сетке лампы,, подучил название д и н а м и ч е с ­ к о г о режима. Нетрудно заметить, что в динамическом ре­ жиме при чисто активном нагрузочном сопротивлении R« анод­ ное напряжение изменяетоя в противофазе с сеточным. Например, при увеличении сеточного напряжения возрос анодный ток и увеличилось падение напряжения на нагрузочном сопротивлении, а напряжение на аноде соответственно уменьшится, т.е. изме­ нится в обратную сторону по сравнению с сеточным. Поэтому в

- 62 -

динамическом режиме анодный ток изменяется в меньшей степе­ ни, нежели в статическом.

Для расчета работы ламп в различных схемах пользуются динамической характеристикой, которую строят, пользуясь се­ мейством статических характеристик.

Например, имеем семейство статических анодных характе­ ристик (рис. 62) и пользуясь уравнением

которое представляет собой уравнение прямой линии, можно построить эту прямую. Из этого уравнения видно, что при

Оа = 0 , (Л< = , а при Ua = 0 = -~

Это позволяет найти точки С и В на осях координат, через которые и проводят прямую - анодную динамическую характе­ ристику триода. Следует заметить, что точка В не соответ­

режим работы в реальных схемах не используеТ-ся. Динамическая характеристика может быть также построена

в семействе анодно-сеточных статических характеристик. Нап­ ример, для лампы 6НЗП имеем это семейство характеристик (рис. 60) и необходимо построить динамическую характеристи­

дает с начальной точкой статического режима. Все другие точ­

- 63 -

Если напряжение па аноде лампы будет равно 150 в, то

200 - 150

3 (ка)

17 000

Этому току соответствует точка Bj (рис. 60). Точку Cj для = 100 в находят подобным же образом

Точки, соответствующие этим значениям токов и напряжений (A, Bj, Cj) наносят на график и через них проводят кривую, которая называется динамической анодно-сеточной характерис­ тикой. Она показывает действительные изменения анодного то­ ка и анодного напряжения в зависимости от сеточного напря­ жения при неизменной анодной нагрузке. Крутизна характерис­ тики тем меньше, чем больше нагрузочное сопротивление R* . Величину С7а можно определить графические путем с помощью характеристического треугольника, построенного на прямоли­ нейном участке динамической характеристики. (Ложно найти

ианалитическим способом, последний позволяет установить соотношение между динамической и статической крутизной трио­ да.

Вдинамическом режиме одновременно меняются и сеточное,

ианодное напряжения. Поэтому приращение анодного тока дЗ* зависит от приращения сеточного и анодного напряжений. Под

Анализируя схему (рис. 61), можно прш$ти к выводу, что изменение напряжения на аноде, численно равно, но противо­ положно по знаку изменению напряжения на резисторе Ял

Д U a “ ~ & Уйй - - ь О л Яа

- 64 -

подставим в предыдущую формулу

обе части равенства поделим на д V t

число электронов, отрицательный заряд которых не пропустит электроны на анод,и триод будет заперт.

Источником входного напряжения может быть микрофон, звукосниматель, датчики различных видов и другие устройства, ооздающие слабые электрические сигналы.

При подаче сигнала на вход усилителя, на сетку одновре­ менно воздействуют два напряжения Е с* и [)&%. , при этом разность потенциалов между сеткой и катодом будет равна ал­ гебраической сумме постоянного напряжения Есм и переменного

рицательном полупериоде - складываются. Таким образом, нап­ ряжение на сетке изменяет свою величину по закону входного напряжения.

Изменения сеточного напряжения приводят к соответствую­ щим изменениям анодного тока. При положительном полупериоде анодный ток увеличивается на Д З а , при отрицательном -

уменьшается на ту же величину. Переменная составляющая анод­ ного тока, проходя по сопротивлен по нагрузки R л , созда­ ет на нем падение напряжения

шение амплитуды переменного напряжения на выходе к амплитуде

U m ex

Из этого выражения видно, что динамический коэффициент уси­ ления всегда меньше статического и зависит от соотношения

тель дроби, но в знаменателе является слагаемым, а в числи­ теле множителем. С ростом Re числитель растет быстрее знаменателя и вся дробь увеличивается. Но с увеличением Я a возрастает общее сопротивление анодной цепи и уменьшается переменный анодный ток, что ведет к уменьшение напряжения

телей напряжения может иметь величину порядка десятков и сотен. Но и этого в ряде случаев недостаточно для получения на выходе усилителя сигнала требуемой амплитуды. Тогда при­ бегают к последовательному включению ряда усилительных кас­ кадов (рис. 64). Для многокаскадных усилителей общий коэф-

Рис 64-

фициент усиления равен произведению коэффициентов усиления отдельных каскадов

К « К •<'К 4 * . ., •К п

- 68 -

нала изображено внизу под характеристикой и полностью укла­ дывается на линейном участке характеристики. Так как напря­ жение управляющей сетки откладывается при построении харак­ теристики по горизонтальной оси, то ось времени приЫлось начертить вертикально вниз и поэтому кривая напряжения уп­ равлявшей сетки расположена необычно для глаза сверху внив, а не слева направо. Кривая пульсирующего анодного тока по­ строена вправо от характеристики, причем ось времени направ­ лена горизонтально, а ось тока - вертикально (иногда послед­ нюю не изображают, так как она уже имеется на характеристи­ ке). Анодный ток при отсутствии переменного напряжения на оетке называют током покоя, а точку "а" на характеристике, соответствующую этому току, - рабочей точкой.

Положение рабочей точки и величина амплитуды перемен­ ного напряжения сетки определяют класс усиления. Если рабо­ чая точка находится на середине прямолинейного участка ха­ рактеристики и амплитуды сеточного напряжения не выходят за пределы этого участка, то усиление происходит без искажений. Форма колебаний анодного тока точно соответствует форме ко­ лебаний напряжения на сетке и такой режим работы лампы на­ зывают классом усиления А. При этом режиме сеточный ток от­ сутствует и напряжение смещения Ес равно примерно половине напряжения отсечки U 0re , нелинейные искажения минимальны,

тельный полупериод напряжения входного сигнала укладывается на отрицательном линейном участке динамической характерис­ тики лампы. Из рисунка 66, на котором показаны кривые анод­ ного тока и входного напряжения, видно, что при подаче си­ нусоидального напряжения U эх переменный анодный ток появ­ ляется только при положительном полупериоде входного сигна­ ла, т.е. получается только один полупериод переменного анод-

- 69 -

кого тока. При использовании класса В в одном усилитель­ ном каскаде применяет две лампы, каждая из которых реагиру­ ет только на один полупериод напряжения входного сигнала. Обычно усилители класса В применяет главным образом в специальных, так называемых двухтактных каскадах усиления мощности. Режим В характеризуется значительным к.п.д. - до 60£, однако увеличение его сопровождается большими нелиней­ ными искажениями.

В режиме С на линейном отрицательном участке динамиче­ ской характеристики лампы уклщвается только часть положи­ тельного полупериода входного сигнала L/qx (рис. 67). На

№

t

Рис 67

этом же рисунке справа показаны сигналы переменного анодно­ го тока, представлящие собой только часть синусоиды. Поэто­ му при таком режиме усиления очень велики нелинейные искаже­ ния. К.п.д. такого каскада составляет 80-85%, так как при отсутствии сигнала лампа заперта.

Усилители класса С применяет в схемах автоматических устройств и мощных генераторов.