Рис. 9. 28. Резонансные кривые вторичного контура при раз ных величинах коэффициента связи (К)-
Г. Полоса пропускания связанных контуров
П о л о с о й п р о п у с к а н и я с и с т е м ы с в я з а н н ы х к о н т у р о в называют полосу частот, в пределах которой ток во вторичном контуре не падает ниже 0,707 своей макси мальной величины (рис. 9.28). Ширину полосы пропускания можно регулировать изменением коэффициента связи. М ак симальное ее значение соответствует случаю, когда провал
резонансной |
характеристики |
не |
превышает 0,707 І2 маис, а |
получается коэффициент связи |
К = |
2,41 |
— — |
При критической связи 2AfCB. м акс. = 3,1 -2Af. |
Максимальная |
ширина полосы |
пропускания |
2 А fCB. макс.= 3,1 -2Af,
где 2Af — ширина полосы пропускания одиночного контура. Д о с т о и н с т в а с в я з а н н ы х к о н т у р о в
а) форма резонансной характеристики приближается к прямоугольной (в этом случае значительно повышается из бирательность сигналов);
б) |
полосу пропускания можно изменять в широких пре |
делах |
изменением коэффициента связи. |
Связанные контуры, используемые в приемниках, изго тавливают в виде полосовых фильтров со стандартными фик сированными частотами.
Полосовой фильтр представляет собой два одинаковых связанных контура, заключенных в общий алюминиевый или медный экран.
Полосовые фильтры настраивают сердечниками из маг
нитодиэлектрика, |
которые вводят |
внутрь |
катушек |
индуктив |
ности контуров. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример. |
Имеются два связанных контура |
с параметрами: |
L I = L 2= 100 |
мкгн, |
|
пф, |
R , = R2= |
Ю |
ом, |
М== 1 |
мкгн. |
|
МCiгц.= С 2= 100 |
|
|
|
Контуры питаются от источника э. д. с. амплитудой Е ш= 1 в и |
частотой f = 1,59 |
|
Определить |
амплитуду |
напряжения .на |
конденсаторе второго контура и ширину полосы пропускания |
|
при критической связи. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. |
1. Резонансные частоты контуров |
|
|
|
|
= 1,59гц |
|
|
^02 — ІО |
2TC/ |
L C |
6 ,2 8 ^ 1 0 0 -10~в- 100-10~ia |
|
Таким образом, контуры настроены на частоту питающего |
|
источника. |
|
связи= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Коэффициентк - м |
J L |
= |
і - 1 0 |
" - 6 |
_ |
n m |
|
|
|
3. |
|
|
V LJ T |
L |
100-10-6 |
|
° ’01' |
|
і |
Волновое сопротивление |
и затухание |
|
контуров: |
|
р = w0L ^ |
2гс-1,59- ІО6100- ІО -6 = |
1000 |
ом; |
|
|
|
|
|
|
|
R |
= |
100 |
= |
0,01. |
|
|
|
|
|
|
|
ос = |
Р |
~ |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Ток во втором |
резонансема. |
|
|
|
контуре |
при |
|
|
|
|
|
|
Ьш — 2 у З Д 2 |
2-1 |
50 |
|
|
|
|
|
5. Напряжение |
на |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
конденсаторе второго контура |
|
|
|
|
Uc2m |
= |
W |
= 50-ІО -3- 10* - |
|
50 |
в. |
|
|
|
6. |
Ширина |
полосы пропускания |
|
|
|
|
|
|
|
|
2Д1 = |
1 ,41 -f0o = 1 , 4 1 - 1 , 5 9 - 1 0 ° - 0 , 0 1 |
= |
2 2 ,4 к г ц . |
|
Приложение 2
Г л а в а X
Э Л Е К Т Р О Н Н Ы Е П Р И Б О Р Ы
ЭЛ Е К Т Р О Н Н Ы Е Л А М П Ы
§10. 1. Общие сведения об электрических лампах
Электронные лампы (ЭЛ) принадлежат к классу нели нейных приборов. Сопротивление их зависит от величины про текающего через него тока. Эта зависимость является нели нейной.
По числу электродов Э Л разделяют на двухэлектродные (диоды), .трехэлектродные (триоды), четырехэлектродные (тетроды), пятиэлектродные (пентоды) и семиэлектродные (гептоды).
По назначению различают выпрямительные, приемно-уси лительные, генераторные и модуляторные лампы.
Конструктивно любая электронная лампа представляет со бой вакуумное устройство в виде стеклянного или металличе ского баллона с размещенными внутри него металлическими электродами: катодом с нитью подогрева, сетками, анодом (рис. 10.0).
Катод обычно расположен по оси баллона. Сетки выполне ны в виде спиралей и окружают катод; анод имеет вид ци линдра, охватывающего сетки. Электроды укреплены с по мощью пластин из слюды и имеют выводы на штырьки, вмон тированные в баллон лампы. В радиоустройствах лампу уста навливают на панель, имеющую гнезда.
Иногда в одном баллоне размещаются две (три) однотип ные или разнотипные лампы. Такие лампы называются ком бинированными.
Электронные лампы |
маркируют в соответствии с ГО С Т |
5461-59. |
|
Маркировка приемно-усилительных ламп содержит четыре |
элемента. |
ѵ |
аноды
âö/âodсет ка
слю дяны е
пластинки
се т к сг
к о н ц а / н и /m / н а к а л а
|
|
н а п р а в л я ю щ и е/ |
Ц о к о л и |
К л ю ч |
ц о к о л я |
|
|
Рис. |
10. 0. Устройство электронной лампы. |
диод |
триод лучедой |
пентод |
дёоімй |
|
тетрод |
|
триод |
Рис. 10. 1. Условные изображения различных электронных ламп на схемах.
П е р в ы й элемент — цифра, указывающая |
напряжение, |
подводимое к нити накала (округленно). |
|
|
В т о р о й — буквы, обозначающие: |
Д |
— диод; |
X — двой |
|
кой диод; Ц — кенотрон (выпрямительный диод); С — триод;
Н — двойной триод; |
П — лучевой тетрод |
(или |
низкочастот |
ный пентод); К — высокочастотный пентод |
с удлиненной |
ха |
рактеристикой; Ж — высокочастотный пентод с короткой |
ха |
рактеристикой и т. д. |
указывающая номер |
типа |
прибора. |
|
Т р е т и й — цифра, |
|
Ч е т в е р т ы й — буква, характеризующая внешнее оформ |
ление прибора: С — стеклянный баллон обычныхмм\размеров; |
П — стеклянный ммбаллон с пальчиковым оформлением; |
Ж — |
лампа типа «желудь»; Б — лампа диаметром 10 |
А — лам |
па диаметром 6 |
и т. д. Лампы с металлическим |
баллоном |
четвертого элемента в наименовании не имеют. |
|
пен |
Пример. 6. |
Ж ІП — накал— 6,3 в; высокочастотный |
тод с короткой характеристикой; баллон стеклянный в паль чиковом исполнении.
А . Катоды электронных ламп
Протекание электрического тока через лампу обусловлено движением электронов в вакууме. Источником электронов яв ляется катод, в котором использовано явление термоэлект ронной эмиссии.
Сущность явления в том, что при нагревании вещества ка тода кинетическая энергия свободных электронов становится достаточной для преодоления сил, удерживающих их в като де. Чем больше температура металла, тем интенсивнее эмис сия (выход) электронов из катода.
Эмиссионные свойства катодов характеризуются удельным током эмиссии уэ, который равен току, снимаемому с 1 см2 по верхности катода. Измеряется j3 в ма/см2 или в а/см2. Для сравнения различных катодов пользуются параметром, назы ваемым э ф ф е кт и в н о ст ь ю:
Н — ма'вт,
Рн
где Іэ— ток эмиссии катода; Р и мощность, затрачиваемая на нагрев катода.
Величина Н показывает, какой ток эмиссии можно получить при затрате на нагрев катода мощности в 1 в.
В электронных лампах применяют катоды прямого нагре
ва и катоды косвенного нагрева |
(подогреваемые). |
Катоды п р я м о г о н а г р е в а выполняют из вольфра |
мовой (в приемно-усилительных |
лампах — активированной) |
нити, которая нагревается током |
(рис. 10.2 6). Такие катоды |
имеют низкую механическую прочность, малую тепловую инер цию (нельзя нагревать его переменным током), низкую эф фективность (без активации).
оксидный слой |
с т р о н ц и я ) |
|
оксидный слой |
( С п е с ь д а р и я и |
|
|
|
цим е/гебоя |
|
|
|
|
Воль ф р о /н оВ ол ) |
|
г болыррам об а Я |
|
|
осиоба катода |
|
|
|
|
^нить |
ш |
ш |
ш |
|
|
|
|
вольфрамобая |
|
|
|
|
нить накала |
|
держатель |
|
|
|
|
|
f- |
|
5 |
|
|
Q |
Рис. |
10. 2. Устройство катодов лампы: а — прямого |
нагрева; |
|
|
б — подогревные. |
в |
виде метал |
П о д о г р е в н ы е катоды изготавливают |
лической трубки, на поверхность которой наносят оксидный слой. Внутри трубки — нить подогрева. Такие катоды имеют высокую механическую прочность и большую тепловую инер цию (могут нагреваться переменным током), высокую эффек
тивность (ja^ (0 ,1 5 — 0,5) |
а/см2, |
Н = (6 0 — 100) |
ма/вт |
|
|
). |
Недостаток подогреваемых катодов — большое время про |
грева (до нескольких минут). |
|
|
|
|
§ 10.2. Двухэлектродные лампы (диоды) |
|
|
Диод — простейшая из электронных |
ламп — состоит из |
двух электродов— катода |
и анода (рис. |
10.3). |
|
анод
Рис. 10. 3. Схематическое изображение диода.
При подаче на лампу только напряжения накала U „ катод разогревается и эмитирует электроны. Около катода образу ется облако пространственного заряда, которое удерживается около катода силами электростатического взаимопритяжения. Ток в цепи «анод-катод» іа практически равен нулю. Если между анодом и катодом приложить положительное напряже ние Е а (рис. 10.3), то в пространстве «анод-катод» возникает ускоряющее для электронов электрическое поле, способству ющее движению электронов к аноду. В цепи + Е а, анод-катод,
— Е а возникает ток, называемый а н о д н ы м током іа. Нап равление анодного тока противоположно направлению движе ния электронов. Зависимость анодного тока іа от анодного на пряжения иа называется вольтамперной характеристикой.
ia = F(u a) при U H = const.
Такую зависимость можно снять экспериментальным путем с помощью схемы, показанной на рис. 10. 4.
Вид вольтамперной характеристики показан на рис. 10. 5. Ход кривой объясняется тем, что, пока около катода есть про странственный заряд, увеличение иа, вызывает увеличение іа; однако пространственный заряд при этом постепенно рассеи вается. При некотором анодном напряжении он полностью ис чезает (б) и анодный ток становится равным, току эмиссии ка тода (режим насыщения). У диодов с оксидными катодами іа растет даже в области насыщения (участок б-в). Это объясня
ется тем, что при отсутствии пространственного заряда элект рическое поле, создаваемое источником анодного напряжения,
|
|
|
|
|
|
|
|
проникает в толщу |
оксидного слоя |
и способствует |
выходу |
электронов из катода. |
Опыт показывает, |
что при очень боль |
шом иа оксидные катоды способны |
|
в течение микросекунд от |
давать весьма большой ток эмиссии |
(j3~ 50 а/сж2). Это явле |
ние называется |
и м п у л ь с н о й |
эмиссией. |
законом |
Зависимость |
ia= F(u a) аналитически |
выражается |
степени трех вторых: |
Іа = Шиа3/2 |
диода |
|
|
где m =eonst. |
|
А . Параметры |
п е р е м е н н о м у |
В н у т р е н н е е |
с о п р о т и в л е н и е |
то к у
рdua
Величина RB характеризует сопротивление диода в некоторой
точке вольтамперной характеристики |
при действии на |
нега |
переменного напряжения очень малой величины. |
|
В н у т р е н н е е с о п р о т и в л е н и е |
Г)д и о д а |
|
п о с т о я н н о м у |
т о к у |
К0 ——- |
они |
Величины R B и R 0 зависят от величины U a. |
Изменяются |
вдоль характеристики от сотен ом (на крутом участке) до со тен и тысяч ком в области отрицательных значений U a.
Диоды применяют для выпрямления переменного тока, детектирования колебаний высокой частоты, преобразования частоты, ограничения сигналов.
П р и м е р ы л а м п :
ІЦ 7С , ІЦ ІІП , 6Ц4С — кенотроны;
6Х2П, 6Х6С — детекторные диоды.
Триод отличается от диода наличием сетки, расположен ной между катодом и анодом и служащей для управления анодным током (управляющая сетка, рис. 10. 6.).
Рис. 10. 5. Вольтамперная характеристика диода.
Рис. 10. 6. Обозначение токов и напряжений в триоде.
Рис. 10. 4. Схема для снятия вольтамперной характеристики диода.
§ 10.3. Трехэлектродные лампы (триоды)
П р и н ц и п р а б о т ы
Управляющее действие сетки основано на том, что при по
даче на нее некоторого |
напряжения U g относительно |
катода |
в пространстве сетка-катод образуется |
электрическое |
поле, |
способствующее (при |
U g> 0 ) или |
препятствующее |
(при |
U g<0) движению электронов с катода на анод. Поэтому из менение напряжения U g вызывает изменение анодного тока