книги из ГПНТБ / Власов В.Ф. Электронные и ионные приборы Учеб.пособие для радиотехн.вузов и фак

«ия анодного тока зависят, следовательно, от совместного дейст­ вия двух переменных потенциалов: сетки и анода. Такой режим

•работы лампы называется динамическим, зависимости анодно­ го тока от потенциалов Uc и и а в этом режиме определяются

<динамическими характеристиками и динамическими параметра­

вводя в это выражение известные нам параметры лампы, получим

тока от напряжения на сетке при постоянном анодном напряже­ нии, т. е. является статической анодно-сеточной характеристи­ кой, получающейся, когда в цепи анода не включено нагрузоч­ ное сопротивление (R=Q), и анодное напряжение равно напря­ жению анодной батареи (Ua= Еа — 160в). Кривая 2 также по­ казывает зависимость анодного тока от потенциала сетки, но она снята при включённом в цепь анода нагрузочном сопротив­ лении = 20 000 ом, причём при снятии этой характеристики на­ пряжение питания поддерживалось постоянным такой же вели­ чины, как и для первой кривой, т. е. Яа=160а. Начальные точки обеих кривых совпадают, так как при анодном токе, близком к нулю, потери напряжения в сопротивлении R нет и в обоих слу­ чаях для начальных точек Ua= E a.

При уменьшении отрицательного потенциала сетки появля­ ющийся анодный ток создаёт падение напряжения на сопротив­ лении R и напряжение анода становится меньше, чем Е а, поэто­ му значения анодного тока при R ф 0 получаются меньшими, чем в случае статической характеристики при R = 0. Чем больше уве­ личивается анодный ток, тем сильнее уменьшается анодное на­ пряжение и тем больше отклоняется от статической характери­ стики динамическая характеристика. Рисунок 10.2 ясно показы­ вает, что динамическая характеристика 1а =*» f(Uc) идёт положе, с меньшей крутизной, чем статическая анодно-сеточная ха­ рактеристика. Наклон динамической характеристики Ia= f(U c) зависит для данной лампы от величины нагрузочного сопротив­ ления, при большем сопротивлении R анодное напряжение

1S0

уменьшается сильнее и динамическая характеристика пойдёт

ещё положа.

Отметим, что в этом режиме изменяется и характеристика тока сетки. Поскольку увеличение анодного тока в динамиче­ ском режиме сопровождается уменьшением анодного напряже­

ния, то ток в цепи сетки получается больше, чем в статическом режиме при тех же потенциалах сетки. Согласно формулам то';

ческом режиме при увеличении положительного потенциала сет­

Uа—const, поэтому характеристика сеточного тока при наличии в анодной цепи нагрузочного сопротивления идёт значительно выше, чем соответствующая статическая характеристика' 1С = = f (Uc) (кривые 3 и 4 рис. 10.2).

Все точки динамической характеристики Ia=f(Uc) определяют; величину анодного тока при разных анодных напряжениях; каж­ дой точке соответствует определённое, отличающееся от других

181

точек значение Ua . Поэтому динамическую характеристику можно представлять себе в семействе статических анодно-сеточ­ ных характеристик как результат перехода рабочей точки с одной кривой этого семейства на другие, именно: с увеличением анодного тока рабочая точка, подымаясь, переходит вправо с

лампы типа 6С2С. Уравнение анодной динамической характери­ стики Ia = f(Ua) в случае активной нагрузки R может быть

182

найдено из известного нам соотношения (10.1): Ua = Еа — IaR . Определяя отсюда 1а , найдём, что

(тангенс угла, образуемого этой прямой с осью абсцисс), равный

------- и отсекающий отрезки: на оси абсцисс Еа и на оси ординат

R

£

. Эту прямую .можно построить одним из следующих спо­

собов:

1) Если задана исходная рабочая точка ( Ia, Ua), через ко­ торую должна пройти динамическая характеристика, то надо провести через эту точку прямую, наклонённую к оси напряже-

ную исходную рабочую точку и точку Еа (на оси абсцисс), полу­ чим динамическую характеристику Ia= f (Ua).

3) Если задано напряжение питания Еа и сопротивление на­ грузки R, то динамическую характеристику удобнее всего строить

оси — отрезок, равный Еа .

Точки пересечения анодной динамической характеристики со статическими определяют те значения анодного тока, которые получаются в схеме при соответствующих напряжениях сетки. Что это действительно так, видно из следующего рассуждения:

в омах.

183

гой стороны, геометрическим местом значений тока, проходяще­ го через лампу при каком-либо значении напряжения сетки, яв­ ляется статическая характеристика 1а = f(Ua) . снятая при этом напряжении сетки. Следовательно, если при Е„ = const' и со­ противлении R в цепи анода установить на сетке напряжение Uc, то величина анодного тока определится точкой пересечения этих двух геометрических мест: построенной прямой и характеристики.

§10.3. Динамические параметры триода

Впредыдущем параграфе было указано, что крутизна дина­ мической характеристики зависит от величины нагрузочного со­ противления R. Выясним теперь эту зависимость более точно.

Дифференцируя ур-ние (10.1а), получим соотношение

показывающее^ что изменение анодного напряжения равно по абсолютной величине изменению напряжения на зажимах на­ грузочного сопротивления R, но по знаку всегда противополож­ но, т. е. когда.напряжение на нагрузке увеличивается, потенциал анода относительно катода уменьшается и наоборот.

Подставляем значение dUa из ф-лы (10.3) в ур-ние (10.2)

l 1 +

Определяя отсюда отношение-—2- , найдём крутизну х д р а к -

184

Другой параметр лампы — коэффициент усиления при ди­ намическом режиме — определяется как отношение переменно­ го напряжения, создаваемого на сопротивлении нагрузки R, к ■переменному напряжению, действующему в цепи сетки, и, сле­ довательно, показывает, во сколько раз переменное напряже­

rjiedUR — изменение напряжения на зажимах нагрузочного со­

т. е. динамический коэффициент усиления лампы ( или, вернее,, усилительной ступени) всегда меньше статического коэффициен­ та усиления и зависит от величины нагрузочного сопротивления; при изменении сопротивления нагрузки R изменяется и К в пре­

мы получаем пульсирующий ток в анбдной цепи, который, про­ текая всё время в одном направлении, периодически изменяет свою величину.

Возьмём на прямолинейном участке динамической характери­ стики Ia = f(Uc) (рис. 10.4) рабочую точку А при постоянном; отрицательном напряжении на сетке Ес, называемом напряже­ нием смещения, и подадим на сетку переменное синусоидальное напряжение ис = Umc sin u>t, которое покажем в виде кривой,

185

смещённой относительно вертикальной оси на величину Ес. Анодный ток в точке А равняется / 0; под действием переменного напряжения на сетке анодный ток изменяется по кривой ia= f(t), определяемой из характеристики и показанной в правой части рис. 10.4. Этот изменяющийся анодный ток можно представить

В этом пульсирующем токе наиболее интересной является пе­ ременная составляющая тока lmasin u>t , так как именно от её ве­ личины зависит эффект усиления как напряжения, так и мощно­

большую, чем напряжение возбуждения ис_ , подаваемое на сет­ ку лампы, и внутреннее сопротивление Rt, работает на внеш­ нюю цепь с сопротивлением R и создаёт в ней переменный ток

1а^ '

В случае работы рассматриваемой схемы как усилителя напря­ жения важно получить возможно большее переменное напряже­

186

Для ступени, работающей усилителем мощности, важно знать мощность, выделяемую переменной составляющей анод­

При условии постоянства задаваемого извне переменного на­ пряжения сетки Umc мощность Ра достигает максимума при R = R t и равна

R макс —

2 .4 -я? тс = T ^ 7 w- =■ T ^ lSC,™■ <»•'?>

Выражение (10.12) показывает, что полезная мощность, по­ лучаемая от усилительной лампы, зависит от величины перемен­ ного напряжения, действующего на сетке, и от произведения па­

изменяется от точки А до точки В, лежащей на характеристике

187

очевидно, равна отрезку ВС или отрезку ED ( в области прямо­ линейных участков характеристик эти отрезки равны).

Отрезок АС равен

т.е. определяет амплитуду переменного напряжения на сопротив­ лении R. Мощность, выделяемая в сопротивлении, равна

PR = — ImaUmR —— ВС АС,

т. е. может быть измерена (в соответствующем масштабе) ве личиной площади треугольника АВС (или AED).

Из рис. 10..6 найдём, что крутизна Sd на прямолинейном уча­ стке равна

Динамический коэффициент усиления по напряжению равен

§ 10.4. Выбор рабочего режима усилительного триода

Вследствие криволинейности характеристик триода перемен­ ное напряжение на выходе лампы всегда несколько отличается по форме от переменного напряжения на входе, т. е. усиление всегда сопровождается искажениями. В то же время во многих практических случаях допустимы лишь очень небольшие иска­ жения. Опыт показывает, что при правильном выборе режи­ ма лампы это требование практически может быть удовлетворе­ но и искажения формы сигнала при усилении могут быть полу­ чены достаточно малыми. В дальнейшем такой режим будем на­ зывать, для краткости, режимом неискажённого усиления.

Для получения неискажённого усиления нужно выбрать та­ кой рабочий режим, чтобы, во-первых, не было сеточного тока и, во-вторых, изменения анодного тока были бы прямо пропор­ циональны изменениям сеточного потенциала. Оба эти требо­ вания удовлетворяются, если лампа имеет «левую» характери­ стику, прямолинейная часть которой располагается левее оси ординат при отрицательных потенциалах сетки.

На рис. 10.7 показаны характеристики Ia=f(Uc),соответствую­ щие двум анодным напряжениям U'a и (/” . Характеристика при

меньшем анодном напряжении (кривая /) имеет небольшой «ле­ вый» прямолинейный участок; чтобы использовать весь этот участок для колебания анодного тока, необходимо рабочую точ­ ку (исходное значение анодного тока) выбрать в середине.это-

188

го прямолинейного участка — в точке А. Для этого надо задать на сетку постоянное отрицательное напряжение Е'с, называе­

мое, как указывалось, напряжением смещения. Чтобы иметь возможность получить более сильные колебания анодного тока, необходимо характеристику сдвинуть больше, влево (кривая 2). что достигается повышением анодного напряжения до величины ja U” . Чтобы и в этом случае

ное напряжение в данной лампе, тем большее отрицательное на­ пряжение смещения необходимо включить в цепь сетки. Так как запирающее напряжение сетки Ue3an равняется

Это напряжение смещения в цепи сетки можно получить или от специальной батареи смещения, или использовать для этой

189