Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина

Для многих ламп в таблицах указывается и рекомендуемое постоянное напряжение на управляющей сетке, но об этой величине следует поговорить особо, и мы это сделаем в следующей главе.

Одним из основных параметров усилительной лампы является ее крутизна, которая показывает, насколько сильно напряжение на управляющей сетке влияет на величину анодного тока (листы 112, 113).

Крутизна обозначается буквой S и измеряется в миллиамперах на вольт (ма/в). Так, например, если S = 2 ма/в, то это значит, что при изменении управляющего напряжения (напряжение между сеткой и катодом) на 1 в анодный ток изменится на 2 ма. Для большинства ламп крутизна лежит в пределах от десятых долей — ма/в до нескольких — ма/в. Совершенно очевидно, что, чем больше крутизна лампы, тем сильнее управляющее напряжение влияет на анодный ток, тем, следовательно, лучше усилительные свойства лампы при прочих равных условиях.

Однако крутизна не полностью характеризует лампу: имеются еще два очень важных параметра — коэффициент усиления и внутреннее сопротивление R_i. Коэффициент показывает, какое максимальное усиление можно получить от лампы, то есть во сколько раз переменное напряжение на выходе каскада может быть больше, чем усиливаемое напряжение. Практически лампа может обеспечить меньшее усиление, чем об этом говорит коэффициент .

У многих ламп коэффициент усиления очень велик и у некоторых пентодов достигает нескольких тысяч. Имеются лампы и с очень небольшим (десятки и даже единицы). Но низкий коэффициент усиления не всегда следует относить к недостаткам лампы. Так, например, от выходных ламп не требуется большого . Основное, что требуется от этих ламп, — это возможность получить на выходе сигнал большой мощности (несколько ватт), даже если для этого придется подать на вход лампы весьма большое переменное напряжение (несколько вольт).

Прежде чем говорить о третьем основном параметре лампы — ее внутреннем сопротивлении R_i вспомним, что если изменить напряжение на аноде лампы, то изменится ее анодный ток, то есть произойдет то же самое, что и в обычном сопротивлении: если изменить напряжение, которое подводится к какому-нибудь сопротивлению, то изменится и протекающий по нему ток. Это и позволяет рассматривать лампу как своего рода сопротивление, величину которого R_i можно подсчитать по одной из формул закона Ома (R = U/I). Величина R_i зависит от того, насколько сильно меняется [11] анодный ток при изменении напряжения на аноде, а это, в свою очередь, зависит от типа лампы (триод, тетрод, пентод) и от ее устройства. У большинства пентодов внутреннее сопротивление очень велико и достигает нескольких сот килоом, а иногда и нескольких мегом. У триодов и выходных ламп R_i намного меньше — оно не превышает нескольких десятков килоом, а иногда бывает и меньше одного килоома.

11

Греческая буква  (дельта) говорит о том, что рассматривается изменение какой-либо величины, например прирост тока I или напряжения U (лист 112).

Величину внутреннего сопротивления приходится учитывать при выборе ламп для того или иного усилительного каскада. Так, например, если к аноду лампы подключен контур, то R_i этой лампы должно быть весьма большим — малое внутреннее сопротивление будет шунтировать контур, снижая его добротность Q (рис. 50, 51). Для выходных ламп величину R_i указывают не всегда, но обязательно приводят величину так называемого оптимального сопротивления нагрузки (R_a или R_oпт), которой мы встретимся позже. В наших таблицах обе величины даны в килоомах. Данные, приведенные на листах 184–219, позволяют судить об усилительных свойствах той или иной лампы, а также/в. случае необходимости решать вопрос о замене одного типа ламп другим.

ЛАМПА ТРЕБУЕТ ПИТАНИЯ

Для питания усилительных ламп достаточно иметь два основных источника тока: источник низкого (1…12 в) напряжения для цепей накала и источник высокого (30…З00 в) постоянного напряжения для анодных цепей.

Напряжение на экранные сетки, как правило, подают от источника анодного напряжения с помощью делителей или гасящих сопротивлений (рис. 73, лист 111).

Рис. 73. Для питания лампы достаточно иметь два напряжения: низкое (накальное) и высокое (анодное). Напряжение на экранную сетку обычно подается через гасящее сопротивление.

Так, например, если у нас имеется источник, который дает постоянное напряжение 100 в, поступающее на анод лампы, то от этого же источника можно получить и более низкое напряжение, например 70 в, которое необходимо подать на экранную сетку. Для этого достаточно подвести напряжение к экранной сетке через сопротивление R_э определенной величины. Ток экранной сетки I_э (как уже говорилось, экранный ток появляется из-за того, что часть летящих к аноду электронов попадает на экранную сетку), проходя по этому сопротивлению, будет создавать на нем падение напряжения, равное I_э·R_э (лист 111). Поэтому к экранной сетке будет подводиться лишь часть напряжения, которое дает источник. Остальная часть напряжения будет теряться («гаситься») на сопротивлении R_э. Совершенно очевидно, что, чем меньше должно быть напряжение на экранной сетке, тем большую часть общего напряжения нужно погасить, тем, следовательно, больше должно быть сопротивление R_э. Необходимая величина R_э определяется также и током I_э, величину которого можно найти среди основных параметров ламп. При замене одного типа ламп другим сопротивление нужно подбирать заново: чем больше будет экранный ток ламп, тем меньше нужно будет взять R_э, чтобы напряжение на экранной сетке не изменилось. Мощность, которую должно рассеивать сопротивление, легко подсчитать по обычной формуле. Совершенно ясно, что если под руками нет сопротивления нужной мощности, то можно поставить другое сопротивление, рассчитанное на большую мощность (например, вместо сопротивления на 0,25 вт можно ставить по 0,5 вт и более).

Цепь экранной сетки лампы можно рассматривать как своего рода делитель напряжения, в который входит сопротивление участка экранная сетка — катод (подобие внутреннего сопротивления лампы) и гасящее сопротивление R_э. Чем больше величина R_э тем меньшая часть общего напряжения будет действовать на участке экранная сетка — катод. Питание экранной сетки можно осуществлять и от делителя, составленного из обычных сопротивлений. Однако такой способ применяется сравнительно редко, так как приводит к дополнительным потерям энергии в сопротивлениях делителя.

Еще раз напомним, что экранную сетку всегда необходимо соединять с катодом через конденсатор С_э, иначе по сопротивлению R_э будет проходить переменная составляющая экранного тока, и напряжение на экранной сетке будет меняться. Кроме того, если экранная сетка не соединена с катодом (для переменного тока), то она теряет всякий смысл как защита сеточной цепи от анодной.

В батарейной аппаратуре питание ламп осуществляется от двух отдельных батарей — накальной (обычно 1,5 в) и анодной (обычно 60–70 в). В аппаратуре с питанием от сети переменного тока, для того чтобы получить необходимые для лампы напряжения, приходится применять трансформатор (рис. 74, 75) и выпрямитель (рис. 76).

Рис. 74. Под действием переменного напряжения, подведенного к первичной обмотке трансформатора, в ней появляется переменный ток, который создает переменное магнитное поле в стальном сердечнике. В результате изменений магнитного поля наводится переменное напряжение на вторичной обмотке.

Рис. 75. Напряжение, наведенное во вторичной обмотке, зависит от коэффициента трансформации, то есть от соотношения числа витков первичной и вторичной обмоток. Чем больше витков во вторичной обмотке, тем больше и напряжения на ней.

Рис. 76. В сетевой радиоаппаратуре на накал подается переменное напряжение, пониженное с помощью трансформатора до необходимой величины (например, 6,3 в). Питание анодно-экранных цепей тоже осуществляется от сети, но через выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное.

Трансформатор понижает напряжение сети до величины, которая необходима для питания цепей накала (обычно 6,3 в). Нити накала сетевых ламп питаются непосредственно переменным током, так как катод их снабжен подогревателем (лист 110). Имеющийся в блоке питания выпрямитель преобразует переменное напряжение сети в постоянное напряжение, необходимое для питания анодных и экранных цепей, и поэтому такой выпрямитель называют анодным. Переменное напряжение на анодный выпрямитель подается со специальной повышающей обмотки трансформатора, и это позволяет сохранять неизменным анодное напряжение (обычно оно составляет 150–250 в) при питании аппаратуры от сети с различным напряжением 110, 127 или 220 в. В приемнике или усилителе имеется два, а иногда и три трансформатора различного назначения, и тот из них, который используется для получения необходимых питающих напряжений, называют сетевым или силовым трансформатором.

Мы уже знаем, что если расположить рядом две катушки и по одной из них пропустить переменный ток, то возникающее вокруг этой катушки переменное магнитное поле наведет переменный ток во второй катушке. При этом напряжение, которое появится на концах второй катушки (обмотки), будет зависеть от того, насколько сильно обе катушки связаны общим магнитным полем, и от соотношения числа витков первой и второй обмотки: чем больше витков во второй (вторичной) обмотке, тем больше будет напряжение на ней. Так, например, если в первой (первичной) обмотке имеется 100, а во второй 200 витков и если к первичной обмотке подводится напряжение 1 в, то на вторичной обмотке появится напряжение 2 в. Если уменьшить число витков вторичной обмотки в четыре раза (50 витков), то в четыре раза уменьшится действующее на ней напряжение (0,5 в). Цифра, показывающая, во сколько раз напряжение на вторичной обмотке больше, чем на первичной, называется коэффициентом трансформации n (лист 114). Коэффициент трансформации численно равен числу витков вторичной обмотки w₂, деленному на число витков первичной обмотки w₁.