Радио?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Нанесем на клетчатой бумаге две взаимно перпендикулярные оси и отметим на горизонтальной оси значения сеточного напряжения, а на вертикальной — анодного тока. Точку пересечения двух осей будем считать нулем; отрицательные величины сеточного напряжения будем откладывать слева от этой точки, а положительные — справа (см. рис. 31).

Каждой паре значений Uc и Iа будет соответствовать одна точка на пересечении двух перпендикуляров к осям. Например, если сеточному напряжении —1 в соответствует анодный ток 4 ма, то точку для этих значений мы получим следующим образом: перпендикуляр к горизонтальной оси проведем через точку — 1 в, а перпендикуляр к вертикальной оси — через точку 4 ма (первый перпендикуляр, следовательно, будет вертикальной, а второй — горизонтальной линией). Точка пересечения этих перпендикуляров определит соответствующую точку характеристики.

Нанесем таким образом несколько точек и соединим их. Такая кривая показывающая зависимость анодного тока от сеточного напряжения, будет называться сеточной характеристикой лампы. По мере уменьшения отрицательного напряжения на сетке ток возрастает, сначала медленно, а затем— посте нижнего изгиба — быстрее; в этой области характеристики имеется прямолинейный участок, в пределах которого анодный ток пропорционален сеточному напряжению. Дальше характеристика вновь изгибается, особенно у ламп прямого накала, имеющих ярко выраженное явление насыщения.

Установив более высокое анодное напряжение, можно таким же образом снять вторую кривую. В этом случае ток будет иметь большую величину и кривая окажется смещенной влево от первой. Чтобы полнее охарактеризовать работу ламп, необходимо снять несколько кривых, или, как говорят, семейство характеристик (см. рис. 32), каждая из которых соответствует определенному анодному напряжению.

Отметим, что можно снять другую систему характеристик, если установить сеточное напряжение Uc постоянным и изменять анодное напряжение Uа, замечая соответствующие изменения анодного тока Iа. Отложив по горизонтальной оси значения Uа, а по вертикальной оси — значения Iа, мы получим анодную характеристику лампы.

И в этом случае можно вычертить семейство характеристик, каждая из которых соответствует определенному сеточному напряжению (рис. 137).

Рис. 137. Кривые зависимости анодного тока Iа триода от анодного напряжения. Каждая кривая снята при указанном значении сеточного напряжения Uc.

С помощью простой операции, которую мы, однако, не будем здесь описывать, можно перейти от одной системы кривых к другой. На рис. 138 изображено семейство анодных характеристик для пентода.

Рис. 138. Такие же кривые, как на рис. 137, снятые для пентода.

Характеристики дают возможность судить о свойствах лампы; они показывают, как лучше использовать лампу и как она будет работать в той или иной схеме.

Покажем в качестве примера, как по характеристикам определить крутизну, коэффициент усиления и внутреннее сопротивление лампы.

Крутизна, как мы знаем, показывает, насколько изменяется анодный ток при изменении сеточного напряжения на 1 в. Возьмем из семейства характеристик, приведенного на рис. 139, кривую, соответствующую, например, Uа = 160 в. Мы видим, что сеточному напряжению —3 в соответствует анодный ток 3 ма (точка А), а напряжению —2 в — ток 6 ма (точка Б). Следовательно, повышение сеточного напряжения на 1 в вызывает изменение анодного тока на 3 ма. Таким образом, крутизна характеристики составляет 3 ма/в. Рассматривая треугольник АБВ, можно установить, что крутизна равна отношению БВ к АВ. Крутизна тем больше, чем круче кривая. Таким образом, легко понять, почему принят термин «крутизна».

Рис. 139. Кривые зависимости анодного тока от сеточного напряжения позволяют определить крутизну и внутреннее сопротивление лампы.

Следует отметить, что крутизна характеристик остается одинаковой на всем протяжении прямолинейного участка кривой, а на сгибе она резко уменьшается (точка Г).

Перейдем теперь к определению коэффициента усиления, представляющего собой отношение изменений анодного и сеточного напряжения, дающих одинаковое изменение анодного тока. Соединим горизонтальной линией точки Д и Е на двух соседних кривых. Эти две точки соответствуют одинаковому анодному току. Что происходит, когда мы переходим от точки Е к точке Д? Во-первых, мы повышаем сеточное напряжение на 1,5 в (потому, что оно изменяется от —3 до —1,5 в); эи должно было бы вызвать увеличение анодного тока. Однако он остается неизмененным, так как эффект от изменения сеточного напряжения компенсируется снижением анодного напряжения, которое уменьшилось на 40 а (так как с кривой, соответствующей Uа = 200 в, мы перешли на кривую, соответствующую Uа = 160 в).

Таким образом, изменение анодного напряжения на 40 в влияет на анодный ток так же, как и изменение сеточного напряжения на 1,5 в. Коэффициент усиления, представляющий собой отношение этих двух напряжений, поэтому равен 40: 1,5 = 26,7.

В заключение попытаемся определить по характеристикам величину внутреннего сопротивления, которое, как мы говорили, является отношением изменения анодного напряжения к вызываемому им изменению анодного тока при постоянном сеточном напряжении.

На графике все величины, соответствующие одному и тому же сеточному напряжению, находятся на вертикали. Поэтому если мы примем, что напряжение на сетке равно —3 в, то это будет вертикаль, проходящая через точку —3 в на горизонтальной оси. Если анодное напряжение увеличить со 160 в (точка А) до 200 в (точка Е), то изменение составит 40 в.

Это повлечет за собой повышение тока с 3 ма (в точке А) до 7,5 ма (в точке Е), т.е. изменение на 4,5 ма, или 0,0045 а. Следовательно, внутреннее сопротивление равно 40: 0,0045 ~= 8 900 ом.

Мы можем проверить справедливость равенства μ = S·Ri, приняв Ri = 8,9 ком. В этом случае S·Ri = 3·8,9 = 26,7.

Раньше мы уже непосредственно установили, что μ = 26,7; это доказывает, что в области радиотехники царствует порядок.

Чтобы использовать способность лампы усиливать переменное напряжение, последнее нужно подать между сеткой и катодами. Изменяя таким образом потенциал сетки по отношению к катоду, мы вызываем значительные изменения анодного тока (в μ раз большие, чем при подаче напряжения между анодом и катодом). Эти изменения анодного тока, как мы увидим дальше, в свою очередь могут усиливаться второй лампой.

Таким образом, подлежащее усилению напряжение подается в цепь сетка — катод, которую мы условимся называть входом, а анодную цепь будем называть выходом лампы.

Переменные напряжения на входе относительно малы; на входе первой лампы, предназначенной для усиления незначительных колебаний, создаваемых волнами в антенном контуре, напряжение может иметь величину порядка нескольких микровольт или десятков микровольт (конечно, близко расположенный мощный передатчик может создать напряжения в несколько милливольт). На последние же лампы в усилителе приемника на вход поступают усиленные напряжения, которые могут достигать нескольких вольт и даже десятков вольт.

Кроме переменного напряжения, подаваемого между сеткой и катодом, на сетке необходимо также предусмотреть некоторое среднее значение напряжения, т, е. постоянное напряжение, устанавливаемое между сеткой и катодом в отсутствие переменного напряжения (например, в паузах во время передачи).

Это напряжение, называемое сеточным смещением, может быть получено, например, с помощью батареи Бс, включенной между сеткой и катодом (см. рис. 33) и определяющей рабочую точку на характеристике лампы. Поэтому если на рис. 139 анодное напряжение равно 160 в, а сеточное смещение — 3 в, то рабочая точка находится в точке А. Средний анодный ток, или ток покоя, равен 3 ма.

Когда на сетку подается переменное напряжение, напряжение изменяется вокруг среднего значения, отклоняясь от него в сторону как больших, так и меньших значений.