Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 [83] 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Таблица 7-7

Значения ДС и величины нешунтированных катодных сопротивлений необходимые для компенсации АС

Тип лампы

Входная емкость «холодной» лампы Свх, пф

Изменение емкости при переходе от «холодной» к «горячей» лампе ДС, пф

S, мкмо

/а, ма

/к, ма

Як, ом

6АК5

5 100

10,2

63,5

6АН6

11 000

10,0

12,5

34,2

6AG5

2,3 1,8

5 100

83,2

6СВ6

6 200

10,0

13,0

49,7

5 300

8,5 11,8

3 100

11,8

6ВА6

4 400

11,0

15,2

6AU6

5 200

10,8

15,1

/о /к S

г

где RK - нешунтированная часть катодного сопротивления, ом; ДС - приращение емкости лампы, пф, при переходе от «холодного» режима к «горячему», т. е. разность между значениями Сс. к выключенной лампы и лампы, находящейся в рабочем состоянии, когда ее крутизна равна S анодный ток в рабочей точке; катодный т к в рабочей точке; крутизна лампы в рабочей точке, мо (а/в);

емкость сетка - катод «холодной» лампы, пф. На высших радиочастотах время пролета электронов между катодом и сеткой составляет значительную часть периода подводимого сигнала", при этом наведенный сеточный ток приобретает составляющую, синфазную с сигналом. Эта составляющая является причиной увеличения активной входной проводимости лампы. Детальное исследование этого явления было проведено Левеллином 1 и другими авторами. Приблизительное выражение для входной проводимости, вызванной влиянием времени пролета, имеет вид:

GBX = kSfT*, (7-119)

проводимость лампы

ГДе GBX -

входная [ом-1];

k - постоянная, зависящая от конструкции лампы; S - крутизна, мо [а/в]; Т - время пролета электронов от катода до сетки; f - частота, ги. Обратим внимание на то, что согласно (7-119) входная проводимость возрастает пропорционально квадрату частоты.

Входная проводимость, вызываемая индуктивностью катодного ввода. Вводы сетки, катода и анода обладают индуктивностью. На высших частотах эти индуктивности представляют собой заметные реактивные сопротивления.

Из трех упомянутых индуктивностей наибольшее значение имеет индуктивность катодного ввода, так как она создает обратную связь. Схема входа с учетом индуктивности катодного ввода приведена на рис. 7-32. Напряжение, создаваемое на индуктивности катодного ввода переменным анодным током, действует в сеточной цепи последовательно с напряжением входного сигнала. В результате такой обратной связи между анодной и сеточной цепями через емкость Сс. к протекает составляющая тока, синфазная с входным напряжением сигнала ис, что приводит к появлению активной входной проводимости. Ее величина приблизительно равна:


Рис. 7-32 Схема входа лампы с учетом индуктивности катодного ввода.

GL = So>=Z.kCc

(7-120)

Gr -

i F. В. Llewellyn. Electron inertia effects, Cambridge University Press, London, 1941.

активная входная проводимость, мо, вызванная индуктивностью катодного ввода;

крутизна анодного тока, мо; угловая частота сигнала, рад/сек; индуктивность катодного ввода, гн; емкость сетка - катод, ф. Выражение (7-120) получено в предположении, что реактивное сопротивление индуктивности LK мало по сравнению с реактивным сопротивлением емкости Сс. к и что напряжение на LK мало по сравнению с напряжением входного сигнала.

Типичные величины индуктивности катодного ввода для миниатюрных ламп лежат между 0,01 и 0,02 мкгн. Влияние индуктивности катодного ввода может быть ослаблено при использовании ламп, имеющих два вывода катода, по схеме рис. 7-33. В этой схеме к одному из выводов катода подключена обычная цепь автоматического смещения RK, Ск. Между другим выводом катода и землей включается конденсатор такой емкости, что в цепи LKl, Ci возникает последовательный резонанс на частоте сигнала. В частности, пентод 6АК5, у которого защитная сетка и катод соединены внутри лампы, имеет два катодных вывода для создания указанной



компенсации. Входная проводимость, вызванная совместным влиянием времени пролета электронов и индуктивности катодного ввода, равна сумме рассмотренных проводи мо-стей, создаваемых влиянием каждой из этих причин. На рис. 7-34 представлена зависимость от частоты общего входного активного сопротивления, создаваемого обеими рассмотренными причинами для различных типов ламп, применяемых для усиления радиочастот. Входная проводимость, вызванная индуктивностью катодного ввода, не является источником тепловых шумов, так как она создается обратной связью, а не физическим сопротивлением. Вредное действие активной проводимости, создаваемой индуктивностью катодного ввода, проявляется в уменьшении коэффициента уси-


Рис. 7-33. Способ уменьшения влияния индуктивности катодного ввода.

6ДК5-

6J6-

ВвНб

4

Частота, Мгц

1000

Рис. 7-34. Зависимость от частоты входного сопротивления некоторых типов ламп, обусловленного временем пролета и индуктивностью катодного ввода.

ления каскадом располагаемой мощности Хотя эта проводимость не создает шума, ее трудно отделить от «пролетной» проводимости, поэтому при расчетах коэффициента шума усилителя обычно предполагают, что общая активная проводимость, вызванная обеими указан-

ными причинами, является результатом влияния времени пролета электронов.

. 2. Наводимые шумы. В § 7-2з было показано, что время пролета электронов вызывает наведение в цепи сетки дробовым анодным током шумовой мощности, которая возрастает прямо пропорционально величине сеточной активной проводимости, вызванной временем пролета. Поскольку сеточная проводимость пропорциональна квадрату частоты, мощность наведенных шумов тоже пропорциональна квадрату частоты. Это явление приводит к тому, что коэффициент шума усилителей с вакуумными лампами растет с частотой, что вместе с сеточной проводимостью делает бесполезным использование обычных радиоламп на частотах выше ~ 500 Мгц.

3. Влияние входного сопротивления на величину максимального усиления и на максимальную рабочую частоту. Область частот, в которой целесообразно использовать электронную лампу в качестве усилителя, ограничивается высшей частотой, на которой коэффициент усиления мощности снижается до единицы. Поскольку входная активная проводимость лампы возрастает пропорционально квадрату частоты (вследствие действия времени пролета электронов индуктивности катодного ввода), эта проводимость ограничивает область частот, в которой лампа способна усиливать мощность. Если элемент междукаскадной связи резонансного усилителя считать идеальным трансформатором, то максимальное возможное усиление по мощности одного каскада определяется выражением

SSRBXRB

(7-121)

S - крутизна лампы, мо; RBX - входное сопротивление каскада, ом; RBb!X - выходное сопротивление каскада, ом.

4. Резонансные явления

в лампе на высоких частотах. Эквивалентная схема входа лампы, включающая индуктивность катодного ввода, приведена на рис. 7-32. В этой схеме емкость сетка - катод включена последовательно с индуктивностью катодного ввода. Область рабочих частот лампового усилителя должна быть ниже частоты, на которой возникает последовательный резонанс Сс. к и LK. Для лампы 6АК5 частота этого резонанса равна приблизительно 500 Мгц, а для 6АК7 составляет около 250 Мгц.

7-4и. Типы схем усилителей. Свойства ламповых усилителей зависят от вида применяемой схемы. Существует три основных разновидности схем ламповых усилителей: схема с общим катодом, с общей сеткой и с общим анодом (катодный повторитель).

1. Усилитель с общим като-д о м. Схема резонансного усилителя с общим катодом приведена на рис. 7-35. В схеме можно использовать либо триод, либо пентод, у которого экранная и защитная сетка должны иметь по высокой частоте потенциал катода. Если между каскадами используется идеальный трансформатор, то максимальное



усиление мощности определяется по (7-121). Если используется несколько одинаковых каскадов без применения трансформаторов в междукаскадных цепях и если сопротивление нагрузки анодной цепи много больше входного


Рис. 7-35. Схема резонансного усилителя с общим катодом.

сопротивления каждого каскада, то усиление мощности каждого каскада будет равно

КР =

(7-122)

Я»

S - крутизна лампы, мо; а1Х - внутреннее сопротивление лампы; Rbx - входное сопротивление каждого каскада.

Зависимость максимального усиления мощности от частоты для некоторых ламп приведена на рис. 7-36. При составлении этих графиков предполагалось, что нагрузка выхода каждой лампы создается лишь за счет влияния времени пролета и индуктивности катодного ввода следующей лампы.


60 во юо гоо Частота, Мгц

400 ООО

Рис. 7-36. Максимальное усиление мощности в зависимости от частоты для некоторых типов ламп.

/ - 6АН6, 5 = 9 ООО мкмо, 2 - 6j6; S - Ь 300 мкмо; 3 - 6АК5; 6 = 5 100 мкмо.

Емкость между анодом и сеткой создает обратную связь между анодной и сеточной цепями и может вызвать генерацию усилителя. Условия самовозбуждения рассматривались в § 6-2в. Частота генерации должна быть ниже

резонансной частоты анодного и сеточного контуров, поскольку при обратной связи через емкость сетка - анод условия самовозбуждения выполняются в случае индуктивного характера сопротивлений между сеткой - катодом и между анодом - катодом.

Самовозбуждение легче возникает в том случае, когда анодный контур настроен на более высокую частоту, чем сеточный контур, так как при этом для самовозбуждения требуется меньшее усиление (см. § 6-2с). Если полные сопротивления сеточной и анодной цепей имеют такие величины, при которых самовозбуждение возникает наиболее легко, то максимальная частота, на которой схема еще работает в качестве усилителя, приблизительно равна

«SCa. „R3Ra

(7-123)

а. с

максимальная частота усиления, гц; крутизна, мо; емкость анод - сетка, ф; сопротивление разветвления из входного сопротивления лампы и внешнего сопротивления в цепи сетки; сопротивление нагрузки в анодной цепи, ом.

Выражение (7-123) получено в предположении, что резонансная частота сеточного контура совпадает с нижней граничной частотой полосы пропускания анодного контура (на которой резонансная кривая спадает на -3 дб) и что реактивное сопротивление емкости Са. с много больше реактивного сопротивления анодного контура на частоте резонанса сеточного контура. Выражение (7-123) определяет частоту, на которой коэффициент передачи по петле обратной связи, замкнутой через Са.с, равен единице. Поскольку при этом фазовый сдвиг, создаваемый цепью обратной связи, не равен 180°, усилитель не будет генерировать точно на частоте, определяемой (7-123). Усилитель не может самовозбудиться, если на какой-либо частоте не будут выполнены совместно два условия: 1) равенство единице коэффициента передачи по замкнутой петле обратной связи, состоящей из Са. с анодного и сеточного контуров и лампы и 2) равенство нулю фазового сдвига в этой петле (см. § 6-2). Целесообразно требовать, чтобы рабочая частота усилителя была значительно ниже величины, определяемой (7-123), во избежание нежелательных искажений резонансной кривой. На практике требуют, чтобы максимальная частота составляла не более 10% величины, даваемой (7-123), если в усилителе не приняты специальные меры для нейтрализации емкости сетка - анод. В частном случае при Ra = R3 (7-123) можно переписать так, чтобы получить выражение максимально допустимого устойчивого усиления в функции частоты н емкости Сс. а:

(7-124)

Для некоторых типов ламп выражение (7-124) представлено графически на рис. 7-37. Если не принимать меры для нейтрализации



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 [83] 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0078