Радио и телевидение?.. Это очень просто! - Айсберг Евгений Давыдович - Страница 23

Внутреннее сопротивление

Мне остается познакомить тебя с третьим основным параметром — внутренним сопротивлением триода. Так называют отношение между изменениями потенциала анода ΔU_а и вызываемыми ими изменениями анодного тока ΔI_а. Внутреннее сопротивление обозначается R_i. Следовательно,

По вычерченным мною кривым очень легко рассчитать величину R_i. Так, на одной вертикали (следовательно, при одном и том же значении сеточного потенциала) мы находим точки А и В, которые соответствуют значениям тока С и D. Разделим разность анодных потенциалов U_a1 — U_a2 на разность соответствующих им значений токов и получим величину внутреннего сопротивления. У триода внутреннее сопротивление составляет несколько тысяч или даже десятков тысяч ом.

Соотношение между тремя основными параметрами

Я позволю себе напомнить тебе формулы трех характеристики триода, а именно: коэффициента усилений μ, крутизны S и внутреннего сопротивления R_i:

Перемножим две последние формулы:

Как ты видишь, коэффициент усиления равен произведению крутизны на внутреннее сопротивление.

Использование триода для усиления

Я догадываюсь, что, слушая меня, дорогой Незнайкин, ты сейчас испытываешь определенное нетерпение. Ты спрашиваешь себя, зачем понадобилось изучать поведение триода, если тебе не объяснили, как его можно использовать. Так вот, теперь мы можем свободно приступить к этому вопросу.

Сначала рассмотрим использование триода для усиления. Для этого переменное напряжение U_вх, которое нужно усилить, прилагается на вход лампы, т. е. между сеткой и катодом. Ты, разумеется, догадываешься почему так поступают. Ведь малые изменения напряжения между двумя этими электродами вызывают большие изменения анодного тока. А изменения последнего дают нам выходное напряжение. Для этого анодный ток пропускают через нагрузку Z, на которой возникает выходное напряжение U_вых.

Схема содержит источник напряжения смещения сетки Е_с и источник анодного напряжения Е_а. Это упрощенная схема усилителя (рис. 71).

Рис. 71. Упрощенная схема усилителя. Входное напряжение U_вх усиливается триодом, а на нагрузке Z получают выходное напряжение U_вых.

Зная свойства триода, ты легко поймешь, что малые изменения входного напряжения U_вх вызывают значительно большие изменения выходного напряжения U_вых. Само собой разумеется, что источники постоянного напряжения могут быть самыми разными: вместо батареи анодного напряжения можно использовать выпрямленное напряжение сети, а напряжение смещения можно получить с помощью падения напряжения на резисторе. Все это я тебе вскоре опишу. А пока рассмотрим конкретный случай усиления тока высокой частоты, получаемого во входном колебательном контуре приемника.

Входным служит напряжение на выводах колебательного контура, порождаемое наведенными в антенне тонами. Контур подключают к сетке и катоду и на сетку с помощью батареи Е_с подают отрицательное смещение (рис. 72).

Рис. 72. Отрицательное смещение на сетку можно подать с помощью батареи Е_с.

Какого рода нагрузку следует включить в анодную цепь? Колебательный контур, настроенный на такую же частоту, что и входной контур. Его полное сопротивление на резонансной частоте высокое, и поэтому колебания анодного тока создадут на его выводах напряжение более высокое, чем входное. Обрати внимание, что катушка колебательного контура, имеющая небольшое активное сопротивление, никоим образом не снижает постоянного напряжения, приложенного между анодом и катодом, благодаря чему на аноде остается почти полное положительное напряжение, получаемое от батареи.

Смещение с помощью падения напряжения

Не желая злоупотреблять твоим терпением, я сейчас покажу очень простой способ подачи отрицательного смещения на сетку. Для этой цели между катодом и отрицательным полюсом источника анодного напряжения Е_а включают резистор R (рис. 73).

Рис. 73. Отрицательное смещение на сетке получается в результате падения напряжения, которое анодный ток создает на резисторе R.

Анодный ток протекает по резистору и создает падение напряжения, которое делает катод положительным относительно отрицательного полюса источника анодного напряжения Е_а. А через входной контур сетка соединена как раз с этим полюсом. Таким образом, сетка становится, отрицательной относительно катода. Однако через этот резистор не следует пропускать переменную составляющую анодного тока, ибо в противном случае на резисторе между сеткой и катодом также появится переменное напряжение, которое окажется в противофазе с входным переменным напряжением. Это приводит к снижению коэффициента усиления.

Для предотвращения подобного нежелательного последствия достаточно параллельно резистору R включить конденсатор С, обладающий достаточной емкостью. В результате переменная составляющая анодного тока свободно пройдет через конденсатор, через который ей пройти намного легче, чем через резистор. Таким образом, через резистор потечет практически только постоянная составляющая анодного тока, что обеспечит стабильное и постоянное смещение.

Сопротивление резистора смещения R нужно выбирать так, чтобы полученное напряжение смещения соответствовало такой величине, при которой так называемая рабочая точка на кривой, характеризующей изменения анодного тока в зависимости от напряжения сетка — катод, была расположена в середине прямолинейного участка между нижним «щитом» характеристики и точкой, соответствующей нулевому потенциалу на сетке. В самом деле, необходимо, чтобы колебания напряжения, приложенного к сетке, происходили на прямолинейном отрезке кривой и чтобы колебания анодного тока были им строго пропорциональны (рис. 74).

Рис. 74. При усилении колебания сеточного напряжения не должны выходить за пределы прямолинейного участка кривой, характеризующей изменения анодного тока I_а в зависимости от потенциала сетки U_с.