Это интересно

    Обладая некоторой технической подготовкой и непочатым радиотехническим образованием, с удовольствием читаю статьи в вашем журнале, [касающиеся] технических вопросов, как, впрочем, и другие. Например, нравятся статьи, посвященные описанию и объяснению принципов работы разных аппаратов. В последних номерах радует появление серии статей, [где описываются] принципы работы акустических систем разного типа. И все было бы хорошо, но удивляет недосказанность, недопонимание основных моментов, остающееся после прочтения. Например, в статье написано, кем и когда был запатентован тот или иной принцип построения акустического оформления, далее следуют пространные объяснения достоинств и недостатков этого принципа. Но сам принцип, его физическая суть так и остается скрытой от читателя. Насколько мне известно, практически все макрофизические явления можно объяснить, как говорится, 'На пальцах", что было бы небесполезно сделать и в данном случае. Далее я постараюсь пояснить свою мысль.
    В статье "Там, где живут басы (2)" написано буквально следующее: "Представим, что диффузор "летит" внутрь корпуса. Но и труба фазоинвертора в это время всасывает воздух..." По прочтении этого места, у любого нормального человека, имеющего основы технических знаний, должно что-то замкнуть в голове... Если дуть в трубу, то трудно ожидать, что с другого ее конца воздух также будет всасываться — скорее наоборот. Я полагаю, что в момент появления сигнала так и будет: при движении диффузора внутрь корпуса воздух из фазоинвертора будет выходить (кстати, если это так, то вот еще один недостаток фазоинвертора). Но для процесса колебаний диффузора, видимо, это утверждение становится не совсем верным. Не так уж [сложно], полагаю, было бы пояснить, вследствие каких явлений противофазные колебания диффузора и воздуха в фазоинверторе переходят в синфазные (или близкие к ним). Связано ли это с размерами корпуса, расстоянием между диффузором и фазоинвертором? Если связано, то каким образом и почему?
    С физической сутью — прав читатель Хайруллин. Исправимся. А чтобы в голове не замыкало, объясним ситуацию.
    Прежде всего — для анализа принципов работы акустических систем мы выбрали самый простой способ — синусоидальное воздействие. Понятно, что, если диффузор совершает очень медленные синусоидальные колебания, будет так, как пишет Игорь: диффузор двигается внутрь, а воздух из фазоинверсиого отверстия — наружу. Диффузор при этом не чувствует "противодействия воздуха", то есть оказывается раздемпфированным. Теперь пусть частота повышается. Понятно, что между двумя колебательными процессами (диффузора и воздуха в трубе) появляется и все увеличивается фазовый сдвиг: колебания воздуха в трубе отстают все больше. Отставание это тем значительнее, чем выше инерционность воздуха в трубе и чем меньше упругость воздуха в ящике. Понятно, что рано или поздно возникнет частота, при которой "всасывание" воздуха трубой будет соответствовать во времени движению диффузора уже не наружу, а внутрь. Понять, что решающее значение в этом процессе имеет упругость воздуха, несложно. Устремите упругость к бесконечности (вода) и уже практически на любой частоте инверсия фазы будет невозможна. Диффузор будет загонять воду внутрь, а дырка синфазно выливать ее наружу.
    Суть функционирования фазоинвертора заключается в том, что частота инверсии фазы не просто присутствует, но выбирается равной одной из характерных частот двух связанных колебательных систем, первая — диффузор, а вторая — масса воздуха, присоединенная к трубе и "висящая" на пружине — упругости воздуха в ящике. В этом случае процессы носят выраженный резонансный характер, мы наблюдаем максимум в излучении трубы и одновременно максимум демпфирования диффузора, что позволяет ему не просто гонять воздух, а отдавать максимальную колебательную энергию...
    Далее...

ЧАСТЬ 1

ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ТЕОРИЯ ТРИОДА

Устройство и принцип действия триода

Основная схема включения триода показана на рис. 9.2. Анод имеет положительный относительно катода потенциал, а сетка — от­рицательный или положительный. Резуль­тирующее поле у катода в этой лампе сла­гается из ускоряющего поля анода, тор­мозящего или ускоряющего поля сетки. Как и в диоде, у катода под действием объемного заряда образуется минимум потенциала, определяющий катод­ный ток в соответствии с соотношением (8.6):

I_к=I_еexpζφ_min(9.1)

Но этот минимум зависит также от напряжения сетки. При отри­цательном напряжении сетки ее поле тормозит вылетающие из катода электроны, объемный заряд у катода возрастает и минимум потенциа­ла увеличивается, благодаря чему уменьшается поток электронов, про­ходящих через этот минимум на анод.

Возможность управления анодным током путем изменения напря­жения сетки является основной особенностью триода. Важное пре­имущество триода заключается в том, что управление током в этой лам­пе происходит практически безынерционно вплоть до очень высоких частот. Последнее объясняется тем, что электроны, имеющие малую массу, приобретают под действием электрического поля в лампе боль­шую скорость и преодолевают междуэлектродное пространство за очень короткое время, благодаря чему изменения тока почти без за­держки следуют за изменениями сеточного напряжения.

Мощность, затрачиваемая в сеточной цепи на управление анодным током, обычно значительно меньше мощности переменной составляю­щей тока в анодной цепи, следовательно, триод обладает способностью усиливать колебания.

Эти качества триода и обусловили его широкое применение.

Электрическое поле в триоде.

Чтобы изучить процесс управления анодным током в триоде, не­обходимо иметь данные об электрическом поле, определяющем харак­тер движения электронного потока в лампе.

На рис. 9.3 показаны эквипотенциальные линии электрического поля в триоде плоскопараллельной конструкции при различных на­пряжениях сетки и постоянном напряжении анода, полученные для случая, когда в лампе отсутствует объемный заряд (катод не накален).

На рис. 9.4 приведены соответствующие графики распределения по­тенциала в сечении 1—1 от катода к аноду, проходящем посередине между витками сетки, и в сечении 2—2, проходящем через виток сетки. Из этих рисунков следует, что электрическое поле в области сетки является неоднородным. Его структура определяется формой ячеек сетки и зависит от потенциалов электродов. По мере удаления от витков неоднородность поля быстро ослабевает и в непосредственной бли­зости от катода и анода поле практически однородно при всех значе­ниях напряжения сетки — от положительного до запирающего. Одна­ко однородное поле у катода может быть получено лишь при достаточ­но густой сетке: шаг витков сетки не должен превышать удвоенного

расстояния сетка—катод. На практике стремятся получить именно та­кую конфигурацию поля у катода, потому что она обеспечивает рав­номерный отбор тока от катода и резкое запирание лампы, но в совре­менных лампах, имеющих очень малое расстояние сетка—катод, сделать сетку достаточно густой не всегда удается и поле у катода оказывается неоднородным.

Напряженность электрического поля у катода, определяющая ве­личину катодного тока, существенно зависит от потенциала сетки. При большом отрицательном напряжении сетки (рис. 9.3, а и 9.4, а) у катода создается тормозящее поле. При нулевом напряжении (рис. 9.3, б и 9.4, б) поле катода является ускоряющим. При положительных напряжениях сетки (рис. 9.3, в, г и 9.4, в, г) ускоряющее поле у катода возрастает еще больше.

Если витки сетки достаточно тонкие, а форма поверхности, обра­зованной ими, совпадает с формой эквипотенциальных поверхностей поля в диоде, полученном путем удаления сетки из триода, то при определенном значении потенциала сетки картина поля в триоде имеет такой же вид, как и при отсутствии сетки (рис. 9.3, в и 9.4, в). Это зна­чение потенциала сетки называют нормальным потенциалом.

В плоскопараллельном диоде при отсутствии объемного заряда по­тенциал в междуэлектродном пространстве изменяется по линейному закону U=ax. Исходя из этого, можно найти, что нормальный потен­циал сетки

где d_ck — расстояние сетка—катод; d_ak — расстояние анод—катод. В общем случае можно написать, что нормальный потенциал сетки

U_норм= U_а / ξ(9.3)

где ξ—коэффициент, зависящий от конструкции лампы. В частности, для плоскопараллельной конструкции ξ = d_ck / d_ak.

Рассмотренные примеры электрического поля в плоскопараллель­ном триоде соответствуют случаю, когда объемный заряд в лампе от­сутствует (катод не накален). При наличии объемного заряда распре­деление потенциала в лампе изменяется: у катода появляется минимум потенциа­ла, так же как в диоде; распределение потенциала становится нелинейным, по­тенциал всюду снижается (рис. 9.5).

Приравнивая выражения (8.10) и (8.11), найдем, что в плоскопараллель­ном диоде в режиме объемного заряда потенциал в междуэлектродном прост­ранстве изменяется по закону.

U = U_а(х/d_ак)^4/3(9.4)

U_норм = U_а(d_ск/d_ак)^4/3(9.5)

Отсюда нормальный потенциал сетки в триоде.

Сравнивая выражения (9.5) и (9.2), видим, что объемный заряд уменьшает нормальный потенциал сетки и в данном случае коэффициент ξ выражается отношением

ξ = (d_ак/d_ск)^4/3(9.6)

Действующее напряжение.

Как было установлено, электрическое поле у катода в триоде практически однородно. Поэтому можно полагать, что оно создается не совместным действием анода и сетки, а действием одного сплошного электрода, расположенного в плоскости сетки. Иначе говоря, для расчета катодного тока триод можно заменить эквивалентным диодом. Анодное напряжение эквивалентного диода, при котором катод­ные токи ламп равны, называют действующим напряжением.

Для нахождения величины действующего напряжения используем го обстоятельство, что при равных токах напряженность электричес­кого поля у катода в эквивалентном диоде и в триоде должна быть одинаковой, а при равных напряженностях должны быть равны и за­ряды на электродах.

Заряд на катоде триода

q_т =C_скU_с+C_акU_а(9.7)

q_д=CU_д(9.8)

где С — емкость анод—катод эквивалентного диода.

где С_ск — емкость сетка — катод; С_ак — емкость анод - катод. Емкости выводов в величины С_ск и С_ак здесь не входят. Заряд на катоде эквивалентного диода

Так как, по условию, q_д=q_т, то

CU_д=C_скU_с+C_акU_а(9.9)

Для определения емкости С рассмотрим случай, когда потенциал сетки равен нормальному потенциалу: U_с=U_норм=U_а/ξ. При этом действующее напряжение U_д=U_с=U>_а/ξ Отсюда

С = С_ск+ξС_ак(9.10)

Хотя соотношение между емкостью эквивалентного диода С и ем­костями триода С_ск и С_ак найдено для частного случая, когда U_c = U_норм оно остается справедливым и при любых других значениях на­пряжения, так как емкости при отсутствии объемного заряда не зави­сят от напряжений.

Подставив соотношение (9.10) в (9.9), найдем

Введя обозначение

D = C_ак/С_ск(9.12)

получим выражение для действующего напряжения:

Величина D называется проницаемостью сетки. Она определяет соотношение составляющих электрического поля у катода, создавае­мых анодом и сеткой. Проницаемость зависит от экранирующего дей­ствия сетки, т. е. от ее густоты. Так, например, в плоскопараллельном триоде с сеткой из тонкой проволоки (диаметр витков δ<0,1h) прони­цаемость сетки определяется выражением

из которого видно, что проницаемость снижается при уменьшении шага витков сетки h и увеличении диаметра ее витков δ, т. е. густоты сетки. Проницаемость уменьшается и при увеличении расстояния от анода до сетки d_ac. Практически проницаемость сетки D имеет величину по­рядка 0,01—0,1.

Батушев В. А. Электронные приборы. М.: Высшая школа, 1980

Часть [1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6]  [7]  [8]  [9]

Статьи

Ламповый звук Тайны лампового звука Волшебство лампового звука [1] [2] Когда лампа лучше, чем транзистор [1] [2] Почему вакуумный триод звучит музыкально Схемотехника ламповых усилителей Лампы или транзисторы? Лампы! Однотактный ламповый усилитель для начинающих Двухтактные ламповые усилители Оконечный пушпульный усилитель - схема Уильямсона-Хафлера-Кероеса Рекомендации по повторению реплики схемы Уильямсона-Хафлера-Кероеса Однотактный усилитель с непосредственной связью. Схема Loftin-White [1] [2] Трехламповый усилитель Губина Однотактник на 300В Усилители низкой частоты Расчет каскада с нагрузкой в аноде Однотактный усилитель на лампе 807 [1] [2] Циклотрон. Мощный усилитель с выходными лампами ГУ-50 SE на RB300 Однотактный усилитель мощности на 300В. Модель WE91 для 90-х годов [1] [2] Как улучшить звучание HI-FI системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] Лампы и звук: назад, в будущее [1] [2] [3] [4] [5] Однотактный ламповый ... [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Апгрейд усилителя XD845MKIII [1] [2] "Усилитель" для наушников на SRPP [1] [2] [3] [4] [5] [6] Ламповый High-End [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [...] Обзор журнала Glass Audio за 1998 год [1] [2] Обзор журнала Glass Audio за 1999 год Корректор для винила Компенсированные регуляторы громкости Усилитель НЧ Даешь ONGAKU! Tubesaurus Rex Усилитель НЧ с комбинированной обратной связью Прибор для измерения напряжения накала высоковольтных кенотронов George Ohm живет в Харькове Ревизия однотактного усилителя с межкаскадным трансформатором Усилитель мощности НЧ с высоким КПД Двухканальный усилитель НЧ Усилитель НЧ с клавишным переключателем Радиотрансляционные установки ТУ-50 и ТУ-100 Портативный проигрыватель Усилитель НЧ Усилитель без выходного трансформатора Усилители без выходного трансформатора Лампово-полупроводниковый УМЗЧ Акустика Бытовые акустические системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Там, где живут басы [1] [2] [3] [4] [5] [6] The Onken Enclosure Категории слухового восприятия [1] [2] Три взгляда на акустику помещений [1] [2] Акустика в которой мы живем [1] [2] Акустика офисов Мифы звукоизоляции Акустика отделочных материалов Акустический агрегат с объемным звучанием Акустические свойства домашней мебели Акустические линзы для громкоговорителей Акустические измерения в практике радиолюбителя Акустический фазоинвертор Акустика студий [1] [2] Полезные советы разработчиков Hi-End Триод против пентода. Что выбрать? [1] [2] SINGLE-ENDED VS PUSH-PULL [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Одноламповые усилители низкой частоты Как пользоваться характеристиками электронных ламп Многоламповые усилители НЧ на импортных лампах Контактно-резисторный коммутатор входов Как проверять аппаратуру в салоне Что лучше: 4 или 8 Ом акустика? Выходной трансформатор для однотактника. Быть или не быть линейным Простая и быстрая проверка трансформаторов Десять способов усовершенствовать вашу аудиокомнату Испытатель ламп Понижение уровня фона в усилителях Evolution Пять правил рационального питания Трансформаторы в однотактных усилителях Выходные трансформаторы Измерение характеристик выходного трансформатора [1] [2] Однотактный «Magnum» Какая лампа нам нужна Какая лампа нам нужна и будет ли она? Улучшенная конфигурация листов трансформаторной стали Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? [1] [2] Звук: интересные наблюдения Вся правда об акустике ProAc Немного теории лампового звука О заметности искажений История лампы 300B Краткая история возникновения Hi-Fi Возможен ли "виниловый ренессанс?" [1] [2] [3] Hi-End: Мифы и реальность [1] [2] Как не заблудиться в кабельных джунглях? Побалуйте свои уши! [1] [2] Ограничение сигнала усилителем – можно ли работать в клиппинге? "Хай-Энд" умер, да здравствует "Хай-Энд"! [1] [2] Блестящие звукозаписи [1] [2] [3] Семь слов об ошибках аудиоэкспертизы Частотные, нелинейные и фазовые искажения Внешние факторы, влияющие на восприятие звука Многоканальный окружающий звук [1] [2] [3] [4] Магнитная запись: мифы и реальность Теория схемотехники и звукотехники Для начинающих. Как работает усилитель [1] [2] Принципы схемотехники электронных ламп [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Хрестоматия радиолюбителя, 1963г. [1] [2] [3] [4] [5] Конструктивный расчет входных и выходных трансформаторов [1] [2] Как работают звуковые трансформаторы Элементарная теория схем с обратной связью [1] [2] [3] Теория звукотехники Двухтактно-параллельный усилитель НЧ Особенности стандартов, описывающих мощность в звукотехнике Отрицательная обратная связь в усилителях Классы усилителей мощности Элементарная теория триода [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] Как работает лучевой тетрод О мощности, ваттах, децибелах... [1] [2] Теория звука [1] [2] [3] [4] Звук и цифровые технологии [1] [2] [3] [4] [5] [6] Проектирование абсолютно устойчивых усилителей [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Звуковые форматы Описание стандарта MP3 Правильная мощность Начинающим. Радиолампа Высококачественный усилитель низкой частоты Объемный звук [1] [2] [3] Парадоксы электрона Вибратор к гитаре Ламповый авометр Старая и популярная 12АХ7/ЕСС83 Принцип устройства и работы электро-вакуумных приборов Двухэлектродные лампы Трехэлектродные лампы Рабочий режим триода Многоэлектродные и специальные лампы Электронно-лучевые трубки Газоразрядные и индикаторные приборы Фотоэлектронные приборы Собственные шумы электронных ламп Особенности работы электронных ламп на СВЧ Специальные электронные приборы для СВЧ Надежность и испытание электровакуумных приборов Основы схемотехники ламповых усилителей Искажения в усилителях, их измерение, меры по снижению искажений Основные сведения о радиокомпонентах Источники питания Каскады усиления мощности Каскады предварительного усиления Широкополосные усилители Усилительный каскад с катодной нагрузкой [1] [2] Life in Vacuum. EL34 Life in Vacuum. 6H8C, 6H9C Life in Vacuum. SV572 SV6550 6C5C 6C3П/6C4П Двойной триод 6Н3П Пентод 6Ж5П 6П42С / 6П45С Лучевой тетрод 6П1П Пентод 6П14П в оконечном каскаде Двойной триод 6Н14П Кенотрон 1Ц11П Демпферный диод 6Ц10П Что и как мы слышим

Это интересно

Практически эти зависимости удобно представлять в виде функций одной переменной, считая вторую независимую переменную постоян­ным параметром режима. Выбирая в качестве постоянного параметра режима напряжение сетки U_c=const, получим семейства выходных (анодных) характеристик I_а=f(U_а) и сеточно-анодных характеристик I_с=f(U_а)
    Если в качестве постоянного параметра режима выбрать напря­жение анода, то получим семейство передаточных (анодно-сеточных) характеристик I_а=f(U_с).
    Подобным образом для сеточного тока получаем семейство входных (сеточных) характеристик I_с=f(U_с) при U_а=const.
    Очевидно, для практических расчетов достаточно иметь одно из семейств характеристик анодного тока, так как они взаимозаменяемы, и одно из семейств характеристик сеточного тока, которые также взаи­мозаменяемы.
    Характеристики триода при отрицательных напряжениях сетки
    Выходные характеристики. При отрицательных напряжениях сет­ки все электроны, преодолевшие минимум потенциала у катода, устрем­ляются на анод. При этом анодный ток можно вычислить по закону степени трех вторых (9.17), положив I_к=I_а:
    I_а = g_т(U_с+DU_а)^3/2    (9.20)
    При фиксированных значениях напряжения сетки эта зависимость определяет выходные характеристики триода. Если напряжение сетки равно нулю, то анодная характеристика (рис. 9.6) идет из начала координат. При отрицательном напряжении сетки ток в анодной цепи появляется лишь при таком напряжении анода, при котором создан­ное им ускоряющее поле в прикатодной области превышает тормозя­щее поле, созданное там же напряжением сетки. Анодное напряжение U_ao, при котором появляется ток в анодной цепи, найдем из закона степени трех вторых, положив I_а=0:
    U_ao = -U_с/D    (9.21)
      Чем больше отрицательное напряжение сетки, тем сильнее вправо сдвигается выходная характеристика. Если напряжение сетки изме­нить на ∆U_с, то, как следует из закона степени трех вторых (9.20), все точки выходной характеристики сдвинутся по оси напряжений на одну и ту же величину ∆U_a = -∆U_с/D.
    Передаточные характеристики.
    Передаточные характеристики триода, определяемые зависимостью (9.20), представлены на рис. 9.7. Чем больше анодное напряжение, тем сильнее характеристика сдви­нута влево. Напряжение сдвига передаточной характеристики, как следует из соотношения (9.20),
    ∆U_с = -D∆U_а
    Запирающее напряжение сетки (напряжение отсечки анодного то­ка) в соответствии с выражением (9.21)
    ∆U_с.отс = -DU_а    (9.22)
    Отклонения реальных характеристик от теоретических.
    Реальные характеристики триода в основном соответствуют теоретическим, но они более криволинейны, имеют непостоянный сдвиг и менее резкую отсечку анодного тока (рис. 9.8). Отклонения вызываются рядом при­чин, некоторые из них (неравномерное распределение температуры по катоду, неоднородность катода, контактная разность потенциалов) проявляются и в двухэлектродной лампе, часть — специфична для триода. К последним относится прежде всего неоднородность поля сетки в прикатодной области, особенно в лампах с редкой сеткой (h>2d_c).
    В таких лампах при отрицательном напряжении сетки электроны движутся от катода не равномерным потоком, а в большем количестве с участков между витками сетки, подвергающихся более сильному воз­действию поля анода (рис. 9.9). При повышении отрицательного на­пряжения сетки размер эмитирующих...
   Далее...