Это интересно

Проводимость триода на высокой частоте. С ростом частоты ста­новится значительной роль емкостных токов. Поэтому при анализе работы триода на высоких частотах нужно учитывать его между­электродные емкости: сетка — катод (С_ск), анод — катод (С_ак) и анод — сетка (С_ас). Междуэлектродные емкости триода зависят от размеров электродов и расстояний между ними, а также от длины вы­водов, их взаимного положения и степени экранирования. В маломощ­ных триодах они составляют 1—10 пФ, в мощных триодах, размеры электродов у которых значительно больше, емкости доходят до 50— 100 пФ.
    Величины емкостей изменяются в небольшой степени при прогре­ве лампы вследствие изменения размеров электродов, расстояний меж­ду ними и диэлектрической проницаемости изоляторов. Емкости за­висят от объемного заряда в лампе, изменяю­щего распределение потенциала в междуэле­ктродном пространстве. Наиболее сильно из­меняется емкость сетка—катод, которая при включении накала может возрасти на 40—50%. Эта емкость существенно зависит и от напря­жения сетки (рис. 9.18). При повышении отрицательного напряжения сетки происхо­дит перераспределение объемного заряда на участке сетка—катод, его величина уменьша­ется, поэтому емкость С_ск падает.
    Емкость сетка—катод С_ск создает реак­тивную проводимость ώ С_ск во входной цепи, она является главной составляющей входной емкости лампы.
    Емкость анод — катод С_ак вызывает появле­ние реактивной проводимости ώ С_ак в выходной цепи и является основной составляющей выходной емкости лампы.
    Емкость анод—сетка С_ас обусловливает связь между входной и выходной цепями лампы, поэтому ее называют проходной емкостью. На высоких частотах, когда становится заметным влияние рассмот­ренных емкостей на работу лампы, проводимости триода перестают быть чисто активными, как на низких частотах, и становятся комплекс­ными величинами. Обозначив для удобства входные ток и напряжение индексом 1, а выходные — индексом 2, по аналогии с (5.4), (5.5) мож­но записать уравнения, связывающие малые гармонические колеба­ния напряжений и токов в триоде на высоких частотах:
    Влияние междуэлектродных емкостей на усилительные свойства триода. Входная емкость приводит к появлению реактивной составляющей входного тока, дополнительно нагружающей источник сиг­нала, а также может влиять на настройку резонансных цепей на вхо­де; все это отрицательно сказывается на эффекте усиления.
    Выходная емкость, уменьшая эквивалентное сопротивление на­грузки...
    Далее...

ЧАСТЬ 6

Влияние инерции электронов

С ростом частоты усилительные свойства триода ухудшаются, что проявляется в увеличении расхода мощности на входе лампы, падении выходной мощности и уменьшении усиления. Как и в диоде, частотная зависимость параметров триода определяется не только влиянием меж­дуэлектродных емкостей лампы, но и инерционностью электронного потока.

Инерционность электронного потока вызывает появление тока в цепи сетки даже в том случае, когда ее напряжение отрицательно. Для пояснения рассмотрим схему наведения токов в триоде. В целях упрощения будем считать сетку очень густой (D=0); тогда электроны, движущиеся между катодом и сеткой, будут наводить ток I_к~ только в сеточной цепи, а электроны, движущиеся между сеткой и анодом,— только в сеточно-анодной цепи I_а~ (рис. 9.21). Ток в цепи сетки пред­ставляет собой разность наведенных токов: I_с~ = I_к~ - I_а~. И на низких частотах при отрицательном напряжении сетки, когда отсутствует перехват электронов, I_к = I_а, а сеточный ток и проводимость G_ак рав­ны нулю.

При значительном увеличении частоты f переменного напряжения сетки U_с~ его период T = 1 / f оказывается сравнимым по величине с временем пролета электронов от катода до сетки т_кс, которое в соответствии с выражением (8.13) в плоскостных триодах определяется выражением

Угол пролета электронов от катода до сетки

θ_кс = ώт_кс

при этом существенно возрастает и между наведенными токами I_к- и I_а- появляется сдвиг по фазе. Это явление поясняет рис. 9.22, на котором изображена векторная диаграмма напряжений и токов в триоде при больших углах пролета. Ток I_к~ сдвинут по фазе относительно напряжения U_с- на угол φ_к, составляющий некоторую долю δ от угла пролета электронов θ_кс от катода до сетки.

Ток I_а~ в цепи сетки сдвинут по фазе относительно напряжения сетки на угол φ_а=θ_кс+θ_са- В результате разность этих токов оказывается не равной нулю и в цепи сетки возникает наведенный ток I_с~ = I_к~ - I_а~, который, очевидно, имеет активную и реактивную составляющие.

Наибольший интерес представляет активная составляющая наведенного тока сетки, определяющая потери во входной цепи:

I_{с. акт} = I_к~ cos δθ_кс-I_а~ cos θ_кс  (θ_са << θ_кс).

При небольших углах пролета, при которых обычно используются лампы, модули токов можно считать равными: I_к~=I_а~=SU_с~. Влияние инерционности электронного потока на модуль крутизны S проявляется лишь при больших, практически неиспользуемых углах пролета. Поэтому можно считать, что S представляет собой значение крутизны на низких частотах. Тогда, взяв приближенное выражение для косинуса, справедливое при малом аргументе:

cos θ_кс = 1-θ_кс²/2 и cos δθ_кс = 1- 1-δ²θ_кс²/2,

получим выражения для активной составляющей наведенного тока сетки:

I_{с. акт} =(1-δ²)θ_кс²SU_с~/2 = А_т f²U_с~

и активной составляющей входной проводимости:

Появление активной входной проводимости указывает на то, что уже при небольших углах пролета на управление электронным потоком с помощью отрицательно заряженной сетки затрачивается мощность. С энергетической точки зрения последнее обстоятельство объясняется тем, что вследствие инерционности электронного потока число электронов, ускоряемых переменным полем сетки, всегда больше числа электронов, тормозящихся этим полем. В результате и возникает передача энергии от переменного электрического поля электронному потоку.

В самом деле, при положительной полуволне переменного напряжения сетки от катода к сетке движется больше электронов, чем от сетки к аноду, так как за сеткой еще находятся электроны, которые вышли в предыдущий отрицательный полупериод. Поскольку электроны перед сеткой ускоряются переменным полем сетки, а за сеткой им же тормозятся, в целом источник переменного напряжения сетки затрачивает некоторую энергию на ускорение электронного потока. В отрицательный полупериод сеточного напряжения по той же причине число электронов, тормозящихся перед сеткой, оказывается меньше числа электронов, ускоряемых переменным полем за сеткой, и источник сеточного переменного напряжения опять расходует энергию на ускорение электронного потока.

Влияние индуктивностей выводов

Активная входная проводимость в цепи сетки триода появляется также в том случае, когда катодный вывод лампы имеет значительную индуктивность. Индуктивное сопротивление катодного вывода играет роль элемента связи между сеточной и анодной цепями (рис. 9.23, а), с помощью которого во входной цепи возбуждается ток

I_вх = — jώС_скU_L = — jώС_скU_LjώL_кI_к = ώ²С_скL_кSU_s

Из полученного выражения видно, что этот ток является чисто активным. Следовательно, в цепи сетки возникает активная проводимость

g_L = 4π²С_скL_кSf²=А_Lf²(9.51)

где А_L= 4π²С_скL_кS

Полная активная проводимость G₁₁ включает составляющую g_т, определяемую инерцией электронов, и со­ставляющую g_L, определяемую влиянием индуктивности катодного вывода:

G₁₁ = g_т+g_L=Аf²(9.52)

Здесь

А = А_т + А_L

Индуктивность катодного вывода обусловливает также увеличение активной проводимости выходной цепи, так как на индуктивности катодного вывода емкостный анодный ток возбуждает переменное напряжение U_L = — ώ²С_акL_кU_а которое, действуя в цепи сетки, вызывает появление дополнительной составляющей анодного тока (рис. 9.23, б). С учетом этого активная выходная проводимость лампы

C₂₂= G_ак + 4π²L_кС_акSf² = G_ак + Вf² , (9.53)

где

В = 4π²L_кС_акS.

Индуктивности выводов совместно с междуэлектродными емкостями приводят к появлению резонансных явлений в цепях триода на частотах, при которых индуктивные сопротивления выводов оказываются близкими к емкостным сопротивлениям между электродами лампы 1/ώС. По этой причине с ростом частоты наблюдается увеличение входной и выходной емкостей триода.

Все перечисленные явления отрицательно сказываются на работе лампы и фактически ограничивают ее частотный диапазон.

В современных миниатюрных маломощных триодах указанные ог­раничения становятся заметными в диапазоне метровых волн. В триодах большой мощности они могут проявляться и на более низких частотах.

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

Общие сведения. Одним из важнейших применений триода являет­ся усиление колебаний. Простейшая схема усилителя показана на рис. 9.24. В анодную цепь лампы включаются источник постоянного напряжения E_ак (источник питания анодной цепи) и разделительный резистор R, предотвращающий шунтирование выхода лампы низким сопротивлением источника питания анодной цепи E_ак. На вход лам­пы подается входное переменное напряжение U_вх = U_mc подлежащее усилению. Выходное напряжение U_вых = U_ma снимается с анода лам­пы и подается на нагрузку параллельно лампе. Сопротивление на­грузки R_н будем для простоты считать очень большим (R_н>>R).
    Такое соотношение имеет место, нап­ример, в случае, когда выходное нап­ряжение с анода данной лампы пода­ется на сетку лампы следующей сту­пени усиления, работающей при от­рицательном напряжении смещения сетки, т. е. без сеточного тока. При этом нагрузкой лампы, поглощающей энергию, фактически является раз­делительный резистор R, а входная цепь лампы следующей ступени усиления создает только реактивную емкостную нагрузку, обусловленную входной емкостью этой лампы. На низких частотах ею можно пренебречь.
    Если же сопротивление нагрузки R_н одного порядка с сопротив­лением разделительного резистора R, то полное сопротивление на­грузки будет определяться соотношением (R+R_н)/(RR_н), так как по переменной составляющей тока резистор и нагрузка включены парал­лельно. И наконец, при R_н<<R полное сопротивление нагрузки равно R_н.
    На практике встречается вариант, когда нагрузка включается в цепь анода последовательно с источником питания E_ак и надобность в разделительном резисторе R отпадает.
    Процесс усиления колебаний протекает следующим образом. Под действием переменного напряжения сетки U_mc в анодной цепи появ­ляется переменная составляющая тока I_ma, создающая на раздели­тельном резисторе R переменное напряжение U_mr=RI_ma, а на аноде лампы — переменное напряжение E_ак- U_mr Переменная состав­ляющая анодного напряжения U_ma= — U_mr = —RI_ma будет иметь та­кую же форму, как и входное напряжение U_mc, если постоянные на­пряжения источника питания анодной цепи E_ак и смещения сетки E_ск выбраны такой величины, что работа происходит на прямолинейном...
    Далее...