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 участке передаточной характеристики I_а=f(U_с), где изменения анод­ного тока пропорциональны изменению напряжения сетки. Такой ре­жим работы называется режимом линейного усиления.
    Амплитуда переменного напряжения анода U_ma будет больше амп­литуды переменного напряжения сетки U_mc, если сопротивление на­грузки (в данном случае резистора R) достаточно велико. Происходит неискаженное усиление колебаний.
    Нагрузочные характеристики. Напряжение анода при наличии на­грузки в анодной цепи определяется выражением...
    Далее...

ЧАСТЬ 8

Коэффициент усиления по напряжению

Усиление сигнала по напряжению, обеспечиваемое усилителем, характеризуется коэффициентом K_U, равным отношению выходного переменного напряжения U_вых = U_ma к переменному напряжению сетки U_mс = U_вх

K_U = U_ma / U_mс(9.56)

Его можно вычислить, определив по характеристикам амплитуду выходного переменного напряжения U_ma при заданной амплитуде пе­ременного напряжения сетки U_mс (рис. 9.27).

Коэффициент усиления по напряжению можно выразить через дифференциальные статические параметры лампы и сопротивление нагрузки. Для этой цели используем выражения (9.32), (9.37), получим I_mа = SU_mс+ U_ma /R_i и учтем, что согласно соотношению (9.54)  U_ma=—R I_mа.Тогда

С учетом выражений (9.40) и (9.56) найдем, что коэффициент усиле­ния по напряжению

т. е. усилитель дает тем большее усиление, чем выше статический коэф­фициент усиления μ и больше сопротивление нагрузки R по сравне­нию с внутренним сопротивлением лампы R_i. Практически выбирать отношение R / R_i > 4-5 нецелесообразно, так как при дальнейшем увеличении сопротивления нагрузки усиление возрастает незначительно. Знак минус перед правой частью выражения (9.57) указывает, что выходное напряжение изменяется в противофазе с входным.

Статический коэффициент усиления триода обычно не превышает 100, следовательно, триодный усилитель может дать усиление сигнала по напряжению не более чем в 75-80 раз.

В ряде случаев от усилителя требуется получить лишь возможно большее выходное напряжение, а необходимый ток невелик, так как сопротивление нагрузки большое (например, нагрузкой является вход следующей ступени усиления, работающей без сеточного тока). Такой режим называют режимом усиления по напряжению.

Выходная мощность

Выходную мощность определяют как мощность переменной составляющей, тока, выделяющейся в нагрузке:

P_вых = ½RI_ma² = ½U_mrI_ma (9.58)

Она может быть вычислена по значениям I_ma и U_mr найденным с помощью характеристик рис. 9.27, б. Величина выходной мощности пропорциональна площади треугольника ACD (или АЕВ). Отсюда следует, что для получения большей мощности лампа должна иметь высокое анодное напряжение E_ак, большой допустимый катодный ток I_кmax. Из формулы (9.58) получим

При заданном переменном напряжении сетки U_mc² выходная мощность достигает максимума при R = R_i:

Из выражения (9.59а) следует, что чем больше крутизна S и коэффициент усиления лампы μ, тем меньшее напряжение возбуждения U_mc требуется для получения заданной мощности на выходе. Таким образом, лампы, имеющие большую величину произведения μS, являются более чувствительными.

С ростом переменного напряжения сетки выходная мощность увеличивается. Максимально возможная амплитуда переменного напряжения сетки в режиме неискаженного усиления при работе без сеточного тока не может быть больше половины напряжения отсечки U_с.отс = —DE_ак. При этом, использовав выражения (9.59) и (9.39), найдем, что максимально возможное значение выходной мощности

Следовательно, большая выходная мощность при работе без сеточного тока может быть получена от лампы с меньшим коэффициентом усиления, т.е. с более левой характеристикой. Но при этом возрастает необходимое напряжение возбуждения U_mc = E_ак / 2μ, т.е. снижается чувствительность лампы.

Итак, для получения большой выходной мощности требуется триод, имеющий высокое максимально допустимое напряжение питания анода E_ак и большой максимально допустимый катодный ток, обеспечивающий получение необходимой амплитуды переменной составляющей анодного тока I_ma

Поскольку мощность, расходуемая источником анодного питания

P₀ = P_а + P_вых ,

а коэффициент полезного действия

то мощность, рассеиваемая анодом,

Следовательно, чем выше выходная мощность, тем больше должна быть мощность, рассеиваемая анодом.

Коэффициент усиления по мощности

При наличии сеточного тока важным параметром лампы является коэффициент усиления по мощности K_P, определяемый отношением выходной мощности усилителя P_вых к мощности на его входе P_вх:

K_P = P_вых / P_вх

Так как

P_вых = ½U_mrI_ma , а P_вх = ½U_mсI_mс

то

Отсюда следует, что коэффициент усиления по мощности тем больше, чем выше статический коэффициент усиления μ и коэффициент токораспределения.

Усиление с отсечкой тока

Существенным недостатком рассмотренного линейного режима усиления явля­ется низкий коэффициент полезного действия ή (не более 15%), следовательно, до 85% подводимой к лампе мощности расходуется бесполезно, выделяясь на аноде в виде тепла.

Лучшее использование усилительных возможностей триода достигается при работе с отсечкой анодного тока, когда на сетку подается напряжение смещения E_cк, равное напряжению запирания U_с.отс или превышающее его (рис. 9.28). При подаче переменного напряжения на сетку лампы в ее анодной цепи возникают импульсы тока. Такой режим называется также режимом нелинейного усиления.

При усилений с отсечкой зачастую допустима работа с сеточными токами, это позволяет применять лампы с правыми ха­рактеристиками, т.е. с большим статическим коэффициентом усиления μ, чем достигается получение необходимой мощности при меньшем напряжении возбуждения U_mc. Для устранения искажений при усилении с отсечкой тока на низких частотах используют двухтактную схему усиления (рис. 9.29, а). Переменное напряжение на сетки ламп подается в противофазе, для чего служит трансформатор Tp₂ во вторичной обмотке которого имеется вывод средней точки. Благодаря этому импульсы анодного тока сдвинуты во времени на полпериода. При подаче их в нагрузку в противофазе с помощью трансформатора Tp₂, имеющего вывод средней точки, восстанавливается форма кривой напряжения на выходе.

При усилении в диапазоне высоких частот восстановление формы кривой напряжения осуществляется колебательным LC-контуром (рис. 9.29, б). Контур настраивается на первую гармонику тока, благодаря чему он выделяет эту гармонику из спектра частот, образующих импульс анодного тока.

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

Маломощные триоды, являвшиеся в свое время основным типом усилительного элемента в радиоэлектронной аппаратуре, в настоящее время практически полностью вытеснены биполярными и полевыми транзисторами. В новых разработках они применяются лишь в тех исключительных случаях, когда предъявляются экстремальные требования к допустимой температуре окружающей среды, радиационной стойкости и т.д. Основное значение триоды сохранили как мощные усилительные элементы для радиопередающих устройств, промышленных генераторов высокой частоты и др.
    Триоды с рассеиваемой мощностью до 1—1,5 кВт можно изготовлять с естественным (лучистым) охлаждением. Для увеличения лучеиспускательной способности анод покрывают цирконием или титаном, что одновременно улучшает вакуум, так как цирконий и титан активно поглощают остаточные газы.
    При мощности более 1—1,5 кВт, рассеиваемой анодом, требуемые габариты триода с лучистым охлаждением оказываются настолько большими, что его конструкция становится трудно осуществимой и непрактичной. Поэтому такие мощные лампы изготовляют с принудительным охлаждением — воздушным, водяным или испарительным. В. последние годы применяются также охлаждение с помощью тепловых трубок и кондуктивное охлаждение.
    Первые конструкции мощных генераторных ламп с воздушным охлаждением были предложены в 1932—1933 гг. П. А. Остряковым. Устройство и внешний вид лампы с воздушным охлаждением показаны на рис. 9.30, а, б. Катод и сетка находятся внутри анода и укреплены на ножке лампы. Анод лампы выполняется из меди, обладающей хорошей теплопроводностью, и одновременно образует часть баллона. Ос­тальную часть баллона делают из стекла или керамики. Ответственным местом в таких лампах является спай стекла (или керамики) с металлом. Этот спай имеет невысокую прочность и при эксплуатации лампы его следует оберегать от ударов и механических перегрузок.
    Для увеличения поверхности охлаждения анода на него насаживают радиатор, имеющий большое число ребер. Между радиатором и анодом для улучшения теплового контакта заливают припой (кадмий или слово). Так как температура плавления припоя невысока, то на­грев анода во время работы не должен превышать 150—200°С. В про­тивном случае припой может расплавиться, что приводит к резкому ухудшению теплоотвода и выходу лампы из строя.
    Для охлаждения лампу помещают в трубу, через которую прого­няют под давлением очищенный от масла и пыли воздух. Расход ох­лаждающего воздуха зависит от конструкции радиатора и величины отводимой мощности. Обычно он составляет 0,8—2,7 м³/мин при дав­лении порядка 104 Па...
    Далее...