Это интересно

3. Начнем с азов
    3.1. Вольтамперные характеристики
    Так называемые анодно-сеточные характеристики лампы хорошо иллюстрируют существо ее работы: зависимость анодного тока IА от напряжения на управляющей сетке UC (точнее, от напряжения между этой сеткой и катодом). Хотелось бы избежать повторения физических основ, напоминаний, что анодный ток образован потоком свободных электронов, испускаемых катодом за счет термоэлектронной эмиссии и т.д. - читателю все это, разумеется, известно.
    Между прочим, когда иное не оговорено, потенциал катода будем принимать условно за нулевой.
    Рисунок дает пример анодно-сеточных характеристик триода. Мы усматриваем здесь не одну, а целое семейство характеристик - при различных анодных напряжениях UA. Важная особенность триода состоит в том, что потенциал не только сетки, но и анода в большей или меньшей степени влияет на ток лампы: при увеличении UA характеристика смещается "влево". В зависимости от анодного напряжения изменяется напряжение запирания (напряжение на сетке, при котором ток анода спадает практически до нуля). Оно определяет так наз. "раствор характеристики", внутри которого обычно и должен уместиться размах колебаний полезного входного сигнала - как говорят, от пика до пика.
    Приведенные здесь характеристики называют статическими: в отличие от динамических, они действительны при фиксированном потенциале анода.
    Теория говорит о том, что (для идеализированного триода, конечно) анодно-сеточная характеристика выражается полиномом степени 3/2. Если так, то она заметно более "линейна", чем соответствующие характеристики транзисторов: биполярного (экспонента) и полевого (степень 2).
    Впрочем, профессионалы, как правило, используют в работе не анодно-сеточные, а анодные характеристики.
    3.2. Режимы триода
    Режим работы триода характеризуется совокупностью тока анода и напряжений на электродах (аноде и сетке) при отсутствии сигнала. Однако из характеристик понятно, что если две из этих величин известны, то третья легко находится: независимыми являются лишь любые две.
    Конкретный режим, отображаемый на характеристиках лампы, называется также рабочей точкой. Выбор рабочей точки - важнейший этап разработки ламповой схемы.
    3.3. Ток сетки и утечка сетки
    Уместно отметить, что, рассматривая кривые для тока анода, мы не упоминали про ток сетки. Это естественно, ведь при отрицательных потенциалах на сетке (наиболее частый случай) ее ток практически равен нулю.
    По этой причине напряжение, требуемое для установления заданного режима, нередко подают на сетку через омическое сопротивление весьма большой величины, достигающее мегом, тем не менее, практически не влияющее на величину потенциала. Такое сопротивление называют сопротивлением утечки сетки.
    Как правило, положительных напряжений на управляющей сетке избегают, поскольку эти режимы связаны с появлением нежелательного сеточного тока. Впрочем, это не значит, что работа с токами сетки вообще недопустима.
    3.4. Статические параметры
    Для выбранной рабочей точки определены статические параметры триода:
    1) крутизна характеристики ;
    2) статический коэффициент усиления ;
    3) внутреннее сопротивление .
    Значения параметров в заданной точке нетрудно определить графическим построением, о чем можно прочесть в любой книжке.
    Прошу извинения у тех читателей, которые затрудняются с понятием производной; можно считать, что д - это символ малого приращения. Честно сказать, это даже будет вернее: ведь замер параметров реальных ламп именно и производится путем их испытаний малыми приращениями.
    3.5. Номинальные значения
    В справочниках мы привыкли находить значения параметров, которые дает изготовитель. Например, для лампы 6Н2П читаем: S = 2,1 ± 0,5 мА/В. Кажется, все понятно? Возможно, не совсем: ведь приведенное значение крутизны действительно для одного конкретного режима - того, при котором оно контролируется при выпуске с завода. В данном случае (снова заглядываем в справочник) - при UC = -1,5 В и UА = 250 В. Это - так наз. номинальное значение параметра, действительное для номинального режима.
    Для различных типов ламп номинальный режим задан по-разному. Бывает - через определенное напряжение на сетке, как выше. В других случаях этот режим обеспечивается включением в катодную цепь резистора автоматического смещения заданной величины. Например, для 6Ж53П RK = 68 Ом.
    3.6. Реальные значения
    Если режим лампы в реальной схеме отличается от номинального, то статические параметры уже будут другими. Какими? Вероятно, ничего не остается, как обратиться к характеристикам лампы. Правда, они не всегда наличествуют, а достоверность имеющихся может вызывать сомнения...
    Однако можно попытаться оценить их значения для фактического режима, исходя из номинального значения.
    Во-первых, приблизительно можно считать, что в режиме с током анода, равным номинальному (но, возможно, с другим сочетанием потенциалов анода и сетки), крутизна триода будет соответствовать номинальной.
    Во-вторых, можно принять с некоторой степенью точности, что крутизна пропорциональна кубическому корню тока анода: при токе, в 8 раз меньше номинального, следует ожидать значения S вдвое ниже паспортного. Конечно, не для всех реальных ламп это справедливо.
    В-третьих, статический коэффициент усиления µ (не путать с фактическим коэффициентом усиления) от режима лампы по сути дела не зависит, он определяется конструкцией электродов. Эта особенность нам далее очень пригодится.
    3.7. "Левые" и "правые"
    Найдите в справочнике и сравните между собой анодно-сеточные характеристики триодов 6Н7С и 6Н8С: вы увидите очевидную разницу.
    У первого ток анода, даже при отсутствии отрицательного смещения на сетке, невелик. К примеру, чтобы добиться тока IA = 10 мА даже при нулевом потенциале сетки, потребуется задать анодное напряжение свыше 200 вольт. Анодно-сеточная характеристика лампы как бы прижата вправо, это так наз. "правая" лампа.
    В отличие от нее, лампу 6Н8С можно считать "левой": тот же ток IA = 10 мА и при смещении на сетке -4 В легко достигается здесь при анодном напряжении менее 200 В.
    Разница характеристик объяснима: статические коэффициенты усиления 6Н7С и 6Н8С составляют, соответственно, 35 и 20.
    Каков же смысл в мощном триоде (а 6Н7С - мощный триод), так анода которого при реальном смещении - всего лишь несколько миллиампер? В свое время будут даны пояснения.
    3.8. Анодные характеристики
    Именно этими характеристиками обычно и пользуются специалисты: они удобнее для анализа. На рисунке дано семейство анодных характеристик триода: зависимостей IA от UA при разных значениях UC.
    Эти графики построены по анодно-сеточным характеристикам, рассматривавшимся ранее, и полностью им соответствуют.
    3.9. Анодная нагрузка
    В реальных схемах в цепь анода включают нагрузку, чтобы получить на ней выходное напряжение (усилитель напряжения) либо чтобы обеспечить заданную мощность в нагрузке (усилитель мощности). Если сопротивление нагрузки является активным (омическим), то колебания напряжения на аноде будет в противофазе с таковыми на сетке.
    В схемах резонансного усиления анодной нагрузкой служит колебательная система. На частоте резонанса ее эквивалентное сопротивление тоже активно - это так наз. резонансное сопротивление.
    4. К тетроду и пентоду
    4.1. Анод и "анод"
    Появление лампового тетрода, а вслед за тем и пентода, было вызвано рядом особенностей триодов, которые в те годы осознавались как очевидные недостатки.
    Во-первых, наличие заметной электрической емкости между сеткой и анодом затрудняет использование лампы для усиления высоких частот.
    Во-вторых, особенности анодных характеристик триода препятствуют получению больших мощностей (высокого КПД) в каскадах оконечного усиления. Пока достаточно пояснить, что суть проблемы - в катастрофическом спаде анодного тока при уменьшении потенциала на аноде, что отлично видно по анодным характеристикам. Усилительный каскад с триодом не способен отдать значительный ток в момент минимума анодного напряжения (а ведь как раз в этот момент ток обязан быть наибольшим).
    Генеральная идея тетрода - в разделении функций анодов. В нем отделены: "анод", отвечающий за обеспечение режима (его роль как раз и играет вторая, экранная сетка с постоянным положительным потенциалом UC2), от анода, принимающего полезный ток (это собственно анод).
    4.2. Триодная часть
    Для так наз. "триодной части тетрода" (катод - управляющая сетка - экранная сетка) всегда обеспечивается режим работы с фиксированным "анодным" потенциалом. Поэтому нежелательный эффект спада анодного тока с уменьшением потенциала на аноде (настоящем аноде) проявляется в значительно меньшей мере, ведь теперь анод не входит в триодную систему. Это видно из анодных характеристик тетрода, ничуть не напоминающих триодные.
    Таким образом, с тетродом можно добиться значительно большей максимальной амплитуды полезного сигнала на аноде: как говорят, повысить использование анодного напряжения. Другое преимущество тетрода: экранирующее действие второй сетки значительно снижает паразитную, так называемую проходную емкость между входом и выходом (т.е. анодом и первой сеткой). Нужно упомянуть и значительное увеличение параметра µ.
    Отметим, что анодно-сеточные характеристики тетрода (и пентода) по сути дела совпадают с таковыми для триода, разница в том, что их семейство характеризуется теперь набором напряжений экранной сетки (а не анода).
    Отметим, что анодно-сеточные характеристики тетрода (и пентода) по сути дела совпадают с таковыми для триода, разница в том, что их семейство характеризуется теперь набором напряжений экранной сетки (а не анода).
    4.3. Токораспределение
    Как было сказано, экранная сетка призвана своим полем создать местный эквивалент анода, отнюдь не препятствуя проходу электронов на настоящий анод. На самом деле, конечно, часть электронов оседает на витках этой сетки, создавая ток IC2. Разделение общего электронного потока (тока катода) на составляющие анода и второй сетки называют токораспределением.
    Как правило, ток экранной сетки в несколько раз меньше анодного. При конструировании ламп его стараются уменьшить (хотя и не всегда). Например, для лампы 6П3С в номинальном режиме: IA = 72 мА, IC2 < 8 мА.
    Впрочем, известны хитроумные схемы, применявшиеся даже в профессиональной аппаратуре, когда экранирующую сетку принуждают выполнять функцию действительного анода, включая в ее цепь нагрузку. На фрагменте схемы радиоприемника "Родина" видно, как в качестве анода предоконечного каскада используется вторая сетка, чтобы освободить собственно анод пентода для выполнения функции детектирования.
    4.4. Третья сетка
    Мы отмечали в качестве достоинства тетрода его малую чувствительность к снижению анодного потенциала: на "триодную часть" тетрода анодное напряжение почти не влияет.
    На деле ситуация может оказаться не столь отрадной. Выбивание из анода вторичных электронов (известное как "динатронный эффект") и оседание их на второй сетке способно изменять нормальное токораспределение, в результате чего характеристики в области низких анодных напряжений будут иметь причудливый вид, совсем не такой, как на предыдущем рисунке.
    Введение третьей (защитной, антидинатронной, пентодной) сетки создает для вторичных электронов тормозящее поле, что устраняет описанные нежелательные явления. Третья сетка, впрочем, дает пентоду еще ряд преимуществ.
    Далее...

Информация

Принципы схемотехники электронных ламп

ЧАСТЬ 3

5. Режимы ламп

5.1. Какой режим нужен

Задать требуемый электрический режим лампы, в общем-то, несложно, в старой литературе пишут просто о "подаче смещения". Однако важно понять, в каком случае и что именно следует задавать в качестве рабочей точки. Также не стоит упускать из виду, что различные экземпляры ламп одного типа имеют различающиеся характеристики; свойства прибора дрейфуют и в процессе эксплуатации. Разумеется, вариант подстройки режима при смене лампы приемлем лишь в редких случаях.

Однако чаще всего точное соблюдение параметров режима, в самом деле, не столь важно, и допустимы большие отклонения. Особенно это касается малосигнальных каскадов. Во многих практически важных случаях сами свойства ламп, как мы ниже увидим, способствуют регуляции режима, не допуская выхода за границы приемлемых значений напряжений и токов.

Как указывалось, уже технические условия могут предопределять способ задания режима (паспортного), обычно - либо подачей фиксированного напряжения смещения на сетку, либо включением в катод резистора известной величины. Если разработчик идет по этому пути, ему остается только воспроизвести то включение, при котором нормируются параметры лампы.

Но не всегда все так просто.

1) По ряду причин бывает затруднительно иметь в аппарате источник отрицательных напряжений, требуемых для смещения рабочей точки.

2) Для каскадов, заведомо не могущих быть поставленными в номинальные условия, нужно уметь, тем не менее, обеспечивать расчетный режим.

3) Для каскадов усиления больших сигналов (например, для оконечных), независимо ни от чего бывает важно выдержать выбранное значение анодного тока.

5.2. Фиксированное смещение

Если на управляющую сетку лампы подается (относительно катода) постоянный отрицательный потенциал Е_СМ, который и обеспечивает заданный режим по управляющей сетке, говорят о фиксированном смещении.

Фиксированное смещение просто и понятно, а для прямонакальных ламп ему по сути дела нечего и противопоставить. Однако тут есть и недостатки.

1) Для ламп с высокой крутизной, обладающих большим разбросом характеристик, фиксированное смещение не гарантирует приемлемого допуска на ток анода. То же нередко относится и к оконечным лампам усилителей мощности. Для разных экземпляров ламп, при одном и том же смещении возможно превышение допустимого тока или, наоборот, ток окажется слишком малым.

2) У ламп с высокой мощностью накала, большой крутизной (а значит, близкорасположенной к катоду сеткой) возможен заметный сеточный ток (термоток). Здесь при фиксированном смещении не исключено отклонение режима от желаемого, вызванное падением напряжения на сопротивлении утечки сетки R_C.

3) Неизбежная нестабильность напряжения смещения приводит к нестабильности тока покоя, в особенности - ламп с высокой крутизной.

Корень этих недостатков - в высокой чувствительности режима по току к напряжению в цепи сетки, здесь она равна S. Речь идет не только о возможной нестабильности собственно Е_СМ, но и о падении напряжения на сопротивлении утечки сетки, и о разбросе характеристик - все это отображается эквивалентными напряжениями, приложенными к сетке.

5.3. Катодное смещение

Включение резистора "автоматического смещения" в цепь катода - это самый распространенный способ подачи смещения на лампы косвенного накала. Для выбранной по характеристикам рабочей точки определяем U_C и I_A, а затем:

.

Разумеется, U_C и I_A можно просто взять из паспортных данных.

Кто-то, возможно, отметит, что здесь подача отрицательного потенциала на сетку просто заменена подачей положительного на катод, и это будет верно. Сама же сетка имеет нулевой потенциал.

Тем не менее, это не одно и то же. Отличие в том, что чувствительность режима к напряжению в цепи сетки равна здесь , т.е. заметно меньше, чем при фиксированном смещении. Возникающая отрицательная обратная связь по режиму как бы препятствует чрезмерному его отклонению (под влиянием упоминавшихся выше факторов) от нормального.

Рассчитаем величину R_K для каскада на лампе 6Н2П, напряжение на аноде 120 В, требуемый ток 1,9 мА, характеристика на рисунке. По графику требуемое смещение минус 0,5 В, отсюда R_K = 270 Ом.

Разумеется, замена R_K на стабилитрон - это вариант фиксированного смещения.

5.4. Катодная стабилизация

Катодное смещение можно рассматривать как частный случай так наз. катодной стабилизации.

Общая схема принципа катодной стабилизации представлена на рисунке. В ней по сути дела задается ток катода (а тем самым, и анода).

Если на сетку подан фиксированный положительный потенциал Е_C, то потенциал катода:

U_K = E_C + U_CM,

анодный (катодный) ток:

.

Здесь U_CM - это напряжение смещения, разность потенциалов сетки и катода при данном токе. Если ток выбран, то следует по характеристикам определить значение U_CM, а отсюда - требуемую величину R_K. Надо брать абсолютное значение U_CM, поскольку его "минус" уже учтен в формуле.

Если напряжение на сетке Е_C очень велико, например, сетка непосредственно присоединена к аноду предыдущего каскада, то величиной U_CM (а также ее разбросом) нередко можно вообще пренебречь, и для расчета не понадобится обращаться к характеристикам лампы. А из-за очевидно большой величины R_K - чувствительность режима к сеточному напряжению будет в данном случае крайне низкой. Тут мы имеем в полном смысле слова стабилизацию тока лампы.

Правда, чем выше U_К, тем больше мощность, впустую рассеиваемая на R_K. То, что не слишком важно для малосигнальных схем, может доставить проблемы в мощном каскаде.

Сетку можно соединить и с общей (нулевой) шиной, а нижний вывод катодного резистора запитать от добавочного минусового источника (чем больше напряжение, тем лучше).

5.5. Анодная стабилизация

В каскаде на триоде, анод которого нагружен на омическое сопротивление, возникает еще одна цепь отрицательной обратной связи по режиму - уже с анода. Конечно, чувствительность к анодному напряжению в µ раз ниже, чем к напряжению сетка-катод, но ведь и сопротивление в цепи анода обычно значительно выше, чем в катоде.

Общее выражение чувствительности режима для случая, если имеется и катодный, и анодный резистор:

.

Режим такого каскада более устойчив, чем только с катодным смещением.

5.6. Режим пентода

Почти все из вышесказанного относится и к пентоду (тетроду). Следует лишь принимать во внимание ряд особенностей.

1) В пентоде не учитывают влияние анода (величина µ очень велика).

2) В пентоде стабилизируется ток катода, а ток анода будет меньше - на величину тока второй сетки.

3) Понятие режима пентода включает еще и потенциал экранной сетки.

Разумеется, требуемое режимом напряжение на экранную сетку можно подавать от отдельного источника. Однако ее нередко питают от общего источника анодного напряжения Е_А (см. рис.), а если эта величина избыточна, то частично гасят резистором R_С2.

Чтобы определить падение напряжения на гасящем резисторе, нужно, естественно, знать величину тока экранной сетки. Правда, ток I_C2 приводят в паспорте только для номинального режима, да и то по типу "не более". Но нередко типовые кривые для I_C2 найти все же можно. А стабилизирующее действие экранной сетки с омической нагрузкой (аналогично анодной стабилизации у триода) сгладит ошибки расчета.

5.7. Принудительная стабилизация

Режим лампы по току может быть стабилизирован другой, уже стабилизированной лампой. На схеме I_A2 = I_A1 независимо от E_C2 (в первом приближении). Во втором приближении - следует учесть, что E_C2 задает напряжение анода нижнего триода (U_A1 = E_C2 + U_CM2), а значит, отчасти влияет на его ток.

5.8. Резисторы утечки

Потенциалы сеток ламп, требуемые для установки режимов, обеспечиваются нередко подачей через резисторы большого номинала (резисторы утечки). Хотя сеточные токи, как правило, очень малы, тем не менее, для ряда ламп в документации даются максимальные величины сопротивлений сеточной цепи, превышать которые не рекомендуется. Порой для случая фиксированного смещения отдельно приводится меньшее значение; почему - теперь должно быть ясно.

5.9. Сеточное автосмещение

Впрочем, в ряде случаев сеточный ток намеренно используется для создания смещения. Ведь направление его таково, что на резисторе утечки он создает как раз запирающее напряжение, которое накапливается на разделительном конденсаторе. В старой отечественной литературе для цепочки сеточного автосмещения C_PR_C можно встретить название "гридлик", хотя в оригинале grid leak - это, собственно, утечка сетки.

При подаче сигнала на сетку, в ее цепи создается режим выпрямления, а для сигнала с меняющейся амплитудой - режим пик-детектора. Управляющая сетка играет роль "анода" диода.

Сеточное автосмещение довольно обычно для автогенераторов (гетеродинов), каскадов передатчиков - там, где уровень сигнала неизменен. Но иногда его использовали и в низкочастотных усилителях - во входных каскадах, которые в режиме покоя имели нулевое смещение. В связи с тем, что амплитуда аудиосигнала колеблется, постоянную времени сеточной цепи выбирали порядка секунды, к примеру: 10 Мом, 0,1 мкФ.

Правда, чаще всего уровень входного сигнала был таков, что о его выпрямлении в сеточной цепи всерьез говорить не приходилось. По сути, в подобных случаях перед нами смещение, создаваемое термотоком сетки.

5.10. Неприятности с трансформатором

Если сеточное выпрямление при емкостной связи может создать полезное автосмещение, то при трансформаторной - возможен нежелательный эффект "обратного" автосмещения.

На схеме, при протекании тока сигнала через первичную обмотку - во вторичной устанавливается режим, когда "диод" (управляющая сетка-катод) постоянно открыт. В замкнутой цепи будет протекать постоянный ток, равный по величине амплитуде тока сигнала.

Чтобы не допустить такого, нужно либо подавать смещение, не доводя до выпрямления. Либо (если намеренно используется работа с сеточными токами) применять двухтактные схемы, в которых постоянная составляющая компенсируется. Впрочем, для каскада с током сетки на правой лампе положительное смещение может быть как раз рабочим.

6. Работаем с малыми сигналами

6.1. Триодный усилитель

Обычная схема усилителя на триоде дана на рисунке. Здесь условно не показаны элементы задания режима.

Коэффициент передачи по напряжению:

, где подразумевается: .

Можно записать то же через параметр µ : .

Строчными буквами (например, u_C, i_A) мы будем обозначать амплитудные значения напряжений и токов - в отличие от постоянных составляющих, с которыми имели дело ранее.

Следует снова напомнить, что при передаче колебаний - фазы сигналов на аноде и сетке будут противоположными.

При работе на малую нагрузку (R_A << R_i) коэффициент передачи равен SR_A. Обратно, когда R_A >> R_i, он близок к µ, это - предельное значение.

Особо запомним именно последний случай: коэффициент усиления каскада практически равен постоянному параметру, не зависящему от тока. Да ведь это означает, что усилитель обладает высокой линейностью передачи! Далее мы еще обсудим этот сюжет.

Разумеется, в реальном случае параллельно R_A обычно включено сопротивление последующей части схемы, тогда его надо учесть по формуле параллельного соединения.

6.2. Ближе к реальности

На рисунке показана схема, приближенная к реальности - с элементами обеспечения режима. На ней мы отметим:

1) подачу входного сигнала через разделительную емкость С_Р, если надо избежать поступления на сетку нежелательного постоянного потенциала от предыдущего каскада;

2) установку резисторов утечки сетки и катодного смещения для задания режима;

3) включение блокировочной емкости С_К параллельно резистору смещения для того, чтобы этот резистор не изменял усилительные свойства каскада.

Разумеется, при выборе номинала С_Р исходят из того, что емкостное сопротивление на нижней границе диапазона передаваемых частот должно быть намного меньше R_С. Аналогично, емкостное сопротивление С_К на нижней границе диапазона должно быть намного меньше... думаете, R_К? Ошибаетесь (как ошибаются авторы многих книг). Оно должно быть намного меньше - результата параллельного соединения R_К и сопротивления лампы со стороны катода 1/S.

6.3. Пентодный усилитель

К пентодному (тетродному) усилителю относится по большей части все вышеизложенное, но из-за высокой величины R_i почти всегда K_U = SR_A.

 Между прочим, общее выражение для коэффициента передачи можно записать несколько иначе: , где r_K - так наз. результирующее сопротивление катодной цепи. В простом каскаде оно равно 1/S - сопротивлению лампы со стороны катода.

Зачем нам эта странная формула? Скоро увидим.

6.4. Немного арифметики

Оценим, какой коэффициент усиления можно получить от каскада на пентоде 6Ж32П. Параметры лампы: S = 1,8 мА/В, R_i = 2,5 МОм. Выберем сопротивление анодной нагрузки R_A = 10 кОм. Получаем: K_U = SR_A = 1,8·10 = 18.

Что, маловато? Увеличим значение R_A до 200 кОм. Результат, кажется, должен быть соответственно в 20 раз выше: K_U = SR_A = 1,8·200 = 360. Однако верен ли такой расчет?

Для 6Ж32П значение крутизны S = 1,8 мА/В приведено для тока I_A = 3 мА. Если взять анодный резистор 200 кОм, постоянное падение напряжения на нем составит при таком токе 600 В... А чтобы на аноде еще и осталось напряжение разумной величины, в качестве анодного питания придется подавать примерно 700 вольт! Конечно, это абсолютно неприемлемо.

Делать нечего, придется уменьшать анодный ток. Допустим, что напряжение источника анодного питания задано: E_A = 230 В. Номинальное значение напряжения второй сетки (140 В) предпочтем сохранить, чтобы пользоваться характеристиками, данными именно для такого режима. Выберем U_A = 140 В.

Это определит анодный ток: .

В нашем каскаде ток меньше номинального (3 мА) в 6,7 раза, значит, следует ожидать, что крутизна снизится относительно паспортного значения в раз, и в итоге получаем:

K_U = SR_A = 0,95·200 = 190 - что вдвое меньше, чем мы ждали.

6.5. Масштабный усилитель

В изображенном каскаде усиления отсутствует конденсатор, шунтирующий катодный резистор. Результирующее сопротивление катодной цепи , ток (амплитуда): i_A = i_K = u_BX / r_K, отсюда получается усиление:

- ниже, чем в каскаде без отрицательной обратной связи (ООС). Обратим внимание, что здесь входное напряжение не равно напряжению между сеткой и катодом: .

Кто-то возразит: полученное соотношение, наверно, годится для пентода, а в случае с триодом надо еще учесть шунтирование анодной нагрузки R_i лампы. Не совсем так.

Снова используя понятие результирующего сопротивления катодной цепи, запишем соотношение для эквивалентного внутреннего сопротивления:

.

Без ООС - получим классическое , но с ООС - внутреннее сопротивление как бы возросло, в ряде случаев триод приблизится в этом отношении к пентоду. Хотя порой этого бывает и недостаточно.

Немного проанализируем формулу для усиления. Если R_K значительно превышает 1/S, то получаем:

.

Внимание: характеристики передачи оказались не зависящими от лампы, они определяются только соотношением сопротивлений. Отрицательная обратная связь обеспечила режим неискаженного усиления; это и есть так наз. масштабный усилитель.

В промежуточном случае, когда R_K и 1/S - одного порядка, обратная связь дает лишь некоторую линеаризацию характеристики прямой передачи. Случай, когда R_K << 1/S, эквивалентен отсутствию обратной связи.

Если схема именно такова, как на рисунке, то как раз последний вариант вполне вероятен. А разработчик, желающий, напротив, устранить обратную связи установкой шунтирующего конденсатора, израсходует его зря. Не исключено, что желание увеличить R_K при сохранении тока приведет к необходимости подать плюс на сетку (или, наоборот, минусовую подпорку на катодный резистор).

6.5а. Дополнение: динамическая крутизна

Один из читателей попросил провести анализ схемы, разбираемой в недавней книжке. Ее автор поясняет, что здесь реализована ООС "по току".

Оценим коэффициент усиления по формуле для масштабного усилителя: K_U = 150/3 = 50... Наверно, где-то ошибка: статический коэффициент усиления лампы 6Н1П равен 35, не может же K_U превысить это значение? Разумеется.

Просто сопротивление нагрузки (150 кОм) здесь настолько велико, что сопоставимо с эквивалентным внутренним сопротивлением . Прикинем это последнее.

Для рассматриваемой схемы (с учетом того, что значение S при рабочем токе 0,6 мА равно примерно 2 мА/В): r_K = 1/2 + 3 = 3,5 кОм. R_iЭ = 35·3,5 = 122 кОм. Каскад нагружен на параллельное соединение этого сопротивления и R_A, то есть на (122·150)/(122 + 150) = 67 кОм, так что действительное усиление 67/3,5 = 19.

Подойдем теперь к вопросу несколько иначе. Влияние анодной нагрузки приводит к тому, что мы должны перейти от статической к динамической анодно-сеточной характеристике. Крутизна такой характеристики равна . Подсчет дает для S_Д 0,3 мА/В, т.е. сопротивление лампы со стороны катода 3,5 кОм, что оказалось даже больше, чем R_K, вот причина малого усиления. Но главное в другом: ООС-то, выходит, неэффективна!

По сути дела здесь две цепи ООС (одна из них - с анода), причем эта последняя ослабляет действие другой, вызванной катодным резистором. Вот тут и надо искать корень того, что схема неудачна (как верно отмечено в книжке).

6.6. Преобразование напряжения в ток

Если несколько обобщить, то каскад с ООС выполняет функцию преобразования напряжения в ток, или ИТУН (источника тока, управляемого напряжением). Соотношение для выходного (анодного) тока:

.

Между прочим, в рассматриваемой схеме резистор R_K выполнял сразу две функции: и задания режима, и ООС. Возможно, что каждая из этих функций требует разных величин сопротивления; тогда разработчик подходящим образом применит конденсаторы.

6.7. Дифференциальный усилитель

В этой схеме два входа, а входным сигналом является напряжение между сетками. Это - так наз. дифференциальный или балансный усилитель, реагирующий на разность напряжений.

Результирующее сопротивление катодной цепи для "дифференциального сигнала" здесь r_K = 2/S, то есть по сравнению с обычным каскадом крутизна как бы вдвое ниже.

Достоинство схемы - малая чувствительность к так наз. "синфазному сигналу", действующему на двух сетках одновременно. Для синфазного воздействия результирующее сопротивление катодной цепи значительно больше, чем для дифференциального: . Именно поэтому каскад реагирует фактически на разность, а не на абсолютные величины сигналов. Подавление синфазного сигнала значительно увеличится, если взамен R_K добавить еще одну лампу, применив принудительную стабилизацию балансной пары.

Эквивалентное внутреннее сопротивление каждого плеча здесь получается .

Выходное напряжение дифференциального усилителя можно снимать с одного плеча, или между анодами (тогда коэффициент передачи удвоится).

Другим достоинством схемы является лучшая линейность за счет компенсации четных гармоник.

6.8. Катодный повторитель

В этой схеме, как и ранее, i_K = u_BX / r_K, u_ВЫХ = i_KR_K, отсюда:

.

Если только величина R_K не слишком мала, коэффициент передачи близок к единице. В отличие от каскада с анодной нагрузкой, здесь не поворачивается фаза сигнала.

Катодный повторитель имеет низкое выходное сопротивление для малых сигналов, поскольку на катоде действует сопротивление лампы со стороны катода, равное 1/S (и параллельно ему включено R_K). Принято считать, что он незаменим как раз в случаях, когда требуется иметь низкое выходное сопротивление, в том числе для согласования с низкоомной нагрузкой. Попробуем разобраться, так ли это.

1) Традиционный усилительный каскад нагружаем в аноде сопротивлением, равным 1/S. Легко убедиться, что коэффициент передачи и выходное сопротивление сделались такими же, как у катодного повторителя.

2) Исходя из условия наилучшего согласования, подключим к повторителю нагрузку с сопротивлением, равным 1/S. Очевидно, что коэффициент передачи напряжения будет при этом равен 1/2, т.е. повторитель перестал быть таковым.

Получается, что уникальные свойства катодного повторителя - в каком то смысле миф? Однако обычно не замечают еще одного, действительно полезного его свойства: на вход повторителя допустимо подавать колебания с размахом, значительно превышающим раствор характеристики (это свойственно, разумеется, и масштабному усилителю). Так что изредка он может быть полезен: как маломощный оконечный каскад при работе на не слишком низкоомную нагрузку, когда не требуется усиление напряжения, но важно не внести заметных искажений при больших амплитудах.

Вообще-то и эта схема тоже кажется несколько странной; а нельзя ли нижний конец катодного резистора просто заземлить? Можно. Но на сетку потребуется подать положительное напряжение. Иначе, скорее всего, это будет уже не повторитель: не удастся обеспечить условие R_K >> 1/S. Да и большую амплитуду с выхода тогда не снять.

6.9. Пентодный повторитель

Повторитель может быть выполнен и на пентоде. В смысле - работать в пентодном режиме (это не одно и то же). На первой схеме такого режима не создано: несмотря на применение пентода - это триодное включение: вторая сетка соединена с анодом (заземлена по сигналу, как и анод).

Действительно пентодный режим - на второй схеме: здесь с выхода через конденсатор на экранную сетку подается "вольтодобавка", так что напряжение на ней может даже превысить Е_А.

Применение пентодного повторителя имеет два резона. Во-первых, с целью улучшения использования напряжения питания в мощном каскаде. Во-вторых, при этом значительно уменьшается входная емкость (бывает, что это важно).

6.10. Преобразование тока в напряжение

Описанный ранее вариант ООС часто называют последовательной обратной связью. Рисунок условно показывает принцип параллельной ООС.

Такая обратная связь снижает входное сопротивление каскада, и в данном случае уместнее считать входной величиной не напряжение, а ток. Если сделать некоторые логичные упрощения, получим соотношения для выходного напряжения:

, где K_U - коэффициент усиления напряжения с сетки на анод. При достаточно большой величине усиления:

,

входное сопротивление: - довольно мало.

Такая обратная связь линеаризует характеристику преобразования входного тока в выходное напряжение. Каскад функционально близок к ИНУТ (источник напряжения, управляемый током).

Следует подчеркнуть, что линеаризация, обусловленная обратной связью, действует здесь именно в отношении входного тока. Если источник сигнала имеет низкое внутреннее сопротивление, каскад превращается в обычный усилитель. Или же можно принудительно увеличить сопротивление источника - включением последовательного резистора. Получится подобие масштабного усилителя (у иных авторов это названо почему-то анодным повторителем: нет уж, дорогие, анодный повторитель у нас еще будет!).

6.11. "Заземленная сетка"

Каскадом с "заземленной сеткой" называют иногда каскад с катодным входом. По нашей классификации - это преобразователь тока в ток (ИТУТ). Передаточные свойства отображаются элементарным соотношением:

i_ВЫХ = i_A = i_K = i_BX.

Здесь важно, что величина выходного тока не зависит от потенциала анода, а значит, от нагрузки. Если мы захотим снять напряжение с анодной нагрузки - получится преобразователь тока в напряжение.

Очевидно, что входное сопротивление схемы низкое и равно 1/S, а выходное:

, где R_И - сопротивление источника сигнала.

Еще раз отметим: входной величиной здесь является ток, именно для него обеспечена неискаженная передача. Если внутреннее сопротивление источника сигнала низко (по сравнению с 1/S), то каскад с "заземленной сеткой" полностью эквивалентен обычному усилителю.

Подобная схема удобна, когда надо осуществить сложение токов различных сигналов: анодный ток будет равен сумме входных токов.

6.12. Высший пилотаж

В отличие от транзисторов - лампы, так сказать, "малоповоротливы". Потому-то они иногда вынуждают к изощренной схемотехнике.

Кажется, совершенно непонятно, как можно реализовать катодный повторитель, имея лампы прямого накала, где катоды всегда заземлены. Но специалиста не остановит такой пустяк. На левой схеме - как ни странно, полный эквивалент катодного повторителя (быть может, его и стоит назвать анодным?). Справа - масштабный усилитель с ООС. Попробуйте разобраться сами, как они работают.

Между прочим, схема на следующем рисунке вовсе не является повторителем, это - обычный усилитель.

Интересно, что в повторителе катодный резистор может в принципе быть подсоединен куда угодно; даже ко входу (если источник сигнала имеет путь для пропуска тока). Конечно, входное сопротивление при этом снижается, оно равно (что не так уж и мало, впрочем).

Эта последняя схемка появилась здесь не по причине ее какой-то практической ценности; просто она еще вынырнет у нас позже, там, где мы и не ожидаем.

Сергей Гаврилов

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

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

Найти на сайте

Информация

Только к середине 80-х возникла новая волна спора между двухтактными усилителями на триодах и пентодных в ультралинейном включении. Противостояние касалось исключительно только РР схем; так что не будем обсуждать этот момент и скажем лишь одно - триоды вернулись, а наряду с ними вся орава усилителей с переключением триод/UL пентод.
    Вторая волна поднялась в начале 90-х, уже с знакомым нам конфликтом - двухтактные триоды против однотактных. Поскольку он так и не разрешен, им мы и займемся. Темы дебатов опять крутятся вокруг фазоинверторов, продуктов искажений, глубины ОС и вдруг всплывшего эффекта под названием "первый ватт".
    Далее...

Это интересно

7. Сюрпризы высоких частот
    7.1. Реактивные элементы лампы
    До сих пор мы не учитывали влияние на свойства каскадов реактивных элементов ламп, теперь пришла пора обратить на них внимание. Это мы покажем на практическом примере.
    Рассмотрим элементарный триодный каскад усиления на 6Н3П. Сопротивление нагрузки RA = 10 кОм, крутизна в рабочей точке S = 3 мА/В, µ= 36, Ri = 12 кОм. Эквивалентная нагрузка . KU = 3·5,5 = 16.
    Однако кое-что еще не учтено. Лампа имеет заметные междуэлектродные емкости. Так для 6Н3П:
    Это - емкости собственно лампы, в реальной схеме к ним всегда добавляются емкости монтажа и сопрягаемых цепей.
    7.2. Постоянная времени нагрузки
    О ней, разумеется, в первую очередь вспомнит тот, кто, знаком с основами радиотехники. Влияние емкости, параллельной RA, приводит к снижению усиления на высоких частотах.
    Паразитная емкость анодной нагрузки будет состоять из выходной емкости лампы СВЫХ, неопределенной емкости монтажа и входной емкости следующего каскада. Приняв сумму этих составляющих равной СН = 10 пФ, получаем значение постоянной времени:
    Верхняя граничная частота, соответствующая спаду усиления 3 дБ:
    Запомним эту величину, а пока пойдем дальше.
    7.3. Сюрприз входного сопротивления
    Для кого-то будет неожиданностью снижение активного входного сопротивления в каскаде, вызванное проходной емкостью между входом и выходом. В данном случае ее роль играет емкость между анодом и сеткой СПР.
    Эффект, о котором идет речь, связан с мнимой составляющей комплексного коэффициента передачи напряжения, которая для апериодического усилителя (т.е. нагруженного на активное сопротивление) выражается так:
    Подставляя известные величины, получим, например, для частоты 2 МГц:
    КМН = 7,6.
    Тогда активная составляющая входного сопротивления, обусловленная обратной связью через проходную емкость:
    Однако! Вот вам и высокое входное сопротивление лампы. Не исключено, что граничная частота всего тракта будет значительно меньше, чем оптимистично полученные 2,9 МГц: снижение входного сопротивления с ростом частоты может привести к падению коэффициента усиления предыдущего каскада.
    7.4. Сюрприз входной емкости
    Казалось бы, входная емкость каскада - это емкость между сеткой и катодом. Ничуть не бывало. Кроме нее, присутствует составляющая входной емкости, созданная паразитной обратной связью. Величина этой составляющей связана уже с действительной частью коэффициента усиления каскада:
    Вот такую величину надо добавить к емкости сетка-катод (и емкости монтажа). Заставляет задуматься: а верно ли была рассчитана емкость нагрузки предшествующего каскада? Его граничная частота? А его входное сопротивление?
    Непросто во всем этом хитросплетении разобраться.
    7.5. Резонансные каскады
    В каскадах резонансных усилителей, имеющих, как правило, колебательные системы на входе и выходе, проходная емкость еще более опасна: она может вызвать самовозбуждение. От величины этой емкости зависит предельное значение коэффициента усиления, при котором еще сохраняется устойчивость.
    И еще: требуется максимально ослабить влияние схемы на добротность избирательных контуров.
    Рассмотрим каскад резонансного усиления. На входе и выходе - одиночные контура LC, их добротность - Q. ЭДС, вносимая внутрь сеточного контура с анода емкостным делителем, примерно равна (считая, что СПР << С). Напряжение на контуре при резонансе окажется в Q раз больше: . И вдобавок сдвинутым по фазе на 90°.
    Недостающие до самовозбуждения 90 градусов добираются за счет фазовых характеристик контуров. Примем контуры на входе и выходе одинаковыми; тогда на верхней границе полосы пропускания каждый из них добавит фазовый сдвиг по 45°. Обратная связь стала положительной.
    Но возникнет ли генерация? Да, если KU будет не меньше, чем коэффициент обратной передачи с выхода на вход . Впрочем, надо еще учесть, что частота потенциальной неустойчивости смещена от резонансной, каждый из контуров дает на ней спад, равный . Таким образом, максимальное устойчивое усиление:
    Легко прикинуть, что если проходная емкость составляет единицы пФ, то устойчивое усиление, скорее всего, окажется неприемлемо низким.
    7.6. Не пентодом единым
    Общеизвестно, что проблемы усилителей на высоких частотах снимаются применением пентодов. Последние имеют крайне низкую проходную емкость, так что неожиданные эффекты, которые мы выше рассмотрели, можно не учитывать. К примеру, пентод типа 6К4П имеет проходную емкость меньше 0,0045 пФ.
    В частности, в резистивном усилителе на пентоде частотный диапазон определяется только постоянной времени нагрузки.
    Тем не менее, вопрос окончательно этим не закрыт. Триоды соблазняют очень низким уровнем собственных шумов, что особенно важно для построения высокочувствительных приемников диапазона УКВ. Значит, полезно вернуться к триодным каскадам, чтобы рассмотреть схемотехнические пути устранения вредного влияния проходной емкости.
    7.7. Нейтродины
    Нейтрализация проходной емкости была исторически первым способом приспособить триоды для высоких частот. Для подобных радиоприемников даже существовал солидно звучащий термин: "нейтродины".
    На схеме емкость СN, равная проходной, присоединена к концу анодного контура, симметрично точке анода. Воздействие этого конденсатора на сеточную цепь равно воздействию СПР, однако приложено в противофазе. Если схема хорошо сбалансирована, то влияние проходной емкости компенсируется.
    Недостаток этого решения - в необходимости тщательной подстройки нейтрализующей емкости, в том числе при смене лампы.
    7.8. Неполное включение
    Будет ли неполная связь с контуром индуктивной или емкостной, по выходу или по входу, во всех случаях повышается устойчивость каскада. Между прочим, на предыдущем рисунке, помимо нейтрализации, применена и неполная связь. Если анод триода подключен, например, к половине катушки индуктивности (коэффициент связи n = 0,5), то обратная передача снижается вчетверо. Во столько же раз возрастает KUmax. Правда, неполное включение ослабило вдвое полезный сигнал... Но зато усиление, которого можно достичь без генерации, увеличивается в 1/n раз.
    Впрочем, ситуация меняется, если учесть, что внутреннее сопротивление триода невысоко. Неполная связь по выходу призвана, в первую очередь, обеспечить сохранение добротности контура, и в этом качестве только повышает, а не снижает усиление.
    7.9. Каскодная схема
    Первая схема изображает каскад усиления на двух триодах. Эта конфигурация, представляющая собой сочетание преобразователей напряжения в ток и тока в напряжение, отличается от обычного усилителя тем, что в ней практически устранена проходная емкость. Дело здесь в том, что вход и выход - это электроды не одного и того же, а разных триодов.
    Коэффициент передачи равен, как и для пентода: KU = SRA, определяющей является крутизна нижнего по схеме триода (хотя вообще принято использовать идентичные лампы).
    Эквивалентное внутреннее сопротивление "верхнего" триода может не уступать внутреннему сопротивлению пентода.
    Совсем не обязательно, чтобы в каскодной схеме лампы были включены последовательно также и по постоянному току. Вторая схема полностью эквивалентна первой, вспомогательные резисторы R1 и R2 практически не влияют на работу каскада, если имеют большую величину (по сравнению с 1/S).
    7.10. Дифференциальная схема
    Эта схема будет избавлена от проходной емкости в том только случае, когда входом является сетка одного из триодов, а выходом - анод другого. Второй вход обязательно заземляется для усиливаемой частоты. Заметьте, что такой усилитель не изменяет фазу усиливаемого сигнала.
    Некоторый проигрыш каскодной схеме - невысокое эквивалентное внутреннее сопротивление, равное 2Ri.
    7.11. Сюрприз катодного повторителя
    В книгах можно встретить мнение, что катодный повторитель имеет хорошие частотные свойства. В общем, с этим можно бы и согласиться. Заметим, входная емкость лампы (сетка-катод) является здесь по сути дела проходной. Она включена между точками с почти идентичными сигнальными напряжениями, поэтому действие ее незначительно. А если применено пентодное включение, то согласованный сигнал действует также и на второй сетке. В итоге эквивалентная входная емкость каскада получается очень малой. Ценная особенность!
    Однако и здесь проходная емкость может сыграть злую шутку. В этом смысле опасно подключение к повторителю емкостной нагрузки.
    Попробуем разобраться. Если повторитель нагружен на активное сопротивление, сопоставимое с 1/S, то выходной сигнал будет заметно меньше входного, оставаясь синфазным. Появится ток через емкость сетка-катод (он же - входной ток), опережающий по фазе входное напряжение на 90°.
    А если нагрузка будет иметь еще и значительную емкость? В этом случае выходное напряжение будет отставать по фазе от входного, поэтому сдвиг фазы входного тока превысит 90 градусов - появится составляющая отрицательного входного сопротивления, а значит, опасность паразитной генерации.
    Впрочем, это еще не катастрофа, все зависит от того, каково полное сопротивление цепи, включенной на входе повторителя. Однако если это - колебательный контур, легко доворачивающий фазу, то самовозбуждение весьма вероятно. Потому-то в профессиональных устройствах подобного включения не встретишь.
    8. Борьба с помехами
    8.1. Проблема неконтролируемых связей
    Фон переменного тока, взаимовлияние каналов, просачивание помех, даже самовозбуждение усилителей - эти неприятные явления немало досаждают разработчикам радиоаппаратуры. Каждый слышал о таких мерах, как экранировка сигнальных цепей, развязки и пр. Предметом опасливого почтения для конструкторов является заземление. Например, можно встретить рекомендацию заземлять все, относящееся к одному каскаду, непременно в одной точке.
    Далее...

Информация