|
Характеристиками электронных ламп называются графики зависимостей токов электродов ламп (обычно тока анода, экранной
и управляющей сеток) от приложенного к ним напряжения.
Для того чтобы снять характеристику простейшей электронной лампы—диода, нужно изменять напряжение его анода по отношению
к катоду и одновременно измерять анодный ток. Для этого можно собрать установку, схема которой показана на рис. 1 (цепи накала
для упрощения не показаны). Характеристика одного диода лампы 6Х6С показана на рис. 2. Пользуясь ею, можно узнать, какой
ток потечет через диод, если к нему приложить какое-либо напряжение, или, наоборот, какое напряжение нужно приложить между
анодом и катодом, чтобы потек данный ток. Поскольку диод имеет только два электрода, напряжение и ток между которыми зависят
друг от друга, то получается всего одна зависимость анодного тока от анодного напряжения.
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Рис 4
На рис. 3 показана схема установки для снятия характеристик триода — зависимостей анодного тока от напряжения на аноде
и управляющей сетке триода. Измерения производятся следующим образом: снимается зависимость анодного тока от напряжения на
аноде при напряжении на управляющей сетке —1 В, —2 В, —3 В и т. д. При этом получается целая серия кривых.
На графике около каждой кривой указывается то напряжение на управляющей сетке по отношению к катоду, при котором эта кривая
снималась. Такие характеристики называются анодными характеристиками.
Для пентодов и тетродов снимают анодные характеристики при различных напряжениях на экранной и управляющей сетках. Схема
установки для снятия анодных характеристик пентодов показана на рис. 4. Для многоэлектродных ламп можно получить зависимость
Iа и от напряжения на управляющей сетке Uс при постоянном анодном напряжении Ua,
так называемые сеточные характеристики. Сеточная характеристика для одного триода лампы 6Н9С показана на рис. 5а. Тут
уже каждая кривая снята при постоянном напряжении на аноде. Так как анодные и сеточные характеристики дают разными способами
одни и те же зависимости, то, если сняты анодные характеристики, сеточные можно построить графически и наоборот.
Примеры таких построений показаны на рис. 5а и б. Если мы имеем анодные характеристики и хотим построить сеточную
характеристику для какого-либо напряжения на аноде, например 350 В, то для этого нужно провести вертикальную
прямую из точки 350 В на оси напряжений графика, на котором изображены анодные характеристики. В точках пересечения
этой прямой с анодными характеристиками для Uc =—1, —2, —3 и т. д. вольт (точки 1, 2, 3, 4, 5 на
рис. 5б), мы получим значения токов анода при напряжении на аноде Uа = 350 В. То есть точки 1', 2', 3', 4', 5'
на сеточной характеристике анодного тока триода рис. 5а. Пример построения анодной характеристики для Uс
= — 1 В показан на этих же рис. 5, а, б.
Рассмотренные выше характеристики называются статическими, так как любая из них отражает зависимость анодного тока только
от одной переменной величины (либо от Uа, либо от U с ).
Однако при работе лампы все токи и напряжения изменяются одновременно. Так, например, если один триод лампы 6Н9С работает
в усилителе НЧ на сопротивлениях, схема которого показана на рис. 6, то изменение напряжения между управляющей сеткой и катодом
приведет к изменению анодного тока, что, в свою очередь, вызовет изменение напряжения между анодом и катодом лампы вследствие
изменения падения напряжения на сопротивлении анодной нагрузки Ra. Если, изменяя напряжение между
сеткой и катодом лампы этого усилителя, измерять напряжение между анодом и катодом, то мы получим так называемую динамическую
сеточную характеристику для данного сопротивления Ra и постоянного напряжения источника питания Eб.
Такая характеристика для Ra = 50 000 ом и Еб = 400 в проходит
через точки 1', 2', 3', 4', 5' рис. 7а. Оказывается, что динамическая характеристика на графике анодных характеристик рис.
7б является прямой линией, которая пересекает ось напряжения в точке, соответствующей напряжению Еб
(точка 5, в данном случае 400 В).
Рис. 5
Рис. 6
Координаты любой точки этой прямой можно определить из выражения Iа = (Еб
— Ua ) / Ra так для Ua = 0 В т. е. для оси анодного
тока мы получим Iа = Еб / Ra
(т. е. в нашем случае Iа = 400 / 50000 = 8 мА).
Через эти две точки и проведена данная динамическая характеристика. Проведя динамическую характеристику, легко определить,
какой ток и какое напряжение на аноде будет иметь лампа при каком-либо напряжении на управляющей сетке. Так, для Uc1
= -2 В мы получаем из рис. 7 б: Iа = 2,7 мА; Ua
= 270 В. Пользуясь динамической характеристикой, легко определить коэффициент усиления усилителя на средних частотах
К0.
Для этого по рис. 7б определяем анодные напряжения для Uс1 = — 1 В и
Uс1 = — 3 В, которые равны соответственно 227 и 304 В. При изменении напряжения на управляющей
сетке на 2 В анодное напряжение изменилось на 304—227 = 77 В, откуда Ко = 77/2 = 38,5.
Иногда на графиках анодных характеристик изображают еще кривую максимально допустимой мощности, рассеиваемой на аноде
(рис. 7, а, б). Динамическая характеристика
лампы должна проходить ниже этой кривой, так как в противном случае анод может перегреться. Пользуясь статическими характеристиками,
можно определить параметры лампы: крутизну S, показывающую, на сколько миллиампер изменится анодный ток при постоянном
напряжении на аноде, при изменении напряжения на управляющей сетке на один вольт; внутреннее сопротивление Ri равное
отношению приращения анодного Напряжения к соответствующему приращению анодного тока, и статический коэффициент
усиления, показывающий, во сколько раз больше влияет на изменение анодного тока изменение сеточного напряжения по сравнению
с изменением напряжения на аноде.
Рис 7
Рас. 8
Рис. 9
Определим все эти величины, пользуясь анодными и сеточными характеристиками для лампы 6Н9С рис. 8, а, б. Пусть
рабочая точка Uс1 = — 2 В; 1а = 2,3 мА;
Uа = 250 В (на рис. 8, а точка 1', на рис. 8, б точка 1). Решим эту задачу, пользуясь анодными характеристиками.
Для этого из рабочей точки (1) проведем вертикальную и горизонтальную линии до пересечения с анодной характеристикой для
Uc = — 1 В (точки 2 и 3). Для того чтобы найти значение S, нужно определить
анодные токи лампы для точек 2 (Iа = 4,1 мА) и 1 (Iа — 2,3 мА)
и разделить их разность на соответствующее приращение сеточного напряжения (в нашем случае равное 1 В), т.
е.
Для того чтобы найти значение μ, нужно разделить разность анодных напряжений для точек 3 (Ua
= 175 В) и 1(Uа = 250в) на соответствующую разность напряжений на управляющей сетке,
в нашем случае 1 В, т. е. μ = (250 В —175 В) / 1В = 75.
Для того чтобы определить Ri нужно через рабочую точку 1 провести касательную к анодной характеристике,
затем провести параллельную ей прямую через точку пересечения осей напряжения и тока и, отметив на этой прямой любую точку
(9), разделить соответствующее этой точке значение напряжения на ток, т. е. в нашем случае Ri = 300
В / 0,007А = 43000 Ом.
Найдем эти же величины для той же рабочей точки, пользуясь сеточными характеристиками. Крутизна 5 определится как разность
токов для точек 1' и 2', деленная на изменение напряжения на управляющей сетке, т. е. 1 В
Для определения статического коэффициента усиления μ проведем через рабочую точку 1' горизонтальную прямую до пересечения
с сеточной характеристикой для напряжения на аноде Uа = 200 В (точка 5). Затем нужно разделить разность анодных
напряжений для точек 1' (Uа = 250 В) и 5 (Uа = 200 В) на разность сеточных напряжений для этих же точек
1' (Uс = — 2 В), 5(Ucl= —1, 33 В), получим μ
= 75. Для определения Ri нужно провести через рабочую точку 1' вертикальную прямую до пересечения
со следующей сеточной характеристикой: точка 4 (Ua = 300 В). Внутреннее сопротивление
найдем как частное от деления разности анодных напряжений для точек 1' и 4 на разность токов для этих же точек
На рис. 8, б показаны также динамические характеристики для Ra = 100, 50 и 25 кОм и разных значений Eб=200 и 400 В.
Рис. 10
Пользуясь анодными характеристиками, можно решить также следующие задачи:
1. Определить величину сопротивления Rk необходимого, чтобы получить постоянное смещение Ес1 = — 2 В на сетку лампы 6Н9С усилителя на сопротивлениях (рис. 6), если
Для этого проводим на графике анодных характеристик рис. 9 динамическую характеристику через точки: Ua = Еб— 250
В и
Точка пересечения этой прямой с анодной характеристикой для Uс1 = — 2 В дает нам
значение Iа= 1,2 мА, откуда
2. Определить Iа, Uа, Ec1 при отсутствии
сигнала для лампы 6Н9С, если известно Еб = 400 В, Ra = 100000
Ом, Rk = 4000 Ом.
Эта задача сводится к нахождению на динамической характеристике рабочей точки, в которой произведение анодного тока на
Rk было бы равно напряжению смещения для анодной характеристики, проходящей через эту же точку.
Эту задачу можно решить путем ряда приближений, выбирая сначала любую точку на динамической характеристике и находя произведение тока в этой точке на Rk.
Если при этом полученное значение напряжения смещения будет больше по абсолютной величине, чем напряжение Uс1 анодной характеристики, проходящей через эту точку, то следующая пробная точка должна иметь меньший анодный ток и наоборот.
Проведем динамическую характеристику через точки Ua = Eб= 400в (рис. 9) и Iа = Eб
/ Ra = 4 мА. Выбираем первую пробную точку 1 на пересечении динамической характеристики с анодной
характеристикой для Uс1 = —5 В. Произведение IaRk
Дает значение 2 В, т. е. точку 2. Следующую пробную точку выбираем согласно правилу с большим током анода: точка 3 —
пересечение динамической характеристики с анодной характеристикой для Uс1 = — 3,5 В (эта
кривая на графике не показана).
Произведение RkIa равняется в этом случае 4,4 В, т. е. рабочая точка лежит где-то
между точками 1 и 3. Дальнейший подбор дает рабочую точку 5, для которой Ec1 = — 3,8
В; Iа = 0,95 мА; Uа = 310 В.
3. Определить величины Rk и Rc2 усилителя напряжения на пентоде 6Ж8, схема
которого показана на рис. 10, если известно:
Рис 11.
Проводим динамическую характеристику через точки Ua = Eб= 260 В и Iа = 8,7 мА
(рис. 11).
Определяем по динамической характеристике для Ec1 = -2 В
откуда
Так как напряжение на экранной сетке должно быть равно 100 В, падение напряжения на сопротивлении Rc2 равно
откуда
|
