Основное назначение пентода типа 6П4П — усиление мощности низкой частоты.
Мощность на аноде пентода 6П14П в условиях его нормальной работы не должна превышать 12 Вт Превышение мощности
на аноде может вызвать ухудшение вакуума вследствие выделения газа из анода и других частей лампы, в том числе стенок стеклянного
баллона. Ухудшение же вакуума вызывает снижение эмиссионной активности оксидного катода и появление ионного тока управляющей
сетки. Если при этом сопротивление цепи сетки постоянному току будет больше дозволенного (1 Мом при автоматическом
смещении и 0,3 Мом при фиксированном), то ионный ток создаст дополнительное напряжение, в заметной степени уменьшающее
напряжение смещения. В результате этого анодный ток и мощность на аноде еще больше возрастут и вакуум в лампе еще более ухудшится
и т. д. Таким образом, неправильный выбор режима приводит к прогрессирующему ухудшению вакуума. Но если газа выделилось относительно
немного, то вакуум в лампе будет восстановлен почти до прежней степени специальным газопоглотителем (в большинстве случае
барием), покрывающим часть внутренней стенки баллона.
Металлический барий, образующий активный слой катода, также обладает способностью поглощать газы и переходить в неактивное
состояние. При значительном ухудшении вакуума наблюдается массовый переход активного в эмиссионном отношении атомарного бария
в неактивные соединения. Это явление принято называть отравлением катода, а воспринимается оно как «потеря эмиссии катода».
Для лучшего использования поверхности катода он делается овального сечения. В соответствии с этим все сетки лампы также имеют
овальное сечение.
Измерение параметров пентода 6П14П и испытание его на долговечность проводятся при напряжениях Ua
= Uc2 = 250 В и Ра = 12 вт. Напряжение на управляющей сетке установлено равным
— 6,4 в для того, чтобы при номинальных параметрах лампы анодный ток Iа ее был равен 48 мА, что
соответствует Ра = 12 вт. Этот режим, когда выходная мощность при полном возбуждении достигает 5,5—6
вт. может быть принят в качестве основного рабочего режима лампы. Однако на практике часто бывает вполне достаточной
несколько меньшая мощность, поэтому значительное распространение получили другие облегченные режимы работы, при которых срок
службы лампы вследствие снижения выходной мощности увеличивается и надежность ее действия повышается.
Правильный выбор режима включает в себя также определение оптимальной величины сопротивления нагрузки, при которой отдаваемая
мощность достигает максимума, а нелинейные искажения уменьшаются до минимума. На рис. 1 приведена зависимость выходной мощности
Рвых, анодного тока Iа, тока экранирующей сетки Iс2 и коэффициентов нелинейных
искажений γ от сопротивления нагрузки Rн. На рисунке показаны токи покоя анода Iа0
и экранирующей сетки Iс20 в условиях, когда на управляющей сетке напряжение возбуждения UС1~
= 0. При подаче на сетку напряжения Uc1 = 4,3 В (амплитуда 6,1 В) из-за нелинейной
зависимости Iа и Iс2 от Uс1 проявляется своеобразный детекторный эффект,
аналогичный эффекту анодного детектирования, вызывающий увеличение токов. В дальнейшем, если поддерживать неизменным
Uс1 и повышать Rн, анодный ток начнет падать. Это объясняется тем, что при увеличении
сопротивления нагрузки Rн динамическая характеристика все более и более спрямляется, вследствие
чего ослабляется «детекторный» эффект.
Суммарные нелинейные искажения при увеличении Rн уменьшаются и при Rн
около 5 кОм становятся минимальными. Более точные измерения показывают, что оптимальное значение сопротивления нагрузки
Rн равно 4,8 кОм при максимальной величине Pвых и минимальном коэффициенте
нелинейных искажений γ.
Выходная мощность при нормальной работе лампы в оконечном каскаде радиоприемника или усилителя лишь изредка достигает
максимального значения. Поэтому известный интерес представляют зависимости Рвых, Iа,
Iс2 и коэффициента γ от напряжения возбуждения при оптимальном Rн.
Эти зависимости при подаче на управляющую сетку фиксированного напряжения смещения — 6,4 В через сопротивление
в ее цепи Rс1 = 0,3 МОм приведены на рис. 2. Наблюдаемое по мере роста Ucl
увеличение Iа и Iс2 объясняется нелинейностью характеристик: приращение токов при
положительном полупериоде Uс1_ больше, чем убыль при отрицательном.
Кривая Рвых при значениях Uc1 до 2 В представляет собой параболу, при
дальнейшем повышении напряжения возбуждения зависимость Рвых от Uc1
~ становится
линейкой. При Uс1~ > 4,3 В наблюдается лишь незначительное увеличение Рвык,
сопровождаемое значительным ростом нелинейных искажений, которые становятся больше допустимых. На рис. 2 видно, что для
удовлетворительной работы лампы 6П14П в рассматриваемом режиме напряжение возбуждения Uс1_ не должно превышать
4,7 В. При этом выходная мощность Рвых достигает 6 вт, а нелинейные искажения
равны 10,5%.
В ряде случаев лампу 6П14П приходится использовать и при более низких напряжениях источника питания. Зависимости Рвых,
Iа, Iс2 и γ от сопротивления нагрузки Rн при
напряжениях источника питания в 200 и 150 В показаны на рис. 3 и 4.
Следует указать, что режимы лампы до сих пор рacсматривались нами при подаче на ее сетку фиксированного напряжения смещения.
Графики рис. 1, 2, 3 и 4 с достаточной для практических целей точностью могут быть отнесены также и к случаю автоматического
смещения, которое создается за счет падения напряжения на сопротивлении в цепи катода. Для того чтобы напряжения на аноде
Ua и второй сетке Uс2 остались неизменными относительно катода,
напряжение источников питания следует повысить на величину напряжения смещения.
На практике напряжение смещения, как правило,— автоматическое. Усилитель НЧ при использовании автоматического смещения,
как известно, будет охвачен отрицательной обратной связью по постоянному току. Ценным свойством такого усилителя является
стабильность режима работы лампы, т. е, независимость режима от изменения параметров ламп и деталей, входящих в каскад. В
связи с этим сопротивление в цепи первой сетки оказывается возможным увеличить до 1 МОм и тем самым получить большее
усиление напряжения в предыдущем каскада.
В таблице представлено несколько рекомендуемых режимов лампы типа 6П14П в оконечном каскаде усилителя НЧ. Первые шесть
режимов соответствуют использованию лампы 6П14П в однотактном усилителе в режиме класса А при напряжениях питания 250, 200
и 150 В, причем в первых трех режимах применяется фиксированное смещение, а в остальных трех — автоматическое. Седьмой
и восьмой режимы близки к типовым режимам работы лампы во многих
радиоприемниках. В этих режимах, так же как и в девятом режиме, напряжение на второй сетке меньше анодного на 20—40 в.
Цепь анода в этом случае оказывается возможным подключить к первому конденсатору фильтра, так как пентод 6П14П обладает
большим внутренним сопротивлением (около 30 кОм, если не применяется отрицательная обратная связь) и переменная слагающая
напряжения не вызывает заметной пульсации анодного тока. Цепь второй сетки, а также анодные цепи ламп предыдущих каскадов
в этом случае подключаются после фильтра, причем благодаря уменьшению тока, проходящего через фильтр, становится возможным
применение в фильтре сопротивления вместо дросселя. Девятый из показанных в таблице режимов применен в двухтактном оконечном
каскаде радиолы «Люкс», выпускаемой заводом «ВЭФ». Этот режим отличается Весьма малыми нелинейными искажениями при мощности,
достаточной для озвучания большой комнаты. Десятый' и одиннадцатый режимы — режимы классов АВ и В в двухтактном каскаде.
Эти режимы, в особенности одиннадцатый режим, отличаются весьма высокой экономичностью (малым потреблением тока) и высоким
коэффициентом полезного действия, сочетающимся с малыми нелинейными искажениями.
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 4
Таблица
№ режима и его класс | Uа | Uc2 | Uc1 | Rк | Iа0 | Iад | Iс2о | Iс2д | Uc1~ | Rн | Pвых | Т |
В | В | В | Ом | мА | мА | мА | мА | В (эфф) | кОм | вт. | % |
1. Однотактный, А | 250 | 250 | -6,4 | 0 | 48 | 50 | 5,1 | 9,7 | 4,3 | 4,8 | 5,4 | 10,0 |
2. Однотактный, А | 256 | 256 | | 120 | 48 | 46,7 | 5,1 | 9,0 | 4,3 | 4,8 | 5,0 | 11 |
3. Однотактный, А | 200 | 200 | -5,2 | 0 | 34 | 36 | 4,0 | 7,2 | 3,5 | 5,3 | 3,0 | 10,8 |
4. Однотактный, А | 205 | 205 | | 135 | 34 | 33,3 | 4,0 | 6,7 | 3,5 | 5,3 | 2,75 | 11,5 |
5. Однотактный, А | 150 | 150 | -3,9 | 0 | 22 | 23,5 | 2,3 | 4,3 | 2,6 | 6,3 | 1,35 | 10,8 |
6. Однотактный, А | 154 | 154 | | 160 | 22 | 21,5 | 2,3 | 3,9 | 2,6 | 6,3 | 1,2 | 11,5 |
7. Однотактный, А | 255 | 235 | | 120 | 43 | 45 | 4,5 | 8.8 | 4,0 | 6,0 | 4,6 | 10 |
8. Однотактный, А | 250 | 210 | | 140 | 34 | 33,4 | 3,2 | 5,5 | 3,8 | 6,5 | 3,6 | 10 |
9. Двухтактный, АВ | 275 | 255 | -8,5 | 0 | 2×26 | 2×29 | 2×26 | 2×3,8 | 2×3,5 | 7.0 | 6,0 | 2,2 |
10. Двухтактный, АВ | 250 | 250 | | 120 | 2×29 | 2×37 | 2×3,3 | 2×7,4 | 2×7,6 | 8,0 | 11,0 | 3,3 |
11. Двухтактный, В | 250 | 250 | -11,0 | 0 | 2×10 | 2×37,5 | 2×1,1 | 2×7,5 | 2×7,8 | 8,0 | 12,0 | 3,3 |
Примечание. Для двухтактных каскадов Rн — сопротивление нагрузки между анодами.
Несмотря на преимущества режимов классов АВ и В перед режимом класса А,
последний иногда находит применение и в двухтактных усилителях. Дело в том, что резкие изменения анодного тока оконечного каскада, работающего в
классе АВ и в особенности в классе В, вызывают значительные изменения напряжения источника питания, что нарушает нормальную
работу не только оконечного каскада (сжатие динамического диапазона громкости вследствие понижения Uc2 и
Ua при увеличении Uc1~ но и предыдущих каскадов. Поэтому при проектировании
усилителя класса АВ и в особенности класса В следует применять выпрямители с малым внутренним сопротивлением. Еще более радикальное
решение состоит в применении отдельного мощного выпрямителя для питания только анодной цепи оконечного каскада. Режим А лишен
этого недостатка: ток, потребляемый анодной цепью лампы, всегда один и тот же.
В заключение следует отметить, что, выбирая лампу для оконечного каскада усилителя НЧ, не всегда следует отдавать предпочтение
пентоду 6П14П (S = 11,3 мА/ В) перед лучевым тетродом 6П1П (S =4,9 мА/ В). Дело в том,
что повышенная крутизна S сама по себе не увеличивает выходной мощности, а только повышает чувствительность усилительного
устройства. Поэтому в тех случаях, когда предварительные каскады обеспечивают усиление с достаточным запасом, может оказаться
более целесообразным применение лампы 6П1П, так как мощность накала пентода 6П14П в полтора раза больше, чем у лучевого тетрода
6П1П.
Для подтверждения изложенных выше материалов можете
купить Goodram SDHC
|