Содержание

Общие сведения,
классификация
Устройство и работа диода
Устройство и работа триода
Электронная эмиссия
Термоэлектронные катоды
Особенности устройства
электронных ламп
Физические процессы
Закон степени трех вторых
Анодная характеристика
Параметры
Рабочий режим. Применение
диода для выпрямления
переменного тока
Основные типы
Физические процессы
Токораспределение
Действующее напряжение и
закон степени трех вторых
Характеристики
Параметры
Особенности
Усилительный каскад с
триодом
Параметры усилительного
каскада
Аналитический расчет и
эквивалентные схемы
усилительного каскада
Графоаналитический расчет
режима усиления
Генератор с триодом
Межэлектродные емкости
Каскады с общей сеткой и
общим анодом
Недостатки триодов
Основные типы приемно-
усилительных триодов
Устройство и работа тетрода
Устройство и работа пентода
Схемы включения тетродов
и пентодов
Характеристики тетродов
и пентодов
Параметры тетродов и
пентодов
Межэлектродные емкости
тетродов и пентодов
Устройство и работа
лучевого тетрода
Характеристики и параметры
лучевого тетрода
Рабочий режим тетродов
и пентодов
Пентоды переменной
крутизны
Краткие сведения о
различных типах
тетродов и пентодов
Специальные лампы
Общие сведения
Электростатические
электронно-лучевые трубки
Магнитные электронно-
лучевые трубки
Люминесцентный экран
Краткие сведения о
различных электронно-
лучевых трубках
Электрический разряд
в газах
Тлеющий разряд
Стабилитроны
Тиратроны тлеющего разряда
Индикаторные приборы
Дисплеи
Краткие сведения о
различных газоразрядных
приборах
Фотоэлектронная эмиссия
Электровакуумные
фотоэлементы
Фотоэлектронные умножители
Причины собственных шумов
Шумовые параметры
Межэлектродные емкости
и индуктивности выводов
Инерция электронов
Наведенные токи в
цепях электродов
Входное сопротивление
и потери энергии
Импульсный режим
Основные типы электронных
ламп для СВЧ
Общие сведения
Пролетный клистрон
Отражательный клистрон
Магнетрон
Лампы бегущей и
обратной волны
Амплитрон и карматрон
Надежность и испытание
электровакуумных приборов
Усилитель на триоде
с общим катодом
Ограничения по выбору
рабочей точки
Режим в рабочей точке
Катодное смещение
Выбор величины
сопротивления резистора
в цепи сетки
Выбор выходного
разделительного
конденсатора
Вредное влияние проходной
емкости лампы и пути
его уменьшения
Применение
экранированных ламп
Каскод (каскодная схема)
Катодный повторитель
Каскад с общим катодом
как приемник
неизменяющегося тока
Пентоды в качестве
приемников
неизменяющегося тока
Катодный повторитель
с активной нагрузкой
Катодный повторитель Уайта
μ-повторитель
Выбор верхней лампы для
μ -повторителя
Параллельно управляемый
двухламповый усилитель
(SRPP)
β-повторитель
Дифференциальная пара
(дифференциальный каскад)
Коэффициент реакции
питающего напряжения
(PSRR)
дифференциальной пары
Полупроводниковые
приемники неизменяющегося
тока для
дифференциальной пары
Использование транзисторов
в качестве активной нагрузки
для электронных ламп
Классификация искажений.
Принципы оценки линейных
искажений
Принципы измерения
нелинейных искажений
Измерение и интерпретация
искажений
Совершенствование
измерений нелинейных
гармонических искажений
Цифровая обработка сигналов
Особенности проектирования
усилителей с малыми
искажениями
Работа с сеточным током
и нелинейные искажения
Уменьшение искажений
подавлением (компенсацией)
Проблемы смещения
по постоянному току
Выбор электронной лампы по
критерию низких искажений
Проблема сопряжения одного
каскада со следующим
Усилитель класса А для
электромагнитных головных
телефонов с непосредств.
междукаскадной связью
Радиокомпоненты -
Общие сведения
Ряды стандартизованных
значений сопротивлений
Металлизированные
пленочные резисторы
Проволочные резисторы
Конденсаторы -
Общие сведения
Металлические конденсаторы
с воздушным диэлектриком
Пленочные конденсаторы,
изготовленные
металлизацией диэлектрика
Алюминиевые
электролитические
конденсаторы
Основные вопросы,
возникающие при
выборе конденсатора
Общие сведения о
катушках индуктивности
Трансформаторы -
Общие сведения
Трансформаторы.
Намагничивание и потери
Модели трансформаторов
Почему необходимо
использовать трансформаторы
Определение параметров
неизвестного трансформатора
Основные виды
источников питания
Выпрямление переменного
тока
Одиночный накопительный
конденсатор в роли
сглаживающего элемента
Влияние напряжения
пульсаций на выходное
напряжение
Насыщение сердечника
трансформатора
Критерии выбора силового
трансформатора
Источник питания со
сглаживающим дросселем
Номинальное значение
тока дросселя
Выбросы тока и
демпфирующие элементы
Использование накопительного
конденсатора для снижения
высоковольтного напряжения
Частотные характеристики
используемых на практике
LC-фильтров
Широкополосная фильтрация
Выпрямители с умножением
(умножители) напряжения
Классическая схема
последовательного
стабилизатора
Двухтранзисторная схема
последовательного
стабилизатора
Стабилизатор цепи сеточного
смещения с регулируемым
выходным напряжением
Источники питания низкого
напряжения и синфазный шум
Ламповый стабилизатор
напряжения
Способы увеличения
выходного тока стабилизатора
Коэффициент режекции
источника питания
Включение сглаживающих
конденсаторов
Перенапряжения при
включении схемы
Составление предварительной
схемы блока питания
Высоковольтный выпрямитель
и стабилизатор
Особенности смещения
подогревателей ламп
Схема улучшенного
источника питания
Рабочий режим
Увеличение максимально
допустимого Vrrm
Выходной каскад класса А
с несимметричным выходом
Особенности акустических
систем
Неидеальности
трансформаторов
Режимы работы усилительных
приборов. Классы усилителей
Двухтактный выходной каскад
Выходной каскад по
ультралинейной схеме
Трансформаторный катодный
повторитель
Усилители без выходного
трансформатора
Составляющие блока
усилителя мощности
Предоконечный каскад блока
усилителя мощности
Фазоинверсный каскад
Дифференциальный усилитель
или пара с катодной связью
«Согласованный»
фазоинвертор
Общие проблемы
устойчивости усилителей
Подавление первой
доминанты ВЧ составляющей
Низкочастотное
самовозбуждение усилителя
Усилитель Williamson
Усилитель Milliard 5-20
Усилитель Quad II
Выбор выходной лампы
Выбор статической рабочей
точки с учетом Pвых и КНИ
Точное определение
выходного трансформатора
Особенность выпрямление
высоковольтного напряжения
Варианты применения
стабилизатора ВВ напряжения
Требования к каскаду
предоконечного усиления
Определение рабочей точки
предоконечного каскада
Проверка работоспособности
усилителя
Пример разработки
двухтактного УМ
Оптимизация входного и
фазоинверсного каскадов
Расчет R катодного смещения
лампы и R обратной связи
Выбор элементов
оконечного каскада
Разработка усилителей
мощностью более 10 Вт
Активные кроссоверы
и схема Зобеля
Выбор лампы для
оконечного каскада
Требования к предоконечному
каскаду усиления
Источники питания и
постоянная токовая нагрузка
Второй дифференциальный
усилитель и выходной каскад
Первый дифференциальный
усилитель и линейность х-ки
Каскодная схема постоянной
токовой нагрузки
Постоянная токовая нагрузка
первого диф. каскада
Элементы, повышающие ВЧ
устойчивость. Итоговая схема
Схема источника питания
«Потомок от усилителя Beast»
Расчет уровня фонового
шума от ИП
Особенности цифрового
сигнала от компакт-диска
Требования к предусилителю
Технические требования
к линейному каскаду
Традиционный линейный
каскад
Пути достижения заданных
требований и выбор лампы
Основные проблемы
регулирования громкости
Переключаемые аттенюаторы
Расчет переключаемого
аттенюатора
Табличные вычисления для
расчета регулятора громкости
Светочувствительные
резисторы и громкость
Входной переключатель
Частотный корректор RIAA
Влияние провода
звукоснимателя
Требования к блоку
частотной коррекции
Метод частотной коррекции
стандарта RIAA
Раздельное выравнивание
характеристики RIAA
Шумы и влияние входной
емкости входного каскада
Учет собственных
шумов лампы
Улучшение шумовых
характеристик с RIAA
Расчет элементов на 75 мкс
Параметры цепей на
3180 мкс и 318 мкс
Симметричный вход и
подключение звукоснимателя
Симметричный предусилитель
Возможности исключения
линейного каскада
Вариант RIAA с исполь-
зованием лампы типа ЕС8010
Оптимизация характеристик
входного трансформатора
Анализ работы блока RIAA
Практические методы
настройки блока RIAA
Линейный каскад
О межблочных и
акустических кабелях

 

 
 

Шумовые параметры

Для диода в режиме насыщения действующее значение шумового тока можно определить по формуле

I2Ш = 2qISПпр,(23.1)

где q — заряд электрона; IS ток насыщения; Ппр — полоса частот колебаний, пропускаемых устройством, с помощью которого наблюдается шумовой ток.

Например, если IS = 50 мА и Ппр = 1 кГц, то

IШ = √2·1,6·10-19·50·10-3·103 = 4·10-9 А = 4·10-3 мкА.

В режиме объемного заряда шумовой ток уменьшается. Действительно, пусть, например, в результате флюктуации эмиссия несколько усилилась, т. е. из катода вылетело больше электронов. За счет этого анодный ток должен увеличиться. Но при этом объемный заряд также возрастет и повысится потенциальный барьер около катода, что вызовет уменьшение анодного тока. Таким образом, налицо два взаимно противоположных изменения, и в результате флюктуации анодного тока будут меньше, чем в режиме насыщения.

Так как шумовой ток диода в режиме насыщения легко определяется по приведенной формуле, то в качестве генераторов шумов для испытания радиоэлектронных устройств, например радиоприемников, применяют специальные шумовые диоды.

Для сравнения различных ламп по шумовым свойствам в качестве шумовых параметров пользуются эквивалентным шумовым напряжением Uш.э и шумовым сопротивлением лампы Rш.э, введенными на основании следующих соображений.

Усилительный каскад с источником эквивалентного шумового напряжения лампы

Рис. 23.1. Усилительный каскад с источником эквивалентного шумового напряжения лампы

 

Усилительный каскад с эквивалентным шумовым сопротивлением лампы

Рие. 23.2. Усилительный каскад с эквивалентным шумовым сопротивлением лампы

 

Считают, что сама лампа является идеальной, т. е. не шумит, а создает шум за счет усиления некоторого шумового напряжения, подведенного к ее сетке. Такое напряжение шумов, наблюдаемых при комнатной температуре и при полосе частот пропускаемых колебаний 1 кГц, называют эквивалентным шумовым напряжением лампы. Таким образом, можно считать, что в цепь сетки идеальной (нешумящей) лампы включен генератор напряжения Uш.э (рис. 23.1). У большинства ламп напряжение Uш.э составляет доли микровольта. Для полосы пропускания Ппр, выраженной в килогерцах, шумовое напряжение в √Ппр раз больше, чем Uш.э.

На каждом резисторе возникает шумовое напряжение, которое в соответствии с формулой Найквиста при комнатной температуре равно

Uш ≈1/8 · √RПпр , (23.2)

где Uш — в микровольтах, R — в килоомах и Ппр — в килогерцах.

Можно считать, что эквивалентное шумовое напряжение лампы создается некоторым резистором с сопротивлением Rш.э, включенным в цепь сетки лампы (рис-. 23.2). Так как напряжение Uш.э определяется при Ппр = 1 кГц, то зависимость между напряжением Uш.э в микровольтах и сопротивлением Rш.э в килоомах в соответствии с формулой

(23.2) запишется так:

Uш ≈1/8 · √ Rш.э (23.3)

или

Rш.э ≈ 64 U2ш.э. (23.4)

Характеристика шумовых свойств ламп с помощью эквивалентного шумового сопротивления наиболее удобна, так как позволяет легко рассчитывать суммарные шумы, создаваемые лампой совместно с другими элементами, например резисторами, включенными в цепь ее сетки.

Значения Rш.э в килоомах для различных ламп рассчитываются по следующим формулам:

для триода

Rш.э ≈ 2,5/S; (23.5)

для пентода или тетрода

Rш.э ≈ 2,5/S + 20IaIg2/S2(Ia+Ig2), (23.6)

где токи выражены в миллиамперах, а крутизна — в миллиамперах на вольт.

Из этих формул видно, что уменьшение значения Rш.э достигается увеличением крутизны. У триодов сопротивление Rш.э составляет сотни или тысячи ом, а у пентодов и тетродов оно выше (десятки килоом), что объясняется дополнительными шумами от флюктуации токораспределения. Еще выше (сотни килоом) это сопротивление у многосеточных частотопреобразовательных ламп. Чем больше электродов у лампы, тем выше уровень шумов. Чтобы шумы приемника или усилителя были наименьшими, необходимо в первом каскаде применять лампу с возможно более низким значением Rш.э, так как шумы первой лампы усиливаются всеми последующими каскадами.

Иногда шумовые свойства ламп характеризуют коэффициентом шума. Уровень шумов существенно зависит от режима ламп. При понижении накала шумы усиливаются, так как уменьшается объемный заряд, который в некоторой степени подавляет флюктуации анодного тока. При увеличении отрицательного напряжения смещения управляющей сетки шумы усиливаются вследствие уменьшения крутизны. То же получается при снижении напряжения экранирующей сетки. Но при повышении напряжения Ug2 шумы усиливаются за счет токораспределения. Существует оптимальное значение Ug2, при котором шумы минимальны. Пентоды меньше шумят в режиме перехвата, так как в режиме возврата уменьшается крутизна и возрастают шумы от токораспределения. При работе лампы на более низких частотах сильнее сказывается поверхностный флюктуационный эффект. Таким образом, снижение шумов достигается не только выбором малошумящей лампы, но и подбором режима работы этой лампы.

Помимо шумов, обусловленных флюктуациями, могут наблюдаться еще шумы за счет других явлений внутри лампы. К ним относятся: фон от питания цепи накала переменным током, колебания тока от механических вибраций электродов лампы (виброшумы), шумы от изменения токов утечки через изоляцию с непостоянным сопротивлением и другие явления.

 

 

 

Информация 2018

 

Продолжение

Между любыми двумя электродами лампы имеется емкость. Вывод любого электрода обладает индуктивностью. На рис. 24.1 показаны для примера триод с собственными емкостями и индуктивностями (а) и его эквивалентная схема (б). Эти емкости и индуктивности изменяют параметры колебательных систем, подключенных к лампе. В результате уменьшается собственная частота колебательных систем и становится невозможной настройка их на частоту выше некоторой предельной.

Для каждой лампы характерна предельная частота fпред. Это частота колебательного контура, получающегося при коротком замыкании выводов электродов. Например, если замкнуть накоротко анод и сетку триода, как показано штриховой линией на рисунке, то образуется контур, у которого

С = Сa-g + Ca-кCg-к/( Ca-к + Cg-к); (24.1) L= La + Lg + Lпр, (24.2)

где Lпр — индуктивность замыкающего провода.

Работа лампы с внешним колебательным контуром возможна лишь на чаcтотах ниже fпред. Возьмем для примера лампу, имеющую С = 10 пф и L= 0,016 мкГн. Предельная частота у нее

fпред = 1/(2π√LC) = 1/(2π√0,016·10-6·10·10-12) ≈ 400·106 Гц = 400 МГц,

что соответствует длине волны 75 см.

Очевидно, что эта лампа непригодна для дециметрового диапазона, так как при наличии внешнего контура резонансная частота заметно ниже 400 МГц.

Индуктивности и емкости лампы, будучи включены в те или иные ее цепи, создают нежелательные положительные или отрицательные обратные связи и фазовые сдвиги, которые во многих случаях ухудшают работу схемы. Особенно сильно влияет индуктивность катодного вывода Lк. Она входит в анодную и сеточную цепи, и создает обратную связь, вследствие чего изменяется режим работы и уменьшается входное сопротивление лампы, т.е. сопротивление между сеткой и катодом, на которое нагружается источник усиливаемого напряжения. Межэлектродные емкости также способствуют уменьшению входного сопротивления лампы. Кроме того, эти емкости, имея на СВЧ весьма небольшое сопротивление, могут вызвать в более мощных лампах значительные емкостные токи, нагревающие выводы электродов и создающие дополнительные потери энергии. Так, например, емкость сетка — катод, равная 4 пФ, на частоте 1000 МГц (λ = 30 см) имеет сопротивление 40 Ом. Если к ней приложено переменное напряжение 40 В, то возникает емкостный ток 1 А!

 
 
Сайт создан в системе