Рудольф Сворень - Шаг за шагом. От детекторного приемника до супергетеродина
В этом случае напряжение на сетке будет меняться так же, как и раньше, в такт с сигналом, однако оно всегда будет оставаться отрицательным.
Величину отрицательного смещения нужно подбирать тщательно. При очень большом смещении лампа в некоторые моменты может оказаться запертой (это явление называется отсечкой), что, конечно, вызовет искажение формы анодного тока (рис. 95). Отрицательное смещение нужно выбирать с таким расчетом, чтобы ток покоя Iпок соответствовал середине прямолинейного участка ламповой характеристики. Этот участок с одной стороны ограничен положительным напряжением на сетке, а с другой стороны — нижним загибом характеристики (рис. 96, лист 135).
Существует несколько способов подачи отрицательного смещения на управляющую сетку. Один из них состоит в том, что в сеточную цепь лампы «минусом» к сетке включают специальную батарею смещения (лист 136). Если Uсм должно быть меньше, чем напряжение батареи, можно применить обычный делитель напряжения.
При другом способе, получившем очень широкое распространение, используются падение напряжения на сопротивлении, RK (не путайте с сопротивлением потерь в контуре), специально включенном для этой цели в катодную цепь (лист 137). Проходя по сопротивлению /?*, катодный ток /* (сумма постоянных составляющих анодного Iа= и экранного Iэ= токов) создает на нем напряжение Uсм. "Плюс" этого напряжения приложен к катоду лампы, а минус — к корпусу (или к общему проводу). С корпусом соединяется также и нижний (по схеме) конец сопротивления Rc, и, таким образом, напряжение на сопротивлении Rк фактически действует между сеткой и катодом. Необходимая величина отрицательного смещения устанавливается подбором сопротивления Rк: чем больше Rк, тем больше отрицательное смещение на сетке.
Для того чтобы на сопротивлении Rк не появилось переменного напряжения, это сопротивление шунтируют конденсатором Ск. Емкость конденсатора Ск подбирают с таким расчетом, чтобы даже на самой низкой из усиливаемых частот его емкостное сопротивление хс было в десять — пятнадцать раз меньше, чем Rк. Если же конденсатор Ск легко пропускает самые низкие частоты, то более высокие он пропустит еще легче.
Иногда для получения отрицательного смещения используют сопротивление утечки Rc (лист 138). Дело в том, что небольшой, порядка нескольких микроампер, сеточный ток существует всегда, даже при отрицательных напряжениях на сетке. Если выбрать Rc достаточно большим (10–20 Мом), то на этом сопротивлении можно получить довольно большое, порядка нескольких вольт, напряжение, «минус» которого будет приложен к сетке.
В большинстве промышленных приемников для получения различных напряжений смещения используют сопротивление, включаемое в так называемую минусовую цепь выпрямителя (лист 139).
Общий анодный ток всех ламп, проходя по этому сопротивлению, создает на нем определенное падение напряжения. Если заземлить катоды ламп, а также заземлить точку а, то в точке б будет отрицательное, относительно катода, напряжение, которое можно подавать на сетку лампы в качестве смещения. Включив между точками а и б несколько сопротивлений, то есть сделав делитель напряжения, можно получить разные по величине отрицательные напряжения для подачи на сетки различных ламп.
Рассматривая перечисленные способы получения смещения, нужно всегда помнить о направлении тока. Электроны в лампе двигаются от катода к сетке и аноду, а если ввести в баллон положительный заряд, то он будет двигаться от анода или от сетки к катоду. Мы уже знаем, что это направление принято считать направлением тока в лампе, так как вообще за направление электрического тока принято направление Движения положительных зарядов. Между прочим, как бы мы ни рассматривали процессы в лампе, исходя из условного направления тока или фактического направления движения электронов, результат мы получим один и тот же. Взять, например, схему, изображенную на листе 138. Условное направление тока на этой схеме — от сетки к катоду внутри лампы, затем по внешней цепи от катода к нижнему концу сопротивления Rc (по шасси) снизу вверх через сопротивление Rc и с верхнего конца Rc обратно на сетку. При таком направлении тока на нижнем конце сопротивления будет «плюс», а на верхнем — «минус», так как ток (имеются в виду положительные заряды) течет от «плюса» к «минусу».
Теперь давайте рассмотрим эту схему, исходя из реального движения электронов. Они, как известно, двигаются от катода к сетке и далее сверху вниз по сопротивлению Rc. Совершенно ясно, что электроны будут двигаться по этому сопротивлению только в том случае, если вверху будет их избыток, а внизу недостаток, или, иными словами, если вверху будет «минус», а внизу «плюс». Теперь видно, что, из чего бы мы ни исходили — из условного или из фактического направления тока, несмотря на то что эти направления противоположны, результат получится одинаковым. Да иначе и быть не может — ведь положительные заряды двигаются от «плюса» к «минусу», а электроны от «минуса» к «плюсу». Попробуйте проверить полярность напряжения смещения на других схемах для условного и фактического направления тока. Умение быстро определять направление тока и полярность напряжения на отдельных участках цепи — это одно из обязательных условий свободного чтения схем.
Все описанные выше элементы — нагрузка, источник смещения, сопротивление утечки — являются общими для усилителей низкой и высокой частоты, независимо от их мощности. Сейчас мы посмотрим, как практически выглядят эти элементы в двух каскадном усилителе низкой частоты.
УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ И УСИЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
Чтобы обеспечить сравнительно большую мощность, необходимую для нормальной работы громкоговорителя, в последнем, выходном каскаде усилителя НЧ (этот каскад часто называют усилителем мощности) применяются специальные лампы, получившие название выходных ламп.
В радиоприемниках наиболее широко используются выходные пентоды и лучевые тетроды, реже — выходные триоды. Отличительной особенностью выходных ламп является значительный анодный ток 40–70 ма (лист 209–213). Анодный ток других ламп, применяемых в приемниках и усилителях, как правило, не превышает 5—10 ма.
Оптимальное сопротивление анодной нагрузки Ra[13] для выходных пентодов и лучевых тетродов указывается в таблице параметров этих ламп и обычно составляет 3—10 ком. В то же время сопротивление звуковой катушки громкоговорителя не превышает нескольких ом. Поэтому, если включить громкоговоритель непосредственно в анодную цепь выходной лампы, то из-за малой анодной нагрузки выходная мощность составит всего несколько миллионных долей ватта.
Для того чтобы получить необходимое сопротивление нагрузки при небольшом сопротивлении громкоговорителя, он включается в анодную цепь выходной лампы через трансформатор, который получил название выходного трансформатора (рис. 97).
Рис. 97. Использование низкоомного громкоговорителя с понижающим выходным трансформатором равносильно включению в анодную цепь лампы сравнительно большого сопротивления.
Переменная составляющая анодного тока, проходя по первичной обмотке выходного трансформатора, наводит в его вторичной обмотке переменный ток, под действием которого и возникают колебания звуковой катушки.
В процессе работы громкоговоритель потребляет определенную электрическую энергию, которая в конечном итоге поступает из анодной цепи лампы. Поэтому громкоговоритель с выходным трансформатором можно условно заменить включенным непосредственно в анодную цепь лампы обычным сопротивлением R'н, которое называют сопротивлением нагрузки, приведенным к анодной цепи. Сопротивление R'н и является реальной анодной нагрузкой, которая определяет выходную мощность лампы.
Выходной трансформатор всегда делают понижающим: число витков вторичной обмотки меньше, чем первичной. Поэтому и переменное напряжение на вторичной обмотке меньше, чем на первичной, а переменный ток, который проходит по звуковой катушке, больше переменной составляющей анодного тока.
Еще резче отличается приведенное сопротивление нагрузки R'н от сопротивления звуковой катушки громкоговорителя. И это вполне понятно: ведь напряжение на первичной обмотке больше, чем на вторичной, а ток по ней протекает меньший. Это возможно лишь в том случае, если приведенное сопротивление нагрузки R'н будет во много раз больше, чем Rзв.Зная коэффициент трансформации n выходного трансформатора, легко подсчитать величину R'н с помощью простой формулы:
