Рис. 72. Отрицательное смещение на сетку можно подать с помощью батареи Ес.
Какого рода нагрузку следует включить в анодную цепь? Колебательный контур, настроенный на такую же частоту, что и входной контур. Его полное сопротивление на резонансной частоте высокое, и поэтому колебания анодного тока создадут на его выводах напряжение более высокое, чем входное. Обрати внимание, что катушка колебательного контура, имеющая небольшое активное сопротивление, никоим образом не снижает постоянного напряжения, приложенного между анодом и катодом, благодаря чему на аноде остается почти полное положительное напряжение, получаемое от батареи.
Смещение с помощью падения напряжения
Не желая злоупотреблять твоим терпением, я сейчас покажу очень простой способ подачи отрицательного смещения на сетку. Для этой цели между катодом и отрицательным полюсом источника анодного напряжения Еа включают резистор R (рис. 73).
Рис. 73. Отрицательное смещение на сетке получается в результате падения напряжения, которое анодный ток создает на резисторе R.
Анодный ток протекает по резистору и создает падение напряжения, которое делает катод положительным относительно отрицательного полюса источника анодного напряжения Еа. А через входной контур сетка соединена как раз с этим полюсом. Таким образом, сетка становится, отрицательной относительно катода. Однако через этот резистор не следует пропускать переменную составляющую анодного тока, ибо в противном случае на резисторе между сеткой и катодом также появится переменное напряжение, которое окажется в противофазе с входным переменным напряжением. Это приводит к снижению коэффициента усиления.
Для предотвращения подобного нежелательного последствия достаточно параллельно резистору R включить конденсатор С, обладающий достаточной емкостью. В результате переменная составляющая анодного тока свободно пройдет через конденсатор, через который ей пройти намного легче, чем через резистор. Таким образом, через резистор потечет практически только постоянная составляющая анодного тока, что обеспечит стабильное и постоянное смещение.
Сопротивление резистора смещения R нужно выбирать так, чтобы полученное напряжение смещения соответствовало такой величине, при которой так называемая рабочая точка на кривой, характеризующей изменения анодного тока в зависимости от напряжения сетка — катод, была расположена в середине прямолинейного участка между нижним «щитом» характеристики и точкой, соответствующей нулевому потенциалу на сетке. В самом деле, необходимо, чтобы колебания напряжения, приложенного к сетке, происходили на прямолинейном отрезке кривой и чтобы колебания анодного тока были им строго пропорциональны (рис. 74).
Рис. 74. При усилении колебания сеточного напряжения не должны выходить за пределы прямолинейного участка кривой, характеризующей изменения анодного тока Iа в зависимости от потенциала сетки Uс.
Связь между усилительными каскадами
Ты догадываешься, что очень малое напряжение, полученное во входном контуре, должно усиливаться последовательно в нескольких усилительных каскадах. Для этой цели выходное напряжение предшествующего каскада служит входным напряжением следующего каскада. Как достичь этого в каскадах высокой частоты? Связь между каскадами можно установить с помощью высокочастотного трансформатора, первичная обмотка которого включена в анодную цепь первого триода, а вторичная — между сеткой и катодом второго триода (рис. 75).
Рис. 75. Связь между двумя каскадами усиления высокой частоты с помощью трансформатора с настроенной вторичной обмоткой.
Одна из обмоток трансформатора должна быть настроена на принимаемую частоту. Можно так же настроить и обе обмотки. Связь между каскадами можно осуществить с помощью конденсатора С, передающего на сетку следующей лампы переменное напряжение, созданное на аноде предшествующей лампы (рис. 76). В этом случае постоянный потенциал сетки (смещение) — этого не следует забывать — должен подаваться через резистор Rc, который обычно должен иметь большое сопротивление…
Рис. 76. Связь между каскадами с помощью конденсатора С.
Я вижу, что магнитная лента приближается к концу, и поэтому заканчиваю. А следовало бы еще рассказать об электронных лампах. Я поручаю моему дорогому племяннику сделать это вместо меня.
Беседа седьмая
УСИЛЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ НЧ
Объяснив, как усилительной триод может одновременно служить детектором, Любознайкин рассказывает о различных схемах НЧ. Затем он рассматривает трансформаторную и резистивно-емкостную связи, служащие для передачи усиливаемого напряжения от одного каскада к другому. И в заключение он приводит различные варианты двухтактной схемы.
Детектирование с одновременным усилением
Незнайкин. — Я с большим интересом прослушал объяснения твоего дядюшки о триоде и его использовании для усиления колебаний ВЧ. Теперь мне хотелось бы перейти к низким частотам, перешагнув на этом пути через детектирование, потому что мы хорошо знаем, как оно осуществляется диодом.
Любознайкин. — А знаешь ли ты, что детектировать можно также с помощью триода?
Н. — Не следует ли для этой цели превратить его в диод, например, соединив сетку с анодом?
Л. — Это возможный путь, но им совершенно не пользуются, так как он не дает никаких преимуществ по сравнению с использованием обычного диода. Тогда как схема на рис. 77 одновременно обеспечивает детектирование и усиление. На нагрузке Z, включенной в анодную цепь, выделяется напряжение НЧ более высокое, чем в случае использования диода.
Рис. 77. Благодаря сопротивлению резистора R лампа не только усиливает, но и детектирует поступающие на сетку колебания высокой частоты.
Н. — Ты что, Любознайкин, смеешься надо мною? Нарисованная тобою схема представляет собой всего лишь каскад усиления высокой частоты, который описал мне твой дядюшка.
Л. — Это действительно так, но здесь резистор смещения R выбирают с достаточно большим сопротивлением, чтобы рабочая точка соответствовала самой малой величине анодного тока. Эта точка располагается у подножья кривой анодного тока. При этом положительные полупериоды напряжения высокой частоты, приложенного к сетке, вызывают усиленные колебания анодного тока. А отрицательные полупериоды лишь незначительно снижают величину анодного тока, так как еще до приложения этого напряжения ток был почти равен нулю (рис. 78).
Рис. 78. Детектирование на изгибе анодной характеристики в рабочей точке М.
Как ты видишь, напряжение, возникающее на нагрузке Z, состоит почти из одних положительных полупериодов приложенного к сетке напряжения ВЧ. Стало быть, это одновременно усиленное и продетектированное напряжение.
Н. — Я должен отметить, что триод обладает поистине универсальными качествами. Не можешь ли ты теперь объяснить, как в нем происходит усиление напряжения НЧ? Ведь, как я предполагаю, усиление напряжения ВЧ в основном служит для повышения чувствительности приемника, тогда как, усиливая колебания НЧ, мы повышаем громкость звучания.
Усиление колебаний НЧ
Л. — Ты забываешь, что УВЧ благодаря наличию настроенных контуров служит также и для обеспечения хорошей избирательности. Кроме того, детектирование оказывается намного эффективнее, если детектируемое напряжение имеет достаточно большую амплитуду.
Но ты прав, когда утверждаешь, что усиление колебаний НЧ преследует цель увеличить громкость звука. Для домашнего приемника вполне достаточно нескольких ватт мощности. В тех же случаях, когда требуется воспроизвести звук в большом зале или на открытом воздухе, громкоговорители должны получать несколько десятков и даже сотен ватт. Обычно необходимую громкоговорителям мощность дает выходной каскад. Роль же предшествующих ему каскадов УНЧ заключается в усилении напряжения, полученного после детектирования.
