Файл: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 251

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

С е т о ч н о е а в т о м а т и ч е с к о е с м е щ е н и е

Если лампа работает с сеточным током, то напряжение сме­

щения можно получить за счет энергии источника

возбуждения.

Для этого в цепь сетки лампы включается ячейка

автоматического

смещения.

Она

состоит

из резистора

R8

и

 

конденсатора

 

Cg

 

 

 

 

(рис. 1.22).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Существует

две

схемы

сеточного

 

 

 

 

автосмещения:

последовательная

и

 

 

 

 

параллельная.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

рис.

1.22, а

показана

после­

 

 

 

 

довательная

ячейка. Она

называет­

 

 

 

 

ся так потому, что резистор

 

Rg

 

 

 

 

включен

последовательно

с

участ­

 

 

 

 

ком

лампы

сетка — катод.

Кон­

 

 

 

 

денсатор

 

С8

 

выбирается

таким,

 

 

 

 

чтобы

его

сопротивление

для

пер­

 

 

 

 

вой

гармоники

сеточного

тока

бы­

 

 

 

 

ло в десятки раз меньше Rg.

Тогда

 

 

 

 

через

резистор

Rg

проходит

толь­

 

 

 

 

ко

постоянная

 

составляющая

 

се­

 

 

 

 

точного

тока

Igo.

 

Она

создает

 

на

 

 

 

 

резисторе

следовательно,

и

 

на

 

 

 

 

конденсаторе)

постоянное

напря­

 

 

 

 

жение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Все

гармоники

сеточного

тока

 

 

 

 

проходят

|через

конденсатор

Cg,

 

не

 

 

 

 

создавая на нем заметного пере­

 

 

 

 

менного

напряжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

рис.

1.22,6 показана

про­

 

 

 

 

стейшая

параллельная

 

ячейка

 

се­

 

 

 

 

точного

смещения. Она

называется

 

 

 

 

так потому, что резистор Rg

вклю-

Рис. 1.22. Схемы автоматического

чен

параллельно

с участком

лампы

смещения

в цепи

сетки

 

сетка — катод. В

этой

схеме

напря­

 

 

 

 

жение

Ее

также

создается за

счет

постоянной составляющей сеточного тока Igo,

но

на

резисторе

Rg

есть также

и напряжение

возбуждения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Простейший вариант параллельной ячейки смещения приме­ няется только при значительной величине сопротивления Rg (де­ сятки ком и больше). Обычно это бывает в усилителях и генера­

торах небольшой

мощности. Если же требуемое сопротивление

Rg

получается малым

(например

сотши

ом или

единицы

килоом),

то

последовательно

с

ним включают

высокочастотный

дроссель

L s

(рис. 1.22, в).

Тем

самым ослабляется шунтирующее

влияние

со­

противления

Rg

на контур

возбудителя.

В такой

схеме рези­

стор Rg иногда

блокируется

конденсатором.

Благодаря блокиро-

32


Рис. 1.23. Схема усили­ теля мощности с ячей­ кой катодного автома­ тического смещения

вочному конденсатору напряжение смещения становится более по­ стоянным.

На

 

практике в большинстве случаев предпочитают

использо­

вать

последовательную ячейку автоматического смещения, но в

ряде

схем ее применить невозможно. Тогда приходится

при­

менять

параллельную

ячейку. Такая

необходимость встречается

часто.

 

 

 

 

 

 

В

любом варианте схемы сеточного автосмещения

напряже­

ние Е8

представляет

собой выпрямленное напряжение

возбуди­

теля.

Обычно Eg= (0,6—0,8) • UmliX.

Поэтому в усилителях

или

генераторах с сеточным автосмещением чаще всего получается не-

донапряженный

режим.

 

Сеточное автоматическое смещение обладает ценным

свойст­

вом. Оно хорошо стабилизирует напряженность режима

лампы.

Если, например,

происходит увеличение амплитуды напряжения

возбуждения, то возрастает и напряжение смещения. По этой при­ чине амплитуда импульсов анодного тока увеличивается совсем незначительно. При уменьшении амплитуды входного напряжения смещение уменьшается и амплитуда импульсов анодного тока уменьшается мало.

У сеточного автосмещения имеется спе­ цифический недостаток. Если произойдет исчезновение входного (возбуждающего) + Еа напряжения, то исчезнет и напряжение сме­ щения. Но при нулевом напряжении на •сетке анодный ток может оказаться очень большим. В результате этого лампа может быть испорчена. О такой опасности сле­ дует всегда помнить. При расстройке анод­ ного контура происходит увеличение им­ пульсов анодного тока и это обстоятель­ ство также может оказаться неблагоприят­ ным для лампы.

Ка т о д н о е а в т о м а т и ч е с к о е

см е щ е н и е

Если усилитель должен работать в бу­ ферном режиме (без сеточного тока), то напряжение смещения можно полупить за счет энергии источника анодного питания.

Для этого ячейка автоматического смещения включается в цепь

катода лампы. Она состоит из резистора и конденсатора,

соеди­

ненных параллельно

(рис. 1.23).

 

Через

резистор Rt

проходит постоянная составляющая

анод­

ного тока

/а о, а через

конденсатор С\ все его гармоники. Конден­

сатор Cj выбирается таким, чтобы его сопротивление для первой гармоники анодного тока было в десятки раз меньше сопротив­ ления R\.

2—869

33


Очевидно, что величина напряжения

смещения

Ее = /*-Ъ.

(1.39)

Достоинства катодного смещения следующие. Оно стабилизи­ рует величину постоянной составляющей анодного тока, т. е. под­ держивает неизменность режима работы лампы. В отличие от се­ точного смещения отсутствует опасность для лампы при исчезно­ вении входного напряжения. При расстройке анодного контура не

происходит значительного

увеличения

импульсов

анодного

тока.

Основные

недостатки

катодного смещения таковы:

 

— напряжение источника анодного

питания

£ а должно

быть

большим, чем в схемах с автономным

или сеточным смещением,

на величину

Eg;

 

 

 

 

катодное смещение затруднительно применять при исполь­ зовании лампы с прямонакальным катодом;

катодное сопротивление уменьшает КПД усилителя.

По этим причинам катодное смещение применяют только в тех случаях, когда требуемое напряжение Eg не превышает десятков вольт. В основном оно используется в буферных усилителях не­ большой мощности, а также в усилителях и автогенераторах на лампах цилиндрической конструкции. В последнем случае приме­ нение сеточного автосмещения затруднительно по конструктивным соображениям.

К о м б и н и р о в а н н о е с м е щ е н и е

В усилителях значительной мощности чаще всего применяют критический режим работы лампы или близкий к нему. Для этого амплитуда возбуждения должна быть заметно больше напряжения смещения. К тому же желательно обеспечить высокую стабиль­ ность режима и исключить опасность перегрева лампы при исчез­ новении возбуждения или при расстройке аиодного контура. По­ этому в мощных усилителях отдают предпочтение комбинирован­ ным способам смещения.

Наиболее часто применяют комбинацию параллельного авто­ номного смещения с сеточным автоматическим смещением. При этом ячейка смещения обычно бывает параллельной. Значительно реже используют комбинацию сеточного и катодного автоматиче­ ского смещения.

8. Усилители мощности с параллельным анодным

питанием

Схемы усилителей с последовательным анодным питанием, изо­ браженные выше, имеют три недостатка:

— элементы контура находятся под постоянным напряжением относительно земли (или корпуса); напряжение Ея опасно для человека, 'настраивающего контур;

34


Рис. 1.24. Схема усилителя с параллель­ ным анодным питанием

 

— затруднено

 

конструктивное

выполнение

 

многокаскадно­

го

передатчика

с

общей

ручкой

настройки

для всех

кон­

туров;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— при

изменении

емкости

конденсатора рука

 

оператора

мо­

жет заметно

влиять

на частоту

настройки контура.

 

 

 

Указанных

недостатков

не г в схеме усилителя

с

параллельным

анодным питанием

(рис. 1.24). Эта схема дополнена

элементами L p

и

Ср . Они разделяют цепи постоянного и переменного токов анода

и

поэтому

называются

разделительными. Разделительный конден­

сатор С р имеет незначительное сопротивление для всех гармоник анодного тока, но его сопротивление постоянному току бесконечно •велико. Разделительный высо­

кочастотный дроссель L p не

.оказывает сопротивления по­ стоянному току, но имеет зна­ чительное сопротивление для токов высокой частоты. В даль­ нейшем будем считать индук­ тивное сопротивление дросселя для всех гармоник анодного тока много больше резонанс- «ого сопротивления контура. Это условие выполняется, если

L P >10L„ .

Из схемы видно, что ротор контурного конденсатора за-

еемлен. На статоре его также нет постоянного напряжения. Оче­

видно,

что разделительный

конденсатор С р заряжен до напряже­

ния Еа.

Поэтому он должен

быть высоковольтным и высокочастот-

.ным. Обычно разделительный конденсатор бывает керамическим

или слюдяным. Емкость

его определяется

рабочим

диапазоном

волн. Она долж«а быть

такой, чтобы сопротивление конденсатора

было значительно меньше резонансного сопротивления

контура.

Объясним прохождение токов в схеме.

Постоянный

анодный

ток проходит от + £ а через разделительный

дроссель

L p

и лампу

к —Еа . Первая гармоника анодного тока в положительный полу­ период (обозначена + / а „ ) выходит из катода лампы, проходит через контур, разделительный конденсатор и входит в лампу через вывод анода. Она протекает под воздействием переменной ЭДС условного эквивалентного генератора, находящегося внутри лам­ пы. В отрицательный полупериод первая гармоника анодного тока (обозначена —£,_) выходит из анода, проходит через раздели­ тельный конденсатор, контур и втекает в лампу через вывод ка­ тода.

Напомним, что положительный полупериод первой гармоники анодного тока соответствует по времени положительному полупе­ риоду входного напряжения. Аналогично соответствие отрицатель­ ных полупериодов.

2*

-35


Из сказанного следует, что постоянный анодный ток проходит под воздействием постоянной ЭДС реального источника питания. Переменный анодный ток (первая гармоника) проходит под воз­ действием переменной ЭДС условного эквивалентного генератора. Эта ЭДС в р. раз больше возбуждающего напряжения и заклю­ чена внутри лампы между анодом и катодом. Понимание этого обстоятельства крайне важно.

Практический выбор варианта анодного питания (последова­ тельного или параллельного) зависит от ряда соображений, кото­ рые учитываются в процессе проектирования каскадов передат­ чика.

Физические процессы в усилителе с параллельным анодным -пи­ танием такие же, как и при последовательном питании. Поэтому •все приведенные выше формулы и графики полностью справедливы

идля схемы, изображенной на рис. 1.24.

9.Усилитель мощности на пентоде

Усхемы пентодного усилителя мощности нет принципиального отличия от аналогичной схемы на триоде. Есть, однако, схемная особенность. Она заключается в наличии двух дополнительных це­ пей: экранирующей сетки и защитной сетки. Напряжение на экра­

нирующей сетке Ug2 всегда положительное. Напряжение на защит­ ной сетке (Ug3) может быть нулевым, положительным или отрица­ тельным.

Методом расчета или экспериментом

для

каждого

усилителя

можно выбрать оптимальное напряжение

Ug20m

и С^зопт. Обычно

Ug2 опт = ( 0 , 2 — 0 , 7 ) - £ а . Высокочастотный

потенциал

обеих сеток

обязательно должен быть нулевым. Только в этом случае они нор­ мально выполняют свои функции. Это условие обеспечивается бло­ кировочными конденсаторами.

Напряжение на экранирующую сетку может подаваться двумя способами: от отдельного источника или от источника анодного питания, Первый способ обычно применяют в усилителях большой мощности, а такжг в тех каскадах, в которых осуществляется амплитудная модуляция. Второй способ применяется в усили­ телях малой и средней мощности. Он выполняется в двух ва­ риантах: с делителем налряжения и с поглотительным резистором (рис. 1.25).

Для расчета цепи питания экранирующей сетки надо знать ее постоянный ток. Его легко рассчитать, так как форма тока экра­ нирующей сэтки всегда одинакова с формой анодного тока. Разли­ чаются эти токи только по величине. Ориентировочно можно счи­ тать, что ток экранирующей сетки примерно в четыре раза меньше анодного тока. Следовательно, в режиме второго рода

1/т 2 макс ^

4 '

макс*

36