Файл: Учебник радиометриста флота учебник для школ и учебных отрядов ВМФ..pdf

ного питания. Вместе с управляющей сеткой она экранирует ка­ тод от поля анода, уменьшая тем самым проницаемость между анодом и катодом и, следовательно, увеличивая коэффициент усиления р.. Введение экранирующей сетки намного уменьшает проходную емкость лампы, так как она ослабляет поле между анодом и управляющей сеткой. Конструкция тетрода и схема его включения представлены на рис. 64, а и б.

иа

Рис. 64. Конструкция тетрода и схема его включения

Из рисунка видно, что у тетрода помимо трех перечисленных выше цепей имеется четвертая—цепь экранирующей сетки. На­ пряжение на эту сетку подано от источника анодного напряже­

Экранирующая сетка соединена с катодом через конденсатор большой емкости и с очень малым сопротивлением для прохож­ дения переменной составляющей тока.

Введение в лампу экранирующей сетки'Значительно изменя­

управляющей сетки, но и от катода. Поэтому влияние ыа на ве­ личину 1а уменьшается, а влияние напряжения на управляющей сетке ug на величину /а остается прежним, так как между этой сеткой и катодом никаких экранов нет. Это приводит к значи­ тельному увеличению внутреннего сопротивления Ri и коэффи­ циента усиления р, тогда как крутизна 5 находится в тех же пределах (1-1-20 мА/В).

73

и триода аналогичны. Увеличение напряжения на экранирую­ щей сетке на 50 В вызывает значительно больший сдвиг харак­ теристики влево, чем такое же увеличение анодного напряжения.

Сложнее обстоит дело с анодными характеристиками (рис. 65, б), где показаны зависимости тока анода z'aj и тока эк­

i равен току эмиссии катода iKr При увеличении иа ток ia уве: личивается, а ток / уменьшается. Когда иа достигает величины

примерно 10—20 В, скорость электронов за счет увеличения ее полем экранирующей сетки и полем анода настолько возрастает,

Рис. 65. Характеристики тетрода

что, ударяясь об анод, они выбивают вторичные электроны. В диоде и триоде вторичные электроны в случае их появления всегда возвращались на анод, так как вблизи анода не было по­ ложительно заряженных электронов, которые могли бы их при­ тянуть. В тетроде же рядом с анодом расположена экранирую­ щая сетка, потенциал которой больше потенциала анода, поэто­ му вторичные электроны устремляются к этой сетке. Ток i

растет, а ток iaj падает. Это явление уменьшения анодного тока при увеличении анодного напряжения1называется динатронным эффектом. Лампа в этом случае работает с искажениями. При дальнейшем увеличении иа, когда его величина становится близ­ кой к величине и^, выбитые вторичные электроны будут возвра­

щаться обратно на анод, ток 1а начнет возрастать, а ток igi па­

дать.

Наличие динатронного эффекта является недостатком тетро­ да; для его устранения необходимо, чтобы между анодом и эк­ ранирующей сеткой была область с низким потенциалом, тор­ мозящим вторичные электроны и возвращающим их на анод.

74

Эту область создают, либо применяя специальные экраны, либо вводя дополнительный специальный электрод с потенциалом, зна­ чительно меньшим потенциалов анода и экранирующей сетки, в пространство анод — экранирующая сетка.

Тетроды со специальными экранами (рис. 66) получили наз­ вание лучевых тетродов; в них экраны соединены с катодом. Область с низким потенциалом создается применением специ­ альной конструкции электродов (рис. 66, а). Витки управляю­ щей и экранирующей сеток плоские, анод имеет цилиндрическую форму. Две лучеобразные пластины- (экраны), соединенные с катодом, отталкивают электроны, сжимая их в пучки. Конструк­ ция сеток и их расположение обеспечивают разделение пучка иа ряд лучей. Большая плотность электронного луча между сет­ кой и анодом, увеличенная вторичными электронами, вылетев­ шими из анода, настолько понижает потенциал анод — экрани­ рующая сетка, что его не могут преодолеть медленные вторич­ ные электроны; динатронного эффекта нет.

Введение дополнительного специального электрода — третьей сетки — привело к созданию лампы с тремя сетками — пентода (рис. 67, а). Третья сетка имеет несколько названий: защитная пентодная, антидинатронная. Защитная сетка соединена с ка­ тодом; она не только устраняет динатронный эффект, но и по­ вышает параметры лампы (коэффициент усиления и внутреннее сопротивление) по сравнению с триодом. В целом параметры и характеристики пентода .такие же, как и тетрода, но динатрон­ ный эффект отсутствует и анодные характеристики имеют вид, показанный на рис. 67, б.

, Пентоды делятся на два типа—высокочастотные и низкоча­ стотные.

В конструкциях высокочастотных пентодов приняты специ­ альные меры для уменьшения проходной емкости Cag. С этой целью экранирующую сетку делают густой, применяют специ­ альную экранировку деталей, в результате чего проходная ем­ кость таких пентодов не превышает 0,03 пФ.

Некоторые типы высокочастотных пентодов имеют так на­ зываемую удлиненную сеточную характеристику (рис. 68, б). Такая характеристика имеет три явно выраженных участка: Л, на котором значение крутизны мало; Б, на котором значение кру­ тизны велико; В — переходной. Такая характеристика получает­ ся, если спираль управляющей сетки намотана с переменным шагом (рис. 68, а); тогда при небольшом отрицательном напря­ жении на управляющей сетке она пропускает электроны со всей поверхности катода и крутизна характеристики большая. При увеличении отрицательного сеточного напряжения сетка пере­ стает пропускать электроны с той части катода, где сетка гуще, и электроны пролетают лишь там, где сетка реже. Крутизна ха­ рактеристики уменьшается.

Пентоды с удлиненной характеристикой позволяют осущест-

75

влять автоматическую регулировку усиления, т, е. увеличение коэффициента усиления при приеме слабых сигналов и умень­ шение его при приеме сильных сигналов.

Низкочастотные пентоды применяются как для усиления на­ пряжения низкой частоты, так и для усиления мощности низ­ кой частоты. Рабочие поверхности электродов в них значитель­ но больше, чем в высокочастотных. Это ведет к увеличению кру­

ния их |л имеет величину от 150 до 600, а внутреннее сопротив­ ление Ri — от 20 до 100 кОм.

§ 6. Особенности электронных ламп, работающих на СВЧ

При использовании обычных ламп на СВЧ работа их значи­ тельно ухудшается. Объясняется это тем, что на работу ламп начинают влиять время пролета электронов между электродами лампы, индуктивности выводов и междуэлектродные емкости.

Временем пролета электронов считается время пролета от катода к аноду. На СВЧ это время становится соизмеримым с периодом переменного напряжения сетки лампы. Это приведет к тому, что, пока электроны летят от катода к аноду, напряже­ ние на сетке успеет измениться. Поэтому изменения напря­ жения на аноде не соответствуют изменениям напряжения на сетке, что приводит к нарушению работы лампы.

Индуктивности выводов вместе с междуэлектродными емко­ стями образуют последовательные колебательные контуры, вклю­ ченные параллельно входному и выходному контурам (рис. 69, б). Этим' они ограничивают максимальную частоту, на которой может работать лампа.

Эквивалентная схема триода для GB4 представлена на рис'. 69, а.

La

a

Рис. 69. Работа триода на СВЧ

77

В триоде три индуктивности выводов: анода La, сетки Lg п катода LK— п три междуэлектродные емкости: входная CgK, выходная Сак и проходная Qag. Поэтому обычные лампы нельзя использовать для работы на СВЧ; здесь применяются лампы специальной конструкции.

На метровых волнах используют пальчиковые и сверхмини­ атюрные лампы, в которых снижены междуэлектродные емкости и индуктивности выводов за счет уменьшения размеров элек­ тродов и длины выводов при одновременном удалении их друг от друга.

Пальчиковые лампы (рис. 70, а) являются цельностеклянны­ ми, выводные штырьки в них укреплены непосредственно на дне баллона. Сверхминиатюрные лампы (рис. 70, б) также цельно­ стеклянные, выводы у них выполнены в виде легких проволочек.

а

Рис. 70. Электронные лампы для СВЧ

В диапазонах дециметровых и сантиметровых волн применя­ ются маячковые (рис. 70, в) п металлокерамические (рис. 70, г) триоды. Они имеют плоскую конструкцию электродов с диско­ выми впаями. Анод представляет собой цилиндрический стер­ жень, нижний конец которого обращен к катоду. Катод выпол­ нен в виде цилиндра, обращенного своим основанием к аноду. Между катодом и анодом располагается сетка, имеющая вид плоской решетки. Выводы электродов выполнены в виде метал­ лических дисков и цилиндров разного диаметра.

В маячковом триоде выводы спаяны со стеклянным корпу­ сом, а в металлокерамическом триоде — с керамическим корпу­ сом. На эти выводы надевают коаксиальные линии. Маячковые лампы используют в схемах маломощных передатчиков и уси­ лителей, металлокерамические — в схемах более мощных пере­ датчиков.

В коротковолновой части сантиметрового диапазона и на бо­ лее коротких волнах применяют Электронные приборы, принцип действия которых отличается от принципа действия ламп: кли­ строны, магнетроны, лампы с бегущей волной и лампы с обрат­ ной волной.

78

§ 7. Э лектронно-лучевы е трубки

Электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) называется электронный' прибор, в котором с помощью специальных электродов осущест­ вляется получение и управление узким пучком быстро летящих электронов — электронным лучом. ЭЛТ предназначены для на­ блюдения и исследования процессов, происходящих в различных электрических цепях, получения видимого изображения путем преобразования электрических напряжений.

Трубка (рис. 71) состоит из колбы 1, обычно стеклянной со сравнительно узкой горловиной, в которой размещаются элек­ тронный прожектор 2, создающий электронный луч, и отклоняю-

щая система 3, изменяющая направление движения луча. Далее колба расширяется и переходит в дно 4, внутренняя сторона ко­ торого покрыта специальным веществом (люминофором), спо­ собным светиться при электронной бомбардировке. Сущность этого явления заключается в том, что падающие на люминофор электроны отдают энергию его атомам и возбуждают их. При возвращении атомов в исходное состояние они излучают энер­ гию светового излучения в виде квантов света или фотонов. Из­ лучение фотонов атомами происходит неодновременно: у одних возбужденное состояние длится меньше, у других — больше. По­ этому свечение люминофора затягивается п яркость свечения снижается не скачком, а постепенно, т. е. происходит послесве­

чение экрана.

Электронный прожектор (рис. 72) состоит из катода 1 кос­ венного накала в виде цилиндра, управляющего электрода 2, также цилиндрического с небольшим отверстием в донышке, и фокусирующего устройства.

Фокусирование может осуществляться с помощью электри­ ческого или магнитного поля. В первом случае оно осуществля­ ется с помощью двух фокусирующих анодов 3 и 4 (рис. 72, а),

79