Ваш радиоприемник
Шрифт:
Иначе устроен подогревный катод. Он представляет собой круглую или прямоугольную трубку, внутрь которой вставлен специальный подогреватель — тонкая, сложенная в несколько раз и тщательно изолированная проволока или спираль, которую часто называют нитью накала. Такой катод — это уже не электроплитка, а всего лишь чайник, установленный на плитке-подогревателе. Система с подогревом почти всегда имеет три вывода — два от подогревателя и один самостоятельный от катода. В то же время прямонакальный катод имеет всего два вывода — ведь он «сам себе» подогреватель. Нить накала в подогревном катоде играет вспомогательную роль, и поэтому отдельным электродом ее не считают и на упрощенных схемах не рисуют.
Когда-то катоды электронных ламп делали из тугоплавкого металла и нагревали их до температуры 2000–3000
Как вы уже, очевидно, догадались, все эти замечательные свойства достигаются за счет того самого активирования, о котором говорится в названии катода.
Активирование заключается в том, что катод снаружи покрывают тончайшим, буквально в один атом толщиной, слоем бария или окислов некоторых металлов. Активирование облегчает электронам выход из катода, но в то же время активированные катоды требуют очень бережного отношения к себе. Даже небольшое на 5—10 % перекаливание активированного катода резко снижает срок его службы — активный слой преждевременно разрушается и лампа выходит из строя, как принято говорить, «теряет эмиссию». При нормальной эксплуатации большинство ламп с активированным катодом работает несколько тысяч часов.
Следующий вопрос, на котором мы остановимся, это включение триода в реальную усилительную схему. Здесь есть одна очень важная особенность, с нее мы и начнем.
Сколько будет 2 + 2? Подождите улыбаться, нам сейчас придется рассмотреть случай, когда результат равен… трем.
Для того чтобы подвести к усилителю входное напряжение, нужно иметь два входных зажима. Два зажима нужно для того, чтобы вывести или, как говорят, снять усиленное выходное напряжение. В итоге получается четыре. А у триода есть только три электрода (подогреватель считать нечего, мы уже об этом говорили). Вот и выходит, что нам нужно получить 2 + 2 = 3! И самое интересное, что сделать это можно, причем тремя разными способами: нужно так составить схему, чтобы один из электродов — катод, анод или сетка использовался бы дважды — и во входной и в выходной цепи (рис. 38, а, б, в). Из этих трех решении мы рассмотрим одно самое распространенное — схему с общим катодом (рис. 38, а).
Рис. 38
Перед тем как рисовать схему, еще одно замечание. Радиоэлектронную аппаратуру, как правило, монтируют на металлическом шасси (хотите убедиться — загляните внутрь приемника). Шасси — хороший проводник тока, и его всегда используют как одну из соединительных цепей. В приемниках, например, шасси выполняет роль проводника, соединенного с заземлением. Поэтому когда требуется какую-нибудь деталь заземлить, ее просто соединяют с шасси. Так поступают и с катодом. В этом случае все цепи, соединяющиеся с катодом, а таких цепей несколько, достаточно подключить к шасси. Совершенно ясно, что шасси сможет служить одним из проводов накала. Если лампа имеет катод прямого накала, то с шасси соединяют «плюс» накальной батареи и одновременно «сажают» на шасси один из выводов катода каждой лампы. Это позволит вести к катоду лишь один провод от накальной батареи, от ее «минуса».
Теперь нарисуем схему, она довольно проста (рис. 39, а).
Рис. 39
Источник входного сигнала (в нашем примере микрофон) одним концом, через конденсатор С1,
«Минус» анодной батареи заземлен, то есть опять-таки подключен к катоду. «Плюс» попадает на анод через сопротивление нагрузки R2. Анодный ток замыкается по цепи: «плюс»— нагрузка анод — катод — шасси — «минус». Ну, а как снять усиленное напряжение с нагрузки? Для того чтобы упростить эту операцию, «плюс» анодной батареи заземляют через конденсатор С2. Этот конденсатор называют по-разному — иногда развязывающим или просто развязкой, иногда блокировочным, а иногда конденсатором фильтра. В дальнейшем мы будем пользоваться первым названием — оно лучше других отражает суть дела.
На постоянное напряжение и постоянную составляющую анодного тока конденсатор развязки не оказывает никакого влияния. Что же касается переменной составляющей, то теперь она с нагрузки замкнется прямо на шасси, то есть на катод. Таким образом, наш конденсатор как бы развязывает сложный узел, отводит переменную составляющую от анодной батареи, где этой составляющей, грубо говоря, нечего делать.
Благодаря включению развязки возникающее на нагрузке переменное (выходное) напряжение действует между анодом и заземленным катодом. Правда, если вы захотите отвести это напряжение или просто измерить его, то к аноду лампы нужно будет подключиться через конденсатор С3— он предохранит вас от постоянного напряжения, которое всегда имеется на аноде. Этот конденсатор обычно называют разделительным или переходным.
Еще одна деталь, которую можно увидеть на схеме, сопротивление R1, включенное между сеткой и катодом. Оно называется сопротивлением утечки или просто утечкой и нужно для того, чтобы электроны, попавшие на сетку, могли как-нибудь вернуться на катод. Если утечки не будет, то электроны, случайно попавшие на сетку, будут накапливаться там и через некоторое время их общий отрицательный заряд на сетке создаст непреодолимое препятствие для электронов, которые летят к аноду. Анодный ток прекратится, и лампа, как принято говорить, окажется запертой.
Не нужно, однако, думать, что любой отрицательный заряд, то есть любое отрицательное напряжение на сетке (относительно катода), запирает лампу. Отсутствие утечки опасно тем, что на сетке образуется слишком большой «минус». Что же касается небольшого отрицательного напряжения, то оно оказывается даже полезным, так как ограничивает начальную величину анодного тока и резко уменьшает, практически совсем ликвидирует, никому не нужный сеточный ток (рис. 35, г). Такое отрицательное напряжение — его называют отрицательным смещением — почти всегда подают на сетку одновременно с усиливаемым сигналом. В нашей схеме источником смешения является отдельная батарея Бс. Конденсатор C1 предохраняет ее от замыкания на землю через цепь микрофона.
В приемниках такая схема почти никогда не применяется. В приемниках можно встретить три схемы подачи отрицательного смещения. В первой (рис. 39, б) оно образуется на небольшом сопротивлении R2, включенном между катодом и шасси. По этому сопротивлению проходит анодный ток Iа, и на нем возникает постоянное напряжение, которое и служит смещением. Поскольку ток течет с катода к шасси, то «плюс» этого смещения приложен к катоду, а «минус» через сопротивление утечки R1 к сетке. Для того чтобы беспрепятственно пропустить на шасси переменную составляющую анодного тока, в катодную цепь включают развязывающий конденсатор С1.