Текст книги "Радио?.. Это очень просто!"

Автор книги: Евгений Айсберг

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 19 страниц)

Беседа шестая

Предыдущие беседы позволили Незнайкину (и Вам, дорогой читатель) получить необходимые знания из общей электротехники. А теперь, увлекаемый Любознайкиным, Незнайкин принимается за изучение радио. Опираясь на уже полученные знания, они рассматривают в этой беседе вопросы избирательности и настройки колебательных контуров.

НЕЗНАЙКИН И МАТЕМАТИКА

Любознайкин. – Последний раз при расставании ты меня спросил, от каких факторов зависит резонансная частота колебательного контура.

Незнайкин. – Да, но с тех пор я размышлял об этом вопросе и думаю, что нашел истину. Во-первых, колебательный контур состоит только из одного конденсатора и одной катушки. Значит, строго говоря, его собственная частота может зависеть только от емкости этого конденсатора и индуктивности этой катушки.

Л. – Не нужно быть Шерлоком Холмсом, чтобы прийти к этому заключению.

Н. – Конечно. Но я пошел дальше… Что касается емкости, то чем она больше, тем длительнее будут каждый заряд и каждый разряд. Точно так же, чем больше индуктивность, тем сильнее она противодействует любому изменению тока и, следовательно, замедляет колебания. Короче, период собственных колебаний контура увеличивается с увеличением емкости и индуктивности.

Л. – И, следовательно, частота в то же время уменьшается. Поздравляю тебя, Незнайкин, твои рассуждения правильны. Только следует добавить, что частота (и период) не меняется так же быстро, как емкость или индуктивность. Если бы ты хотя немного любил математику, я бы тебе сказал, что период собственных колебаний контура пропорционален корню квадратному из произведения емкости на индуктивность^{6}.

Н. – О! Ты знаешь, математика меня тоже не любит, и это чувство я разделяю. Я признаюсь, даже с риском показаться неблагодарным, что я пока не вижу большой пользы для радио от всего того, что связано с колебательными контурами.

КОЛЬЦА ДЫМА

Л. – Я тебе уже объяснял во время нашей второй беседы, что когда в вертикальном проводе, называемом антенной, циркулирует ток высокой частоты…

Н. – …электромагнитные волны отделяются от него и распространяются, как кольца дыма, которые расширяются с сумасшедшей скоростью, равной 300 000 км/сек.

Л. – Отлично, память у тебя еще не ослабела… Теперь, как ты думаешь, что произойдет, если на своем пути эти кольца встретят другой вертикальный проводник?

Н. – Я думаю, что в этом случае можно, применив принцип обратимости явлений, утверждать, что электромагнитные кольца наведут во встречном проводнике токи высокой частоты.

Л. – Правильно! И чтобы назвать вещи своими именами, мы скажем, что электромагнитные волны возбуждают в приемной антенне ток, аналогичный тому, который циркулирует в передающей антенне. Он будет, конечно, значительно более слабым, так как, удаляясь от передатчика, волны ослабляются.

Н. – Как кольца дыма, которые распространяются и постепенно растворяются в воздухе.

НЕЗНАЙКИН БОИТСЯ УМЕРЕТЬ ОТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УДАРА

Л. – Теперь подумай об одной серьезной веши. Во всем мире каждую минуту действуют десятки различных радиопередатчиков.

Н. – Но ты не будешь утверждать, что все они возбуждают токи в любом вертикальном проводе?!

Л. – Именно так! Будь уверен, что и через тебя, хотя ты являешься далеко не совершенным проводником, проходят в этот момент десятки токов высокой частоты.

Н. – Как это страшно! Лучше бы ты мне об этом не говорил! Но почему же я ничего не чувствую?

Л. – Да просто потому, что эти токи очень слабы. Кроме того, в противоположность постоянному току и переменным токам низкой частоты, которые распространяются внутри проводника, токи высокой частоты распространяются только по поверхности проводника. Это называется поверхностным эффектом.

Н. – Это меня немного успокаивает…, но другое меня беспокоит. Так как приемная антенна принимает токи от всех действующих радиостанций, мы должны были бы слышать ужасную смесь классической и легкой музыки, конференций, последних новостей, кулинарных рецептов и т. п. Я не представляю себе, что можно было бы понять при одновременном приеме Берлина, Москвы и Ватикана…

ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ

Л. – Ты же хорошо знаешь, что это не так. Радиоприемники являются избирательными (селективными) приборами, т. е. обладают способностью выбирать среди множества волн именно ту, которая создается в антенне нужного нам передатчика.

Н. – Каким образом?

Л. – С помощью одного или нескольких колебательных контуров. Например, на рис. 23 антенна связана при помощи катушки с колебательным контуром. Это как раз тот случай, который мы рассматривали в конце нашей последней беседы. Из всех токов, которые циркулируют в антенне, только тот, который будет иметь частоту, равную резонансной частоте колебательного контура LC, наведет на зажимах АБ некоторое переменное напряжение.

Рис. 23. Индуктивная связь колебательного контура с антенной.

Н. – Значит, различные передающие станции, если я хорошо понял, должны отличаться друг от друга различными частотами вырабатываемых ими токов.

Л. – Именно так. Частота для передатчика то же, что и номер для телефонного аппарата, который мы набираем при помощи диска номеронабирателя.

Н. – Но ведь колебательный контур может иметь только одну частоту, как же мы можем при желании слышать различные передачи?

Л. – Настраиваясь на различные частоты. Чтобы изменить резонансную частоту, достаточно изменить величину индуктивности или емкости контура. Разве ты не видишь, что на рис. 23 конденсатор С перечеркнут стрелкой? На схемах стрелка показывает обычно, что данная величина является переменной. В этом случае для настройки мы используем конденсатор переменной емкости.

Н. – Следовательно, в антенне имеется много токов различной частоты, но, изменяя емкость конденсатора, мы настраиваем колебательный контур на нужную нам частоту и тем самым как бы «ловим» нужную станцию. Между точками А и Б появляется переменное напряжение, но… что с ним происходит дальше?

Л. – Это напряжение обычно очень слабое. Его надо усилить, прежде чем использовать для дальнейших преобразований. Именно для усиления и используют радиолампы, тайны которых мы исследуем в следующий раз.

Беседа седьмая

Чтобы понять радио, важно прежде всего узнать устройство многоэлектродной лампы, которая в радиотехнических устройствах является «мастером на все руки». Верный своему обещанию, Любознайкин приступает к изложению самого основного – рассказывает о свойствах наиболее простых ламп: диода и триода. Так Незнайкин узнает о значении катода, анода и сетки.

НЕЗНАЙКИН ЗНАКОМИТСЯ С ЛАМПАМИ

Незнайкин. – Так как прошлый раз ты обещал мне рассказать о радиолампах, я уже немного изучил материалы по этому вопросу. Из словаря я узнал, что эти лампы называют электронными лампами.

Любознайкин. – Отлично, Незнайкин! Теперь ты достаточно осведомлен!.. Чтобы дополнить сведения, полученные из словаря, мне остается добавить, что электроны играют важную роль в радиолампах.

Н. – Не издевайся надо мной, Любознайкин. Что делают электроны в лампах?

Л. – Электроны испускаются (эмитируются) катодом и, пройдя в вакууме через одну или несколько сеток, притягиваются анодом.

Н. – Час от часу не легче! Катод, анод, сетка… это все равно, что объяснить мне на санскритском языке интегральное исчисление.

Л. – Начнем с азов. Ты знаешь, что такое теплота?

Н. – Мой учебник физики скромно намекает, что теплота – это не что иное, как быстрое и беспорядочное движение молекул, т. е. элементарных частиц тела.

Л. – А что происходит с электронами в молекулах нагретого тела?

Н. – Я думаю, что эти электроны могут уподобиться пассажирам, сидящим в автомобиле, который катится с огромной скоростью, делая сумасшедшие зигзаги. Электроны-путешественники испытывают тряску и ужасно от этого страдают.

Л. – Наука не располагает сведениями о моральном состоянии электронов…, но ты прав, говоря, что они испытывают сильную тряску. Представь, что температура тела очень высока…

Н. – В этом случае движения молекул-автомобилей становятся настолько стремительными и беспорядочными, что немало пассажиров-электронов будет выброшено за борт.

Л. – Это называется электронной эмиссией тела. Если раскалить металлическую проволоку, то из нее хлынет поток электронов. Имеются окиси металлов, у которых электронная эмиссия начинается даже при относительно низкой температуре нагрева.

Н. – Это происходит, видимо, потому, что в этих окисях электроны-пассажиры не держатся крепко за борта своих автомобилей. Но скажи, каким способом ты предполагаешь нагревать металл, чтобы получить электронную эмиссию?

Л. – Для этого могут быть использованы все средства нагрева газ, керосин, уголь, электричество.

Н. – Постой, постой! Я не знал, что радиолампы нагревают на керосинке.

Л. – В действительности катод (так называют в лампе электрод, служащий источником электронной эмиссии) всегда нагревают электрическим током. Но этот ток накала играет вспомогательную, второстепенную роль и может быть заменен другим источником тепла.

В современных лампах нить накала похожа на нить в осветительной лампе и накаливается проходящим по ней током (постоянным или переменным – это безразлично). Нить накала скрыта в фарфоровом цилиндре, через который тепло передается никелевой трубке, плотно прилегающей к фарфоровому цилиндру. Поверхность никелевой трубки покрыта слоем, состоящим из различных окисей, который собственно вместе с никелевой трубкой и является катодом, эмитирующим электроны (рис. 24).

Рис. 24. Составные части подогревного катода.

_{1 – нить накала, 2 – фарфоровый цилиндр, 3 —никелевая трубка, покрытая активным слоем.}

Н. – Словом, что электрическая плитка, на которой стоит чайник, из которого вырывается электронный пар.

Л. – Сравнение мне нравится. Теперь заметь, что электроны, вылетающие из катода, не могут уйти очень далеко, если тотчас же встретят на своем пути молекулы воздуха. Чтобы дать им возможность свободно перемещаться, катод помещают в стеклянную колбу, из которой удален воздух.

Н. – Но куда по-твоему должны идти электроны?

А ВОТ И ДИОД…

Л. – Сейчас мы устроим в лампе ловушку для электронов. Это цилиндр, расположенный на некотором расстоянии вокруг катода (рис. 25). Зарядим его положительно относительно катода с помощью батареи.

Рис. 25. Диод.

_{н – нить накала; к – катод, а – анод.}

Н. – Мне кажется, я знаю, что при этом произойдет. Электроны, будучи отрицательными частицами электричества, начнут притягиваться цилиндром, заряженным положительно, и в лампе установится поток электронов, идущий от катода к этому цилиндру.

Л. – Цилиндр, о котором идет речь, называется анодом, а поток электронов, идущий от катода к аноду, – анодным током.

Анодный ток проходит также через батарею и возвращается на катод. Определить присутствие анодного тока можно при помощи миллиамперметра, включенного в анодную цепь (рис. 26).

Рис. 26. Миллиамперметр mА позволяет измерять ток, идущий от катода к к аноду а.

Н. – Подумать только, электроны перемещаются в пустоте!.. Но скажи, если по рассеянности я включу батарею наоборот, т.е. так, что катод будет положительным, а анод – отрицательным, пойдут ли электроны тогда от анода к катоду?

Л. – Нет, конечно. Холодный анод не испускает электронов.

Н. – Значит, наша лампа является для электронов улицей с односторонним движением.

Л. – Да. В радиотехнике рассмотренная нами лампа называется двухэлектродной электронной лампой или диодом.

Н. – Я думаю, что ток в диоде очень слабый.

Л. – И ты не ошибаешься. По крайней мере в диодах, используемых в радиоприемниках. Ток в них редко бывает больше нескольких десятков миллиампер.

Н. – А от чего зависит этот ток?

Л. – Прежде всего от напряжения, приложенного между анодом и катодом: чем больше это напряжение, тем больше ток.

Н. – Это мне кажется нормальным – чем сильнее анод зовет к себе электроны, тем больше их приходит на его зов.

Л. – Однако это правило справедливо только до некоторого предела, выше которого, несмотря на увеличение напряжения на аноде, ток больше не возрастает.

Н. – Почему же?

Л. – Потому что при определенном напряжении все электроны, испускаемые катодом, достигнут анода, и тогда говорят, что ток достигает насыщения, иными словами, устанавливается максимальный ток, который может создать катод (рис. 27).

Рис. 27. Кривая, показывающая изменение анодного тока в зависимости от анодного напряжения. В точке s наступает насыщение.

НЕЗНАЙКИН ОТКРЫВАЕТ АМЕРИКУ

Н. – Очевидно, самый лучший катод в мире не может дать больше того, чем он располагает… Однако относительно устройства катодов мне пришла грандиозная идея. Мне кажется, что за нее мне могли бы выдать патент.

Л. – Каково же это сенсационное открытие?

Н. – Я думаю, что можно значительно упростить конструкцию катода, объединив в один элемент нить накала и эмитирующую поверхность. Для этого достаточно пропустить ток накала через нить, сделанную из металла, обладающего хорошими эмитирующими свойствами. При этих условиях такая нить, нагреваясь, эмитировала бы сама электроны и представляла собой очень простой катод.

Л. – Поздравляю тебя, Незнайкин. Ты только что изобрел катод прямого накала, действительно более простой, чем катод с косвенным накалом, устройство которого я тебе объяснил. Однако твое изобретение несколько опоздало, так как лампы с прямым накалом были известны задолго до ламп с косвенным накалом. Впрочем, катод с прямым накалом до настоящего времени используют в радиоприемниках, питаемых от батарей, а также в некоторых лампах сетевых радиоприемников.

Н. – Решительно, я родился слишком поздно и мне ничего не осталось изобрести.

В ЛАБИРИНТЕ СЕТОК

Л. – Наоборот. Ты можешь изобрести другие лампы, более сложные, чем диод. Но и тут уже многое было сделано увеличивая число сеток, их форму и расположение, техники создали очень интересные лампы.

Н. – А для чего служат эти знаменитые сетки?

Л. – Сетки – настоящие проволочные решетки с ячейками той или иной величины или цилиндрические спирали – помещаются на пути следования электронов между катодом и анодом. С точки зрения геометрии сетки совсем не создают препятствия движению электронов. Однако, находясь значительно ближе к катоду, сетки оказывают на поток электронов значительно большее влияние, чем анод.

Н. – Это мне не совсем ясно. О каком это влиянии ты говоришь?

Л. – О влиянии напряжения на сетке на анодный ток.

Рассмотрим наиболее простую после диода лампу с одной сеткой, т. е. лампу с тремя электродами – катодом, сеткой и анодом. Она называется триодом и является родоначальницей всех современных многосеточных ламп – восьмиэлектродных (октодов) и даже двенадцатиэлектродных (додекаодов).

Н. – Я предпочитаю, однако, чтобы ты рассказал сначала о триоде. Электроны, может быть, достаточно умны, чтобы найти дорогу среди восьми или двенадцати электродов, но я нахожу, что это чертовски сложно.

Л. – Позднее ты увидишь, что в сущности это очень просто. Чтобы наглядно показать тебе влияние сетки на анодный ток в триоде, я помещу между катодом и сеткой маленькую батарею Б_с, соединенную с катодом средним отводом (рис. 28). Благодаря этому я могу приложить к сетке напряжение или отрицательное (соединяя сетку с левой частью батареи), или положительное (соединяя ее с правой частью батареи). Таким образом, можно изменять напряжение сетки по отношению к катоду от —2 до +2 в. Точно так же анодное напряжение может изменяться путем переключения отводов на анодной батарее Б_а, отрицательный вывод которой соединен с катодом.

Рис. 28. Схема, позволяющая сравнить влияние напряжений сетки и анода на анодный ток. Изменение напряжения батарей сетки и анода (Б_с и Б_а) производится путем увеличения числа работающих элементов.

Н. – Я вижу, что для анода ты взял батарею 120 в, тогда как для сетки только 4 в. Почему?

Л. – Да потому что, как ты это сейчас увидишь, небольшие изменения напряжения на сетке производят на анодный ток то же действие, что и значительные изменения напряжения на аноде. Смотри сам. Включаем на анод +80 в и на сетку —2 в. Какой ток показывает миллиамперметр mА?

Н. – Один миллиампер.

Л. – Хорошо. Теперь я устанавливаю напряжение на сетке —1 в, т. е. увеличиваю напряжение на 1 в. Анодный ток возрос до 4 ма. Значит, он увеличился на 3 ма при изменении напряжения на сетке на 1 в.

Н. – Я думаю, что он увеличился потому, что сетка, став менее отрицательной, отталкивает менее энергично электроны, которые вырываются с катода.

КРУТИЗНА И КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ

Л. – Конечно. Попутно добавлю, что величина изменения анодного тока при увеличении напряжения на сетке на 1 в называется крутизной лампы и измеряется в миллиамперах на вольт (ма/в). Крутизна нашего триода 3 ма/в, потому что, увеличивая на 1 в напряжение на сетке, мы наблюдаем увеличение анодного тока на 3 ма.

Н. – Но из того, что ты говорил раньше, мы можем также увеличить анодный ток, увеличивая напряжение, приложенное к аноду.

Л. – Сейчас расскажу. Подадим снова на сетку напряжение —2 в и попытаемся увеличить анодный ток на ту же величину 3 ма, но уже путем изменения напряжения на аноде. Ты видишь, что для этого я вынужден перейти с +80 в на +104 в, т. е. увеличить напряжение на аноде на 24 в. Только при этом условии можно получить тот же эффект, который был произведен изменением напряжения на сетке на 1 в.

Н. – Вот теперь я понял то, что ты рассказывал о влиянии сетки. Действительно, сетка оказывает на анодный ток влияние, значительно большее, чем анод. Словом, когда сетка нежно шепчет свой призыв к электронам, а анод зовет их во всю силу легких, эффект получается один и тот же.

Л. – Это так, Незнайкин. Запомни также, что число, которое показывает, во сколько раз изменение анодного напряжения больше изменения напряжения на сетке, которое производит то же действие на анодный ток, называется коэффициентом усиления лампы. Каков же, например, коэффициент усиления нашего триода?

Н. – Сейчас увидим. Мы должны были изменить напряжение на аноде на 24 в, чтобы изменить анодный ток на 3 ма. С другой стороны, то же изменение было достигнуто при изменении напряжения на сетке только на 1 в. Следовательно, изменение анодного напряжения в 24 раза больше, чем напряжение на сетке, и коэффициент усиления равен 24.

Л. – Отлично. Я вижу, что ты понял. Я хотел бы, чтобы ты особенно запомнил, что небольшие изменения напряжения на сетке вызывают большие изменения анодного тока.

Н. – Я начинаю подозревать, что именно поэтому лампы и могут усиливать.

Л. – И ты не ошибаешься!

Беседа восьмая

Что такое вход и выход лампы! Что называют характеристикой!.. Как ее определяют и какова ее форма! Что такое рабочая точка и смещение! Вот те вопросы, которые Любознайкин ставит перед Незнайкиным, рассматривая условия, когда лампа работает как усилитель без искажения формы напряжения, приложенного между сеткой и катодом.

НЕЗНАЙКИН ОЧЕНЬ ПЛОХО СЕБЯ ВЕДЕТ

Любознайкин. – Твоя мать, Незнайкин, только что горько жаловалась на твое поведение. Правда ли, что ты загромоздил стол в столовой батареями, лампами и катушками, протянул проволоку к радиатору отопления и твоя сестра еще не оправилась от падения, запутавшись ногой в проводах?

Незнайкин. – Все это так, но, уверяю тебя, меня это не волнует. Меня удручает, почему не работает мой приемник.

Л. – Ты построил радиоприемник?! Но кто же дал тебе его схему?!

Н. – Мне показалось, что я уже достаточно знаю радиотехнику для того, чтобы самому составить схему приемника. Вот она, смотри (рис. 29): между антенной и заземлением включен настроенный контур LC, на зажимах А а Б которого возникает, как ты объяснял, переменное напряжение высокой частоты, образовавшееся под действием энергии, полученной из антенны. Его я и подаю в цепь между катодом и сеткой лампы. Ведь мы же как раз в предыдущей беседе установили, что слабые изменения напряжения, приложенные к сетке, производят сильные изменения анодного тока. И, следовательно, если в анодную цепь включить телефонные наушники Т, то мы должны услышать радиопередачу – речь или музыку.

Рис. 29. Схема радиоприемника, предложенная Незнайкиным. Лампа работает как усилитель, но в телефонных наушниках Т ничего не слышно.

Л. – Ты ее слышал?

Н. – Увы, нет! Ни одного звука: вероятно, лампа испорчена,

Л. – Самое удивительное то, что ты рассуждаешь совершенно правильно…, но до определенного момента. Действительно, чтобы использовать усилительные свойства лампы, необходимо приложить усиливаемое напряжение между сеткой и катодом, которые образуют «вход» лампы. «Выход» лампы образуется между анодом и катодом, так как в анодной цепи получаются усиленные колебания в виде анодного изменяющегося тока.

С этой точки зрения твоя схема отличная. Но по многим причинам телефон не воспроизведет ни одного звука. Одна из них та, что мембрана телефона не может вибрировать с частотой радиоколебаний.

В ЦАРСТВЕ КРИВЫХ

Н. – Что же теперь делать?

Л. – Отложи в сторону свою схему и займемся лампой. В прошлый раз мы рассмотрели в общих чертах зависимость, существующую между анодным током и напряжением на сетке. Чтобы ее изучить более основательно, возьмем снова прибор, который мы уже использовали в одной из наших последних бесед (рис. 30), и отметим тщательно, какова величина анодного тока I_а для каждого значения напряжения на сетке U_с.

Рис. 30. Схема, позволяющая снимать характеристики ламп.

Н. – Я вижу, что для напряжения на сетке —4 в ток равен нулю, сетка слишком отрицательна и отталкивает все электроны, подходящие к ней. При напряжении —3 в анодный ток повышается до 0,2 ма, при —2 в – до 1 ма, при —1 в – до 4 ма, при 0 в – до 7 ма, при +1 в – до 10 ма, при +2 в – до 11 ма, при +3 в и выше – до 12 ма, и эта величина больше не меняется.

Л. – В соответствии с этими величинами вычертим характеристику лампы (рис. 31). Эта кривая представляет собой в своем роде паспорт лампы. Она характеризует свойства лампы и позволяет лучше ее использовать.

На характеристике можно заметить три различных участка: первый участок слева до точки А называется нижним изгибом характеристики; второй участок между точками А и Б, в котором ток возрастает пропорционально напряжению на сетке, – это прямолинейная часть характеристики; третий участок от точки Б представляет собой верхний изгиб характеристики, оканчивающийся горизонтальным участком, который указывает на то, что наступило насыщение, т. е. все испускаемые катодом электроны достигли анода.

Рис. 31. Сеточная характеристика трехэлектродной лампы.

Н. – Будем ли мы иметь такую же кривую, если вместо 80 в приложим к аноду напряжения других величин?

Л. – Конечно, нет. Если, например, анодное напряжение будет выше, то анод будет притягивать электроны сильнее и, следовательно, для одного и того же напряжения на сетке анодный ток будет выше. Впрочем, можно начертить характеристики для каждого анодного напряжения, и таким образом мы получим целое «семейство» характеристик (рис. 32).

Рис. 32. Семейство сеточных характеристик, каждая из которых соответствует анодному напряжению U_а определенной величины.

Н. – Я заметил, что характеристики смещаются влево по мере того, как анодное напряжение увеличивается.

Л. – Да. Очень часто бывает необходимым сместить характеристику и особенно ее прямолинейную часть влево относительно точки нулевого напряжения на сетке.

ЗАПРЕТНАЯ ОБЛАСТЬ

Н. – Признаться, не вижу в этом большой необходимости.

Л. – Это ты поймешь позже. Теперь же запомни, что предпочитают поддерживать напряжение на сетке в области отрицательных значений (т. е. влево от нулевой точки) для того, чтобы избежать появления сеточного тока, который образуется, как только сетка становится положительной.

Н. – Сеточный ток?.. Что это такое?

Л. – Это легко понять. Когда сетка становится положительной по отношению к катоду, она действует как анод и притягивает к себе электроны. Появляется, таким образом, ток, идущий от катода к сетке, ток очень слабый, но который в некоторых случаях может принести много неприятностей.

Н. – Маленькие причины – большие последствия, как говорил мой дядюшка, который, поскользнувшись на кожуре банана, сломал себе ногу. Но как можно поддерживать напряжения на сетке в области отрицательных значений, как ты изящно выразился?

Л. – Прежде всего нужно, чтобы ты хорошо понял разницу, существующую между постоянным напряжением на сетке, или, как говорят, ее рабочей точкой, и мгновенными значениями переменного напряжения. Постоянное напряжение – это напряжение, которое подается на сетку в отсутствие сигналов или, иначе, напряжений переменного тока.

Н. – Но я думаю, что обычно сетка должна иметь тот же потенциал, что и катод, т.е. нулевой потенциал.

Л. – Ошибаешься! В большинстве усилительных схем сетка должна быть отрицательной относительно катода, т.е. на нее подают некоторое отрицательное напряжение, например с помощью маленькой сеточной батареи Б_с, которая не расходует тока (рис. 33).

Рис. 33. Сетке сообщено небольшое отрицательное напряжение батареей Б_с.

Н. – Вот теперь я понял. Это для того, чтобы сетка оставалась в области отрицательных напряжений.

Л. – Конечно. Но кроме этого постоянно действующего напряжения, которое называется напряжением смещения, к сетке усилительной лампы приложено напряжение переменного тока. Представь себе, например, что сверх напряжения смещения —9 в на сетку подано переменное напряжение 5 в. Каковы будут тогда крайние мгновенные напряжения на сетке?

Н. – В течение отрицательного полупериода переменного тока сетка достигнет —9 + (—5) = —14 в, а в течение положительного полупериода переменного тока —9 + (+ 5) = —4 в.

Л. – Браво! Я вижу, что ты кое-что помнишь из алгебры. Теперь представь себе, что по отношению к катоду сетка постоянно имеет напряжение —3 в. Подавая теперь то же напряжение переменного тока.

Н. —..мы будем иметь, с одной стороны, – 3 + (—5) = – 8 в, а с другой, – 3 + (+ 5) = +2 в. О! Я вижу, что в этом случае мы оказались в запрещенной области положительных напряжений на сетке, когда появились сеточный ток и связанные с этим досадные последствия. Напряжение смещения, достаточное в первом случае, теперь мало.

УСЛОВИЯ ХОРОШЕЙ РАБОТЫ

Л. – Твои выводы продиктованы здравым смыслом..!

Итак, мы установили, что отрицательное напряжение, приложенное к сетке, должно быть по крайней мере равным амплитуде напряжения переменного тока. Но, кроме этого, имеется еще одно важное условие, чтобы усиление происходило без искажений: необходимо, чтобы лампа работала в прямолинейной части характеристики.

Н. – Я не знаю, в чем здесь дело.

Л. – Чтобы избежать искажений, изменения анодного тока должны быть строго пропорциональны изменениям напряжения на сетке. Заставляя лампу работать на прямолинейной части характеристики, мы тем самым и создаем условия сохранения пропорциональности между изменениями сеточного напряжения и изменениями анодного тока.

Но представь себе, что мгновенные значения напряжения на сетке приходятся на нижнюю криволинейную часть характеристики (рис. 34). В этом случае положительный полупериод обусловит изменение анодного тока в области АБ, большее, чем в области ВГ, вызываемое отрицательным полупериодом сеточного напряжения.

Рис. 34. Лампа работает на нижнем изгибе, вследствие чего искажается форма тока.

Н. – Да, кривая анодного тока получилась не такой симметричной, как кривая сеточного напряжения.

Л. – Отлично, теперь ты уже знаешь, какие условия необходимы, чтобы лампа работала в качестве усилителя.

Н. – Да, но я еще не знаю, как сделать радиоприемник, который бы, наконец, работал. Кроме того, я не знаю, для чего служат многочисленные сетки в современных лампах, о которых ты говорил.

Л. – У нас еще много тем для наших бесед,