Как работает ламповый резистивный усилитель и какова его схема.

 

Наиболее простые схемы такого усилителя на триодах и пентодах показаны на рис. 7.10.

 

 

 

Рис. 7.10. Триодный (а) и пентодный (б) резистивные усилители с емкостной связью

 

Напряжение питания около 200 В подводится между точками, обозначенными Еа, и массой схемы. Анодный ток протекает через лампы, а также резисторы Rк и Rа. Падение напряжения на резисторах Rк обеспечивает соответствующие отрицательные сеточные напряжения, т. е. задает рабочие точки на сеточных характеристиках. Конденсаторы Ск, включенные параллельно резисторам Rк, имеют малое сопротивление для переменных напряжений, благодаря чему сеточные напряжения остаются постоянными. Резисторы Rc – это сопротивления утечки. Они образуют цепь, по которой электроны, перехваченные управляющей сеткой лампы, могут быть отведены на катод. При отсутствии такого пути утечки накопленные на сетке электроны вызвали бы возникновение на сетке отрицательного напряжения, существенно нарушающего работу усилителя. Обычно сопротивление резистора Rc не превышает 1 МОм.

В случае усилителя на пентоде для обеспечения правильной работы лампы необходимо соединить третью сетку лампы с катодом или массой, я также вторую сетку (экранную) – с источником напряжения питания Еа. Если требуемое напряжение питания второй сетки меньше, чем напряжение Еа, то ее соединяют с источником напряжения Еа через гасящий резистор Rэ. Экранная сетка в пентоде действует аналогично аноду, поэтому при работе лампы в качестве усилителя напряжение между экранной сеткой и массой изменяется.

Чтобы воспрепятствовать этим нежелательным изменениям, между экранной сеткой и массой включают конденсатор большой емкости. Он представляет собой короткое замыкание для переменных токов, и благодаря этому потенциал экранной сетки поддерживается на постоянном уровне.

Если на вход схемы подать переменное напряжение, то оно наложится на постоянное сеточное напряжение и вызовет изменение потенциала между сеткой и катодом. В результате изменений этого потенциала изменятся анодный ток и падение напряжения на нагрузочном сопротивлении Ra. Следует добавить, что выходное напряжение имеет полярность обратную полярности выходного, что для импульсных сигналов означает инверсию (поворот) фазы на 180°. Незначительное изменение напряжения в цепи сетки может вызвать изменение анодного тока на несколько миллиампер. При большом сопротивлении резистора Ra на нем возникает падение напряжения, во много раз превышающее входное напряжение. Поэтому схема работает как усилитель напряжения.

Коэффициент усиления схемы в диапазоне средних частот выражается следующей формулой:

Кu = – S · Ra,экв

где S – крутизна сеточной характеристики лампы; Ra,экв – сопротивление нагрузки лампы.

В пентодном усилителе из‑за большого внутреннего сопротивления Ri пентода нагрузка представляет собой параллельное сопротивление резисторов Ra и RC2; в триодном усилителе необходимо еще учитывать включенное параллельное сопротивление Ri.

Конденсаторы Сс1 и Сс2 являются конденсаторами связи, которые выполняют те же задачи, что и конденсаторы связи в транзисторном усилителе. Однако емкости конденсаторов из‑за высокого сопротивления сеточной цепи значительно меньше и не превышают обычно 0,5 мкФ. Конденсаторы связи, блокирующие катодные резисторы, оказывают влияние на ход кривой усиления в диапазоне низких частот, тогда как входные и выходные емкости ламп, а также емкости соединительных проводников ограничивают полосу усилителя со стороны высоких частот.