n-р-n. А вот в транзисторе р-n-р «минус», наоборот, увеличивает коллекторный ток. И дальше — в лампе на анод подается притягивающее напряжение «плюс» так же, как и на коллектор транзистора n-р-n, а в транзисторе р-n-р притягивающее напряжение на коллекторе — «минус». Все это отображено на Р-83, Р-86 и Р-90.
Имея опыт с выбором рабочей точки транзистора (Р-86), мы легко найдем, как избавить лампу от сеточных токов: для этого достаточно вместе с сигналом подать на сетку (относительно катода) некоторое отрицательное постоянное смещение, некоторый «минус» (Р-90;8).
Т-154. Основные типы усилительных ламп: триод, пентод и лучевой тетрод. Триод был первой усилительной лампой, его возраст — около восьмидесяти — лет. И сейчас триод в некоторых областях остается незаменимым, хотя из-за двух серьезных недостатков его сильно потеснили другие лампы. Первый недостаток триода связан с тем, что электроды лампы, по сути, представляют собой обкладки конденсаторов и в лампе существуют междуэлектродные емкости, никому не нужные, а поэтому названные паразитными емкостями (Р-91;1). Самая опасная из них — емкость между анодом и управляющей сеткой Сас. Через нее усиленный сигнал попадает во входную цепь (Р-91;2), а это может привести к серьезным неприятностям (Т-200). Другой недостаток триода связан с самим принципом работы усилителя: когда напряжение на нагрузке растет, на аноде (как и на коллекторе транзистора) оно уменьшается (Р-91;4, Р-87) и анод слабее тянет к себе электроны. Результат — ухудшаются усилительные способности лампы.
Р-91
Оба недостатка триода были ликвидированы одним ударом: между анодом и управляющей сеткой поместили еще один электрод — экранную (экранирующую) сетку, и таким образом получилась четырехэлектродная лампа, тетрод (Р-91;5). Экранную сетку через конденсатор Сэ соединяют с катодом, и она отводит, замыкает накоротко переменные токи, которые могли бы попасть во входную цепь. Кроме того, на экранную сетку подают значительный «плюс» (Uэ), иногда такой же, как и на анод, а иногда поменьше. Теперь как бы ни менялось напряжение на аноде, это почти не повлияет на анодный ток — экранная сетка будет тянуть электроны к аноду всегда с одинаковой силой.
К сожалению, и тетроду не пришлось стать идеальной усилительной лампой, у него самого обнаружился серьезный недостаток. В те моменты, когда напряжение на аноде падает, «плюс» на экранной сетке начинает двигать электроны не только «туда», но и «обратно», уменьшая анодный ток. Дело в том, что электронный поток, бомбардируя анод, выбивает из него так называемые вторичные электроны. Только что выскочив на белый свет, они сразу попадают под влияние огромного притягивающего «плюса» на экранной сетке и, естественно, начинают двигаться к ней. В лампе появляется ток обратного направления — от анода к экранной сетке, что равносильно уменьшению анодного тока. Это динатронный эффект — явление крайне неприятное. Во-первых, оно создает нелинейные искажения — когда анодный ток должен расти, он уменьшается. Во-вторых, из-за динатронного эффекта перегревается сама экранная сетка, ухудшается вакуум в баллоне, а за этим следует уже целая цепочка самых разнообразных неприятностей.
С динатронным эффектом тоже научились бороться, причем двумя разными путями. Они и привели к созданию двух основных типов ламп: пентодов и лучевых тетродов. В пентоде между экранной сеткой и анодом расположена очень редкая пентодная, или, иначе, антидинатронная, сетка, которая соединена с катодом, чаще всего внутри лампы (Р-91;7). Первичные электроны, те, что летят от катода к аноду, через редкую пентодную сетку по инерции проскакивают беспрепятственно. В то же время пентодная сетка легко отталкивает обратно к аноду вторичные электроны, которые еще не успели набрать скорость. Потому, что на этой сетке «минус» относительно анода — она-то ведь соединена с катодом, а на катоде относительно анода всегда «минус», поскольку на аноде всегда «плюс» относительно катода.
Лучевой тетрод (Р-91;8) сконструирован так, что электроны идут к аноду острыми лучами. Благодаря высокой концентрации электронов эти лучи ведут себя как проводники, протянутые от катода, и, подобно пентодной сетке, они своим «минусом» отталкивают вторичные электроны обратно на анод.
Диод, триод, пентод, лучевой тетрод — основные типы электронных ламп, но ими ассортимент ламп далеко не исчерпан. Есть, например, лампа гептод, в ней две управляющие сетки, с которых анодным током управляют одновременно два сигнала (Р-91;9). Или лампа оптический индикатор настройки, в ней есть уже некоторые элементы телевизионной трубки — светящийся экран и перемещение электронного потока в пространстве (Т-91;10). Наконец, часто встречаются комбинированные лампы, то есть две-три лампы, размещенные в одном баллоне — два триода, триод и пентод, триод и гептод, два диода и триод (Р-91;11).
Т-155. В усилительный каскад входят транзистор (лампа), нагрузка, элементы питания, цепи ввода и вывода сигнала. По мере того как мы знакомились с использованием транзисторов и электронных ламп, они обрастали разными дополнениями — сначала появилась нагрузка, затем цепи постоянного смещения на базу в транзисторе и на управляющую сетку в лампе, элементы разделения постоянного и переменного напряжения на входе и выходе усилителя. Сейчас настал момент нарисовать схему всего усилительного блока, со всеми основными и вспомогательными элементами, схему так называемого усилительного каскада.
Т-156. Электронные схемы получаются такими, что многие элементы присоединяются к общему проводу. Но сначала несколько слов об одном графическом приеме: на схеме упрощенно показывают присоединение многих элементов к одному и тому же проводу, используя условное обозначение «соединение с металлическим корпусом, с шасси» (Р-92;1,2). Когда-то электронные схемы, особенно ламповые, действительно собирали на металлическом шасси и оно служило общим проводом для соединения многих элементов. И хотя теперь металлическое шасси встретишь редко, знак этот все же остался, и понимать его нужно так: «соединение с общим проводом». Такой знак очень удобен, он позволяет упростить чертеж, избавиться от многих длинных соединительных линий.
Вместо «соединить с шасси (с общим проводом)» довольно часто говорят «заземлить». Это выражение тоже пришло из прошлого, когда металлические шасси приемников и некоторых других приборов соединяли с землей, заземляли. И при этом оказывались заземленными все цепи, которые «сидели» на шасси. Слово «заземлить» в смысле «соединить с общим проводом» очень удобно, и в этом легко убедиться при разборе первых же схем усилительных каскадов, когда короткое слово «заземлено» заменяет длинную фразу.
Т-157. Типичный усилительный каскад на триоде. На Р-92;1,2 показана схема типичного усилительного каскада на трехэлектродной лампе. Катод лампы заземлен, то есть подключен к общему проводу, и, значит, любая заземленная точка схемы соединена с катодом через этот общий провод. Так, например, через землю, через общий провод, подключен к катоду «минус» анодной батареи и «плюс» батареи смещения. При этом на сетку относительно земли, то есть относительно катода, подается «минус», а на анод — «плюс». Чтобы переменная составляющая анодного тока не попадала в анодную батарею, что может привести к серьезным неприятностям (Т-200), эту составляющую сразу же после нагрузки через Сф замыкают на землю, а значит, и на катод.
Через землю подключен к катоду и второй провод источника сигнала — первый подсоединен прямо к сетке через Сс. Этот конденсатор, кстати, нужен для того, чтобы, с одной стороны, постоянное напряжение Uсм не попадало к источнику сигнала, а с другой стороны, чтобы сам этот источник не соединял сетку по постоянному току с землей.
Если бы в анодную цепь усилительного каскада был включен громкоговоритель и «мощная копия» окончательно использовалась в самом этом каскаде, превращаясь в звук, то цепочки R'нСа вообще не было бы. Она появляется, когда усиленный электрический сигнал передают дальше, чтобы использовать его где-то в другом месте. Резистор R'н как раз и отображает это самое «где-то». К нему через Са подводится переменное напряжение с анода лампы, по Ян идет часть переменной составляющей анодного тока, и именно в R'н выделяется истинная продукция усилительного каскада.
Можно считать, что для лампы нагрузкой служат оба резистора — Rн и R'н и от их соотношения зависит, какая часть «мощной копии» останется в данном каскаде, а какая будет передана дальше.
На Р-92;4,5 показано, что роль анодной нагрузки могут выполнять катушки индуктивности La и колебательный контур LaCa. Важное достоинство этих схем: на нагрузке не теряется постоянное напряжение, как на резисторе (Р-92;3), и в то же время катушка и контур могут представлять достаточно большое сопротивление для переменной составляющей анодного тока. То же достоинство имеет включение нагрузки в анодную цепь через трансформатор.
Р-92
Т-158. В самых разных схемах встречаются одинаковые схемотехнические решения. Чтобы без страха и трепета разбираться в бесконечном многообразии электронных схем, нужно прежде всего знать некоторые типичные приемы схемотехники, типичные приемы обработки электрических сигналов. Такие, например, как ослабление токов и напряжений с помощью шунтов, гасящих сопротивлений и делителей напряжения. Или разделение постоянных и переменных составляющих сложного тока с помощью фильтров. Или еще такой схемный фокус, как создание разного рода вспомогательных напряжений на резисторах, включенных в цепь постоянного тока.
При меры двух последних операций можно увидеть на Р-92;7. Здесь в катодную цепь лампы включен резистор