Н. — А зачем нужна лампа прямого накала?
Л. — Потому что явление насыщения в ней гораздо более ярко выражено, чем в лампах косвенного накала, и, кроме того, в этой лампе легко можно регулировать величину тока насыщения, изменяя напряжение накала. Но если тебе не нравятся устаревшие лампы, ничто не мешает тебе использовать обычный пентод с косвенным накалом.
Н. — А он работает тоже в режиме насыщения?
Л. — Термин не очень подходящий, но результат такой же. Если рассматривать кривые изменения анодного тока в зависимости от напряжения на аноде (рис. 40), можно заметить, что для каждой кривой (соответствующей данному напряжению первой сетки), начиная с некоторого анодного напряжения, ток изменяется лишь в незначительной степени. В этой области характеристики пентод начнет заряжать конденсатор током постоянной величины.
Рис. 40. Кривые анодного тока пентода в зависимости от анодного напряжения (для различных значений напряжения Uс1 на управляющей сетке). Начиная с некоторой величины, возрастание анодного напряжения Uа практически не влечет за собой заметного увеличения анодного тока Iа.
Вот схема развертки (рис. 41), где пентод заменяет зарядное сопротивление R. Можно заметить, что напряжение экранирующей сетки пентода регулируется при помощи потенциометра R5, включенного последовательно с резистором R4 между полюсами высокого напряжения (конденсатор С3 является развязывающим).
Рис. 41.Развертка, линеаризированная с помощью пентода в качестве зарядного сопротивления.
Н. — Я догадываюсь, что путем изменения напряжения на экранирующей сетке ты устанавливаешь нужную рабочую точку пентода. Все насыщенные диоды и другие пентоды с током постоянного значения напоминают мне историю Прокрустова ложа… Однако досадно, что нужно применять дополнительную лампу только для линеаризации формы напряжения.
Л. — Поэтому-то и предпочитают возложить эту задачу на усилительную лампу, которая при любых условиях нужна для увеличения до требуемой величины амплитуды зубьев пилы.
Н. — А как же она выпрямит кривизну напряжения?
Л. — Попросту изменяя его форму в обратном направлении. В самом деле, имей в виду, Незнайкин, что необходимо уметь использовать не только людские добродетели и достоинства вещей, но также их пороки и недостатки. Что может быть досаднее лампы, характеристика которой недостаточно линейна и которая поэтому деформирует усиливаемые напряжения? А в рассматриваемом случае этот недостаток становится истинным благом.
Н. — Я понимаю, что происходит. Возьмем лампу, у которой характеристика анодного тока в функции напряжения сетки представляет собой кривую. Это одна из наших старых добрых знакомых: лампа с переменной крутизной, крутизна которой увеличивается, когда уменьшается смещение. Таким образом, чем сильнее поступающий сигнал, тем более он усиливается. Это как раз то, что нужно для спрямления экспоненциальной кривой, которая по мере подъема все более и более наклоняется.
Л. — Вот посмотри на небольшой рисунок (рис. 42), ясно показывающий, каким образом линеаризируются зубья пилы.
Рис. 42.Линеаризация экспоненциального зуба пилы с помощью усилительной лампы с нелинейной характеристикой.
а — характеристика лампы: б — напряжение, подлежащее усилению; в — анодный ток лампы.
Если форма характеристики лампы и зубьев симметрична, то взаимная компенсация кривизны оказывается практически вполне удовлетворительной. Изменяя смещение, можно всегда выбрать такую часть характеристики, которая имела бы кривизну, требуемую для компенсации нелинейности зубьев пилы.
Большое распространение получили также схемы линеаризации, использующие более или менее сложные цепи отрицательной обратной связи. Вообще это задача, вполне удовлетворительного решения которой пока не найдено.
Н. — Я думаю, что пришла пора возвестить мне, что в телевидении никогда не применяются ни тиратронные генераторы развертки, ни линеаризирующие усилительные лампы.
Л. — Успокойся, и те и другие там широко используются.
Беседа седьмаяГЕНЕРАТОРЫ РАЗВЕРТКИ НА ВАКУУМНЫХ ЛАМПАХ
Если предыдущая беседа затрагивала в основном генераторы развертки с газоразрядными лампами (тиратронами), то в настоящей беседе рассматриваются различные схемы развертки с вакуумными лампами. Изучение их потребует от Незнайкина (как и от читателя) довольно напряженного внимания. В самом деле, иногда придется следить за одновременным изменением многих токов и напряжений, что не всегда легко, но благодаря чему будут усвоены следующие понятия: разряд через вакуумную лампу; блокинг-генератор; фазы его работы; генераторы развертки с блокинг-генератором; мультивибратор; колебания прямоугольной формы; мультивибратор с катодной связью; формирование пилообразного напряжения.
Незнайкин. — Вопреки твердо установившейся традиции ты утверждал, заканчивая нашу последнюю беседу, что развертки на тиратронах очень удачны и широко применяются в современном телевидении.
Любознайкин. — Верно, несмотря на незначительный срок службы газоразрядных ламп по сравнению с вакуумными лампами.
Н. — Я много думал над этим и считаю, что использование тиратронов — ошибка. Вакуумные лампы прекрасно могли бы выполнить те же функции. Я составил чрезвычайно простую схему, которая сметет с лица земли все тиратроны.
Л. — Я очень хочу ее посмотреть, однако предупреждаю, что задолго до тебя были придуманы разнообразные типы генераторов развертки с вакуумными лампами.
Н. — До чего жалко, что я не родился 100 лет назад. Мне больше нечего изобретать!.. Все же вот развертка «модель Незнайкина». В ней применена вакуумная лампа — триод с высокой крутизной и ярко выраженной кривизной характеристики в момент появления анодного тока. Таким образом, если смещение на лампе выбрано так, чтобы анодный ток дошел до нуля, то положительный импульс на сетке вызовет анодный ток определенной величины (рис. 43).
Рис. 43.Форма анодного тока при импульсе положительной полярности на сетке лампы.
Л. — Я понимаю, куда ты гнешь.
Н. — Это и нетрудно. В моей схеме (рис. 44), как и в схеме с тиратроном, имеется зарядная цепь, состоящая из резистора R и конденсатора С, Разрядная цепь образуется промежутком катод — анод триода. Нормально благодаря резистору R1 (блокированному конденсатором С1) на сетке триода создается как раз такое смещение, чтобы ток был равен нулю. Но через конденсатор С2 я подаю на сетку синхронизирующие импульсы положительной полярности. При поступлении каждого импульса возникает анодный ток, давая возможность конденсатору С быстро разрядиться.
Что ты об этом думаешь? Уж, конечно, ты приведешь массу возражений…
Рис. 44.Схема развертки «модель Незнайкина», где разряд конденсатора С происходит в соответствии с принципом, показанным на рис. 43.
Л. — Вовсе нет, Незнайкин. Твоя схема может работать вполне удовлетворительно при условии, что импульсы синхронизации имеют достаточную амплитуду. Так будет в случае, когда приемник расположен по соседству с передатчиком. Если же расстояние между ними будет большое, то напряжение принимаемого сигнала не будет постоянным, разряд будет происходить с различной скоростью, и изображения получатся искаженными. Кроме того, при отсутствии передачи не будет развертки и неподвижное пятно разрушит соответствующее место на экране.
Н. — Если я правильно понял, моя идея немногого стоит?
Л. — Да нет же, Незнайкин, твоя схема вполне пригодна. Но только вместо того, чтобы вызывать разряд с помощью синхронизирующих импульсов, подаваемых непосредственно на сетку разрядной лампы, лучше использовать положительные импульсы, специально сформированные в телевизоре, с постоянной и хорошо поддающейся регулировке амплитудой, соответствующим образом синхронизированные принимаемыми импульсами.
Н. — В общем ты хочешь, чтобы победили научные принципы организации труда, и четко разделяешь функции. Зарядная цепь, состоящая из резистора и конденсатора, выполняет свою часть работы. Лампа обслуживает цепь разряда. Некоторое таинственное устройство действует положительными импульсами на сетку, чтобы вызывать разряд. И, наконец, синхронизирующие импульсы управляют точным ритмом импульсов, полученных при помощи названного таинственного устройства.
Л. — Да, дело обстоит именно так. И так как устройство, о котором идет речь (назовем его «генератором импульсов»), генерирует независимо от наличия синхроимпульсов, то даже в случае потери нескольких синхронизирующих импульсов вследствие замирания ритм развертки но будет слишком изменен. Развертка будет продолжаться даже в отсутствие передачи.
Н. — А как получить эти периодические импульсы?
Л. — Например, с помощью блокинг-генератора. Вот его схема (рис. 45).
Рис. 15.Схема блокинг-генератора.
Н. — Но, дорогой Любознайкин, что ты рисуешь? Ведь это старый знакомый! Я узнаю самый классический из генераторов с катушкой обратной связи в анодной цепи и конденсатором, шунтированным резистором, — в сеточной. Ты просто-напросто поменял местами сеточную обмотку и сеточный конденсатор, но ведь это ничего не меняет, потому что они включены последовательно. Ты мне уже подробно объяснял его работу. И теперь я знаю, что он генерирует синусоидальные колебания, а вовсе не импульсы.