Н. М. Изюмов.
Статья о двухсеточной лампе выяснила некоторые возможности, даваемые схемой «нейтрализации пространственного заряда». В ней наружная сетка является рабочей, внутренняя получает постоянное положительное напряжение, а лампа работает в усилительных схемах при малом напряжении анодной батареи.
Последнее обстоятельство и представляет главную выгоду такой схемы для любительской практики. Но в практике могут быть случаи, когда применение лампы с катодной сеткой окажется неудачным. Так, например, при многократном усилении низкой частоты для работы на репродуктор, последний каскад должен выделять значительную мощность. Если же, как это бывает в схемах «нейтрализации пространственного заряда», анодное напряжение невелико, то значительную мощность выделить в нагрузке не удастся. Потому-то схемы с добавочной «катодной» сеткой не применяются для мощного усиления. Обычно в этом случае фигурируют трехэлектродные лампы с нормальными или даже повышенными напряжениями на анодах.
Однако и здесь можно вполне удачно использовать двухсеточную лампу, совершенно изменив схему ее включения (рис. 1). В качестве рабочей сетки следует включить внутреннюю, а наружная получает постоянное положительное напряжение от анодной батареи.
В такой схеме электроны, окружающие нить, подвергаются уже непосредственному воздействию рабочей сетки. Анодное напряжение, как и во всякой лампе без катодной сетки, должно быть достаточно большим, — не менее восьмидесяти вольт.
Надо заметить, что обыкновенно в усилительных схемах с добавочной сеткой ток в ее цепи не используется. Полезную работу совершает анодный ток, и именно его характеристика нас интересует.
Анодная характеристика, взятая в отдельности, по своей форме вполне сходна с характеристикой трехэлектродной лампы, но при данном напряжении анодной батареи сдвинута благодаря помощи добавочной сетки несколько влево, что безусловно выгодно для усилительных схем.
Если же рассмотреть работу такой двухсеточной лампы в усилительной схеме, то можно обнаружить очень существенные особенности по сравнению с работой лампы трехэлектродной.
Первая особенность заключается в том, что двухсеточная лампа будет обладать значительным коэффициентом усиления. Действительно, ее коэффициент усиления выразится произведением коэффициентов усиления обеих сеток и, таким образом, по своей воличине значительно превзойдет обычные трехэлектродные лампы.
Однако, и трехэлектродную лампу можно было бы сконструировать с весьма густой сеткой, сообщив ей тем самым достаточно большой коэффициент усиления. И в действительности такие лампы применяются для генераторных схем, но использование их для усилителей не дает полностью тех преимуществ, какими обладает двухсеточная лампа.
В первую очередь — вопрос о мощности, выделяемой в оконечной нагрузке. С этой точки зрения лампа окажется тем выгоднее, чем больше ватт выделит она в нагрузке при определенной величине переменного сеточного напряжения. Удобно характеризовать достоинства лампы по величине мощности, выделяемой одним вольтом переменного напряжения на сетке.
Для трехэлектродной лампы эта величина выражается формулой:
| ______ | |||
| W1 = A · K · | √ | Ec + | Ea |
| K | |||
где А — постоянная величина, являющаяся множителем пропорциональности, К — коэффициент усиления лампы, Еc и Еa — постоянные сеточное и анодное напряжения.
Предположим теперь, что у нас имеется лампа с добавочной анодной сеткой, причем размеры ее нити и анода те же, что у трехэлектродной лампы предыдущего примера, и общий коэффициент усиления ее, выражаемый произведением К1, К2, равен коэффициенту усиления трехэлектродной лампы.
Тогда соответствующая величина мощности определится из выражения:
| ________________ | |||||
| W1 = A · K1 · K2 · | √ | Eck + | Eca | + | Ea |
| K1 | K1 · K2 | ||||
где Еск и Еса постоянные напряжения катодной и анодной сеток.
Мы видим, что в этой формуле, по сравнению с предыдущей, под знаком корня прибавилось одно слагаемое, свидетельствующее об увеличении мощности выделяемой лампой, и о повышении доброкачественности лампы в роли оконечного усилителя.
Надо заметить, что внутреннее сопротивление лампы с анодной сеткой также оказывается большим и требует для хорошего использования мощности соответствующего подбора сопротивления нагрузки.
Кроме выигрыша в полезной мощности, двухсеточная лампа в описанной схеме дает преимущество в смысле уменьшения «обратного действия» анода на рабочую сетку. Обратное действие заключается в том, что через емкость между анодом и сеткой на последнюю передаются изменения напряжения анода.
Это «обратное действие» есть вредный фактор в усилительных схемах.
При введении между анодом и рабочей сеткой еще добавочной («защитной») сетки изменения анодного напряжения передаются на рабочую сетку в ослабленном размере, так как не все силовые линии проникают сквозь «защиту». Именно отсюда такое использование двухсеточной лампы получило название «схемы анодной защиты».
В качестве примера подобной схемы приведем двухламповый усилитель низкой частоты (рис. 2). Каскады в нем будут работать устойчиво и с хорошим усилением. При выборе постоянного напряжения анодной сетки приходится считаться с двумя противоречивыми факторами: если выбрать это напряжение равным анодному (т. е. 80 вольт и выше), то при всех условиях работы слишком велик будет бесполезный ток в цепи анодной сетки; если же это напряжение взять очень малым по сравнению с анодным, то анодная характеристика чересчур сдвинется вправо и придется работать при наличии тока в цепи внутренней сетки, что еще хуже.
В практике применяются для различных типов ламп напряжения анодной сетки в пределах от одной трети до двух третей всего напряжения анодной батареи.
Наша лампа МДС может быть применена в схеме «анодной защиты», хотя это и не является ее прямым назначением. Но потребность в высоком напряжении для анода делает такое применение довольно редким в любительской практике.