А. Пистолькорс
В настоящее время на нашем радиорынке имеется уже до десятка типов катодных ламп, отличающихся по своим свойствам. Это позволяет выбирать из имеющихся типов наиболее подходящие для той или другой схемы. На чем однако основывать этот выбор? Здесь могут быть два мотива: экономический (вопрос стоимости лампы, вопрос питания элементами или аккумуляторами) и вопрос технический. Большинство наших радиолюбителей сможет, пожалуй, самостоятельно разбираться в мотивах экономического характера, но какие технические требования надо пред'являть к лампе применительно к данному приемнику - этот вопрос у нас еще мало освещен.
Чтобы можно было всесторонне судить о лампе, нужно иметь следующие данные о ней:
Указанные здесь величины и кривые дают возможность радиоконструктору точно определить, в каких именно схемах и даже в каких конструктивных выполнениях той или другой схемы он может с наибольшим успехом применить данную лампу.
Мы сперва рассмотрим по порядку указанные характерные для лампы величины, причем не будем подробно останавливаться на теории работы катодной лампы, предполагая ее известной.
Выяснив значение всех указанных величин в практике радиоконструктора, мы потом разберем вопрос о том, каковы должны быть эти величины у лампы, предназначенной для того или другого приемника.
Данные накала
Вопрос накала — вопрос преимущественно экономический. Он связан с выбором источника тока для накала: аккумуляторы или элементы.
Как известно, в отношении накала все лампы делятся на два совершенно отличных класса: яркие и темные (с торированным волоском микро). Напряжение на накал они обычно требуют одно и то же (3 ½ вольта), но ток берут различный: яркие около ½ ампера, темные только 0,06 ампера (1). Яркие лампы поэтому требуют аккумуляторов и, если таковых у любителя нет и достать их он не может, — выбор предрешен: приходится обратиться только к темным лампам. К этому классу у нас относятся следующие лампы:
Трестовские — Микро, Микро DC (двухсеточная) и УТ (мощная) и Нижегородской Радиолаборатории — Малютка. Обладатели же аккумуляторов могут, помимо указанных, применять и яркие лампы, как Р5 (Трест), "У", "D" и 10-ти ватные — Нижегородской РЛ. Какие же преимущества и недостатки обоих типов в техническом отношении? Нужно признать, что на первое место здесь придется поставить яркие лампы. Их главное преимущество в том, что они в производстве получаются однороднее, т. е. лампы одного типа все очень похожи друг на друга по своим свойствам и характеристикам, чего нельзя сказать про темные лампы. А между тем очень часто указанное свойство — одинаковость характеристик — бывает нужно радиоконструктору, да и вообще, чем лучше оно выполняется, тем увереннее работа с лампой.
С указанным свойством радиоконструктору приходится считаться в том отношении, что для темных ламп лучше ставить в схеме на каждую лампу отдельный реостат накала, чтобы можно было регулировать каждую в отдельности для наилучшей работы; для ярких же ламп управление накалом может быть общее.
Другое преимущество ярких ламп то, что они допускают более грубое обращение с собой и потому проще в эксплоатации. Здесь о накале можно судить по яркости, можно допустить и некоторый перекал волоска в то время, как при работе с темными лампами мы накала не видим, а перекал может разрушить слой тория, покрывающий волосок и излучающий электроны; лампа после этого перестанет работать. Правда, есть способы восстановить способность излучения такой лампы, но они далеко не всегда приводят к цели. Поэтому обращение с темными лампами требует внимательности и осторожности.
Кстати, что касается накала ярких ламп, следует помнить, что от величины даваемого на накал тока зависит продолжительность службы лампы: перекал сокращает срок жизни волоска, наоборот, слабый накал удлиняет этот срок. Поэтому всегда следует стараться работать с наименьшим накалом, какой только возможен без уменьшения слышимости. Яркий накал необходим лишь тогда, когда применяется большое анодное напряжение - выше 100 вольт (это бывает нужно в мощных усилителях низкой частоты при работе с громкоговорителем).
О характеристиках лампы
На эту тему было уже довольно много статей в радиожурналах; поэтому мы остановимся только на некоторых особенностях и на вытекающих практических последствиях.
Обратим внимание на черт. 1, представляющий типичное "семейство характеристик". Здесь на вертикальной оси откладывается ток в цепи анода Ia, на горизонтальной — потенциал (напряжение) на сетке Eg. Три кривые соответствуют трем различным напряжениям анодной батареи Va (см. черт. 2). 30, 60 и 120 вольт. Заметим, что с увеличением анодного напряжения Va кривые сдвигаются влево — в сторону отрицательного потенциала на сетке. При этом сдвиг тем больше, чем больше разница в вольтах на аноде. Например, верхняя кривая на черт. 1 вдвое дальше от средней, чем нижняя; это потому, что разница в напряжении на аноде в первом случае 60 вольт (120—60), во втором - 30 вольт (60—30), т.е. в 2 раза меньше. Имея кривые хотя бы для двух разных Va, мы сможем примерно нанести их и для остальных напряжений, пользуясь указанным правилом. Верхние концы всех характеристик сливаются в одну прямую, указывающую наибольший ток - ток насыщения
Существует известное правило, что для усиления без искажения надо работать на середине прямого участка характеристики; т.е. это значит, что в начале, когда нет усиливаемого тока на сетке, у нас течет анодный ток, соответствующий средней точке прямого участка (на наших кривых это будет: для точки M - 2 миллиампера, для N и K - 1,9 и 1,8 мА). В самом деле, пусть при 30 вольтах на аноде начальный потенциал сетки 0, тогда начальный ток в анодной цепи будет 0,5 mA. Если теперь потенциал сетки будет меняться на 6 вольт в ту и другую сторону, то при Eg = -6 вольт Ia = 0 (ток уменьшился на 0,5 mA); при Eg = +6 вольт Ia = 1,5 (ток увеличился на 1,0 mA). Мы видим, что усиление неравномерно, следствием чего является искажение.
Как же выполняется это правило на практике? Казалось бы здесь есть два пути; во-первых, можно перед началом работы с помощью добавочной небольшой батареи дать на сетку несколько положительных вольт. Например, дав +8 вольт, мы при Va = 30 в. имели бы Ia = 1,8 mA (точка К на черт. 1).
Второй способ состоит в том, чтобы, увеличив анодное напряжение, сдвинуть всю характеристику влево настолько, насколько нам нужно, чтобы не было искажения.
Первый способ не применяют потому, что при положительной сетке у нас часть электронов осаждается на сетке и дает ток в цепи сетки, что вносит новое искажение в передачу.
Остается второй способ и здесь нетрудно сообразить, что чем слабее приходящий сигнал (чем меньше получается переменный потенциал на сетке), тем меньше вольт надо на анод. Поэтому, напр., все усилители высокой частоты, детекторные лампы и регенераторы, имеющие дело со слабыми колебаниями, работают хорошо уже при напряжении на аноде около 40 вольт.
Для усиления низкой частоты надо не только брать более высокое анодное напряжение, но, если мы стремимся к возможной чистоте приема, приходится на сетку давать добавочное отрицательное напряжение (т. наз. "смещение") — все для избежания того же тока сетки. Схема усилителя низкой частоты с батареей смещения приведена на черт. 3. Величину "смещения" нужно подбирать так, чтобы сетка все время оставалась отрицательной. Скажем, усиливаемый ток меняет потенциал сетки на 5 вольт в ту и другую сторону, значит, смещение должно быть не менее 5 вольт, что можно осуществить лишь при Va = 120 вольт. При 60 вольтах этого сделать нельзя, потому что характеристика недостаточно сдвинута влево и от 0 до начала характеристики умещается всего 8 вольт (а нам нужно 10). Следовательно, с увеличением мощности усиливаемых колебаний нам необходимо сдвигать характеристику все более влево, иначе говоря — увеличивать анодное напряжение. Вообще же смещение лучше выбирать так, чтобы начальная точка приходилась посредине отрицательной части кривой.
Между прочим, величина потенциала смещения отсчитывается всегда от отрицательного конца волоска накала.
Мы видим, что знание характеристик дает возможность правильно выбрать анодное напряжение и сеточное смещение в зависимости от условий работы лампы; но, кроме того, оно дает возможность определить коэффициент усиления μ и внутреннее сопротивление лампы Ri — две очень важные величины, рассмотрением которых мы займемся в следующем номере "Радио Всем".
1) Здесь говорится только о наших советских лампах и при том не о мощных
