Электроника?.. Нет ничего проще! - Эймишен Жан-Поль - Страница 22

Рис. 43. Неоновая лампа Л₃, поддерживаемая в ионизированном состоянии, подключена через резистор к источнику — Е и играет такую же роль, что и батарея на рис. 42.

Когда по маленькой неоновой лампе Л₃ протекает не очень большой ток, на ее выводах поддерживается постоянное напряжение. Сетку лампы Л₂ подключают к источнику достаточно высокого отрицательного напряжения через резистор R₂, обладающий довольно большим сопротивлением. Таким образом заставляют ток проходить через лампу Л₃, поддерживая газ в ней в ионизированном состоянии. Этот ток очень мал по сравнению с анодным током лампы Л₁; неоновая лампа играет роль батареи со схемы на рис. 42. Подобную систему применяют преимущественно в последних каскадах усилителей с прямой связью.

Н. — В принципе твоя неоновая лампа действует как диод Зенера; почему бы не заменить ее одним таким диодом?

Л. — Вообще-то можно, но в схемах с довольно высокими напряжениями и малыми токами предпочтение следует отдать не диодам Зенера, а неоновым лампам. Однако надо учесть, что они обладают одним недостатком: полученное на выводах лампы Л₃ напряжение не совсем постоянно, ибо содержит переменную составляющую (ее называют напряжением «дыхания» или «свиста»); из-за этой помехи данным способом не следует пользоваться в первых каскадах усилителей с характерными для них низкими напряжениями сигнала.

Н. — Что же тогда делать с первыми каскадами?

Л. — Сейчас я расскажу тебе о методе, который годится для всех каскадов. Для облегчения восприятия воспользуюсь числовым примером. Предположим (рис. 44), что напряжение на аноде Л₁ равно +60 в.

Рис. 44. Ток, протекающий по резистору R₂, создает падение напряжения 64 в и тем самым заменяет батарею, показанную на рис. 42.

Я соединяю анод этой лампы с сеткой следующей резистором R₂ сопротивлением 1 Мом, эта сетка через резистор R₃ сопротивлением 5 Мом подключена к потенциалу — 324 в. Так как сеточный ток в лампе Л₂ полностью отсутствует, один и тот же ток протекает по резисторам R₂ и R₃ (впрочем, этот ток по сравнению с анодным током лампы Л₁ очень невелик). Падение напряжения на выводах резистора R₃ в 5 раз больше падения напряжения на резисторе R₂. Обрати внимание, что полное напряжение на цепочке из двух резисторов R₂ — R₃ составляет 60 в + 324 в = 384 в. В этих условиях падение напряжения составит 64 в на R₂ и 320 в на R₃, а потенциал сетки лампы Л₂ относительно корпуса будет —4 в. Как ты видишь, резистор R₂ в известной мере играет роль неоновой лампы (см. рис. 43) или батареи (см. рис. 42).

Н. — Здесь я с тобой, Любознайкин, не согласен. Падение напряжения на этом резисторе нестабильное: если потенциал анода Л₁ увеличится, то в такой же мере увеличится и падение напряжения на резисторе.

Л. — Совершенно верно, но падение напряжения изменится в 6 раз меньше, чем изменится анодное напряжение. Иначе говоря, резисторы R₂ и R₃ образуют делитель анодного напряжения с отношением 5:6. Разумеется, что в этом случае на сетке лампы Л₂ мы получим лишь 5/6 переменной составляющей с анода Л₁, но будем иметь по крайней мере 64 в постоянного напряжения. На практике, конечно, не пользуются отрицательным напряжением — 324 в, а применяют принятые значения и соответствующим образом подбирают резисторы R₂ и R₃.

Н. — Система неплохая. Создавая прямую связь, мы начали с батареи, перешли на неоновую лампу и закончили резистором, т. е. шли по пути упрощения. Но в схеме есть один элемент, который меня беспокоит; в цепи сетки лампы Л₂ последовательно включен резистор R₂ сопротивлением 1 Мом, но он неблагоприятно повлияет на усиление высоких частот.

Л. — Изображенная на рис. 44 схема, конечно, гибельна для высоких частот. Но обычно все можно благополучно устроить, включив параллельно резистору R₂ небольшой конденсатор. Конденсатор нужно подобрать таким образом, чтобы произведение его емкости на сопротивление резистора R₂ было равно произведению паразитной емкости входа лампы Л₂ С_вх на R₃, тогда влияние резистора R₂ на высокие частоты будет устранено.

Если C·R₂ = C_вхR_з (или здесь С = 5·С_вх), то делитель напряжения R₂||C/R₃||С_вх «апериодический» (он одинаково пропускает все частоты). Описанное сейчас мною решение считается классическим. Но мне больше нравится другое, более хитрое, которое радисты упорно не хотят знать. Я нашел это решение в одном известном иностранном журнале по электронике, который, по моему мнению, читают очень много специалистов (но вероятно, только я обратил внимание на сообщение о названном решении).

Н. — Скорее объясни мне суть дела: я сгораю от нетерпения узнать от тебя секрет.

Л. — Этот «секрет» напечатан более чем в 50 000 экземпляров. Он заключается в следующем.

В усилителе, схема которого изображена на рис. 44, стараются получить на сетке лампы Л₂ переменную составляющую, которая была бы равна 5/6 того, что имеется на аноде лампы Л₁. Представь себе, что я сделал анодную нагрузку не из одного резистора R₁, а из двух последовательно соединенных резисторов R'₁ и R''₁ (рис. 45). Я могу так подобрать эти резисторы, чтобы сумма их сопротивлений имела такую же величину, что и R₁, а их величины соотносились бы между собой, как R₂ и R₃.

R'₁:R"₁ = R₂:R₃