Радио и телевидение?.. Это очень просто! - Айсберг Евгений Давыдович - Страница 22

Двухтактное детектирование

Любознайкин, ты объяснил, что благодаря своей способности выпрямлять ток диод может служить детектором. И ты показал, как из модулированного по амплитуде напряжения ВЧ диод выделяет ток НЧ, использовавшийся для модуляции. Это детектирование можно осуществить еще более эффективно, если использовать два диода, включенных так, как показано на нарисованной мною схеме (рис. 66). В этой схеме каждый из диодов выпрямляет один из двух полупериодов. Если один полупериод делает положительным анод верхнего (по схеме) диода, то следующий полупериод делает положительным анод нижнего (по схеме) диода. Токи, выпрямленные каждым из диодов, протекают но катушкам телефона в одном и том же направлении.

Рис. 66. Схема, позволяющая выпрямлять оба полупериода высокой частоты (а), и форма токов (б).

_{1 — модулированный высокочастотный ток, наведенный в антенне; 2 — продетектированный диодом ток; 3 — ток низкой частоты, выделенный конденсатором С.}

Действие сетки

Перейдем теперь от диода к триоду. Для этой цели поставим между катодом и анодом третий электрод — сетку. Таким электродом может служить цилиндрическая спираль, установленная вокруг катода, или решетка с узкими ячейками. Если мы станем изменять потенциал такой сетки относительно потенциала катода, то этот электрод окажет сильное влияние на величину анодного тока. Чем больше будет отрицательное напряжение на сетке, тем сильнее станет она отталкивать испускаемые катодом электроны и больше будет им мешать достичь анода. И наоборот, если зарядить сетку положительно относительно катода, то, притягивая вылетающие с катода электроны, она ускорит их движение и анодный ток возрастет.

Однако, будучи положительной, сетка не только помогает аноду, но одновременно выступает его конкурентом, сама поглощая некоторое количество электронов. Возникающий таким образом сеточный ток совершенно нежелателен. Поэтому для предотвращения его возникновения на сетку подают смещение — небольшой постоянный и отрицательный относительно катода потенциал. Потенциал сетки изменяют относительно потенциала смещения, но при этом не допускают, чтобы сетка стала положительной.

Коэффициент усиления и крутизна

Изменения потенциала сетки оказывают на анодный ток более сильное воздействие, нежели изменения потенциала анода. Находясь в непосредственной близости от катода, сетка очень эффективно управляет электронами, которые проходят через нее и достигают анода. Этим определяется способность триода усиливать. Усиление измеряется отношением между изменением потенциала анода ΔU_а и изменением потенциала сетки ΔU_с, вызывающими одинаковое изменение анодного тока ΔI_а. Это отношение называется коэффициентом усиления и обозначается буквой μ. Следовательно,

Предположим, что для повышения анодного тока на 1 мА потребуется увеличить потенциал анода U_а на 40 В или же увеличить потенциал сетки U_c на 2 В. В этом случае коэффициент усиления μ = 40:2 = 20.

Этот коэффициент в основном зависит от расстояния между сеткой и катодом. Чем меньше расстояние между этими электродами, тем выше коэффициент усиления; он обратно пропорционален квадрату расстояния.

Для создания ламп с высоким коэффициентом усиления расстояние между сеткой и катодом сокращают до доли миллиметра. Существуют лампы, в которых это расстояние составляет всего лишь 1/8 миллиметра, т. е. равно толщине тонкой бумаги. Коэффициент усиления триодов обычно меньше 100.

Основным параметром триода является крутизна. Так называют величину изменения анодного тока (в миллиамперах), вызываемую изменением на 1 В потенциала сетки относительно катода. Крутизна в зависимости от конструкции лампы может изменяться от 1 до 15 мА/В.

Характеристики триода

У тебя, Незнайкин, несомненно, возникнет вопрос, почему этот параметр назвали словом «крутизна». Ты легко поймешь это, посмотрев на кривую, которая поднимается точно так, как изменяется величина анодного тока I_а в зависимости от изменения потенциала сетки U_c (рис. 67). Ты видишь, что чем круче эта кривая, т. е. чем больше ее крутизна, тем больше изменяется I_а, на каждый вольт увеличения U_c.

Рис. 67. Характеристика триода, показывающая изменение анодного тока I_а в зависимости от изменения напряжения на сетке U_c.

Можно вычертить целое семейство таких кривых, каждая из которых будет соответствовать определенному значению потенциала анода U_а. Как ты видишь, чем выше этот потенциал, тем раньше начинает протекать ток (рис. 68).

Рис. 68. Семейство характеристик, каждая из которых получена при определенной величине анодного напряжения U_а.

В самом деле, когда сетка более отрицательна, она сильнее препятствует прохождению электронов, но если потенциал анода увеличился, его притяжение позволяет нейтрализовать противодействие сетки и пропустить ток. На значительной части своей длины кривые имеют прямолинейные отрезки, параллельные между собой. Это означает, что при любом значении анодного потенциала крутизна остается постоянной. И, наконец, все кривые имеют горизонтальный участок, соответствующий, как ты, несомненно, догадался, режиму насыщения. По этим кривым можно легко определить крутизну. Достаточно посмотреть, какая разность анодного тока соответствует двум точкам кривой, разнесенным по горизонтали на 1 В.

По семейству кривых, снятых с помощью схемы рис. 69, можно также найти коэффициент усиления.

Рис. 69. Схема, позволяющая снимать характеристики триода.

Для этого определяют значения анодного тока в точках С и D (рис. 70), соответствующие точкам А и В, которые при одной и той же величине сеточного потенциала U_с располагаются на кривых, проведенных для двух различных анодных потенциалов U_a1и U_a2. Затем по одной кривой, например для U_a2, определяют, что такое же изменение анодного тока можно получить за счет изменения потенциала сетки с точки Е до точки F. Теперь для получения коэффициента усиления достаточно разделить разность U_a2 — U_a1 на разность сеточных потенциалов.

Рис. 70. По двум характеристикам, снятым при анодных напряжениях U_a1и U_a2, определяют коэффициент усиления триода. Он равен разности U_a2 — U_a1, разделенной на разность напряжений, соответствующих точкам E и F.