Uczmy
się radiotechniki |
W poprzednim artykule poznaliśmy parametry lampy trójelektrodowej a mianowicie: nachylenie charakterystyki siatkowej
- S, współczynnik amplifikacji - µ i opór wewnętrzny lampy - Ri. Parametry te wyznaczyliśmy z rodziny charakterystyk siatkowych lampy trójelektrodowej. W praktyce znacznie częściej mamy do czynienia z charakterystykami anodowymi lampy, dlatego warto tym charakterystykom poświęcić nieco uwagi. Charakterystyki anodowe lampy, przedstawiają zależność między prądem anodowym lampy
Ia, a napięciem anodowym lampy Ua przy stałym napięciu siatki. Ponieważ napięcie siatki może być dowolne, przeto otrzymamy różne charakterystyki anodowe w zależności od tego jaka jest wartość napięcia siatki
Us. Każdemu napięciu siatki Us odpowiada jedna charakterystyka anodowa lampy. W praktyce wykreślamy charakterystyki anodowe dla kilku tylko napięć siatkowych. otrzymujemy w ten sposób tak zwaną rodzinę charakterystyk anodowych lampy.
Przy wyższym napięciu anodowym np. Us=260V prąd anodowy wynosi 30mA, czyli opór zastępczy lampy jest
Widzimy, że opór ten jest mniejszy niż poprzednio. Lampa nie zachowuje się zatem tak jak opór stały. Zależność między napięciem anodowym a prądem anodowym nie jest liniowa, co zresztą wynika z przebiegu charakterystyki anodowej. Taki element, który posiada tak jak lampa charakterystykę nieprostoliniową, nazywamy elementem nieliniowym. Lampa należy zatem do elementów nieliniowych. Przypatrzmy się następnym charakterystykom anodowym lampy trójelektrodowej otrzymanym przy ujemnych napięciach siatkowych. Widzimy, że są one przesunięte w prawo w stosunku do charakterystyki zerowej i to tym bardziej im większe jest napięcie siatkowe. Np. charakterystyka anodowa należąca do napięcia siatki
Us=-2V przesunięta jest w prawo o przeszło 50V względem charakterystyki zerowej. Wychodzi ona z punktu
Ua=50V, czyli prąd anodowy zaczyna płynąć dopiero wówczas, gdy napięcie anodowe jest większe od 50V. Tłumaczy się to tym, że siatka lampy posiadająca potencjał ujemny przeciwdziała przepływowi elektronów z katody do anody odpychając je.
opór Ri jest to iloraz bardzo małych przyrostów napięcia anodowego Ia, jaki powstaje wskutek zmiany napięcia anodowego Ua, przy stałym napięciu na siatce lampy. Chcąc wyznaczyć opór wewnętrzny w otoczeniu pewnego punktu na charakterystyce anodowej lampy, np. P (rys.2) prowadzimy przez ten punkt współrzędne określające napięcia anodowe i prąd anodowy odpowiadający temu punktowi. Następnie wyznaczamy na tej samej charakterystyce sąsiedni punkt P' dostatecznie blisko punktu P, tak aby odcinek PP' można było uważać za odcinek prosty. Współrzędne sąsiedniego punktu P' wyznaczą nowe wartości napięcia anodowego i prądu anodowego. Z trójkąta jaki powstanie przez przecięcie się współrzędnych (trójkąt PAP') można wyznaczyć przyrosty napięcia anodowego Ua i prądu anodowego Ia. Z rysunku odczytujemy Ua=20V, Ja=2mA, skąd wynika
Odczytywanie małych przyrostów napięcia i prądu na skutek osi współrzędnych jest mało dokładne. Dlatego też znacznie dokładniejsze wyniki otrzymamy, jeżeli przedłużymy odcinek PP', czyli poprowadzimy prostą przechodzącą przez punkty PP' aż do przecięcia się jej z osią odciętych w punkcie B.
czyli równy oporowi wewnętrznemu lampy
Ri w punkcie P. Ponieważ boki dużego trójkąta dają się łatwiej wyznaczyć z dużą dokładnością, niż boki małego trójkąta wobec tego ten sposób wyznaczania oporu wewnętrznego
Ri jest znacznie praktyczniejszy od poprzedniego. Wyznaczając stosunek
BC/CD wyznaczamy tym samym odwrotność współczynnika nachylenia stycznej do charakterystyki w punkcie P, czyli cotangens kąta nachylenia
alfa.
Nachylenie S w punkcie P wynosi zatem 3 miliampery na wolt. Pozostaje jeszcze do wyznaczenia współczynnik amplifikacji µ. Pamiętamy z definicji, że współczynnik amplifikacji µ jest to stosunek przyrostu napięcia anodowego do takiego przyrostu napięcia siatki Us, który wywołuje tę samą zmianę prądu anodowego Ja. W celu określenia współczynnika amplifikacji µ w pewnym punkcie charakterystyki anodowej np. w punkcie P (rys. 4) prowadzimy przez ten punkt prostą równoległą do osi napięć anodowych, czyli prostą poziomą. Prosta ta przetnie sąsiednią charakterystykę anodową w punkcie P'. Punktowi P' odpowiada ten sam prąd anodowy co punktowi P, lecz napięcie anodowe jest dla tego punktu większe od napięcia anodowego w punkcie P. Przyrost napięcia wynosi Ua=60V. Różnica w napięciu siatkowym między punktami P i P' wynosi Us=-2V. Zwiększenie napięcia anodowego o 60V zostało skompensowane zmniejszeniem napięcia siatki o 2V (prąd anodowy pozostał ten sam). Stosunek tych dwóch przyrostów Ua/Us wyznacza nam wartość liczbową współczynnika amplifikacji. W naszym przypadku wynosi on
Widzimy stąd, że wyznaczanie parametrów lampowych z rodziny charakterystyk anodowych jest tak samo łatwe jak z charakterystyk siatkowych. Należy jedynie zapamiętać następujące metody postępowania. Dla wyznaczenia oporu wewnętrznego lampy rysujemy
styczną do charakterystyki w danym punkcie pracy. Odwrotność współczynnika nachylenia tej stycznej (cotangens), który odczytujemy jako stosunek boku przyległego w trójkącie prostokątnym do boku przeciwległego, czyli
Ua/Ja
wyznacza nam opór wewnętrzny lampy.
W celu wyznaczenia współczynnika amplifikacji lampy mi rysujemy prostą poziomą przechodzącą przez dany punkt P. Z przecięcia się tej prostej poziomem z sąsiednią charakterystyką wyznaczamy przyrosty Ua i Us. Stosunek tych przyrostów określa nam współczynnik amplifikacji
Wszystkie te trzy wartości parametryczne obliczane dla tego samego punktu charakterystyki muszą spełniać równania wewnętrzne lampy, to znaczy równość µ = S . Ri. Możemy w ten sposób skontrolować prawidłowość otrzymanych wyników. W naszym przypadku wyznaczyliśmy dla punktu P na charakterystykach anodowych następujące wartości parametrów lampy typu AC 2: Ri = 10.000omów, S = 3mA/V, µ = 30. Wyrażając nachylenie charakterystyki nie na miliamperach na wolt, lecz w amperach na wolt, czyli pisząc: S = 0,003 A/V i przedstawiając powyższe wartości parametrów do równania wewnętrznego lampy otrzymamy: 30 = 0,003 . 10000 = 30,
a więc równanie sprawdza się w tym przypadku. |
© 2000-2002 FonAr Sp. z o.o. e-mail: waw@fonar.com.pl |