книги из ГПНТБ / Учебник механика военно-воздушных сил. Радиооборудование самолетов

как крутизна характеристики тетрода мало отличается от крутизны характеристики триода.

Питание экранирующей сетки может осуществлять­

сетке поддерживается более стабильно и не зависит от

анодом и управляющей сеткой, ее соединяют с общим минусом ’ (катодом) через конденсатор Сэ. Этот кон­ денсатор подбирают таким, чтобы он представлял не­ большое сопротивление для токов высокой частоты, которые проходят через него на катод лампы, -не попа­ дая в цепь управляющей сетки.

На рис. II.8, б приведены характеристики тетрода, представляющие собой зависимость анодного тока и тока экранной сетки от напряжения на аноде при по­ стоянных напряжениях на других электродах.

Для тетродов характерно явление, когда увеличение анодного напряжения в некоторых пределах (в данном случае от 20 до 70 в) ■сопровождается уменьшением анодного тока. Рассмотрим физические причины этого явления.

Электроны, вылетающие из катода и падающие на анод с относительно высокими скоростями, выбивают с поверхности анода некоторое количество свободных электронов, создавая так называемую вторичную эмис­ сию электронов.

Вторичная электронная эмиссия не имеет существен­ ного значения в диодах и триодах, так как в этих лам­ пах есть только один электрод (анод), имеющий высокий положительный потенциал, благодаря чему вторичные электроны, выбиваемые из анода, снова воз­ вращаются на анод и анодный ток в лампе не изме­ няется.

Иное дело в тетроде, где имеется два электрода с положительным потенциалом (анод и экранная сетка). Здесь для вторичных электронов имеется два' пути: либо на экранную сетку, либо обратно на анод. Это за­ висит от относительного соотношения потенциалов на этих электродах.

ПО

При анодном напряжении, равном нулю, анодный ток также равен нулю. В этом случае электроны, излу­ чаемые катодом, пройдя через управляющую сетку, пе­ рехватываются экранной сеткой, создавая некоторое максимальное его значение.

При увеличении анодного напряжения до некоторого значения анодный ток возрастает, а ток экранной сетки соответственно уменьшается. Такое поведение токов имеет место до тех пор, пока анодное напряжение не­ велико (меньше 20 в) и вторичная эмиссия электронов еще отсутствует.

При анодном напряжении, равном примерно 20 в, скорость электронов становится достаточной для выби­ вания из анода вторичных электронов. Если напряже­ ние на экранирующей сетке больше напряжения на аноде, то вторичные электроны под действием электри­ ческого поля устремляются на экранирующую сетку. При этом анодный ток уменьшается, а ток экранирую­ щей сетки возрастает. Такое уменьшение тока полу­ чило название д и н а т р о н н о г о э ф ф е к т а . При дальнейшем увеличении анодного напряжения поле, обусловленное' разностью анодного и экранного напря­ жений, уменьшается. Поэтому электроны, вылетающие из анода, начинают возвращаться к нему обратно, бу­ дучи не в состоянии преодолеть тормозящее действие отрицательного объемного заряда первичных электро­ нов, летящих на анод. Анодный ток возрастает, а ток экранирующей сетки уменьшается. При напряжении на аноде, большем на 5—10 в напряжения на экранирую­ щей сетке, все вторичные электроны возвращаются к аноду. Анодный ток еще больше увеличивается, а эк­ ранный ток уменьшается и определяется только элек­ тронами, улавливаемыми экранной сеткой.

Явление динатронного эффекта является вредным, так как искаженная форма анодной характеристики те­ трода приводит к искажению усиливаемых лампой ко­ лебаний и уменьшению их мощности.

Преимущества тетродов по сравнению с триодами состоят в том, что они имеют больший коэффициент усиления, малую величину межэлектродной емкости анод — сетка и характеризуются большим внутренним сопротивлением.

111

Однако они не получили широкого применения из-за наличия динатронного эффекта.

Более совершенной электронной лампой является пятиэлектродная лампа — пентод.

2. ЛУЧЕВЫЕ ТЕТРОДЫ И ПЕНТОДЫ

Для устранения динатронного эффекта между ано­ дом и экранирующей сеткой должна быть область с низким потенциалом, тормозящим вторичные электроны с анода и возвращающим их на анод. Такая область может быть создана путем увеличения плотности потока электронов, летящих к аноду, или же подачей соответ­ ствующего напряжения с помощью специальной сетки, расположенной между анодом и экранирующей сеткой.

Лампа, использующая плотность электронного пото­ ка, получила название лучевого тетрода (рис. II.9). В лучевом тетроде для этой цели в специальных пазах

а

Рис. ІІ.9. Устройство (а) и схематическое изображение лучевого тетрода (б)

анода размещены экраны (Зі и Э2), соединенные с ка­ тодом. От этих экранов электроны отталкиваются и сжимаются в горизонтальной плоскости в два пучка. Управляющая С\ и экранирующая С2 сетки имеют оди­ наковый шаг намотки, а витки их расположены точно друг за другом. Благодаря этому каждый пучок разби­ вается на ряд узких электронных лучей большой плот­ ности. В результате на некотором расстоянии от анода потенциал точек поля оказывается ниже потенциала анода.

112

Вторичные электроны, выбитые из анода, заторма­ живаются этим полем и возвращаются на анод. Необ­ ходимая для этого плотность электронов в лучах может быть получена лишь при относительно большом анод­ ном токе лампы. Поэтому лучевые тетроды имеют мощ­ ные катоды и рассчитаны на работу при анодных токах не менее 20—50 ма. Они применяются в выходных ка­ скадах приемников и в маломощных передатчиках.

Лампа, использующая для исключения динатронного эффекта дополнительную сетку, получила название пен­ тода. Дополнительная (защитная или антидинатронная) сетка 3 расположена между экранирующей сеткой 2 и анодом (рис. 11.10, а). Эта сетка внутри лампы или сна­ ружи соединяется с катодом.

с переменной крутизной)

Потенциал поля вблизи защитной сетки ниже потен­ циала анода. Поэтому вторичные электроны, выбитые из анода, попадают в тормозящее поле и возвращаются на анод. Тормозящее поле, возникающее между защит­ ной и экранирующей сетками, тормозит электроны, ле­ тящие с катода на анод. Для ослабления этого поля

113

спираль защитной сетки имеет большой шаг намотки. Поэтому действие ее поля оказывается достаточным лишь для возврата вторичных электронов на анод. Пер­ вичные электроны, летящие на анод с большой скоро­ стью, преодолевают ее тормозящее поле и долетают, до анода.

Форма характеристик и значения параметров тетро­ дов и пентодов сильно зависят от распределения токов между экранирующей сеткой и анодом. При низких анодных напряжениях между экранирующей сеткой и анодом возникает тормозящее поле, вынуждающее часть электронов возвратиться на экранирующую сетку. При большой плотности электронного потока затормо­ женные электроны образуют перед анодом как бы «вто­ рой катод».

В этом режиме анодный ток сильно зависит от анод­ ного напряжения, так как поле анода непосредственно воздействует на электроны «второго катода». С возра­ станием анодного напряжения до определенной вели­ чины все электроны, прошедшие экранирующую сетку, долетают до анода. В этом режиме анодный ток мало зависит от изменения анодного напряжения вследствие действия экранирующей сетки.

Этими причинами объясняется форма анодных ха­ рактеристик лучевого тетрода и пентода, представлен­ ных на рис. II.10, б. Начальный крутой участок харак­ теристики соответствует режиму наличия «второго ка­ тода» около анода, а пологий участок — режиму пря­ мого перехвата анодом летящих электронов. У лучевых тетродов пологая часть характеристики поднимается круче, чем у пентодов, так как спираль их экранирую­ щей сетки имеет больший шаг (ее шаг соответствует шагу управляющей сетки) и меньше экранирует катод от анода. При низких потенциалах управляющей сетки, когда плотность электронного потока мала, в лучевых тетродах возникает динатронный эффект, которым объ­

114

жениях, практически совпадают друг с другом. Это объ­ ясняется слабым влиянием анода, который экранирован несколькими сетками. Поэтому обычно анодно-сеточные характеристики строятся для одного и того же анод­ ного напряжения, но разных напряжений экранирую­ щей сетки.

В современных приемниках для обеспечения одина­ ковой чувствительности приема сигналов ближних и дальних радиостанций находят применение пентоды с переменной крутизной характеристики. Нижний изгиб сеточной характеристики у таких ламп сильно удлинен (рис. 11.10,г).' Подобные характеристики достигаются тем, что управляющую сетку делают с переменной гу­ стотой (по краям — частой, в средней части — редкой). Тогда при-значительных отрицательных напряжениях на сетке (при приеме сильных сигналов) лампа на участках частой сетки запирается и продолжает рабо­ тать на участке редкой сетки, что дает характеристику с малой крутизной и малым коэффициентом усиления.

с большим усилением.

Пентоды отличаются от тетродов более высоким ко­ эффициентом усиления, имеющим величину нескольких тысяч. Внутреннее сопротивление пентодов может до­ стигать величины 1 Мом.

3.КОМБИНИРОВАННЫЕ ЛАМПЫ

Всовременной приемно-усилительной аппаратуре широкое применение находят комбинированные лампы. Комбинированная лампа имеет в одном баллоне две и даже три обычные лампы и выполняет соответственно несколько различных функций.

На рис. 11.11, а, б, в, г схематически изображены комбинированные лампы: двойной диод, двойной триод,

115

для усиления колебаний низкой частоты, а дйоды — Д Л я детектирования.

Наряду с комбинированными лампами в супергете­ родинных приемниках широко применяются многосеточ­ ные частотно-преобразовательные лампы, в частности

дом лампы. Недостатком пентагрида-смесителя является необходимость иметь в приемнике отдельный гетеродин.

У пентагрида-преобразователя (рис. 11.11, е) функ­ ции смесителя и гетеродина объединены в одной лампе. Сетки 1 , 2 и катод составляют триодную часть лампы, работающей в схеме генератора колебаний высокой ча­ стоты— гетеродина. На сетку 4 подается напряжение

11 6

сигнала; сетки 3 и 5 являются экранирующими. Такое распределение функций электродов относится к лампе типа 6А8. В лампах 6А7, 6А10С, 6А2М функции элек­ тродов несколько отличаются от вышеописанных. Сет­ ка 1 является управляющей сеткой триодной части лам­ пы. Сетка 2 выполняет две функции: анода триода и экранирующей сетки. Сетка 3 используется в качестве второй управляющей сетки. Сетка 4 соединена с сет­ кой 2 и является экранирующей. Сетка 5 является за­ щитной и соединяется с катодом.

§ 5. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ

Электронно-лучевая трубка представляет собой элек­ тронно-вакуумный прибор, в котором электронный по­ ток, излучаемый катодом и сфокусированный в узкий луч, движется с большой скоростью по направлению к специальному экрану и, падая на него, вызывает све­ чение в точке падения.

Наиболее широкое применение электронно-лучевые трубки получили:

1)в электронных осциллографах, используемых для графической записи процессов, происходящих в различ­ ных радиоцепях;

2)в телевидении для получения изображений на экране трубки;

3) в индикаторных устройствах радиолокационных и радионавигационных установок.

По способу управления электронным лучом элек­ тронно-лучевые трубки делятся на трубки с электроста­ тическим и магнитным управлением.

В качестве примера на рис. 11.12 приведена элек­ тронно-лучевая трубка с электростатическим управле­ нием лучом. В узкой части стеклянной колбы размеща­ ются: катод, система, фокусирующая поток электронов, и система, управляющая движением луча.

Внутренняя поверхность широкой части колбы, вы­ полняющая роль экрана, покрывается веществом, на­ зываемым люминофором. Это вещество обладает свой­ ством свечения при бомбардировке его электронным лу­ чом. Свечение экрана вызывается возбуждением атомов люминофора в результате выбивания из них вторичных электронов.

1 F

От вещества, которое используется в качестве люми­ нофора, зависит цвет свечения экрана, а также время послесвечения, т. е. способность его сохранять свечение в течение некоторого времени по окончании бомбар­ дировки экрана электронным потоком.

Рис. 11.12. Электронно-лучевая трубка с электростатическим управлением электронным лучом

Накапливаемые электроны на экране трубки отво­ дятся на второй анод с помощью тонкого слоя аквадага (водного раствора графита), нанесенного на внутрен­ ние стенки трубки. Катод К имеет форму цилиндра, на дно которого нанесен слой, обеспечивающий эмиссию электронов. Катод находится внутри цилиндрического управляющего электрода (УЭ), имеющего отрицатель­ ный потенциал относительно катода, благодаря которо­ му электроны прижимаются к оси трубки и выходят через небольшое отверстие в управляющем электроде плотным потоком. Изменяя потенциал управляющего электрода, можно регулировать величину электронного потока (аналогично действию управляющей сетки лам­ пы) и изменять этим яркость светового пятна на экра­ не. Движение электронов в направлении экрана обеспе­ чивается сильным ускоряющим полем анодов At и А2, которые имеют высокий положительный потенциал от­ носительно катода.

Поток электронов можно сфокусировать в узкий луч

спомощью электрического или магнитного поля.

Втрубках с электростатической системой фокуси­

118

и Е2, первая из которых увеличивает скорость электро­ на, а вторая приближает его к оси трубки. В области второго анода действуют на электрон также две силы, но пропорциональные Е\ и Е'2, первая из которых

также увеличивает скорость электрона, а вторая отда­

к оси, где силовые линии электрического поля меньше искривлены, следовательно, радиальная сила (отдаляю­ щая электрон от оси трубки) уже невелика и электро­ ны продолжают приближаться к оси трубки и после пролета второго анода. Кроме того, этому способствует и то обстоятельство, что время пролета электрона в об­ ласти второго анода будет меньше, чем в области пер­ вого анода, за счет повышения скорости электронов, а следовательно, уменьшится и время воздействия ради­ альной силы при нахождении его в области второго анода. Для управления фокусировкой электронного луча обычно пользуются изменением напряжения на первом аноде. Катод, управляющий электрод и аноды образуют так называемую электронную пушку (элек­ тронный прожектор).

В трубках с магнитной фокусировкой (рис. 11.13, в) электронный прожектор содержит катод, управляющий электрод, анод (на рисунке не показан) и фокусирую­ щую катушку, которая надевается на горловину трубки

этой катушки, благодаря чему его скорость приобретает составляющую Ѵп, направленную за плоскость чертежа,

руки с учетом того, что движение электрона и направ­ ление тока противоположны). В результате совместного

119