Напряжение на аноде лампы в исходном режиме Постоянно й равно

Но обычно с достаточной точностью можно считать

f/aO==ia-/aO-/?a. (2-43)

Конденсатор Сп заряжен до напряжения 6ao+£g~f>aD, так как Eg<€iUso- Конденсатор Ск заряжен до напряжения Eg. На выходе усилителя в исходном режиме напряжения нет.

Теоретическое определение величин /ао, Uo и Eg наиболее просто получается графическим способом. Для этого достаточно найти точку исходного режима (ТИР) на любой динамической характеристике Она находится при помощи линии исходного режима (ЛИР). Ее уравнение очень простое: % = ia-/?K- В сеточной системе координат (ia-Ug) эта линия прямая. Поэтому ее проводят по двум точкам (нулевого и произвольного тока).

В анодной системе координат {ia-Ua) линия исходного режима близка к прямой, но проводить ее все же лучше через несколько точек. Оба построения показаны на рис. 2.18. Выбором величины сопротивления Rk можно получить точку исходного режима на прямолинейном участке сеточной динамической характеристики (СДХ).

С момента ti на вход усилителя подается синусоидальный испытательный сигнал средней частоты и напряжение на сетке лампы изменяется с амплитудой Umg=(JmBK около значения Eg. Анодный ток становится пульсирующим. Ои изменяется с амплитудой /та около среднего значения /ао Очевидно, что

/.a = 5-t/„ = 5-t/„Bx, (2.44)

где -крутизна рабочего участка СДХ.

Таким образом с момента в анодной цепи лампы появляется переменный ток, синфазный с сеточным напряжением. Из графиков видно, что в положительный полупериод входного напряжения (от до 4) мгновенные значения анодного тока превышают его постоянную составляющую, т. е. 4>/ао. Следовательно, в это время переменный анодный ток проходит в одном направлении с постоянным анодным током.

Основная цепь переменного тока такова: он выходит из катода, проходит через конденсаторы Ск и Сбл, а затем, пройдя через резистор Ra, входит В лампу через вывод анода. Это объяснение прохождения переменного анодного тока основано на представлении лампы в виде эквивалентного генератора. Возможность такого допущения была строго доказана при объяснении эквивалентной схемы усилителя (см. § 3 гл 1).

Во время отрицательного полупериода входного напряжений (от t2 до /з) мгновенные значения анодного тока меньше его постоянной составляющей, т. е. 4</ао. Это означает, что в данное время переменный анодный ток проходит в лампе навстречу по-

стоянному току. Он выходит из анода, проходит через резистор Ra, конденсаторы Сел и Ск, а затем входит в лампу через вывод катода Из схемы усилителя и графиков процессов видно, что изменения напряжения на нагрузке лампы и изменения ее анодного напряжения одинаковы по величине. На резисторе Ra они синфазны с анодным током (увеличение 4 приводит к увеличению напряжения на Ra), а на аноде лампы они противофазны (увеличение ia сопровождается уменьшением На). Амплитуду изменения этих напряжений удобно определять так:

U,nalm.-R. = SrU„,.Ra. . (2.45)

Переходная цепь CnRn представляет собой делитель пульсирующего анодного напряжения. Его постоянная составляющая выделяется на конденсаторе С„, а переменная составляющая на резисторе Rn. Это утверждение справедливо, если --Rn- При выполнении данного условия можно считать, что

Urn Вых = та = "d " Raвх-

Отсюда следует, что коэффициент усиления резисторного каскада в области его средних частот *

Гс = - = 5Л. (2.46)

Если рабочий участок СДХ прямолинейный, то

и тогда

Заметим, что в резисторном каскаде с анодной нагрузкой выходное напряжение противофазно входному.

б) Эквивалентная схема резисторного каскада и его частотная характеристика

Из формулы (2 48) может создаваться впечатление, что коэффициент усиления резисторного каскада не зависит от частоты. Однако это не так.

Для выяснения частотных свойств усилителя составляют его полную эквивалентную схему. Она получается на основании урав-

* В ламповых усилителях обычно пользуются только одним коэффициентом усиления (по напряжению) Поэтому вместо Ки пишут К Коэффициент усиления в области средних, нижних и верхних частот усилителя обозначают соответ-ственьо Кс, Кв и К».

нения для переменной составляющей анодного тока. Действующее значение этого тока равно

(2.49)

где Za - полное сопротивление анодной нагрузки лампы.

В состав Za кроме режимного резистора Ra входят те элементы каскада, через которые может разветвляться переменный анодный ток. К иим относятся, выходная емкость лампы данного каскада Свых, переходная цепь CaRn, емкость монтажа См и входная емкость следующего каскада Свх. Поэтому эквивалентная схема анодной цепи резисторного каскада имеет вид, показанный на рис. 2.19.

"вых

{ Анодная нагрузка J

Рис. 2.19. Эквивалентная схема анодной цепи резисторного каскада

На этой схеме лампа представлена эквивалентным геиераторо.м. Его ЭДС в р раз больше входного напряжения. Величина p-Lsx есть действующее значение синусоидальной ЭДС. Внутреннее сопротивление эквивалентного генератора совпадает по величине с внутренним сопротивлением лампы. Поэтому оно обозначено Rt

Зная величины сопротивлений и емкостей, изображенных на эквивалентной схеме, можно рассчитать и построить частотную характеристику усилительного каскада. Она представляет собой зависимость коэффициента усиления каскада по напряжению от частоты испытателыного сигнала.

Пример частотной характеристики приведен на рис. 2.20. Если она вычерчивается в линейном масштабе, то начало координат соответствует «нулевой» частоте сигнала. Из рисунка 2 20, а видно, что в линейном масштабе частотная характеристика резисторного каскада получается неудобной для использования. В области нижних частот усилителя она сильно сжата, а в области верхних частот растянута.

В логарифмическом масштабе начало координат частотной характеристики соответствует некоторому произвольному значению частоты, для которой коэффициент усиления достаточно мал (но не равен нулю). Логарифмическая частотная характеристика