Как измерить внутреннее сопротивление радиолампы
Как измерить внутреннее сопротивление радиолампы
Как выбирать лампу для приемника
Внутреннее сопротивление лампы.
Некоторые ошибочно полагают, что внутреннее сопротивление лампы можно определить, разделив анодное напряжение на анодный ток по закону Ома 
, как для обычного проводника. Этот расчет неправилен потому, что он не учитывает влияния сетки. На самом деле внутреннее сопротивление лампы мы можем определить, если знаем, какое увеличение или уменьшение анодного тока создает то или другое изменение анодного напряжения. Пусть анодное напряжение, которое раньше было 60, стало 80 вольт (мы добавили 20 вольт); если при этом ток в цепи анода увеличился, скажем, с 1,5 до 2 миллиампер, то внутреннее сопротивление лампы мы найдем, разделив 80 — 60 = 20 вольт на 2 — 1,5 = 0,5 мА; это будет (20 * 1000) / 0,5 = 40000 ом. Мы конечно полагали, что и в первом и во втором случае потенциал на сетке лампы был один и тот же. Если мы будем потенциал сетки менять и для каждого потенциала определять внутреннее сопротивление лампы, то заметим, что оно меняется и весьма значительно.
Следовательно, внутреннее сопротивление лампы зависит от сеточного потенциала. Для примера на черт. 4 приведена кривая внутреннего сопротивления для лампы Микро ДС. Знать подобные кривые конструктору очень важно во многих случаях практики.
Мы можем построить кривую внутреннего сопротивления для любой лампы, если мы имеем ее характеристики. Пусть, напр., характеристики эти изображаются кривыми черт. 5. Мы видим, что, при потенциале сетки = +1 вольт, изменив анодное напряжение с 40 до 60 вольт (точки М, N) мы изменим анодный ток с 1,25 до 1,75 миллиампера (отсчет по вертикальной оси OJ). Следовательно, при этом потенциале сетки внутреннее сопротивление будет 40000 ом.
Коэффициент усиления μ показывает насколько сильнее сеточное напряжение влияет на анодный ток по сравнению с анодным напряжением. Например (см. черт. 5), мы увеличили анодное напряжение на 20 вольт, анодный ток увеличился с 1,0 до 1,5 мА при потенциале сетки = 0. Если мы теперь при новом анодном напряжении уменьшим потенциал сетки на 2 вольта (см. точку C) мы опять вернем току его прежнее значение 1,0 миллиампер. Значит, 2 вольта на сетке производят такое же изменение анодного тока, что 20 вольт на аноде. Следовательно, коэффициент усиления μ для этой лампы будет 20 : 2 = 10. Величина μ тоже меняется для каждой лампы в зависимости от потенциала сетки, но сравнительно в небольших пределах. В среднем эта величина у нормальных ламп равна 8—10, но есть лампы у которых μ = 30 и выше (1).
Однако μ само по себе не определяет целиком усиления лампы. Усиление зависит от того, какая применена схема усилителя и какова нагрузка лампы, т. е. какое сопротивление включено в анодную цепь лампы.
На черт. 6 изображены различные типы нагрузок лампы, при чем между первыми тремя видами и двумя последними существует большая принципиальная разница. Первые три схемы усиливают главным образом напряжение и поэтому здесь усиление будет близко к μ и тем ближе, чем больше сопротивление, создаваемое усиливаемому току включением настроенного контура, дросселя или мегома. Усиленное напряжение подается на сетку следующей лампы, которая, ввиду большего сопротивления пути сетка—нить, тока почти не берет. В схеме четвертой и пятой требуется усиление мощности; кроме напряжения там от лампы берется еще усиленный ток. В случае телефона это понятно само собой; в случае трансформатора расход энергии об’ясняется тем, что вторичная обмотка трансформатора имеет большую собственную емкость, которая и будет пропускать ток, снижая напряжение на зажимах обмотки. Для получения наибольшего усиления в этом случае, сопротивление трансформатора или телефона, высчитанное или измеренное для усиливаемого переменного тока, должно быть равно внутреннему сопротивлению лампы. Кстати заметим, что сопротивление нагрузки влияет также и на самую характеристику лампы, изменяя ее наклон, но об этом подробнее поговорим в другой раз.
Подробных данных о всех катодных лампах советского производства еще не имеется. Мы ограничимся общей характеристикой имеющихся типов, чтобы дать возможность радиолюбителю ориентироваться в дальнейшем. Катодные лампы у нас вырабатываются Трестом Заводов Слабого Тока и Нижегородской радиолабораторией имени Ленина. Наибольшим распространением пользуются трестовские лампы типа «Микро» и Р5, принадлежащие обе к, так называемому, универсальному типу и отличающиеся лишь накалом (Микро — темный, Р5 — яркий накал). Лампы универсального типа имеют μ среднее = 8—12 и также среднее внутреннее сопротивление порядка 30000 ом. К этому же универсальному типу относятся Нижегородские лампы У (усилительная) и Д (детекторная) — обе яркие; последняя отличается более резким сгибом характеристики и предназначена для детекторных схем. Мощные лампы, как Трестовская УТ1 и Нижегородская 10-ти ваттная, обычно имеют небольшое внутреннее сопротивление, а след. и небольшое μ.
Из других типов можно указать на, сконструированную специально для микродина, «Малютку» (радиолаборатория им. Ленина), требующую всего 0,045А на накал при 2—3 вольтах, а также небольшое анодное напряжение — 6—12 вольт. В остальном ее данные примерно те же, что и универсального типа.
Что же касается двухсеточной лампы Треста — Микро ДС, то в зависимости от способа включения мы можем получить или (черт. 7) малое внутреннее сопротивление (до 5000 ом) и малое μ (около 5) или (черт. 8) большое μ, порядка 30—40 при большом Ri, доходящем до 200—300 тысяч ом.
Переходим к разбору типовых случаев.
Усилители низкой частоты.
В первых ступенях усиления н. ч. требуется обращать внимание главным образом на большое усиление, добиваясь наибольшего μ. Внутреннее сопротивление лампы при усилении дросселями или мегомами м. б. довольно большим, в трансформаторных же схемах не должно превышать 30000 ом.
В последней ступени, где требуется усиление мощности, особенно при громкоговорителях, лампа должна иметь малое внутреннее сопротивление и хорошую характеристику, сдвинутую в отрицательную сторону. Коэффициентом усиления здесь нужно жертвовать ради чистоты. Надо обращать особое внимание на правильный выбор анодного напряжения и сеточного смещения; легче всего это сделать, имея характеристику. Конечно, за недостатком других, здесь придется применять лампы универсального типа, повышая при этом анодный вольтаж и подбирая смещения. Но очень хорошо может быть здесь использована также двухсеточная лампа ДС по схеме черт. 7, требующая при этом всего 25 вольт на анод (смещение около 5 вольт). Для больших же громкоговорящих установок в последней ступени лучше всего применять мощные лампы УТ1 и 10-ваттные.
Усилители высокой частоты.
Кроме сказанного, лампы для усилителей высокой частоты д. б. обязательно жесткими, т.-е. хорошо откачаны. Следы газа в лампе отнимают часть энергии на попеременную электризацию частичек (диэлектрический гистерезис); при звуковой частоте потеря эта незначительна но при высоких частотах, чем короче волна, тем более она становится заметной. У нас хорошей жесткостью отличается лампа У Нижегородской РЛ.
Все сказанное выше справедливо и для детекторных ламп, для которых, кроме того, желателен возможно более крутой сгиб характеристики в нижнем конце.
Кроме того, если в цепь ее анода включен трансформатор или телефон, нужно следить, чтобы Ri было не больше 30000 ом.
В дальнейшем мы предполагаем дать подробные характеристики и описания всех ламп советского производства, что позволит радиоконструктору совершенно уверенно подходить к вопросу выбора лампы для своего приемника.
1) Существует еще другая величина для определения тех же свойств лампы, т.-наз. проницаемость D. Она равна единице, деленной на коэффициент усиления. Напр. если μ = 10, D = 1 / 10 или 10% и наоборот, если D = 4%, μ = 1 / 4% = 100 / 4 = 25.
2) Это неизбежно вытекает из самой конструкции лампы. Чтобы увеличить μ, приходится делать сетку ближе к волоску и гуще, а это затрудняет доступ электронов к аноду вследствие чего увеличивается внутреннее сопротивление.
Электронные лампы
Лампы в усилителях звуковых частот
Основным и самым главным активным компонентом электронных ламповых устройств, является электронная лампа или радиолампа, как её привыкли называть в радиолюбительской среде.
Итак – электронная лампа – это электротехническое вакуумное или газонаполненное изделие с нелинейной вольт – амперной характеристикой, использующее принцип управления потоком электронов в вакууме или плазмы в инертном газе, для получения необходимых выходных характеристик и параметров.
Рис. 1. Эскиз к описанию работы электронной лампы
Основные параметры ламп
К общим основным электрическим параметрам приемно-усилитель»- ных ламп относятся коэффициент усиления лампы, крутизна характеристики лампы и внутреннее сопротивление лампы. Эти три параметра можно определить графическим путем по анодным или анодно-сеточным характеристикам лампы.
Рис. 2. Внешний вид пальчиковой лампы 6Э5П
При определении одного из этих трех параметров по двум известным другим внутреннее сопротивление выражают в килоомах (кОм), а крутизну характеристики – в миллиамперах на вольт мА/в.
Выбор режима работы лампы
На рисунке 3, в качестве примера, показаны анодные характеристики триода 6Н5С, с выбранной рабочей точкой А, и соответствующими параметрами приращений токов и напряжений.
Рис. 3. Анодные характеристики триода 6Н5С, с выбранной рабочей точкой А, и соответствующими параметрами приращений токов и напряжений
Выбор режима работы лампы
Максимальная амплитуда переменного напряжения на управляющей сетке, при которой практически отсутствуют сеточные токи и искажения при усилении невелики, Umc = Uc0 – (0,3 ÷ 0,5) в. При выборе режима для пентода при больших значениях Ra (более 200—300 ком) приходится снижать напряжение на экранирующей сетке по сравнению с приводимым в справочниках. В противном случае динамическая характеристика получается пологой, и режим становится невыгодным, так как снижается усиление и увеличиваются искажения. Для построения динамической характеристики при сниженном значении напряжения на экранирующей сетке Uэ нужно иметь семейство анодных характеристик для такой величины Uэ. Такое семейство характеристик можно снять или построить путем пересчета из имеющегося семейства. В последнем случае нужно знать зависимость анодного тока от напряжения на экранирующей сетке.
а для пентода эквивалентное сопротивление шумов рассчитывается по более сложной формуле, из которой явно видно, что шумы пентода превышают триодные шумы:
Как измерить внутреннее сопротивление радиолампы
Усилители Music Angel
Ламповый усилитель XD500MKIII: EL34, 2х50 Вт Ламповый усилитель XD800MKIII: KT88, 2х65 Вт Ламповый усилитель XD845MKIII: 845, 2х20 Вт Ламповый усилитель XD850MKIII: 300B, 2х9 Вт Ламповый усилитель XD8502AIII: 300B, 2х9 Вт Предварительный ламповый усилитель XD900MKIII: 12AU7, 12AX7
MINI 6 MINI 5.1 MINIP1 MINIL3 MINIP14Ламповый усилитель MINI 6: KT88, 2х60 Вт Ламповый усилитель MINIP1: 6AQ5, 2х10 Вт Ламповый усилитель MINIL3: EL34, 2х35 Вт Ламповый усилитель MINIP14: 6P14, 2х10 Вт
Ламповые усилители LACONIC HA-02,03B/B2/M: 6N6P, 2х1,2 Вт на 300 Ом
Music Angel One Music Angel 2.5 Music Angel TK-10 DIVA 5.2Как пользоваться характеристиками электронных ламп
Характеристиками электронных ламп называются графики зависимостей токов электродов ламп (обычно тока анода, экранной и управляющей сеток) от приложенного к ним напряжения.
Для того чтобы снять характеристику простейшей электронной лампы—диода, нужно изменять напряжение его анода по отношению к катоду и одновременно измерять анодный ток. Для этого можно собрать установку, схема которой показана на рис. 1 (цепи накала для упрощения не показаны). Характеристика одного диода лампы 6Х6С показана на рис. 2. Пользуясь ею, можно узнать, какой ток потечет через диод, если к нему приложить какое-либо напряжение, или, наоборот, какое напряжение нужно приложить между анодом и катодом, чтобы потек данный ток. Поскольку диод имеет только два электрода, напряжение и ток между которыми зависят друг от друга, то получается всего одна зависимость анодного тока от анодного напряжения.
На рис. 3 показана схема установки для снятия характеристик триода — зависимостей анодного тока от напряжения на аноде и управляющей сетке триода. Измерения производятся следующим образом: снимается зависимость анодного тока от напряжения на аноде при напряжении на управляющей сетке —1 В, —2 В, —3 В и т. д. При этом получается целая серия кривых. На графике около каждой кривой указывается то напряжение на управляющей сетке по отношению к катоду, при котором эта кривая снималась. Такие характеристики называются анодными характеристиками.
Для пентодов и тетродов снимают анодные характеристики при различных напряжениях на экранной и управляющей сетках. Схема установки для снятия анодных характеристик пентодов показана на рис. 4. Для многоэлектродных ламп можно получить зависимость Iа и от напряжения на управляющей сетке Uс при постоянном анодном напряжении Ua, так называемые сеточные характеристики. Сеточная характеристика для одного триода лампы 6Н9С показана на рис. 5а. Тут уже каждая кривая снята при постоянном напряжении на аноде. Так как анодные и сеточные характеристики дают разными способами одни и те же зависимости, то, если сняты анодные характеристики, сеточные можно построить графически и наоборот.
Примеры таких построений показаны на рис. 5а и б. Если мы имеем анодные характеристики и хотим построить сеточную характеристику для какого-либо напряжения на аноде, например 350 В, то для этого нужно провести вертикальную прямую из точки 350 В на оси напряжений графика, на котором изображены анодные характеристики. В точках пересечения этой прямой с анодными характеристиками для Uc =—1, —2, —3 и т. д. вольт (точки 1, 2, 3, 4, 5 на рис. 5б), мы получим значения токов анода при напряжении на аноде Uа = 350 В. То есть точки 1′, 2′, 3′, 4′, 5′ на сеточной характеристике анодного тока триода рис. 5а. Пример построения анодной характеристики для Uс = — 1 В показан на этих же рис. 5, а, б.
Рассмотренные выше характеристики называются статическими, так как любая из них отражает зависимость анодного тока только от одной переменной величины (либо от Uа, либо от U с ). Однако при работе лампы все токи и напряжения изменяются одновременно. Так, например, если один триод лампы 6Н9С работает в усилителе НЧ на сопротивлениях, схема которого показана на рис. 6, то изменение напряжения между управляющей сеткой и катодом приведет к изменению анодного тока, что, в свою очередь, вызовет изменение напряжения между анодом и катодом лампы вследствие изменения падения напряжения на сопротивлении анодной нагрузки Ra. Если, изменяя напряжение между сеткой и катодом лампы этого усилителя, измерять напряжение между анодом и катодом, то мы получим так называемую динамическую сеточную характеристику для данного сопротивления Ra и постоянного напряжения источника питания Eб.
Такая характеристика для Ra = 50 000 ом и Еб = 400 в проходит через точки 1′, 2′, 3′, 4′, 5′ рис. 7а. Оказывается, что динамическая характеристика на графике анодных характеристик рис. 7б является прямой линией, которая пересекает ось напряжения в точке, соответствующей напряжению Еб (точка 5, в данном случае 400 В).
(т. е. в нашем случае Iа = 400 / 50000 = 8 мА).
Через эти две точки и проведена данная динамическая характеристика. Проведя динамическую характеристику, легко определить, какой ток и какое напряжение на аноде будет иметь лампа при каком-либо напряжении на управляющей сетке. Так, для Uc1 = —2 В мы получаем из рис. 7 б: Iа = 2,7 мА; Ua = 270 В. Пользуясь динамической характеристикой, легко определить коэффициент усиления усилителя на средних частотах К0.
Для этого по рис. 7б определяем анодные напряжения для Uс1 = — 1 В и Uс1 = — 3 В, которые равны соответственно 227 и 304 В. При изменении напряжения на управляющей сетке на 2 В анодное напряжение изменилось на 304—227 = 77 В, откуда Ко = 77/2 = 38,5.
Иногда на графиках анодных характеристик изображают еще кривую максимально допустимой мощности, рассеиваемой на аноде (рис. 7, а, б). Динамическая характеристика лампы должна проходить ниже этой кривой, так как в противном случае анод может перегреться. Пользуясь статическими характеристиками, можно определить параметры лампы: крутизну S, показывающую, на сколько миллиампер изменится анодный ток при постоянном напряжении на аноде, при изменении напряжения на управляющей сетке на один вольт; внутреннее сопротивление Ri равное отношению приращения анодного Напряжения к соответствующему приращению анодного тока, и статический коэффициент усиления, показывающий, во сколько раз больше влияет на изменение анодного тока изменение сеточного напряжения по сравнению с изменением напряжения на аноде.
Определим все эти величины, пользуясь анодными и сеточными характеристиками для лампы 6Н9С рис. 8, а, б. Пусть рабочая точка Uс1 = — 2 В; 1а = 2,3 мА;
Uа = 250 В (на рис. 8, а точка 1′, на рис. 8, б точка 1). Решим эту задачу, пользуясь анодными характеристиками. Для этого из рабочей точки (1) проведем вертикальную и горизонтальную линии до пересечения с анодной характеристикой для Uc = — 1 В (точки 2 и 3). Для того чтобы найти значение S, нужно определить анодные токи лампы для точек 2 (Iа = 4,1 мА) и 1 (Iа — 2,3 мА) и разделить их разность на соответствующее приращение сеточного напряжения (в нашем случае равное 1 В), т. е.
Для того чтобы найти значение μ, нужно разделить разность анодных напряжений для точек 3 (Ua = 175 В) и 1(Uа = 250в) на соответствующую разность напряжений на управляющей сетке, в нашем случае 1 В, т. е. μ = (250 В —175 В) / 1В = 75.
Для того чтобы определить Ri нужно через рабочую точку 1 провести касательную к анодной характеристике, затем провести параллельную ей прямую через точку пересечения осей напряжения и тока и, отметив на этой прямой любую точку (9), разделить соответствующее этой точке значение напряжения на ток, т. е. в нашем случае Ri = 300 В / 0,007А = 43000 Ом.
Найдем эти же величины для той же рабочей точки, пользуясь сеточными характеристиками. Крутизна 5 определится как разность токов для точек 1′ и 2′, деленная на изменение напряжения на управляющей сетке, т. е. 1 В
Для определения статического коэффициента усиления μ проведем через рабочую точку 1′ горизонтальную прямую до пересечения с сеточной характеристикой для напряжения на аноде Uа = 200 В (точка 5). Затем нужно разделить разность анодных напряжений для точек 1′ (Uа = 250 В) и 5 (Uа = 200 В) на разность сеточных напряжений для этих же точек 1′ (Uс = — 2 В), 5(Ucl= —1, 33 В), получим μ = 75. Для определения Ri нужно провести через рабочую точку 1′ вертикальную прямую до пересечения со следующей сеточной характеристикой: точка 4 (Ua = 300 В). Внутреннее сопротивление найдем как частное от деления разности анодных напряжений для точек 1′ и 4 на разность токов для этих же точек
На рис. 8, б показаны также динамические характеристики для Ra = 100, 50 и 25 кОм и разных значений Eб=200 и 400 В.
Пользуясь анодными характеристиками, можно решить также следующие задачи:
1. Определить величину сопротивления Rk необходимого, чтобы получить постоянное смещение Ес1 = — 2 В на сетку лампы 6Н9С усилителя на сопротивлениях (рис. 6), если
Для этого проводим на графике анодных характеристик рис. 9 динамическую характеристику через точки: Ua = Еб— 250 В и
Точка пересечения этой прямой с анодной характеристикой для Uс1 = — 2 В дает нам значение Iа= 1,2 мА, откуда
2. Определить Iа, Uа, Ec1 при отсутствии сигнала для лампы 6Н9С, если известно Еб = 400 В, Ra = 100000 Ом, Rk = 4000 Ом.
Эта задача сводится к нахождению на динамической характеристике рабочей точки, в которой произведение анодного тока на Rk было бы равно напряжению смещения для анодной характеристики, проходящей через эту же точку. Эту задачу можно решить путем ряда приближений, выбирая сначала любую точку на динамической характеристике и находя произведение тока в этой точке на Rk. Если при этом полученное значение напряжения смещения будет больше по абсолютной величине, чем напряжение Uс1 анодной характеристики, проходящей через эту точку, то следующая пробная точка должна иметь меньший анодный ток и наоборот.
Проведем динамическую характеристику через точки Ua = Eб= 400в (рис. 9) и Iа = Eб / Ra = 4 мА. Выбираем первую пробную точку 1 на пересечении динамической характеристики с анодной характеристикой для Uс1 = —5 В. Произведение IaRk Дает значение 2 В, т. е. точку 2. Следующую пробную точку выбираем согласно правилу с большим током анода: точка 3 — пересечение динамической характеристики с анодной характеристикой для Uс1 = — 3,5 В (эта кривая на графике не показана).
Произведение RkIa равняется в этом случае 4,4 В, т. е. рабочая точка лежит где-то между точками 1 и 3. Дальнейший подбор дает рабочую точку 5, для которой Ec1 = — 3,8 В; Iа = 0,95 мА; Uа = 310 В.
3. Определить величины Rk и Rc2 усилителя напряжения на пентоде 6Ж8, схема которого показана на рис. 10, если известно:
Так как напряжение на экранной сетке должно быть равно 100 В, падение напряжения на сопротивлении Rc2 равно
Статьи
Шиномонтажное оборудование любой сложности и любой конфигурации, вы сможете найти в каталоге «Сервисто»