Здавалка
Главная | Обратная связь

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ



В. К. Усачев В. М. Чернов

Лабораторный практикум

По физической электронике

Учебное пособие

 

 

Челябинск

 

ББК В 37 я 7

У 493

 

В.К.Усачев, В.М.Чернов

У 493 Лабораторный практикум по физической электронике: Учеб.

пособие / Челяб. гос. ун–т. Челябинск, 2004. 72 с.

 

ISBN 5–7271–0673–7

 

Учебное пособие является руководством к лабораторному практикуму по курсу "Физическая электроника". Содержит описание и методику проведения восьми лабораторных работ: по эмиссионной, газовой электронике, электровакуумным приборам и полупроводниковой электронике.

Предназначается для студентов физического факультета обучающихся по специальности "Радиофизика и электроника".

 

Табл. 2. Ил. 63. Библиогр.: 35 назв.

 

 

Печатается по решению редакционно–издательского совета

Челябинского государственного университета.

 

Рецензенты: кафедра технологии приборостроения Южно–Уральского

государственного университета;

доктор физ.-мат. наук, проф. В.П. Бескачко

 

ББК В 37 я 73–5

 

 

ISBN 5-7271-0673-7 © ГОУВПО «Челябинский государственный

университет», 2004

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МНОГОЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП

ВВЕДЕНИЕ

Триодом называется многоэлектродный электровакуумный прибор, имеющий катод, сетку и анод. Сетка - это электрод, выполненный обычно в виде проволочной спирали и расположенный в непосредственной близости от поверхности катода. Основное назначение сетки - воздействовать на объемный заряд у катода и управлять электронным потоком, поэтому её часто называют управляющей сеткой.

Чтобы сравнить влияние потенциалов сетки и анода на потенциальный барьер у катода и. следовательно, на ток анода, триод заменяют эквивалентным диодом. В этом случае ток анода подчиняется закону степени трёх вторых, а роль анодного напряжения в эквивалентном диоде выполняет действующее напряжение . Тогда

,(1)

где G - постоянная, зависящая от конструктивных параметров триода.

D - проницаемость сетки.

Проницаемость D зависит от частоты сетки и от близости её расположения катоду. Как правило. D<<1. Из (1) находим:

D = , при .

Из (1) также получаем, что анодный ток равен нулю при подаче на сетку напряжения, называемого напряжением запирания U и равного

.(2)

Рассчитанные по (2) несколько меньше экспериментальных результатов из-за отличия реальных характеристик от закона степени трех вторых.

 

Анодный ток зависит от напряжения на аноде и напряжения на сетке

.

На практике эту зависимость принято характеризовать двумя статическими зависимостями (характеристиками):

 
 

1. - анодно-сеточная характеристика (рис. 1).

2. - анодная характеристика (рис. 2).

Для описания работы триода при наличии переменных напряжений вводятся дифференциальные параметрыS, и m.

- крутизна анодно-сеточной характеристики,

- внутреннее сопротивление триода, вносимое

им в анодную цепь,

- статический коэффициент усиления.

Проницаемость D и коэффициент усиления связаны соотношением

.

Три параметра S, и m связаны между собой внутренним уравнением лампы

или . (3)

Все три параметра можно определить экспериментально по сеточным или анодным характеристикам. Для этого надо взять две кривые из семейства, выбрать рабочую точку и построить треугольник, как показано на рис.1 и 2. Заменяя дифференциалы приращениями, которыми являются катеты прямоугольника, определяются S, и m.

Рабочим участком обычно является область отрицательных анодно-сеточных характеристик, когда и нет сеточных токов, Вэтом случае входное сопротивление триода большое .

К важным параметрам триода относятся межэлектродные емкости, причем, как правило, они оказывают вредное влияние на работу триода.

Расчет усилительного каскада на триоде проводят аналитически или графоаналитически. При аналитическом расчете лампа рассматривается как генератор переменной ЭДС с внутренним сопротивлением . Коэффициент усиления каскада рассчитывается по формуле:

,

где - сопротивление нагрузки.

При графоаналитическом расчете пользуются рабочими характеристиками, которые могут быть построены в семействе статических характеристик (рис.3). Для этого в семействе анодных характеристик строят линию нагрузки, соответствующую уравнению .

В семействе координат прямую нагрузки удобно строить по двум точкам. Из уравнения нагрузки получаем, что при анодное напряжение (точка M). Эта точка соответствует запиранию лампы отрицательным сеточным смещением.

Для второй точки положим , тогда получаем (точка N), Через точки N и M проводим прямую линию, которая и является линией нагрузки. Заметим, точка N не соответствует реальному режиму лампы. При анодный ток не может быть максимальным.

С помощью линии нагрузки можно определить анодный ток и анодное напряжение при любом напряжении сетки.

 
 

При подаче на сетку переменного напряжения амплитудой на аноде появляется усиленное переменное напряжение амплитудой (см. рис.3).

Для получения усиления сигнала с меньшими нелинейными искажениями необходимо соответственно выбрать рабочую точку Т. Рабочая точка определяет значения тока покоя и напряжения покоя . Эти значения соответствуют току и напряжению триода при отсутствии входного сигнала.

Для того чтобы задать рабочую точку, надо на сетку подать начальное постоянное напряжение , называемое напряжением смещения. Это напряжение смещения определяетсяиз графика налинии нагрузки как середина рабочего участка. Из графика определяется амплитуда переменной составляющей анодного тока , максимальное значение анодного тока (точка А) и максимальное напряжение на аноде (точка В).

 

Далее рассчитываются следующие величины:

- коэффициент усиления каскада ,

- полезная (выходная) мощность , (4)

-мощность, подводимая от анодного источника . 5)

Мощность должна быть меньше - допустимой мощности рассеивания на аноде, даваемой в справочных данных на лампу.

Напряжение смещения на сетке можно задать автоматически с помощью сопротивления в цепи катода. Падение напряжения на этом сопротивлении при протекании катодного тока додано быть равно сеточному смещению .

Сопротивление шунтируется емкостью. Величина емкости выбирается такой, чтобы устранить отрицательную обратную связь на рабочих частотах.

 

ПЕНТОД

В пентоде кроме управляющей сетки есть еще две. Вторая. или экранирующая сетка, введена для уменьшения проходной емкости, увеличения коэффициента m и увеличения внутреннего сопротивления лампы , Третья, или антидинатронная сетка, устраняет динатронный эффект. Третья сетка обычно соединяется с катодом. На экранную сетку подается положительное напряжение, обычно величиной 50% - 70% от анодного напряжения.

Напряжение запирания пентода определяется потенциалом второй сетки

.

Основными характеристиками пентода являются анодно-сеточная зависимость и анодная зависимость . При постоянных значениях потенциалов остальных электродов.

 

Параметры пентодов

1. Крутизна характеристики при .

2. Внутреннее сопротивление при .

 
 

3. Статический коэффициент усиления

при .

Типичные анодные характеристики показаны на рис.4. Здесь же показано определение статических параметров пентода из анодной характеристики для заданной точки Т. Крутизна определяется по точкам А и Б; внутреннее сопротивление -по точкам В и Г, причем неточно, так как приращение тока получается малым. Зная S и , находят по формуле .

При расчете рабочего режима пентода подбирают графоаналитическим способом оптимальное сопротивление нагрузки R, при котором обеспечиваются минимальные нелинейные искажения и большая полезная мощность. При этом получается, что R значительно меньше и обычно составляет

.

Коэффициент усиления резистивного каскада на пентоде определяется с учетом того, что можно пренебречь значением по сравнениюс :

.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Подключить внешний вольтметр для измерения тока в цепи анода.

2. Включить тумблер "Сеть"и дать прогреться лампам в течение 2-3 минут.

3. Поставить переключатель в положение "Триод".

4. Снять анодно-сеточные зависимости триода при нескольких значениях .

5. Снять анодные характеристики триода при трех значениях (-0.5В. -1.0В, -1.5В).

6. Для снятия характеристик пентода поставить переключатель в положение "Пентод".

7. Снять анодные характеристики пентода для трех значений напряжения на сетке (-0.5В,-1В,-1.5В) и .

8. Снять анодно-сеточные характеристики пентода для двух значений экранного напряжения и .

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.