Войти
Схематический символ, используемый в принципиальных схемах для вакуумной лампы, с отображением управляющей сетки The управляющая сетка представляет собой электрод, используемый для усиления термоэмиссионных клапанов (вакуумных ламп), таких как триод, тетрод и пентод, используемый для управления потоком электронов от катода к анодному (пластинчатому) электроду. Управляющая сетка обычно состоит из цилиндрического экрана или спирали из тонкой проволоки, окружающей катод, и, в свою очередь, окружена анодом. Управляющая сетка была изобретена Ли Де Форест, который в 1906 году добавил сетку к клапану Флеминга (термоэмиссионный диод ), чтобы создать первый усилитель . электронная лампа, Audion (триод ).
В клапане горячий катод испускает отрицательно заряженные электроны, которые притягиваются и захватываются анодом, на который подается положительное напряжение от источника питания. Управляющая сетка между катодом и анодом функционирует как «затвор» для управления током электронов, достигающих анода. Более отрицательное напряжение на сетке будет отталкивать электроны обратно к катоду, поэтому меньше электронов попадет на анод. Менее отрицательное или положительное напряжение на сетке пропускает больше электронов, увеличивая анодный ток. Заданное изменение напряжения сети вызывает пропорциональное изменение тока пластины, поэтому, если к сети приложено изменяющееся во времени напряжение, форма волны тока пластины будет копией приложенного напряжения сети.
Относительно небольшое изменение напряжения на управляющей сетке вызывает значительно большее изменение анодного тока. Присутствие резистора в анодной цепи вызывает большие колебания напряжения на аноде. Изменение анодного напряжения может быть намного больше, чем вызвавшее его изменение напряжения в сети, и, таким образом, лампа может усиливаться, работая как усилитель.
Структура современной маломощной триодной вакуумной лампы. Стеклянный и внешний электроды показаны частично срезанными, чтобы показать конструкцию. Сетка в первом триодном клапане состояла из зигзагообразного куска проволоки, помещенного между нитью накала и анодом. Это быстро превратилось в спираль или цилиндрический экран из тонкой проволоки, помещенный между однониточной нитью накала (или, позже, цилиндрическим катодом) и цилиндрическим анодом. Сетка обычно изготавливается из очень тонкой проволоки, устойчивой к высоким температурам и не способной испускать электроны. Молибден сплав с покрытием золотом часто используется. Он намотан на мягкие медные боковые стойки, которые обжимают сеточные обмотки, чтобы удерживать их на месте. Вариантом 1950-х годов является каркасная сетка, которая наматывает очень тонкую проволоку на жесткий штампованный металлический каркас. Это позволяет выдерживать очень жесткие допуски, поэтому сетку можно разместить ближе к нити накала (или катоду).
При размещении управляющей сетки ближе к нити / катоду относительно анода достигается большее усиление. Эта степень усиления упоминается в технических паспортах клапана как коэффициент усиления или «мю». Это также приводит к более высокой крутизне, которая является мерой изменения анодного тока в зависимости от изменения напряжения сети. коэффициент шума клапана обратно пропорционален его крутизне; более высокая крутизна обычно означает более низкий коэффициент шума. Снижение шума может быть очень важным при разработке радио- или телевизионного приемника.
Клапан может содержать более одной сетки управления. гексод содержит две такие сетки, одну для принятого сигнала и одну для сигнала от гетеродина. Собственная нелинейность клапана приводит к появлению в анодной цепи не только исходных сигналов, но также суммы и разности этих сигналов. Его можно использовать как преобразователь частоты в супергетеродинных приемниках .
Вариантом управляющей сетки является создание спирали с переменным шагом. Это придает результирующему клапану отчетливую нелинейную характеристику. Это часто используется в R.F. усилители, в которых изменение смещения сетки изменяет взаимную проводимость и, следовательно, коэффициент усиления устройства. Этот вариант обычно проявляется в форме клапана пентод, где он затем называется пентодом с переменным мю или пентодом с дистанционной отсечкой.
Одним из основных ограничений триодного клапана является наличие значительной емкости между сеткой и анодом (C ag). Явление, известное как эффект Миллера, приводит к тому, что входная емкость усилителя является произведением C ag и коэффициента усиления клапана. Это, а также нестабильность усилителя с настроенным входом и выходом, когда C ag велико, могут серьезно ограничить верхнюю рабочую частоту. Эти эффекты можно преодолеть, добавив экранную сетку , однако в более поздние годы эры ламп были разработаны конструктивные методы, которые сделали эту `` паразитную емкость '' настолько низкой, что триоды, работающие в верхнем диапазоне Стало возможным использование диапазонов очень высоких частот (VHF). Mullard работал на частоте до 250 МГц. Емкость анодной сетки EC91 указана в литературе производителя как 2,5 пФ, что выше, чем у многих других триодов той эпохи, в то время как многие триоды 1920-х годов имели строго сопоставимые значения, так что прогресса в этой области не было. Однако первые тетроды с экранной сеткой 1920-х годов имели C ag всего 1 или 2fF, что примерно в тысячу раз меньше. «Современные» пентоды имеют сопоставимые значения C ag. Триоды использовались в усилителях УКВ в конфигурации «заземленная сетка», схема которой предотвращает обратную связь Миллера.
Портал электроники 