Ура!
Теперь, Олег, - Ваши построения, на мой взгляд - абсолютно верные.
Я начну далее писать то, что хотел - но это займёт некоторое время.
Всё, Олег. Спешу обрадовать - мы вплотную приблизились к Вашему вопросу, который Вы написали четыре дня назад:
... каким образом это может усилить звуковую волну? ...
и в этом сообщении уже начнём давать на него развёрнутый ответ. А те построения что Вы сами же и сделали ранее - помогут Вам... - просто, сами удивитесь аж, как сильно помогут!
Теперь, уважаемый Олег, необходимо опять сильно-сильно включить воображение.
Представьте себе, что Вы проснулись. И вот, Вы умылись, посмотрели на часы и у Вас в голове ворочаются какие-то непонятные воспоминания о том, что Вы этой ночью видели во сне, будто строили три точки для каждого из двух анодных резисторов... будто у Вас было три батарейки по 2В... Вы подходите к своему рабочему столу и видите, что на самом деле на столе лежит всего одна сдвоенная батарейка. То есть - у Вас в наличии только неразделяемая батарейка на 4В. А других - нет и не было. И вот сейчас, Вы уже чётко осознали - что вчера вечером Вы зафиксировали всего лишь две рабочие точки в своих опытах - а именно, смещение в обоих случаях было -4В. А анодные резисторы - их действительно два - один на 10 кОм, а второй на 50 кОм (а некий третий резистор на 5 кОм - Вам, опять же, - просто приснился).
Смогли это представить?
Теперь я Вам сообщаю, что вчерашние свои замеры рабочей точки при смещении от батарейки в 4В Вы делали вот по такой схеме:
уверяю Вас, что эта схемка полностью аналогична той, которую Вы представляли у себя в голове, когда делали последние построения на ВАХ от 6SN7. Но тут появился новый резистор (Rс). Называют его "сеточный резистор", иногда - "гридлик". Одновременно этот резистор является нагрузкой для источника сигнала (надеюсь, по схемке Вы сразу же поняли, что - вот, наконец-то мы подадим долгожданную синусоиду!). Про сеточный резистор я могу сказать очень мало - так как сам особо про него не знаю. Но вот что основное: несмотря на то, что я раньше говорил, что ток течёт только между катодом на анодом, а через сетку не течёт - это было неправдой. Это было сказано лишь для того, чтобы вас не смущал третий электрод и вы бы всё внимание заострили на токе катод-анод. Теперь же я сообщаю: всё-таки через сетку течёт ток. Но он в нашем случае (для ламповых усилителей) - паразитный. Лучше бы его не было! Этот сеточный ток очень маленький - микроамперы. Но в худших ситуациях - он может увеличиваться лавинообразно и привести к выходу из строя лампы. Этот сеточный ток может течь в двух направлениях. В основном, при отрицательных смещениях - он течёт так, что если вместо нашей батарейки поставить аккумулятор - то этот аккумулятор будет потихоньку подзаряжаться. Насколько помню - этот ток вызван электронами, внедряющимися в сетку, по пути к аноду (малая их часть). Такой ток не страшен - он приведёт к ещё бОльшему смещению (то есть - напряжение на сетке будет ещё более отрицательным по отношению к катоду. Но есть ещё и ионный ток - подробнее про него почитайте, пожалуйста, в книжках. Но в общем - он приводит к тому, что при протекании его через сеточный резистор - отрицательное напряжение между катодом и сеткой сначала уменьшается, потом становится равным нулю, а потом и вообще - напряжение на сетке становится выше чем на катоде - при этом, ток через лампу увеличивается, увеличивается температура в баллоне и ионный ток через сетку тоже увеличивается.
Я непонятно объяснил про сеточный ток - главным образом потому, что сам это плохо понимаю.
Важно понять вот что: сеточный ток очень мал. Он для нас - паразит, мешающий строить ламповые усилители. Этот ток может течь как в одну сторону "запирая" лампу из-за падения напряжения на сеточном резисторе, так и в другую сторону - когда падение напряжения на сеточном резисторе по знаку получается такое, что лампа всё больше "открывается" и ток катод-анод у лампы в этом случае растёт неудержимо и лавинообразно. Но оказывается, есть некая величина сеточного резистора, которая гарантирует нам, что сеточный ток не окажет влияния на работу лампы. Максимальный номинал этого сеточного резистора для лампы - указывается в характеристиках на лампу, в разделе "предельно допустимые параметры".
Так как сеточный резистор является нагрузкой для источника сигнала - мы хотим, чтобы он был максимально возможного номинала. Поэтому, как правило, мы ставим номинал сеточного резистора такой, который указан в предельно допустимых характеристиках на лампу. Сеточный резистор как бы "держит в упряжке" сеточный ток, не давая ему возможности оказывать существенного влияния на работу лампы. Чем меньше номинал сеточного резистора - тем устойчивее режим лампы в этом смысле.
Это - как я себе понимаю про сеточный резистор. Если в корне не верно - надеюсь, меня поправят. Но отмечу для тех, кто тоже не особо понимает и не хочет заморачиваться с разбирательствами - когда у нас сеточный резистор ставится между "землёй" и сеткой - вполне достаточно поставить его номиналом чуть меньше того, который указан в "предельных параметрах" для лампы. Звук будет - вполне отменный
Хорошо, предположим, мы разобрались, что такое Rс. (А я бы - вообще, хотел бы пока что на него по возможности не обращать внимания. Этот пост о другом)
Итак, я сообщаю, что к клеммам, которые изображены на схемке "~in" я подключил генератор звуковой частоты. И подаю туда синусоиду. Совершенно не важно, какой частоты. Пусть - у нас будет синусоида с частотой 1 кГц. Ещё известно, что размах амплитуды этой синусоиды составляет 2В (или 4 вольта от пика до пика).
Напряжение на сетке у меня в момент покоя (когда я не подаю синусоиду с генератора) - равно -4В по отношению к "земле", а соответственно - и по отношению к катоду. Это очевидно, так как между "землёй" и сеткой у меня стоит батарейка на 4В, а резистор Rс передаёт потенциал "земли" на "+" полюс батареи. Как мы говорили выше - сеточный ток настолько мал, что его не нужно учитывать. И он не создаёт падения напряжения на сеточном резисторе в нашем случае. Таким образом - наша рабочая точка - это точка со смещением "-4В" для анодного резистора 10 кОм и 50 кОм, которые выше (рабочие точки) построил Олег.
А теперь - вы догадались, наверное, зачем я ещё вздумал и попросил Олега также построить точки для смещения "-2В" и "-6В"? Всё верно! Это крайние положения амплитуды синусоиды. Попробую подробнее: когда мы включили генератор звуковой частоты и у нас от него пошла положительная полуволна синусоиды - и в своём пике эта полуволна достигнет значения +2В по отношению к "земле" - взгляните на схемку. То есть на "+" клемме батарейки в этот момент напряжение будет +2В. А, соответственно, на самой сетке в этот момент напряжение окажется: -4+2=-2В. Вы понимаете? В этот момент наше смещение на сетке будет равно "-2В" по отношению к катоду (который на "земле"). Именно поэтому я попросил Олега построить точку при смещении -2В.
Кто смог понять про положительную полуволну, тот сможет понять и про отрицательную полуволну. Когда с генератора у нас придёт пик отрицательной полуволны - то на плюсовом полюсе батарейки будет -2В. А на сетке в этот момент напряжение по отношению к "земле": -2-4=-6В. То есть - в этот момент на сетке будет напряжение -6В по отношению к катоду (и к "земле" соответственно). Поэтому я и попросил построить также точку при смещении "-6В". Вот как двигается рабочая точка лампы на ВАХ, если представить себе, что мы медленно подаём синусоиду на "~in":
Итак, что же творится на аноде, когда мы подаём синусоиду на входе? Состояние анода точно перемещается по зелёной линии. Причём, коричневая стрелочка с красной цифрой "1" показывает нам, что происходит с лампой в течение времени, когда мы подаём первую половину положительной полуволны синусоиды на входе. Стрелочка 2 - отображает путь состояния лампы от момента пика положительной полуволны до момента пика отрицательной полуволны. Стрелка с цифрой 3 - это от пика отрицательной полуволны синусоиды на входе до исходного состояния. Я описал вам один период синусоиды (то есть - одну положительную и одну отрицательную полуволну.
Надеюсь, понятно, что при подаче синусоиды - этих полуволн бесконечное множество. И рабочая точка на ВАХ при этом бегает по зелёной линии туда-сюда.
А теперь - смотрим, что получается. Совершенно понятно, что на входе у нас синусоидальный сигнал, с амплитудой в 2В. А далее - смотрим, какие напряжения при этом получаются на аноде. Я не напрасно просил Олега по возможности точно заценить эти цифры. Что же нам сообщил Олег (рассматриваем вариант анодного резистора 10 кОм): при смещении "-4В" (исходное состояние) напряжение на аноде составляло 143В. При смещении "-2В": 120В. При смещении "-6В": 163В. Значит, пока мы прошли от исходного состояния до пика положительной полуволны, напряжение на аноде изменилось на: 143-120=23В. А если рассмотреть состояние пика отрицательной полуволны на входе, то напряжение на аноде изменилось (по отношению к исходному состоянию): 163-143=20В.
Вот, вот оно - волшебство!
Мы на вход подали синусоиду с амплитудой 2В, а на аноде имеем синусоиду с амплитудой 20В! Рассчитаем усиление: 20/2=10. Мы в 10 раз увеличили синусоиду! Правда вот, есть незадачка... на одной полуволне напряжение на аноде изменилось на 23В, а на другой полуволне - на 20В... а мы бы хотели, чтобы увеличение как отрицательной, так и положительной полуволны было бы на одинаковый коэффициент... Но это и есть самая горькая правда - лампа не идеальна. Но наша задача - как раз и состоит в том, чтобы найти такую рабочую точку на ВАХ и построить такую нагрузочную прямую... - чтобы и отрицательная и положительная полуволна увеличились бы на одинаковую величину, по отношению к исходной синусоиде с генератора.
Зачем я попросил Олега построить также точки для резистора 50 кОм? Взгляните, что получилось с напряжениями на аноде для этого случая:
исходное: 105В, пик положительной полуволны: 74В, пик отрицательной полуволны: 132В. Для положительной полуволны изменение напряжения на аноде составили: 105-74=31В, для отрицательной: 27В. Сравните с предыдущими цифрами. С одной стороны - коэффициент усиления у нас получился больше. С другой стороны - искажение синусоиды получилось больше (хотя, тут не получилось, чтобы это явно было видно).
Есть ещё другие параметры, по которым строят (закладывают как исходное данное) рабочую точку и нагрузочную прямую. Но, основное, на что опираются - симметричность синусоиды на аноде (положительной и отрицательной полуволн). Как правило, наилучшая симметричность полуволн получается там, где диагональные линии отображающие величину смещения на ВАХ проходят максимально параллельно друг другу. А нагрузочная прямая при этом - должна пройти под углом 90 градусов к диагональным линиям смещения. Надеюсь, вы уже смогли уяснить, что наклон нагрузочной линии зависит от напряжения источника питания (правая точка внизу ВАХ) и номинала анодного резистора (левая точка прямой на оси токов).
Всё. Если вы осознали то, что я писал до этого - вы можете самостоятельно построить первый каскад лампового усилителя. Это будет усилитель напряжения. А именно он нам нужен, чтобы заставить работать с нужными нам параметрами уже выходную лампу, которая позволит усилить не только напряжение, но и ток.
Ещё на что хочу обратить внимание: лампа переворачивает фазу. Смотрите: когда мы начали подавать положительную полуволну, и напряжение на сетке у нас начало увеличиваться по отношению к "земле" - на аноде лампы в этот момент напряжение стало уменьшаться по отношению к "земле". И таким образом - пока от генератора у нас идёт положительная полуволна - напряжение на аноде в это время делает отрицательную полуволну.
Олег, Вам следующее задание (Вы сейчас будете просто поражены!):
я прошу Вас самостоятельно нарисовать схему первого каскада лампового усилителя, которая бы содержала в себе следующие элементы:
- напряжение питания (чтобы было указано, в вольтах);
- катодный и анодный резисторы (их номиналы) ;
- сеточный резистор (и его номинал);
- радиолампа - 6Н8С.
Дополнительно сообщаю, что чувствительность будущего усилителя 1В. И я хочу иметь запас по напряжению смещения ещё минимум как в 1В до смещения по ВАХ, равном нулю (от крайнего положения рабочей точки на аноде, в момент пика положительной полуволны на входе УНЧ).
Ещё раз повторяю: схема должна содержать всего 4 элемента (лампа и резисторы - катодный, анодный, сеточный). Также сообщаю, что мощность, выделяемая на аноде в рабочей точке - не должна превышать 2 Вт.
Прошу построить максимально линейный на Ваш взгляд каскад усиления напряжения.
(обалдеть... я сам удивлён... неужели это у Вас получится?)
Какие появятся затруднения при выполнении задания - задавайте вопросы.
3 усилка в готовности 70% каждый а мне лень)
