Как работает радиолампа. Классы усиления

Широкое распространение получила двухтактная схема усилителя, работающего в режиме А, иначе называемая пушпульной схемой (от английских слов «пуш» — толкать и «пул» — тянуть). В этой схеме использована не одна, а две одинаковые лампы. Напряжение возбуждения подаётся так, что когда одна сетка заряжается положительно, другая заряжается отрицательно. Благодаря этому возрастание анодного тока одной лампы сопровождается одновременным уменьшением тока другой лампы. Но импульсы токов в анодной цепи складываются и в ней получается результирующий переменный ток, равный удвоенной величине тока одной лампы, т. е. i_ma = i_ma1+i_ma2. Это гораздо легче представить, если одну характеристику расположить в перевёрнутом виде под другой: сразу становится понятным, как напряжение U_mg («раскачка») действует на токи в лампах (фиг. 32). Двухтактная схема работает более экономично и с меньшими нелинейными искажениями, нежели однотактная. Чаще всего эта схема применяется в оконечных (выходных) каскадах усилителей средней и большой мощности.

Фиг. 32. Как работает пушпульная схема

Рассмотрим такой случай: на сетку лампы подано напряжение смещения U_g0 = U_{g зап}. Тем самым рабочая точка помещена на самый низ характеристики. Лампа ”заперта”, её анодный ток в момент покоя равен нулю. Если в таких условиях к лампе подвести напряжение возбуждения U_mg, то в анодной цепи появятся импульсы тока i_ma в форме ”половинок периодов”. Иначе говоря, кривая усиливаемых колебаний U_mg исказится до неузнаваемости: срежется вся её нижняя половина (фиг. 33). Такой режим может показаться совершенно непригодным для низкочастотного усиления — слишком уж велики искажения. Но подождём делать этот вывод о непригодности.

Фиг. 33. Работа лампы, когда рабочая точка сдвинута в начало характеристик

Спрямим у характеристики (фиг. 33) нижний сгиб, превратим реальную характеристику в идеализированную, совершенно прямолинейную (фиг. 34). Нелинейные искажения вследствие наличия нижнего сгиба пропадут, но останется срез половины кривой усиливаемых колебаний. Если бы удалось этот недостаток устранить или компенсировать, такой режим можно было бы использовать для низкочастотного усиления. Он выгоден: в моменты пауз, когда напряжение возбуждения U_mg не подаётся, лампа заперта и не потребляет от источника анодного напряжения электрический ток. Но как устранить или компенсировать срезание половины кривой? Возьмём не одну лампу, а две, и заставим их работать попеременно: одну — от одного полупериода напряжения возбуждения, а другую — от другого, следующего за первым. Когда одна лампа будет «отпираться», другая в этот момент начнёт «запираться», и наоборот. Каждая лампа в отдельности будет воспроизводить свою половину кривой, а совместным их действием будет воспроизведена полностью вся кривая. Искажение устранится. Но как для этого соединить лампы?

Фиг. 34. Работа лампы с полной отсечкой

Конечно, по двухтактной схеме, изображённой на фиг. 32. Только на сетку каждой из ламп в этой схеме придётся подать напряжение смещения U_g0 = U_{g зап}. Пока напряжение возбуждения U_mg не подаётся, обе лампы ”заперты”, их анодные токи равны нулю. Но вот подано напряжение U_mg, и лампы поочерёдно начинают ”отпираться” и ”запираться” (фиг. 35), работая импульсами, толчками (отсюда и название режима — ”пуш-пуш” — ”толкай-толкай”). В этом отличие схемы ”пуш-пуш” от схемы ”пуш-пул” (фиг. 32), работающей в режиме А. В случае пушпульного режима лампы работают одновременно, тогда как в ”пушпушном” — по очереди. Если характеристики ламп совершенно прямолинейны, лампы в точности одинаковы и отсечки у каждой из них выбраны правильно, то искажений не получается совершенно. Такой режим усиления, применимый только для двухтактных схем, получил название идеального режима В.

Фиг. 35. Работа двухтактной схемы в режиме В