9.7. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИЕМНО-УСИЛИТЕЛЬНЫХ ЛАМП

Приемоусилительные лампы (ПУЛ) классифицируются по конструктивному оформлению, по назначению, по виду и величине напряжения накала.

Классификация ПУЛ по конструктивному оформлению

Современные ПУЛ делятся на лампы со стеклянным баллоном: крупногабаритные, миниатюрные, сверхминиатюрные; лампы с металлическим баллоном; металлостеклянные и металлокерамические.

Конструкция лампы влияет на ее частотные свойства, величину мощностей электродов, экономичность, определяет интервалы допустимых внещних воздействий и, следовательно, область ее целесообразного применения.

Лампы с металлическим баллоном устарели и в новой аппаратуре не используются.

Основная тенденция развития ламп со стеклянными баллонами -- уменьщение габаритов.

Стеклянные крупногабаритные лампы (Q применяются в мощных низкочастотных устройствах (усилители, выпрямители, стабилизаторы напряжения питания).

Миниатюрные пальчиковые лампы (П) применяются наиболее щироко, так как отличаются хорошими электрическими и механическими свойствами. Работают вплоть до метровых волн.

Сверхминиатюрные лампы (А, Б, Г) имеют хорошие элйггриче-скне к механические свойства, малые габариты. Однако велика опасность перегрева баллона, поэтому необходим хороший тепловой контакт с шасси. Применение целесообразно лишь в малогабаритной аппаратуре УКВ диапазона.

Металлостеклянные лампы с дисковыми выводами (Д), имеющими малую собственную индуктивность (маячковая и карандашная конструкции), работают в дециметровом диапазоне.

Металлокерамические лампы (К) применяются в схемах с общей [Сеткой на частотах до нескольких тысяч мегагерц.

Сверхминиатюрные металлокерамические лампы (Н) - самые экономичные, обладают высокой теплостойкостью, хорошими механическими и частотными свойствами.

Области применения ПУЛ

Приемоусилительные лампы бывают следующих видов: диоды, криоды, тетроды (обычные и лучевые), пентоды, многосеточные и рюмбинированпые лампы.

Диоды делятся на маломощные высокочастотные (детектирование Колебаний ВЧ и СВЧ, смешение на СВЧ), мощные выпрямительные кенотроны (низковольтное и высоковольтное выпрямление тока промышленной частоты) и демпферные (демпфирование колебаний).

Триоды используются для усиления и генерирования колебаний, в импульсных схемах, а также в качестве регулирующих ламп в стабилизаторах напряжения.

Основной недостаток триодов - большая емкость сетка - анод, ,ограничивающая рабочий диапазон частот при включении по схеме

с общим катодом. Однако низкий уровень шумов делает их незаменимыми в диапазоне СВЧ. Для уменьшения проходной емкости применяется включение ламп серий Б и П по схеме с общей сеткой (X = = 2-f-6 м), используются также триоды с дисковыми выводами (X = = ЗОН-40 см) и металлокерамические (Я, > 7-8 см). В усилителях напряжения применяют триоды с большим коэффициентом усиления ц(30-100).

Для усилителей мощности необходимы лампы с левыми анод-но-сеточными характеристиками (т. е. с малым (х = 4-=-10) и достаточно высокой крутизной (S до 6 мА/В). Триод работает без искажений в широком диапазоне значений сопротивления нагрузки.

Регулирующие лампы работают при больших токах (/д = 50-г --1000 мА) и низких анодных напряжениях (около 100 В).

Высокочастотные пентоды имеют небольшую проходную емкость Сд (0,003-0,006 пФ) и высокое входное сопротивление. Однако уровень шумов выше, чем у гриодов. Пентоды делятся на два типа: с короткой и удлиненной характеристикой, предназначенные для работы в каскадах усиления напряжения ВЧ с АРУ.

Низкочастотные выходные пентоды характеризуются высоким х 150-600), поэтому требуют меньшего управляющего напряжения, чем триоды. Анодно-сеточная характеристика выходных пентодов Нелинейна - это вызывает искажения, поэтому пентод критичен в выборе сопротивления нагрузки. При одинаковом допустимом проценте искажений отдача по мощности у пентода и триода примерно одинакова.

Широкополосные пентоды характеризуются высоким значением коэффициента широкополосности, илн добротности.

вх Ь в

Выходные пентоды отличаются большим импульсом анодного гока, определяющим максимальное напряжение на нагрузке.

Пентоды с катодной сеткой обладают высокой добротностью, но требуют наличия низковольтного источника для питания катодной сетки. Применяются в широкополосных усилителях н в схемах формирования наносекундных импульсов.

Лампы со вторичной эмиссией предназначены для использования в импульсных схемах наносекундного диапазона, так как имеют высокую добротность. Их недостаток-значительная нестабильность усилительных параметров.

Стержневые пентоды (высокочастотные и выходные) отличаются высокой экономичностью, малым разбросом параметров (±5%), улучшенными высокочастотными свойствами. Низкий уровень шумов, высокое входное сопротивление и малые междуэлектродные емкости обеспечивают работу в диапазоне до 250 МГц.

Пентоды с двойным управлением электронным потоком применяются в преобразователях частоты. Крутизна по третьей сетке обычно в несколько раз ниже, чем по первой.

Тетроды обладают очень .малой емкостью С . Подразделяются на тетроды для усиления напряжения и мощности НЧ и широкополосные тетроды. Недостаток-наличие малостабильного падающего участка анодной характеристики, способствующего возникновению паразитных колебаний.

Лучевые тетроды -мощные выходные низкочастотные лампы.

Многосеточные лампы применяются в преобразователях частоты в диапазоне ДВ, СВ и КВ. Обладают относительно высокой крутизной преобразования. Недостаток - большой уровень шумов.

Комбинированные лампы совмещают в одном баллоне две или несколько ламп, имеющих отдельные системы электродов, часто разделенные экранами для устранения паразитных связей. Применение комбинированных ламп уменьшает габариты аппаратуры и упрощает ее монтаж.

По виду иакала лампы делятся на два типа-с прямым накалом и косвенным. Первые могут работать только на постоянном токе, вторые-как на постоянном, так и на переменном.

При выборе типа ПУЛ для применения в конкретной схеме можно руководствоваться табл. 9.16, в которой перечислены характерные области использования ПУЛ.

9.8. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗБРОС ПАРАМЕТРОВ ЛАМП И ИХ ИЗМЕНЕНИЕ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Значения параметров ламп, принадлежащих к одной технологической партии, распределяются по определенным вероятностным законам. Законы распределения токов, крутизны, коэффициента усиления, выходной мощности и межэлектродных емкостей близки к нормальному, а виброшумы и сопротивления изоляции распределены по логарифмически-нормальному закону.

В технических условиях на ПУЛ указывают среднее значение и границы поля допуска параметра. Для ламп повышенной надежности помимо этого контролируется интервал допустимого положения медианы кривой распределения.

В процессе эксплуатации нормальный закон распределения значений параметра сохраняется, хотя смещается среднее значение и увеличивается дисперсия. Законы распределения, отличные от нормального, со временем могут изменяться.

При проектировании аппаратуры необходимо учитывать как технологический разброс параметров, так и их возможный дрейф в процессе эксплуатации. Характер дрейфа для основных параметров ПУЛ следующий: токи накала и первой сетки, входное, внутреннее и шумовое сопротивления - возрастают, а ток анода и второй сетки, выходная мощность и крутизна уменьшаются. Величины статического коэффициента усиления и межэлектродных емкостей со временем почти не изменяются.

9.9. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА НА СРОК СЛУЖБЫ ПРИЕМНО-УСИЛИТЕЛЬНЫХ ЛАМП

Основным элементом, определяющим безотказную работу ПУЛ, является узел катод-подогреватель (60% отказов).

Интенсивность отказов X резко возрастает при повышении номинального значения напряжения накала (U), последовательном включении подогревателей, чередовании недокала и перекала. Поэтому рекомендуется стабилизировать в пределах ±2% (особенно для ламп серии Е), использовать ПУЛ только при параллельном включении подогревателей и не превышать /нмако Установлон-