как правило, значительно меньше шумов дробового эффекта и токораспределения. Поэтому для практических целей вторым слагаемым в (8-67) можно пренебречь.

Одной из причин возникновения шумов является также поверхностный флюктуационный элект ричес-кий эффект, вызванный тем, что во времени происходит потеря эмиссионной способности отдельными участками катода из-за изменения их активного слоя. Спектр шумов, обязанных этому эффекту, охватывает главным образом очень низкие частоты.

Шумы в лампах могут возникать также вследствие внешних механических воздействий (микрофонный эффект). При колебаниях элементов конструкции расстояния между электродами ламп меняются, вызывая изменение анодного тока.

В многоэлектродных лампах флюктуации больше, чем в диоде или в триоде, однако по сравнению с постоянной составляющей они все же чрезвычайно малы.

В диапазоне высоких 4acTqT ток в цепи сетки, наведенный пролетающими электронами, не равен нулю (рис. 8-19). Флюктуации этого тока при больших углах пролета электронов могут также достигать существенной величины.

Методы оценки шумовьк свойств. Наибольшее распространение для оценки шумовых свойств ламп получил метод эквивалентного шумового сопротивления, основанный на сравнении флюктуации тока лампы с тепловыми флюктуациями в цепи с обычным сопротивлением лри температуре То=290°К. Среднеквадратичное значение флюктуационного напряжения на сопротивлении /? находится по формуле

ul = ikToRAf; k - постоянная Больцмана.

(8-68)

Шумящее сопротивление R (рис. 8-21, а) можно заменить генератором напряжения шумов, включенным последовательно с не-шумящим сопротивлением (рис. 8-21,6) или же генератором шумового тока, который включен параллельно с нешумящим сопротивлением (рис. 8-21, в).

Приравнивая шумовые токи диода и шумящего сопротивления, получим, что эквивалентное диоду шумящее сопротивление

ш.д -

0.644

(8-69)

где Тк - температура катода;

Для ламп с сетками флюктуации анодного тока пересчитывают к входу лампы, заменяя шумящую лампу (рис. 8-22, а) не-щумящей, к входу которой подключен эквивалентный генератор шумового напряжения (рис. 8-22,6). Для триода, например.

Рис. 8-21. Эквивалентные источники шумов.

о - шумящее сопротивле- R, ние: б - нешумящее со- 0-1 i-j противление и генератор шумового напряжения; в - нешумящее сопротивление и генератор шумового тока.

Рис. 8-22. Замена шумя- 0 щей лампы эквивалентными источниками шума. В)

а - шумящий триод;

6 -нешумящий триод и генератор шумового напряжения; е - нешумящий триод я шумящий резистор.

ЭТОТ пересчет легко выполнить, используя известное соотношение

в свою очередь эквивалентный генератор шумового напряжения можно заменить включенным в цепь сетки шумящим сопротивлением (рис, 8-22, в) при условии, что их шумовые напряжения равны.

Для триода такой пересчет приводит к выражению величины шумящего сопротивления

Rm.TT) -

0,644Гк

(8-70)

Для пентода получается:

Подставляя в формулы (8-69), (8-70) и (8-71) величины Г = 1000К; Го=290 = 300° К и 6=0,81, получим простые и удобные для расчетов формулы:

Rm.n ~ ,

Rm.tp k

5 20/и

(8-72) (8-73) ). (8-74i

Другой метод оценки шумовых свойств ламп основан на замене лампы шумящим сопротивлением, имеющим эквивалентную абсолютную температуру Гэ. Предположим, что мощность шумов, создаваемых лампой от всех указанных ранее причин равна Рш.л, а мощность при произвольной температуре Т равна кТЦ, тогда в общем случае Рш.я =h кТЦ. Однако температуру сопротивления можно изменить до такой величины Гэ, при которой эти мощности будут равны; Рш.л.=кТъЦ.

Отношение

t = r (8-75)

называется относительной шумовой температурой.

Методы снижения шумов в лампах

Снижение шумов в лампе может быть достигнуто прежде всего путем повышения крутизны характеристики: Для увеличения 5 стремятся приблизить управляющую сетку к катоду и уменьшить ее шаг. Это не всегда можно сделать без ущерба для других параметров лампы. При конструирова-

Рис. 8-23. Входная цепь лампы с эквивалентными источниками шумов.

в - на ннзкнх частотах; б - на высоких частотах.

НИИ многоэлектродных ламп для уменьшения шумов стремятся уменьшить коэффициент k (для чего экранирующую сетку делают редкой) или же работать при низких Uc2- В последнем случае k уменьшается вследствие снижения /сг, величина которого независимо от k влияет на величину шумов.

Для уменьшения коэффициента вторичной эмиссии электроды лампы выполняются из материалов с небольщим о или специально покрываются тонким слоем металла

с малым коэффициентом вторичной эмиссии. Кроме того, при выборе типа катода и режима его работы уделяют особое внимание предотвращению испарения активного слоя с его поверхности.

Входная цепь лампы с учетом источника шумов. Входная цепь лампы на низких частотах может -быть представлена с учетом эквивалентного генератора шумового напряжения (рис. 8-23,0;) Ыш=4 кТоЦ-ш, где /?ш - шумовое сопротивление диода или пентода.

В диапазоне высоких частот необходимо учитывать появление активной составляющей входной проводимости лампы за счет времени пролета электронов и индуктивности катодного ввода (см. стр. 360). Наличие проводимости (8-60)

<3вх = <3вх.1+<3вх1,

определяет возникновение в цепн сетки шумового тока

= 4feroGej, fЛ- 4ft (5Го) , f. (8-76>

Схема входной цепи в этом случае имеет вид, представленный на рис. 8-23, б.

8-8. ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП

Электронная лампа как четырехполюсник

Замена лампы эквивалентной схемой удобна при расчете большинства устройств, которые, помимо электронных ламп, содер-

Рис. 8-24. Линейный четырехполюсник, эквивалентный электронной лампе.

а - на низких частотах; б - на высоких частотах; е - для схемы с общим катодом.

жат сопротивления, емкости и индуктивности.

Любую электронную лампу можно представить в виде нелинейного активного четырехполюсника. В больщинстве случаев однако, к входу лампы подводятся небольшие напряжения, что позволяет рабочий участок характеристики считать линейным, а саму лампу представить как линейный активный четырехполюсник (рис. 8-24, а). Как известно, связь между входными и выход-

нымн токами и напряжениями в четырехполюснике определяется системой из двух уравнений, для которых в качестве независимых переменных могут быть взяты любые две величины. Для электронных ламп в качестве независимых переменных удобно выбрать входное и выходное напряжения. Тогда уравнения четырехполюсника запишутся;

dii , dii , dui

dt2 = - dui~{-

(8-77)

В общем случае токи и напряжения в лампе - величины комплексные (рис. 8-24,6) н уравнения (8-76), можно записать в виде

(8-78)

Характеристические проводимости

Частные производные в уравнениях, (8-77), нмеюшие размерность проводимости, йазываются характеристическими проводимостями лампы; они могут быть определены из уравнений (8-78) при условиях поочередного осуществления режима короткого замыкания на входе и

выходе четырехполюсника (Ui=0 и 2=0).

Однако при анализе работы электронных ламп, особенно на высоких частотах, удобней использовать совокупность других Ироводимостей, определяемых по методу, предложенному В. И. Сифоровым [Л. 14].

Предположим, что лампа включена по схеме с общим катодом (рис. 8-24, в).

Отношение

Ус1я -

при г/с1 = 0 (8-79)

называется проводимостью обратного действия или проходной проводимостью лампы. Она определяется при коротком замыкании входа лампы.

На частотах порядка мегагерц

ток /с1=-(coCa.cifa И, Следовательно,

= iaC.

a.cl

(8-80)

Для определения остальных трех прово-.цимостей удобно воспользоваться методом нейтрализации проходной проводимости, т. е. включить параллельно ей проводимость, равную по величине, но обратного знака.

Проводимость

f/ci

(приКс1а=0) (8-81)

называется входной проводимостью лампы.

В общем случае эта проводимость - величина комплексная:

1с1к=Оо1к-Ь Всак. (8-82)

На низких частотах при работе лампы без сеточных токов Gcik=0 и величина проводимости определяется емкостью Ccik:

(8-83)

В области высоких частот активная составляющая проводимости вследствие влияния времени пролета электронов и индуктивности катодного ввода не равна нулю и величина Gcik определяется соотношением (8-60)

Проводимость

Уа.к -

(прн Кс1а=0) (8-84)

является выходной проводимостью лампы. Реактивная составляющая этой проводимости определяется емкостью анод - катод Ba.K=tcuCa.K. Активная составляю щая в области низких частот - величина, обратная внутреннему сопротивлению лампы, Ga.K = l ?€.

На высоких частотах активная составляющая изменяется вследствие влияния индуктивности вводов и ее величина определяется выражением (8-61)

Оа.к = ! ?/ + * *.

Поскольку в триодах Ri невелико, то для всей области усиливаемых частот можно считать Ga.K~l ?i. В пентодах, где внутреннее сопротивление велико, активная составляющая выходной проводимости увеличивается пропорционально квадрату частоты.

Проводимость

- (при Ксла =0);

(8-85)

есть крутизна лампы - также величина комплексная. Однако практически в области рабочих частот крутизну лампы считают величиной чисто активной.

Эквивалентная схема лампы

Электронная лампа может быть представлена эквивалентной П-образной схемой, содержащей характеристические проводимости (рис. 8-25, а). Активный характер

схемы отмечен генератором тока SUc.

В диапазоне низких частот характеристические проводимости следует считать чи-