Л. — В рассмотренных генераторах мы имели дело с экспоненциальной кривой, кривизна которой должна быть, однако, возможно малой.
Н. — Нельзя ли для этого каким-либо способом поддерживать зарядный ток совершенно постоянным так, чтобы напряжение на выводах конденсатора возрастало пропорционально времени?
Л. — Это, действительно, возможно. А ты, Незнайкин, можешь найти такой способ ограничения?
Н. — Нужно было бы заменить зарядное сопротивление R (рис. 35) чем-нибудь, что не пропускает ток выше заданной величины. Лампа, понимая под лампой промежуток катод — анод, не могла бы для этого пригодиться?
Л. — Конечно. Возьми диод (предпочтительно прямого накала), который работает в режиме насыщения, т. е. так, что все излученные нитью электроны достигают анода (рис. 39).
Рис. 39. Анодный ток диода в зависимости от анодного напряжения для трех различных значений напряжения накала Uн. Начиная с некоторой величины анодного напряжения, увеличение тока прекращается (явление насыщения).
Тогда анодный ток не сможет превысить величину тока насыщения, образованного полной электронной эмиссией нити накала. Впрочем, ты можешь регулировать его величину, изменяя в известных границах напряжение накала.
Н. — А зачем нужна лампа прямого накала?
Л. — Потому что явление насыщения в ней гораздо более ярко выражено, чем в лампах косвенного накала, и, кроме того, в этой лампе легко можно регулировать величину тока насыщения, изменяя напряжение накала. Но если тебе не нравятся устаревшие лампы, ничто не мешает тебе использовать обычный пентод с косвенным накалом.
Н. — А он работает тоже в режиме насыщения?
Л. — Термин не очень подходящий, но результат такой же. Если рассматривать кривые изменения анодного тока в зависимости от напряжения на аноде (рис. 40), можно заметить, что для каждой кривой (соответствующей данному напряжению первой сетки), начиная с некоторого анодного напряжения, ток изменяется лишь в незначительной степени. В этой области характеристики пентод начнет заряжать конденсатор током постоянной величины.
Рис. 40. Кривые анодного тока пентода в зависимости от анодного напряжения (для различных значений напряжения Uс1 на управляющей сетке). Начиная с некоторой величины, возрастание анодного напряжения Uа практически не влечет за собой заметного увеличения анодного тока Iа.
Вот схема развертки (рис. 41), где пентод заменяет зарядное сопротивление R. Можно заметить, что напряжение экранирующей сетки пентода регулируется при помощи потенциометра R5, включенного последовательно с резистором R4 между полюсами высокого напряжения (конденсатор С3 является развязывающим).
Рис. 41. Развертка, линеаризированная с помощью пентода в качестве зарядного сопротивления.
Н. — Я догадываюсь, что путем изменения напряжения на экранирующей сетке ты устанавливаешь нужную рабочую точку пентода. Все насыщенные диоды и другие пентоды с током постоянного значения напоминают мне историю Прокрустова ложа… Однако досадно, что нужно применять дополнительную лампу только для линеаризации формы напряжения.
Л. — Поэтому-то и предпочитают возложить эту задачу на усилительную лампу, которая при любых условиях нужна для увеличения до требуемой величины амплитуды зубьев пилы.
Н. — А как же она выпрямит кривизну напряжения?
Л. — Попросту изменяя его форму в обратном направлении. В самом деле, имей в виду, Незнайкин, что необходимо уметь использовать не только людские добродетели и достоинства вещей, но также их пороки и недостатки. Что может быть досаднее лампы, характеристика которой недостаточно линейна и которая поэтому деформирует усиливаемые напряжения? А в рассматриваемом случае этот недостаток становится истинным благом.
Н. — Я понимаю, что происходит. Возьмем лампу, у которой характеристика анодного тока в функции напряжения сетки представляет собой кривую. Это одна из наших старых добрых знакомых: лампа с переменной крутизной, крутизна которой увеличивается, когда уменьшается смещение. Таким образом, чем сильнее поступающий сигнал, тем более он усиливается. Это как раз то, что нужно для спрямления экспоненциальной кривой, которая по мере подъема все более и более наклоняется.
Л. — Вот посмотри на небольшой рисунок (рис. 42), ясно показывающий, каким образом линеаризируются зубья пилы.
Рис. 42. Линеаризация экспоненциального зуба пилы с помощью усилительной лампы с нелинейной характеристикой.
а — характеристика лампы: б — напряжение, подлежащее усилению; в — анодный ток лампы.
Если форма характеристики лампы и зубьев симметрична, то взаимная компенсация кривизны оказывается практически вполне удовлетворительной. Изменяя смещение, можно всегда выбрать такую часть характеристики, которая имела бы кривизну, требуемую для компенсации нелинейности зубьев пилы.
Большое распространение получили также схемы линеаризации, использующие более или менее сложные цепи отрицательной обратной связи. Вообще это задача, вполне удовлетворительного решения которой пока не найдено.
Н. — Я думаю, что пришла пора возвестить мне, что в телевидении никогда не применяются ни тиратронные генераторы развертки, ни линеаризирующие усилительные лампы.
Л. — Успокойся, и те и другие там широко используются.
Беседа седьмая
ГЕНЕРАТОРЫ РАЗВЕРТКИ НА ВАКУУМНЫХ ЛАМПАХ
Если предыдущая беседа затрагивала в основном генераторы развертки с газоразрядными лампами (тиратронами), то в настоящей беседе рассматриваются различные схемы развертки с вакуумными лампами. Изучение их потребует от Незнайкина (как и от читателя) довольно напряженного внимания. В самом деле, иногда придется следить за одновременным изменением многих токов и напряжений, что не всегда легко, но благодаря чему будут усвоены следующие понятия: разряд через вакуумную лампу; блокинг-генератор; фазы его работы; генераторы развертки с блокинг-генератором; мультивибратор; колебания прямоугольной формы; мультивибратор с катодной связью; формирование пилообразного напряжения.
Незнайкин. — Вопреки твердо установившейся традиции ты утверждал, заканчивая нашу последнюю беседу, что развертки на тиратронах очень удачны и широко применяются в современном телевидении.