Часть вторая.
Вакуумный триод и усилительный каскад с нагрузкой в аноде.
Триод – лампа из трех элементов: катода, сетки, анода. Принцип действия: под действием напряжений на аноде лампы электроны из разогретого катода летят к аноду, возникает анодный ток. При этом напряжение на сетке лампы управляет количеством электронов, которые будут достигать анода, т.е. по сути, силой тока. Стандартная аналогия – вентиль в водопроводной трубе, собственно из-за этого лампы по-английски иногда и называют valves, т.е. вентили.
Обычным режимом (класс усиления А) считается такой, при котором сигнал на сетке присутствует в виде только отрицательного напряжения изменяющейся величины. При этом чем меньше это напряжение в конкретный момент времени, тем меньше анодный ток, и соответственно, чем выше (чем ближе к нулю), тем больше. Точность, с которой анодный ток будет соответствовать напряжению на сетке, зависит от линейности лампы, которая определяется ее конструкцией, а также выбранной рабочей точкой.
В анод триода включают резистор (для предварительных каскадов), либо трансформатор или дроссель, иногда транзистор или другую лампу. Это называется нагрузкой. Когда лампа «прокачивает» через нагрузку анодный ток, на нагрузке выделяется напряжение, обратно пропорциональное сигналу на сетке лампы, называемое выходным напряжением каскада. Оно очень похоже на поданный на сетку сигнал, только инвертировано по вертикали (в противофазе) и самое главное – его амплитуда гораздо больше. Ради последнего все это и городится, в общем-то.
В катод триода ставят резистор, чаще всего в паре с конденсатором. Для нормальной работы триода напряжение на сетке должно быть отрицательным относительно катода. Или, что то же самое, напряжение на катоде должно быть положительным по отношению к сетке. Оно называется напряжением смещения (bias voltage), и существуют несколько способов его подачи ¬– фиксированное (от отдельного источника на сетку) либо автоматическое (резистор (+ конденсатор) в катоде).
Если отрицательное напряжение на сетке окажется чересчур большим, анодный ток будет равным нулю – так как отрицательно заряженные электроны будут сдерживаться отрицательным напряжением на сетке и попросту не почувствуют влияния положительного анодного напряжения. А значит, никуда они с катода не полетят. При этом говорят, что лампа полностью закрыта, а напряжение, при котором она закрывается, называется напряжением отсечки, или закрытия. По его достижении анодный ток лампы уже не будет пропорционален сигналу (так как будет равен нулю). Соответственно, возникают искажения нижней полуволны сигнала, верхушка которой «подрезается» снизу.
Вторая крайность – заход диапазона напряжений сигнала на сетке в положительную область. При этом возникает явление, известное как сеточный ток – отрицательно заряженные электроны начинают «липнуть» не к аноду, а к сетке. К чему это приводит: участок цепи лампы «сетка-катод», который в нормальном режиме ток практически не проводит и потому обладает высоким (мегаомы) сопротивлением, начинает проводить существенный ток. Соответственно закону Ома, его (участка) сопротивление падает сразу на несколько порядков – до килоом. Если предыдущий каскад не был рассчитан на работу на столь низкое сопротивление и не может выдать требуемый ток, произойдет падение напряжения на данном участке, тем самым получается ограничение, выпрямление верхней полуволны сигнала, ее верхушка «закругляется».
Таким образом, когда размах амплитуды сигнала превышает удвоенное напряжение смещения, получается перегрузка, она же овердрайв и дисторшен. Благодаря отсечке полуволн снизу и закруглению сверху звук гитары насыщается гармониками высших порядков, приобретает драйв.
Размещение рекламы