Главная  Электронные вольтметры 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [ 19 ] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41]

«ость потенциалов между сеткой и анодом, а разность потенциалов между сеткой и катодом остается почти без изменения.

Чтобы снизить ток утечки сетки по внешней поверхности баллона, в качестве первой лампы используют лампу с отдельным выводом сетки (6Ж1Ж, 6Ф5М и т. п.), вокруг которого с помощью коллоидального графита наносят «охранное кольцо». На это кольцо подают потенциал (с катода лампы Л\ или Лг), который близок к потенциалу сетки. Поскольку разности потенциалов между сеткой и кольцом почти нет, ток утечки по стеклу также отсутствует.

Показывающий прибор подключают через второй катодный повторитель на лампе из-за незначительной величины анодного тока лампы Ль Сопротивлением утечки сетки лампы Лг служит выходное


Рис.21. Вольтметр по схеме простого катодного повторителя с большим сопротивлением в цепи катода.

сопротивление первого катодного повторителя (а не только сопротивление Rkx). Поэтому, грубо говоря, вне зависимости от сопротивления Rki сеточный ток лампы Лг не будет оказывать влияния на работу вольтметра, пока этот ток много меньше анодного тока лампы Ль При слишком же малом анодном токе лампы Л\ будут наблюдаться хаотические колебания стрелки выходного прибора вследствие временной нестабильности сеточного тока лампы Лг.

Верхний предел измерения определяется границей линейного участка характеристик катодных повторителей и для сигнала положительной полярности приблизительно равен (£а -50) в, где £а- напряжение источника анодного питания.

Для сигналов отрицательной полярности предел измерения ограничен несколькими вольтами. Но его можно расширить до любого значения, если катодные цепи ламп подключить не к «корпусу», а к источнику отрицательного напряжения, увеличив соответственно сопротивления резисторов Rk и Rkh-

Вольтметр, который был собран по указанной схеме, имел следующие характеристики. Шкала 0-150 в, нелинейность шкалы - менее 1%. Суммарный коэффициент передачи 0,91, дрейф «нуля» после 15 мин прогрева 40 мв/ч. Величина сеточного тока изменялась от 4,9 • 10~" до 1,6 • 10"~" а, будучи примерно пропорциональней



напряжению сетка - анод, причем баллон лампы и ламповая панель специальной очистке не подвергались.

С лампой 6Ж1Ж результаты оказались приблизительно такими же. Нанесение «охранного кольца» уменьшило сеточный ток примерно втрое. При сопротивлениях резисторов 7?к1=100 Мом и 7?к2 = = 100 ком и подключении их к источнику отрицательного напряже-ния £к=-200 в коэффициент передачи составлял 0,93.

И в первом и во втором случаях сопротивления резистора R оптимальны. Их увеличение вызывает заметную нестабильность «нуля».


Рис. 22. Вольтметр по схеме катодьюго повторителя с питанием цепи анода переменным током.

На рис. 22 приведена схема вольтметра, представляющего собой катодный повторитель с питанием анода переменным напряжением.

Можно рассматривать его и как выпрямитель с регулируемым вентилем, работающий на нагрузку, которая состоит из резистора Ri и сглаживающего конденсатора Сг- Микроамперметром измеряется ток нагрузки, пропорциональный сигналу. Начальный ток, протекающий через прибор при отсутствии напряжения на сетке лампы, компенсируется при помощи вспомогательного вьшрнмителя на германиевом диоде. Диод может быть любого типа.

В течение части периода питающего напряжения в цепи сетки протекает положительный сеточный ток, а затем отрицательный. Положительный электронный ток будет преобладать при высоких уровнях сигнала, а отрицательный ионный - при малых. Суммарный сеточный ток, усредняемый емкостью Си невелик.

При указанных на схеме данных вольтметр имеет следующие характеристики. Верхний предел измерения 100 в, нелинейность шкалы-менее 1,6%. Сеточный ток в начале шкалы отрицателен и равен l,6•l0~a, а в конце шкалы положителен и равен 2-.10~" «• При входном напряжении около 20 в он равен нулю. Для получения меньших шкал нужно соответственно уменьшить сопротивления резисторов Ri и Rs. . . .



Рассмотренные в этом параграфе вольтметры прнгодны для из-рпения напряжений лишь постоянного тока. Кроме того, коэффи-"иенты передачи простых катодных повторителей заметно отличают-от единиц, что не дает возможности использовать их в качестве ысокоомных приставок к имеющимся показывающим вольтметрам. Вместе с тем они просты в изготовлении и имеют довольно высокое входное сопротивление, что в ряде случаев является решающим обстоятельством при выборе схемы вольтметра.

Сложные катодные повторители

Для улучшения характеристик катодных повторителей (особенно электрометрических) в их схемы вводят различные дополнительные лампы и цепи, выполняющие вспомогательные функции. Такие катодные повторители называют сложными.

В первую очередь усложнения связаны с задачами повышения полного входного сопротивления Zek и расширения амплитудной характеристики. В самом деле, из-за низкого напряжения на аноде электрометрической лампы допустимые изменения потенциала напряжения на ее сетке ограничиваются величиной порядка 1 в, в то время как вольтметры предназначены для измерения напряжений в десятки и сотни вольт.

Для повышения входного сопротивления необходимо увеличивать сопротивление Rbx и уменьшить входную емкость Сх.

Составляющую сопротивления Rbx, определяемую токами утечки, увеличивают двойным экранированием входной цепи. Внутренний экран выполняет роль «охранного кольца» входного проводника, а наружный экран заземляют для предохранения входа от различных наводок. При этом эффективное сопротивление утечки возрастает во столько раз, во сколько разность потеьщиалов между входным зажимом и внутренним экраном станет меньше разности потенциалов между входным зажимом и «землей». Если, например, внутренний экран соединен с выходным зажимом катодного повторителя, коэффициент передачи которого равен К, то эффективное сопротивление утечки возрастает в 1/(1-К) раз.

Составляющую входного сопротивления, определяемую сеточными токами лампы, можно уменьшить, если применять в вольтметре Электрометрические лампы. При правильном выборе их режима работы дифференциальное сопротивление сетки может быть доведено в отдельных случаях до 10 ом.

Однако прн заданной частотной характеристике вольтметра уменьшать активную составляющую входной проводимости имеет смысл только при достаточно малой емкости входной цепи, так как, например, даже емкость 1 пф на частоте 100 кгц имеет сопротивление всего лишь 1,6 Мом.

Из формулы (46) видно, что у простого катодного повторителя входная емкость не может быть сделана очень малой, в основном, из-за наличия емкости Сс.а. которая не испытывает воздействия со стороны коэффициента передачи катодного повторителя. Емкость Сы при присоединении экрана (внутреннего при двойном экранировании) входного кабеля к катоду становится частью емкости Сек-

У электрометрических каскадов с катодной нагрузкой входная емкость еще увеличена в связи с тем, что коэффициент передачи электрометрических катодных повторителей гораздо меньше едини-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [ 19 ] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41]

0.001