"Войсковая сигнализация" - читать интересную книгу автора (Фейгин А. Л.)

цепь анода - батарея, анод, нить; плюс батареи обязательна присоединяется к аноду, минус - к нити.
Батарея анода и батарея накала берутся отдельные, причем первая имеет значительно большее напряжение (60-80 в), чем вторая (5-6 в).
Действие лампы заключается в том, что нить, будучи раскалена, выбрасывает отрицательно заряженные электроны, стремящиеся к положительно заряженному аноду, и в лампе образуется постоянный поток электронов с катода на анод, результатом чего и является ток в цепи анода.
Сетка является основным регулятором тока в цепи анода. Если она не находится под напряжением, то никакого влияния на поток электронов, а следовательно, и на ток в цепи анода
121
\
зне оказывает; если же к сетке подвести какое-нибудь напряжение, хотя бы и чрезвычайно слабое, то это сейчас же в той или иной степени скажется на анодном токе.
Действительно: если сетка получает отрицательное напряжение, то она будет отталкивать летящие через нее к аноду электроны, как одноименно заряженные, и тем самым ослабит ток в цепи анода; если же, наоборот, на сетку подается положительное напряжение,-она будет способствовать полету электронов и таким образом усилит анодный ток.
Легко понять, что слабые колебания напряжения, поданного на сетку, создадут соответствующие им колебания в цепи сильного анодного тока. Это обстоятельство и является основанием применения катодной лампы в качестве усилителя.
Обычно усилительным эффектом только одной лампы никогда не ограничиваются, а токи, усиленные одной лампой, подводят .для дальнейшего усиления ко второй, со второй-к третьей и более. Усилительные приборы по количеству ламп называются однокаскадными, двухкаскадными и т. д.
В этих случаях связь между каскадами усиления может быть осуществлена двумя способами:
а) включением в цепь анода первой лампы сопротивления, "входящего одновременно и в цепь сетки второй лампы, и
б) с помощью так называемого междулампового трансформатора.
В простейшей схеме (рис. 128) усиления постоянного, медленно меняющегося фототока, примененной еще в 1914 г., эффект достигался помощью трехэлектродной лампы, причем степень усиления зависела от нагрузочного сопротивления, с увеличением которого увеличивалось усиление.
Однако увеличение сопротивления сказывается на медленности разряда сетки и требует высокой изоляции вводов и контактов. Последующим усовершенствованием этой схемы явилось применение одной общей батареи для питания фотоэлемента и анода лампы и многокаскадность усиления.
При осуществлении усиления фототоков последовательно несколькими каскадами, сетки ламп оказываются под огромным для них положительным напряжением анодных батарей, что .делает работу лампы невозможной.
В усилителях переменных и пульсирующих токов этот недостаток устраняется включением перед сеткой лампы последующего каскада усиления разделительного конденсатора (чего при усилении постоянного тока сделать нельзя).
122
Щ||||1тМ|||1тМЖ""т-
Рис. 128. Простейшая схема усиления фототоков.
Принципиальная схема усиления четырьмя каскадами при применении в качестве междуламповой связи сопротивлений принимает в этом случае вид, изображенный на рис. 129.
К цепи сетки первой лампы подводится подлежащее усилению напряжение, снимаемое с фотоэлемента, которое, в свою очередь, вызывает соответствующие изменения тока в цепи анода. При прохождении такого изменяющегося анодного тока через сопротивление на последнем создается также изменяющееся напря-
Рис. 129. Принципиальная схема четырехкаскадного усилителя.
жение, точно соответствующее по колебаниям току в цепи фотоэлемента.
От анодного сопротивления первой лампы через конденсатор напряжение подается на сетку второй лампы и вызывает еще более усиленные колебания тока в цепи анода второй лампы. В цепь анода последнего каскада усиления включены телефоны, к которым ток подходит уже усиленным в десятки и сотни тысяч раз.
В законченном виде принципиальную схему усиления следует дополнить еще включением между нитью накала и сеткой катушки сопротивления. Необходимость этого вызывается тем, что при включении конденсатора сетка оказывается изолированной от нити накала, и оседающие на ней электроны, скопляясь в большом количестве, заряжают ее до столь больших отрицательных потенциалов, что работа лампы становится невозможной. Включением между сеткой и нитью значительного сопротивления, порядка 1-2 мгом, достигается возможность постепенного стекания скопляющихся на сетке отрицательных зарядов.
Питание анодов всех ламп, равно как и питание всех нитей накала, производится от общих батарей. В окончательном виде схема усиления представлена на рис. 130.
Для междуламповой связи, вместо сопротивлений, могут применяться повышающие трансформаторы (рис. 131).
При этом анодный ток первой лампы пропускается по первичной обмотке междулампового трансформатора, и на сетку второй лампы поступает, таким образом, более высокое напряжение.
123
Максимальное выходное напряжение получается в том случае, когда сопротивление первичной обмотки трансформатора равно сопротивлению цепи анода предшествующей лампы. При этом сопротивление вторичной обмотки трансформатора берется значительно большим, применительно к сопротивлению сетки и нити последующей лампы. Таким образом, повышение напряжения в самом трансформаторе достигается от 2 до б раз.
Рис. 130. Принципиальная схема четырехкаскадного усилителя на сопротивлениях с общим питанием.
Рис. 131. Принципиальная схема усилителя на трансформаторах.
Преимущество трансформаторной связи перед связью на сопротивлениях в том, что задаваемое напряжение может быть меньше, так как потери напряжения при омическом сопротивлении значительно больше, чем при индуктивном.
Может быть применена также схема с дроссельной связью.
Во всяком случае любой усилитель фототоков для приборов оптического телефонирования должен давать усиление не менее
124
чем в 10000 раз, причем должен пропускать полосу частот звукового диапазона от 300 до 2500 периодов, при отсутствии генерации и мешающих шумовых явлений.
Источники инфракрасных лучей
Развитие современных приборов оптического телефонирования отнюдь не останавливается на применении одних только видимых лучей спектра, а наоборот, все более и более стремятся к применению инфракрасных лучей, причем все приборы конструируются с расчетом возможности светового телефонирования, по желанию и надобности, и видимыми, и невидимыми лучами спектра.
Это обстоятельство требует несколько подробнее остановиться на рассмотрении источников света, излучающих максимальное количество инфракрасных лучей и, в силу этого, наиболее применимых в аппаратуре оптического телефонирования.
Вообще источниками лучистой энергии являются раскаленные тела, причем чем выше температура, до которой нагрето тело, тем интенсивнее происходит излучение.
Теория и опыт показывают, кроме того, что с увеличением температуры максимум излучения сдвигается в область более коротких волн, т. е. в сторону ультрафиолетовой части спектра. Таким образом, было бы ошибочным полагать, что наилучшим источником инфракрасных лучей является наиболее раскаленное тело. Нас интересует максимум излучения в части спектра, ограниченной длиной волны от 0,7 до 1,3 ц. Опыт показал, что для этой полосы наиболее выгодной является вольфрамовая газонаполненная лампа, которая дает от 29,8 до 44,4% излучения инфракрасных лучей по отношению ко всей излучаемой ею энергии.
Помимо того что вольфрамовая лампа дает значительное излучение инфракрасных лучей, она выгодна для световой телефонии еще и тем, что может быть изготовлена любой мощности, и, что особенно важно, нить накала ее может быть устроена чрезвычайно малой и концентрированной.
Недостатком вольфрамовой лампы является тепловая инерция, но она может быть значительно снижена расщеплением тела накала на ряд тонких параллельных волосков из тонкой вольфрамовой фольги.
Источниками, обладающими относительно значительным количеством излучения инфракрасных лучей, являются также дуги, которые, кроме того, имеют и малую тепловую инерцию; однако применение их в сигнальной аппаратуре невыгодно. Дело в том, что максимум инфракрасных лучей излучает кратер положительного угля, в то время как способностью модулироваться обладает самая дуга, и, следовательно, используя дугу, мы выигрываем в модуляции, но проигрываем в количестве инфракрасных лучей. Помимо этого, дуга-слишком объемный источник света, что сказывается, как разбиралось выше, на концентрации
светового луча. И, наконец,использование в качестве источника света дуг ведет к значительному утяжелению материальной части аппаратуры, что неприемлемо для полевых приборов.
Из других источников для получения инфракрасных лучей можно указать так называемую лампу Пирани, в которой использовано явление разряда в газах, происходящего под действием напряжения; эта лампа имеет три электрода и наполнена гелием, который и светится при электрическом разряде.
Лампа Пирани обладает значительной интенсивностью излучения в инфракрасной области, малой инерционностью и дает компактный участок свечения. Однако при опытах она все-таки оказалась менее выгодной, нежели обычные газонаполненные лампы накаливания.
При всех условиях получить инфракрасные лучи в чистом виде ни от какого источника нельзя: они всегда будут сопровождаться значительным количеством лучей видимой части спектра.