Величина мощности, которую выделяет в нагрузке выходная лампа, зависит от соотношения между сопротивлением нагрузки и внутренним сопротивлением лампы. При использовании триода максимальная мощность, которую он способен отдать, достигается при сопротивлении нагрузки, равном удвоенному внутреннему сопротивлению лампы. Для пентодов нагрузка должна составлять лишь 10—15% их собственного сопротивления. Напомним, что внутреннее сопротивление лампы переменному току при постоянном сеточном напряжении равно: где AНа— изменение анодного напряжения; А/а — изменение анодного тока под действием ДПа.
Конкретная величина сопротивления нагрузки зависит от типа лампы и режима ее работы, но в большинстве случаев она составляет несколько тысяч ом. Сопротивление динамиков обычно не превышает 20 ом. Поэтому выходная — мощность при непосредственном включении динамика в анодную цепь лампы будет очень мала. К тому же через динамик будет протекать не только переменная, но и постоянная составляющая анодного тока, что нежелательно. Чтобы увеличить сопротивление нагрузки до требуемой величины, динамик подключают к лампе через специальный трансформатор, называемый выходным.
Коротко остановимся на том, как трансформатор влияет на сопротивление нагрузки.
Число витков первичной обмотки трансформатора, включенной в цепь анода лампы, обозначим через wu а вторичной — через w2.
Отношение ~ называется коэффициентом трансформации и обозначается обычно буквой п\ п — Известно, что между переменными токами и напряжениями в обмотках трансформатора существует связь, которую можно выразить при помощи коэффициента трансформации.
Другими словами, в анодную цепь лампы оказывается включенным сопротивление в раз больше, чем сопротивление динамика RA. Выбирая при расчете величину коэффициента трансформации п, можно получить сопротивление нагрузки R’ нужной величины. Нужно отметить, что R — это не сопротивление обмотки, а сопротивление трансформатора вместе с динамиком переменному току.
Все приведенные выше расчеты производились без учета потерь электрической энергии в трансформаторе, т. е. для идеального случая. В реальном трансформаторе всегда имеется сопротивление потерь, которое суммируется с сопротивлением R.
Чтобы выяснить, как сеточный ток влияет на работу каскада, предположим, что ко входу лампы подключен электромагнитный звукосниматель.
При подаче напряжения от другого источника сущность явления не изменяется. На пути движения электронов от катода к аноду
расположена управляющая сетка, и часть электронов попадает на нее. Между сеткой и катодом в нашем примере включен звукосниматель. Попавшие на сетку электроны через его катушку устремляются к катоду. Возникший ток называется сеточным. Он создает падение напряжения на внутреннем сопротивлении звукоснимателя.
На сетке возникает отрицательный потенциал по отношению к катоду. Чем больше величина сеточного тока, тем выше отрицательный потенциал сетки. Наибольшую величину сеточный ток имеет при положительном полупериоде подводимого к лампе переменного напряжения, так как при этом сетка не отталкивает пролетающие мимо нее электроны. При отрицательном полупериоде электроны на сетку не попадают, если ее потенциал достигает значения —0,5, —1 в.
Появление сеточного тока приводит к нелинейным искажениям. Это объясняется тем, что отрицательный потенциал, возникающий на сетке за счет сеточного тока, уменьшает положительный потенциал, поступающий на сетку при положительном полупериоде переменного звукового напряжения.
Для устранения сеточного тока нужно, чтобы потенциал сетки был все время отрицательным и по абсолютной величине больше 0,5ч-1 в. Это достигается подачей на сетку постоянного отрицательного по отношению к катоду потенциала (напряжения смещения). Переменное звуковое напряжение складывается с напряжением смещения, в результате чего сеточный потенциал изменяется. Но при всех изменениях он должен оста ваться отрицательным во избежание появления сеточного тока. Исходя из этих соображений, выбирается требуемое напряжение смещения с учетом того, что сеточный ток начинает появляться при сеточном напряжении — 1 в.
У выходных ламп амплитуда переменного напряжения на сетке относительно велика, и сеточный ток меньше влияет на форму напряжения. Поэтому у этих ламп допускается нулевой потенциал на сетке при положительном полупериоде, т. е. не учитывается запас в — 1 в.
Например, при напряжении смещения Ucм=— 10 в допустимая амплитуда переменного напряжения также составляет 10 в. Потенциал сетки в этом случае изменяется от —20 до 0 в.