Страница:Радиофронт 1934 г. №06.djvu/18

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


дтяных) нитей ваши. Использование подогрев- ных катодов, дающих конечно полную неза- ииенесть от клеваний тока накала, как метод устранения шумов, не может дать успеха по той причине, что употребляемые в настоящее время в качестве подогревных оксидные катоды •владеют большим непостоянством эмиссии и, следовательно, являются новым источником шумов.

Теперь мы перейдем к рассмотрению последнего источника шумов, каковым являются сами катодные лампы и который, как будет ясно из дальнейшего, уже принципиально не может быть устранен. Предварительно укажем, что рассматриваемые шумы по громкости лежат ниже предыдущих и поэтому становятся заметными при очень больших усилениях. Однако этот род шумов представляет собой результат весьма своеобразных явлений внутри лампы. Поэтому мы особенно подробно остановимся на этих шумах м явлениях, их вызывающих. Для уяснения этих явлений вспомним, каким образом возникает анодный ток в электронной лампе. Электроны металла катода, так же как и атомы металла, находятся в беспрерывном хаотическом движении, все время сталкиваясь друг с другом. Скорость этих движений тем больше, чем выше тефкратура тела. Но вследствие наличия действующих со стороны молекул сил, образующих как бы заградительный барьер на поверхности металла, электрон может вылететь из катода только в том случае, если он .будет обладать достаточной скоростью для преодоления барьера. Но скорость электрона связана с температурой тела, следовательно, повышая температуру, можно добиться того, что тело будет испускать электроны; В этом как раз и заключается процесс эмиссии в катодных лампах. Вылетающие из накаленного катода электроны, благодаря разности потенциалов между катодом и анодом, движутся к положительному аноду и тем самым образуют эмиссионный ток. Таким образом анодный ток представляет собой .град заряженных частиц, бомбардирующих айод («электронный дождь»). Но электроны в катоде обладают всевозможными скоростями, и число электронов, обладающих данной скоростью, чисто случайно и все время изменяется. Из того, что (шло сказано о вылете электронов, следует, что количестро вылетающих из катода электронов никогда не остается постоянным, а все время колеблется вокруг некоторого среднего значения. Значит в случае насыщения, когда анодный ток определяется" числом вылетевших из нрти электронов, величина этого тока никогда не может иметь совершенного неизменного значения. Сила тока насыщения всегда подвержена небольшим изменениям или флуктуации. Эти флуктуации распределяются как по величине, так и по своей продолжитель-х ности совершенно беспорядочно, но они всегда существуют. Отсутствие флуктуаций принципиально было бы возможно, только если бы электричество было подобно сплошной непрерывной жидкости.

Указанное явление было названо шротт-эффек- том (по-немецки шротт—значит дробь, название указывает на отмеченный выше градоподобный характер явления). Флуктуации анодного тока вызывают колебания напряжения на сетке следующего каскада, что в свою очередь вызывает усиленные колебания анодного тока в этом каскаде. В результате анодный ток оконечной лампы будет, в зависимости аг усиления, в той или

йной степени, но беспрерывно и беспорядочно изменяться. Последнее обстоятельство и проявит себя в телефоне в виде шума, который при достаточно большом усилении слышен громко и отчетливо. Для иллюстрации действия шрогт- эффекта укажем, что'в обычной катодной лампе при анодном токе в 3 шА через лампу в среднем в секунду проходит 2.10м электронов. Как показывает теория шротт-эффекта, эта величина все время колеблется, становясь то больше, то меньше, причем величина этих отклонений достигает 108, т. е. составляет одну двухсотмиллионную часть среднего значения. Эти флуктуации анодного тока представляют собой толчки и поэтому в обычных колебательных контурах создают колебания высокой частоты с напря?ке- * киями порядка десятков микровольт, следовательно, при усилении в сотни Тысяч раз эффект будет чувствоваться очень сильно.

Таким образом мы видим, что наряду с другими источниками шумов один из весьма принципиальных источников шума лежит в самой лампе, и эти шумы неизбежны во всякой ламповой аппаратур*. •

Напомним,, что при описании явления мы для простоты предполагали, что лампа работает при токе насыщения. В случае же работы на средней части характеристики в лампе сое дается так называемый «пространственный заряд», т. е. некоторый запас электронов в прюстранстве между ■нитью и анодом. Наличие этого запаса «электро- нов» приводит к понижению эффекта. Но все же явление происходит и при наличии пространственного заряда и принципиально не может быть устранено.

Наконец укажем, что флуктуации, вызываемые шротт-эффектом, весьма быстрые и, следовательно, особенно дают себя знать при усилении высоких частот. В последнее время были обнаружены еще медленные, но более сильные флуктуации в эмиссионном, тоже, связанные, пови- димому, с хаотическими изменениями состояния поверхности катода, испускающего электрюны, вследствие чего происходят также хаотические изменения числа вылетающих из катода электронов. Это явление особенно сильно сказывается й лампах с активированными (торированными и оксидированными) катодами, кроме того оно связано также с присутствием в лампе остатков газа. В силу того, что эти флуктуации сравнительно медленные, они могут возбуждать заметные колебания только в контурах низкой частоты, т. е. в цепях, после которых уже обычно не применяют большого числа каскадов усиления. Но так как по своей величине эти флуктуации гораздо больше, чем шрютт-эффект, они также могут служить причиной заметного шума в усилителях. Повидкмому и эти флуктуации в состоянии поверхности активированного катода также неустранимы, ибо активирующий слой находится в состоянии так называемого подвижного равновесия. С него все время срываются молекулы, а из толщи нити выступают новые, и поэтому эмиссионная способность катода не остается неизменной, а все в рюмя колеблется около некоторого среднего значения.

Мы видим таким образом, что в лампе скрыты принципиально неустранимые источники шумов. Правда, эти шумы принадлежат к числу не самых сильных в любительских условиях, но знать об их существовании и помнить об их неизбеж- нЪсти все же нужно.