7.2. Параметры усилительного элемента, имеющего схему замещения триода с общим катодом

Нередко технологические возможности и физические закономерности противоречивы, что ставит разработчиков электронных ламп перед вопросом, какой оптимальной совокупностью параметров должна обладать электронная лампа, предназначенная для широкополосного усиления. При решении указанной задачи отпала бы необходимость в применении составных усилительных элементов.

Рассмотрим данный вопрос применительно к УРУ на ФНЧ типа k и на усилительных элементах (триодах, тетродах, пентодах), имеющих схему замещения триода с ОК (рис. 7.2,а). Емкости параметров y_11,22 совместно с монтажными емкостями C_M1,2 и добавочными емкостями С_доб1,2 образуют емкости параллельных ветвей фильтров (рис. 4.6).

Поскольку параметры y_11,22 не содержат действительных составляющих, постоянные распространения - чисто мнимые величины (γ_1,2 = β_1,2)- Налагая на (5.164) условие малости влияния обратной связи на АЧХ каскада

модуль коэффициента усиления с точностью до δ_с при полном согласовании передающих линий можем записать в виде

Учитывая (7.15), преобразуем условие (7.14)

из которого следует, что

или

Тогда при R_1,4 = w_0,1,2 и при обеспечении равномерной АЧХ в результате взаимокомпенсации частотных зависимостей и условием получения допустимой величины С_са является неравенство

а коэффициент усиления

где

Формулы (7.18) - (7.20) полностью определяют необходимые параметры УЭ для обеспечения заданных величин коэффициента усиления, полосы пропускания и нагрузочных сопротивлений.

В многокаскадных усилителях наиболее удобным является случай, когда w₀₁ = w₀₂. Тогда, взяв параметры лампы ГС-11 (С_са = 1,7 пФ, s = 17 мА/В) и |K_E41| = 3, нетрудно по (7.16) рассчитать верхнюю граничную частоту f_ср = 50 МГц, хотя емкость С_ск позволяет построить фильтр с полосой пропускания на порядок большей, чем 50 МГц. Это говорит о том, что соотношение между С_са и С_ск в лампах ГС-11, с точки зрения использования их в распределенных усилителях в схеме включения с общим катодом, далеко не рациональное. Другими словами, триод ГС-11 в схеме включения с ОК может быть применен в качестве УЭ до частот 50 МГц. Несомненно, что выходом из положения является использование тетродов или составных УЭ.

Интересно рассчитать, какими параметрами должен обладать, например, тетрод, обеспечивающий коэффициент усиления |K_E41| = 3 и f_ср = 1000 МГц при n = 4, w_01,2 = 75 Ом, C_M1,2 = 2,0 пФ, С_доб1 = 0. Из (7.19) s = 20 мА/В, из (7.18) С_са ≤ 0,11 пФ, из (7.20) с учетом (7.13) С_b1 = 4,25 пФ, С_ск = 2,14 пФ.

Анализ характеристик УРУ на тетродах и пентодах достаточно полно изложен в литературе. К сожалению, тетроды и пентоды не плоско-параллельной конструкции обладают значительными индуктивностями выводов, что резко ограничивает диапазон частот их применения. Заметим, что пентоды имеют весьма большой коэффициент шума. Наиболее оптимальным как с точки зрения усилительных и частотных свойств, так и с точки зрения коэффициента шума явился бы маломощный титанокерамический тетрод.