Решил обобщить в одну публикацию разбросанную по всему блогу информацию по расчету каскада с общей сеткой ( ОС ) на триоде.
На схеме каскада видим следующие детали:
Обозначения:
- Ri – внутреннее сопротивление лампы
- Ra – сопротивление анодной нагрузки каскада. По сути, параллельно ему включено сопротивление утечки следующего каскада Rl.
- Rs – сопротивление источника сигнала, оно состоит из суммы катодного резистора ( если таковой имеется ) и внутреннего сопротивления источника Gen1.
- Mu – коэффициент усиления триода.
И теперь сами формулы:
1. Коэффициент усиления каскада по напряжению:
Кус = ( Mu + 1) * Ra / ( Ra + Ri + (Mu +1)*Rs)
Как видим, формула почти такая же, как и для каскада с общим катодом, но есть отличия. Каскад с общей сеткой усиливает сигнал немного более эффективно, чем классический с ОК ( Mu в формуле везде на 1 больше ! ), особенно эта разница заметна для ламп с низким Mu. Однако, чтобы воспользоваться этим преимуществом, нам нужно, чтобы Rs было пренебрежимо мало по сравнению с Ri.
Тут также важно отметить еще одну особенность каскада с ОС – он усиливает только напряжение и совсем не усиливет ток. Отсюда еще одно следствие с рекомендацией по применению каскада с ОС – он всегда должен работать в комбинации с эффективным усилителем тока, иначе мы не получим усиления по мощности – а это особенно важно для выходного каскада.
2. Входное сопротивление каскада:
Zin = ( Ra + Ri )/ ( Mu + 1 ) + Rs
Интересное следствие из этого уравнения – входное сопротивление каскада с ОС тем больше, чем ниже коэффициент усиления лампы ! То есть в каскад с ОС нет особого резона ставить крутые лампы с большим усилением, если у нас нет источника с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением.
3. Выходное сопротивление каскада:
Rout = Ra + ( Mu +1 )* Rs
Откуда для практики можем вывести, что для снижения выходного сопротивления каскада с ОС нужно снижать анодную нагрузку, внутреннее сопротивление генератора и снижать Mu лампы ( если внутреннее сопротивление генератора Rs не пренебрежимо мало ).
4. В принципе, для триода включенного по схеме с ОС сохраняется почти тем же и фундаментальное триодное равенство ( Крутизна ) = ( Кофффициент Усиления Mu + 1 ) / (Внутреннее сопротивление лампы ). Как видим, отличие только в том, что коэффициент усиления лампы включенной в схеме с общей сеткой на одну единицу больше ! Конечно, это совсем немного, но опять же, для прямонакальных ламп, у которых Mu всегда низкий, эта единица – уже большая разница ! Например, для 2А3 Mu составляет 3.5 если лампа работает в схеме с общим катодом, и 4.5, если по схеме с общей сеткой – то есть разница составляет почти одну треть !
И последнее, что очень важно отметить касательно свойств каскада с общей сеткой – он, в отличие от каскада с общим катодом, не переворачивает фазу, и этот факт имеет очень большое значение для точной передачи высоких часотот, и поэтому усилитель с общей сеткой намного чаще, чем в аудио испльзуют в КВ и УКВ технике. Но это уже другая тема.