в) флуктуации числа вторичных электронов; г) флуктуации потенциала сеток, вызываемые наведением зарядов на сетках хаотически пролетающими электронами; д) тепловые шумы во внутреннем сопротивлении лампы.

Дробовой эффект в чистом виде проявляется в отсутствие пространственного заряда в электронном потоке. Таков характер электронного потока в фотоэлементах, некоторых лучевых трубках и в лампах при сильно пониженной температуре катода и повышенном потенциале анода.

Среднеквадратичное напряжение на сопротивлении нагрузки Z, через которое протекает анодный или сеточный ток величиной /рд, определяется формулой Шоттки

где /,.р5д Am = /д - среднеквадратичный дробовой ток или, иначе,

среднеквадратичное отклонение величины тока от среднего значения, =1,602-10 кулонов-заряд электрона, Дю-полоса частот, для которой определяется шумовое напряжение или ток, Z-модуль сопротивления нагрузки (предполагается, что он постоянен в полосе частот Д(й).

Полное напряжение шумов в полосе частот от О до оо определяют интегрированием с учетом частотной зависимости модуля сопротивления нагрузки:

= сред< - (6.14)

Пространственный заряд, образующийся около катодов ламп, при нормальных токах и потенциалах в лампах имеет настолько большую плотность, что флуктуации тока эмиссии заметно выравниваются в зоне пространственного заряда и выход электронов из этой зоны происходит более равномерно. Подавление или депрессия дробового

эффекта в анодной цепи учитывается производной -множите-

лем, который вводят в формулу (6.13):

Чтобы уменьшить производную , необходимо увеличивать

плотность пространственного заряда. Это достигается понижением потенциала анода и уменьшением анодного тока при сохранении нормальных величин напряжения накала и температуры катода.

Эмиссия положительных ионов катодом, сама по себе незначительная, может быть причиной увеличенных флуктуации дробового

характера. Медленные положительные ионы, попавшие в объемный электронный заряд, группируют вокруг себя некоторое количество электронов, создавая, таким образом, неравномерную плотность заряда. Это явление особенно заметно при больших плотностях заряда. Поэтому уменьшить дробовой эффект снижением анодного напряжения удается не всегда.

В диапазоне от нескольких килогерц до максимальных практически употребляемых частот дробовой эффект не зависит от того, в каком месте диапазона выбрана полоса А/, для которой определяется шумовое напряжение.

Эффект мерцания. В области частот ниже 1-5 кгц дробовой эффект осложняется тем, что эмиссионная способность отдельных участков катода непрерывно хаотически изменяется. По аналогии с мерцанием яркости нагретых тел явление местных флуктуации эмиссии было названо эффектом мерцания.

Эффект мерцания особенно сильно проявляется в оксидных катодах и зависит от технологии их изготовления. Малозаметный на частотах 5-10 кгц, при понижении частоты до 100 гц он на порядок превосходит дробовой эффект, на частоте же 10 гц и ниже он может быть в сотни раз больше дробового эффекта. Сравнивая между собой величины эффектов мерцания и дробового, нужно учитывать, что сопоставление производится при одинаковой полосе частот. Поскольку в области дозвуковых частот применяются усилители с полосой в несколько герц, шумовое напряжение эффекта мерцания может оказаться такого же порядка, как и дробовой шум при полосе в несколько килогерц на высоких частотах.

При понижении частоты до нуля эффект мерцания постепенно переходит в дрейф анодного тока лампы, подробно описанный в главе 8.

Эквивалентное шумовое сопротивление лампы. Дробовой шум анодной цепи целесообразно приводить к сетке; это облегчает расчеты. Приведенное среднеквадратичное напряжение получается делением шумового напряжения на аноде на квадрат коэффициента усиления каскада, равный {SZf. Отмечая индексом с, стоящим слева, величину, приведенную в сеточную цепь, после деления правой части (6.13) на {SZf получаем:

J7a = .-laA<- (6-16)

Приведенный дробовой шум лампы удобно заменить эквивалентным тепловым шумом в некотором активном сопротивлении /?дд, включенном в цепь сетки. Чтобы найти это сопротивление, приравняем правые части (6.2) и (6.16):

откуда

р 9 [ао 1 Q 4. {о

(6,17)

где коэффициент /2&Г= 19,4 в определен для температуры 300°К или 27° С. Фиктивное напряжение теплового шума, создаваемое сопротивлением /?д, в сеточной цепи и усиленное лампой, эквивалентно напряжению дробового шума на сопротивлении анодной нагрузки.

На практике величину эквивалентного шумового сопротивления лампы определяют экспериментально для ламп каждого типа, при этом учитываются все причины, создающие шум. Для триодов в среднем

Для пентодов, где играют роль флуктуации токораспределения, шумовое сопротивление получается в 3-4 раза больше и зависит от экранного тока

20/, \

Шум гептодов получается еще больше из-за более сложных флуктуации токораспределения между многочисленными положительными сетками и эффекта вторичной эмиссии.

В табл. 6.1 приведены значения шумовых сопротивлений некоторых ламп и величина шумового напряжения, приведенного

Таблица 6.1

Шумовые параметры лампы

Тип лампы

Режим работы лампы

Величина при

7 = 300° К, ом

Действующее шумовое напряжение анодной цепн, приведенное к сетке, для полосы д/=1 кгц, мкв

6Ж1П

6Ж1П

6Н8С

6Н15П

Триод-усилитель , . .

Пентод-усилитель . , ,

Триод-усилитель . . .

Пентод-усилитель . . .

Триод-усилитель . . .

Пентод-усилитель . . . Преобразователь частоты

Триод-усилитель . . .

Триод-усилитель . . .

400 1900

720 1800 5800 210000 1000

0,08 0,17 0,06 0,10 0,17 0,30 1,84 0,12 0,09