Суперный шум и мурашки
Как работает усилительный каскад с. электронной лампой?
Общая схема его работы проста. К сетке лампы подводится переменное напряжение. В соответствии с изменениями напряжения изменяется величина анодного тока. Этот ток, проходя по сопротивлению анодной нагрузки, создает на нем переменное падение напряжения, которое и является выходным напряжением каскада.
Картина будет действительно такой лишь при условии, что при неизменных напряжениях на электродах анодный ток остается строго постоянным.
Так ли это в действительности? Можно ли считать анодный ток строго постоянным?
К сожалению, в действительности анодный ток лампы при неизменном напряжении на сетке, аноде и всех других электродах не сохраняет полного постоянства. Величина анодного тока в конечном счете зависит от эмиссии катода — числа электронов, излучаемых катодом и достигающих анода в единицу времени, а эмиссия катода подвержена известным колебаниям. В одинаковые отрезки времени катод излучает не строго одинаковое число электронов. Разница в количестве излучаемых электронов ничтожна, но тем не менее она существует и в соответствии с этим анодный ток претерпевает небольшие изменения хаотического характера, приводящие к появлению на сопротивлении анодной нагрузки некоторого переменного напряжения.
Поток электронов, создающих анодный ток, не имеет такой однородной структуры, как, например, струя воды. Его скорее можно уподобить струе дроби, вытекающей, скажем, из какого-то сосуда; при этом число дробинок, выпадающих в разные моменты времени, неодинаково. Эта аналогия, а также то, что переменное напряжение, создаваемое на анодной нагрузке лампы прослушивается в громкоговорителе или телефоне в виде шума, по своему характеру напоминающего шум сыплющейся дроби, дали основание назвать это явление «дробовым эффектом».
Шум, порождаемый «дробовым эффектом» в одном каскаде, почти не заметен, но если после шумящего каскада имеется еще несколько усилительных каскадов, то шум будет ими усилен и может достигнуть такой величины, с какой нельзя не считаться. Чем больше электродов у лампы, тем больше шумов она создает. Меньше всего шумят триоды. Пентоды шумят примерно раза в 2—3 сильнее триодов. Больше всего шумят многосеточные преобразовательные и смесительные лампы. Эта особенность ламп различных типов очень невыгодна. Естественно, что в первых каскадах приемников и усилителей желательно применить наименее «шумливые» лампы, так как создаваемый ими шум усиливается всеми последующими каскадами. В этом отношении наиболее благополучны триоды — как раз те лампы, которые в первых каскадах не применяются.