Принцип суперпозици или опять об ООС в триоде у горе-инженеров.

[Сергей Шабад]

Много лет на просторах русскоязычного интернета не кончается дискуссия, о том есть ли в триоде внутренняя отрицательная обратная связь или ее там нет, а есть явление, которое называется реакция анода. Впервые взбунтовался по поводу ООС в триоде Лихницкий на страницах журнала Аудиомагазин. Вслед за ним и я начал вникать в эту проблему, но честно говоря, ни Лихницкому, ни мне, так и не удалось убедить оппонентов в отсутствии внутренней ООС в триоде

Суть проблемы в следующем. При работе триода, на его анод, через резистор нагрузки подается питающее анодное напряжение, положительное по отношению к катоду. Это напряжение создает разгоняющее поле для электронов вылетевших из катода под действием термоэлектронной эмиссии. На сетку подается отрицательное напряжение, которое создает тормозящее поле для этих же электронов. Если на сетку подать не просто постоянное отрицательное напряжение, а пульсирующее отрицательное напряжение, то ток в цепи анода будет синфазно изменяться с напряжением на сетке. Этот ток создает на анодном резисторе усиленное напряжение, противофазное сеточному напряжению. Но это напряжение будет вычитаться из питающего анодного напряжения и тем самым ослаблять то самое разгоняющее поле анода, что приводит к уменьшению усиления, так как теперь между сеткой и катодом на электроны действуют два противоположных поля, переменная составляющая поля сетки и противофазная переменная составляющая поля анода. Таким образом, поле анода ВОЗДЕЙСТВУЕТ на поле сетки в противофазе что и является ООС в классическом и первозданном ее понимании по мнению сторонников внутренней ООС в триоде.
Много было сломано копий по этому поводу и я даже подумал, что нужно просто запретить обсуждать эту тему на форуме. Но ведь законы классической физики просты, понятны и их изучают в средней школе. Неужели я не в состоянии найти простое и понятное доказательство наличия или отсутствия ООС в триоде! Я предприму еще одну попытку убедить общественность в отсутствии этой злосчастной ООС.
Поэтому моя просьба о воздержании от дискуссий на эту тему снимается.

Сообщение от ХРЮН

В соответствии с установкой, данной руководством в п.183, более дискутировать на тему "ОС в триоде" я не собираюсь. Считайте так, как считаете необходимым лично для себя. В конце концов, в аудиофилии это не самый спорный пункт, есть "припарки" и "покруче", причем намного.

Наличие или отсутствие ООС в триоде является спорным вопросом, только для тех, кто подзабыл один из фундаментальных принципов окружающей действительности - принцип суперпозиции, или принцип наложения.
Это очень простенько звучащий принцип, который казалось бы не имеет отношение ни к этой ветке, ни к построению усилителей: линейные поля подчиняются принципу суперпозиции, т.е. при внесении пробного заряда в поля других зарядов, его способность создавать поле не изменяется.
Пример: Возьмем два одинаковых фонарика и направим их лучи на встречу друг другу. Благодаря принципу суперпозиции, лампочка создающая световой луч не поменяет своей яркости под действием попавшего на нее луча от другого фонарика.

Однако, вследствие своей универсальности, этот принцип пронизывает абсолютно все, что окружает в повседневной жизни каждого, кто занимается электричеством.
Как же проявляет себя этот всепроникающий и могучий принцип суперпозиции, например учащегося 8 класса средней общеобразовательной школы на уроках физики, или маститого творца лампового аудио, разменявшего 6-й десяток лет жизни и который на слух может определить наличие или отсутствие ООС?

Рассмотрим жизнь ученика 8 класса и посмотрим на Рис. 1
Зададимся вопросом, что покажет амперметр, включенный на участке АВ (Рис.1) в следующих четырех случаях:
1. Кл.1 и Кл.2 разомкнуты.
2. Кл.1 замкнут, Кл.2 разомкнут.
3. Кл.1 разомкнут, Кл. замкнут.
И самый интересный случай:
4. Оба ключа замкнуты.

[Сергей Шабад]

Сообщение от Сергей Шабад

Наличие или отсутствие ООС в триоде является спорным вопросом, только для тех, кто подзабыл один из фундаментальных принципов окружающей действительности - принцип суперпозиции, или принцип наложения.
Это очень простенько звучащий принцип, который казалось бы не имеет отношение ни к этой ветке, ни к построению усилителей: линейные поля подчиняются принципу суперпозиции.

Однако, вследствие своей универсальности, этот принцип пронизывает абсолютно все, что окружает в повседневной жизни каждого, кто занимается электричеством.
Как же проявляет себя этот всепроникающий и могучий принцип суперпозиции, например учащегося 8 класса средней общеобразовательной школы на уроках физики, или маститого творца лампового аудио, разменявшего 6-й десяток лет жизни и который на слух может определить наличие или отсутствие ООС?

Рассмотрим жизнь ученика 8 класса и посмотрим на Рис. 1
Зададимся вопросом, что покажет амперметр, включенный на участке АВ (Рис.1) в следующих четырех случаях:
1. Кл.1 и Кл.2 разомкнуты.
2. Кл.1 замкнут, Кл.2 разомкнут.
3. Кл.1 разомкнут, Кл. замкнут.
И самый интересный случай:
4. Оба ключа замкнуты.

Поскольку 8-классники на наш форум вряд-ли заглядывают, а маститым творцам аудио, как лампового, так и транзисторного, не по рангу отвечать на такие элементарные вопросы, я рассмотрю физические процессы, отвечу на поставленные вопросы, сделаю кое-какие выводы и задам следующую порцию вопросов.
И так, на Рис.1 мы видим две одинаковые цепи, имеющие один общий участок, он обозначен буквами АВ. Каждая цепь, содержит свой источник ЭДС, свою лампочку и свой ключ (выключатель, тумблер, toggle switch). При этом источники ЭДС, включены таким образом, что на общем участке АВ для обеих цепей, поля создаваемые источниками ЭДС направлены противоположно и накладываясь друг друга, дают результирующее поле равное нулю. Если включить в этот участок амперметр, то
1. Кл.1 и Кл.2 разомкнуты - амперметр покажет ноль, обе лампочки не горят.
2. Кл.1 замкнут, Кл.2 разомкнут - левая лампочка горит, правая лампочка не горит, и амперметр покажет 20мА
3. Кл.1 разомкнут, Кл.2 замкнут - левая лампочка не горит, правая лампочка горит, и амперметр покажет 20мА
И самый интересный случай, когда оба ключа замкнуты:
4. Оба ключа замкнуты - обе лампочки горят, амперметр показывает НОЛЬ! При этом лампочки горят не "чувствуя" присутствия друг-друга, т.е. горят так, как будто другой цепи с лампочкой нет.
И так, не смотря на то, что на участке цепи АВ амперметр показывает, что ток равен нулю, лампочки горят, и значит в обеих цепях ток все-таки течет. Что бы разобраться в столь интригующем казусе, вспомним о принципе суперпозиции полей и применим к данному случаю: при наложении двух одинаковы, но противонаправленных полей, поле от каждого источника ЭДС ни куда не исчезает, и действует точно также, как если бы другого поля не было, не смотря на то, что результирующее поле равно НУЛЮ!

Важный вывод: не смотря на то, что цепи имеют общий участок (с нулевым сопротивлением), благодаря принципу суперпозиции полей, эти цепи разделены между собой и ни как друг на друга не влияют.

Теперь, положив в свой багаж знаний принцип суперпозиции полей, пойдем дальше и посмотрим на Рис.2, где вместо правой лампочки включена 100 ватная лампа на 220В и вместо правого источника ЭДС на 6,3В включено сетевое напряжение 220В с промышленной частотой 50Гц, а вместо левого источника ЭДС включим источник переменного напряжения промышленной частоты 50Гц на 6.3В и попробуем ответить на следующие вопросы:
1. работоспособна ли данная схема и если да, то
2. будет ли гореть левая лампочка в штатном режиме при замыкании Кл.1 и разомкнутом Кл.2?
3. будет ли гореть правая лампа в штатном режиме при замыкании Кл.2 и разомкнутом ключе Кл.1?
4. Будут ли гореть обе лампочки в штатном режиме, если замкнуть оба ключа (выключателя, тумблера, toggle switches)?

[ХРЮН]

Рассмотрим, например, переключение пентода из пентодного режима в триодный и обратно... Путем подачи 100% сигнала из цепи анода в цепь 2 сетки(причем, это может быть, в общем случае, сделано НЕ только "просто" перемычкой! но и более сложным образом - через некоторые более сложные устройства).

[Малиновский Александр]

Сообщение от ХРЮН

Рассмотрим, например, переключение пентода из пентодного режима в триодный и обратно... Путем подачи 100% сигнала из цепи анода в цепь 2 сетки(причем, это может быть, в общем случае, сделано НЕ только "просто" перемычкой! но и более сложным образом - через некоторые более сложные устройства).

А разве 2-я сетка является входом каскада усиления. Или Вы о другом? Вы считаете переход от одного устройства (пентода) к другому (триоду) есть функция обратной связи? Если я что-то не понял, поясните.

[ХРЮН]

Сообщение от Малиновский Александр

А разве 2-я сетка является входом каскада усиления. Или Вы о другом? Вы считаете переход от одного устройства (пентода) к другому (триоду) есть функция обратной связи? Если я что-то не понял, поясните.

2-я сетка физически совершенно равноценна 1-й, с разницей в геометрии и конкретике эл. параметров. И ее, безусловно, можно рассматривать, в том числе, как входной электрод каскада усиления. Суперхиендное решение - триод из пентода с 1-й сеткой "на земле" и подачей управления на 2 сетку - надеюсь многие слышали/читали?

[Малиновский Александр]

Сообщение от ХРЮН

2-я сетка физически совершенно равноценна 1-й, с разницей в геометрии и конкретике эл. параметров.

И Вы, и Ураков одинаково небрежны в обращении не только с общепринятыми терминами, но и с собственными доводами. Как сетки могут быть физически совершенно равноценны, если они отличаются во всем - в геометрических и эл. (т.е. физических) параметрах.
У диф. каскада тоже два входа, но Вам же не приходит (надеюсь) в голову назвать пентод диф. каскадом.
Если у сеток разные физ. параметры, что вы признаете, то по определению мы не можем 2-ю сетку использовать для уменьшения коэф-та искажений. Это же очевидно. Так же очевидно, что то, что Вы предлагаете есть преобразование по сути. Есть приборы и с большим количеством входов. Для чего они служат сами знаете.

И ее, безусловно, можно рассматривать, в том числе, как входной электрод каскада усиления.

Конечно можно. Но не в обсуждаемом контексте.

[Федор Конь]

Сообщение от ХРЮН

2-я сетка физически совершенно равноценна 1-й, с разницей в геометрии и конкретике эл. параметров. И ее, безусловно, можно рассматривать, в том числе, как входной электрод каскада усиления. Суперхиендное решение - триод из пентода с 1-й сеткой "на земле" и подачей управления на 2 сетку - надеюсь многие слышали/читали?

Привет Никита, а точно ООС в пентоде таки нет?

[Сергей Шабад]

Сообщение от ХРЮН

Рассмотрим, например, переключение пентода из пентодного режима в триодный и обратно... Путем подачи 100% сигнала из цепи анода в цепь 2 сетки(причем, это может быть, в общем случае, сделано НЕ только "просто" перемычкой! но и более сложным образом - через некоторые более сложные устройства).

Предлагаю не торопиться, а спокойно спуститься с горы и ... все стадо, т.е. ответить на задаваемые вопросы, и только потом, пентод, ултралинейное включение, ну в общем все стадо.

[Andryushka]

Сообщение от Сергей Шабад

Поскольку 8-классники на наш форум вряд-ли заглядывают, а маститым творцам аудио, как лампового, так и транзисторного, не по рангу отвечать на такие элементарные вопросы, я рассмотрю физические процессы, отвечу на поставленные вопросы, сделаю кое-какие выводы и задам следующую порцию вопросов.
И так, на Рис.1 мы видим две одинаковые цепи, имеющие один общий участок, он обозначен буквами АВ. Каждая цепь, содержит свой источник ЭДС, свою лампочку и свой ключ (выключатель, тумблер, toggle switch). При этом источники ЭДС, включены таким образом, что на общем участке АВ для обеих цепей, поля создаваемые источниками ЭДС направлены противоположно и накладываясь друг друга, дают результирующее поле равное нулю. Если включить в этот участок амперметр, то
1. Кл.1 и Кл.2 разомкнуты - амперметр покажет ноль, обе лампочки не горят.
2. Кл.1 замкнут, Кл.2 разомкнут - левая лампочка горит, правая лампочка не горит, и амперметр покажет 20мА
3. Кл.1 разомкнут, Кл.2 замкнут - левая лампочка не горит, правая лампочка горит, и амперметр покажет 20мА
И самый интересный случай, когда оба ключа замкнуты:
4. Оба ключа замкнуты - обе лампочки горят, амперметр показывает НОЛЬ! При этом лампочки горят не "чувствуя" присутствия друг-друга, т.е. горят так, как будто другой цепи с лампочкой нет.
И так, не смотря на то, что на участке цепи АВ амперметр показывает, что ток равен нулю, лампочки горят, и значит в обеих цепях ток все-таки течет. Что бы разобраться в столь интригующем казусе, вспомним о принципе суперпозиции полей и применим к данному случаю: при наложении двух одинаковы, но противонаправленных полей, поле от каждого источника ЭДС ни куда не исчезает, и действует точно также, как если бы другого поля не было, не смотря на то, что результирующее поле равно НУЛЮ!

Важный вывод: не смотря на то, что цепи имеют общий участок (с нулевым сопротивлением), благодаря принципу суперпозиции полей, эти цепи разделены между собой и ни как друг на друга не влияют.

Теперь, положив в свой багаж знаний принцип суперпозиции полей, пойдем дальше и посмотрим на Рис.2, где вместо правой лампочки включена 100 ватная лампа на 220В и вместо правого источника ЭДС на 6,3В включено сетевое напряжение 220В с промышленной частотой 50Гц, а вместо левого источника ЭДС включим источник переменного напряжения промышленной частоты 50Гц на 6.3В и попробуем ответить на следующие вопросы:
1. работоспособна ли данная схема и если да, то
2. будет ли гореть левая лампочка в штатном режиме при замыкании Кл.1 и разомкнутом Кл.2?
3. будет ли гореть правая лампа в штатном режиме при замыкании Кл.2 и разомкнутом ключе Кл.1?
4. Будут ли гореть обе лампочки в штатном режиме, если замкнуть оба ключа (выключателя, тумблера, toggle switches)?

С гореть, перегорать можно говорить после того, как Вы укажете сопротивление участка АВ. Если оно как в предыдущем случае равно нулю, то это равносильно что цепи АВ нет, а есть точка АВ и два контура соединены ТОЛЬКО в одной этой точке со всеми вытекающими.
П.С. Возражения на тему - ТАМ амперметр с нулевым сопротивлением, по своему интересны, как и фазы питающих переменных.

[Сергей Шабад]

Сообщение от Andryushka

Сгореть, перегорать можно говорить после того, как Вы укажете сопротивление участка АВ. Если оно как в предыдущем случае равно нулю, то это равносильно что цепи АВ нет, а есть точка АВ и два контура соединены ТОЛЬКО в одной этой точке со всеми вытекающими.

Вот и мой внук был поражен: действительно, если сопротивление участка АВ рано нулю, то все будет работать в штатном режиме! Мы можем спокойно включать и выключать обе цепи, мы можем подключать к участку АВ сколько угодно других цепей и все они будут работать в штатном режиме, НИКАК НЕ ВЛИЯЯ ДРУГ НА ДРУГА!
Да и мы все с этим знакомы: мы используем металлическое шасси как общий проводник, мы используем земляной провод, как общий проводник, в заземлении используется то же самое свойство общего проводника с нулевым сопротивлением - отсутствие влияния одних цепей на другие.
И все это благодаря принципу суперпозиции!
А когда принцип суперпозиции не работает? Что произойдет, если на участке AB появиться сопротивление, например 50 Ом? (см. Рис. 3) А если его зашунтировать емкостью, например, 10 000 мкФ? (см. Рис. 4)

Внимание! При повторении опыта по Рис. 3, надеть защитные очки, защитную борцовскую раковину на гениталии и отойти от стенда на расстояние не менее 10 метров!