Газонаполненные фотоэлементы вносят некоторые нелинейные искажения

Величина искажений тем больше, чем больше газовый козфициент усиления, и зависит от величины сопротивления нагрузки фотоэлемента .

Искажения, вносимые газонаполненным фотоэлементом, объясняются тем, что при наличии большого сопротивления нагрузки колебания фототока обусловливают значительное изменение анодного напряжения, а следовательно, и изменение чувствительности фотоэлемента. Напомним, что изменение анодного напряжения вызывает изменение интенсивности ионизации, а следовательно, и изменение газового коэфициента усиления.

Правда, при тех небольших изменениях светового потока, с которыми приходится иметь дело при воспроизведении звука с фонограммы, и при сопротивлениях нагрузки не больших 0,5— 1 мгому колебания анодного напряжения получаются небольшими, так что чувствительность фотоэлемента изменяется незначительно. Практически при нормальных условиях эксплоатации нелинейные искажения, вносимые фотоэлементами, очень невелики.

При ненормальных условиях эксплоатации, например, когда анодное напряжение повысилось с иг до U2 (см. рис. 108), нелинейные искажения могут значительно возрасти, так как при напряжении U2 газовый козфициент усиления резко возрастет.

Из сказанного не следует делать неправильного заключения о том, что большая чувствительность газонаполненного фотоэлемента связана с большим значением нелинейных искажений. Это <имеет место только в случаях, когда чувствительность получена за счет большого газового усиления (на практике это бывает при повышении напряжения); если же высокая чувствительность получена за счет большого излучения электронов фотокатодом, то подобное заключение неверно.

Таким образом, для уменьшения нелинейных искажений газонаполненного фотоэлемента необходимо иметь не слишком большой газовый коэфициент усиления. Практически это достигается путем понижения анодного напряжения.

По этой причине анодное напряжение таких фотоэлементов в новой аппаратуре берут не выше 200—220 в, несмотря на то, что заводами, изготавливающими фотоэлементы, установлено рабочее напряжение в 240 в.

Не следует, конечно, забывать, что понижение анодного напряжения вызывает также уменьшение общей чувствительности фотоэлемента за счёт уменьшения газового усиления.

2. В газонаполненном фотоэлементе возможно возникновение самостоятельного разряда. Самостоятельным разрядом в ионных приборах, в том числе и в газонаполненном фотоэлементе, называют прохождение тока через газовый промежуток катод— анод после устранения действия причины, вызывающей первоначальную ионизацию газа.

Так, например, если осветить катод газонаполненного фотоэлемента при достаточно высоком анодном напряжении, то вследствие бурной ионизации ток достигнет большой величины и не исчезнет после прекращения освещения фотоэлемента.

Пространство между катодом и анодом фотоэлемента в этом случае светится фиолетовым светом (в результате ионизации аргона). Это явление часто называют засвечиванием фотоэлемента. При возникновении разряда нормальная работа фотоэлемента прекращается, так как ток уже не зависит от коли- чества электронов, излучаемых катодом, а величина его определяется лишь бурной ионизацией. Большое количество ионов, падающих при разряде на катод, часто вызывает его порчу. Правда, в схемах, в которых обычно работает фотоэлемент, последовательно с ним включены большие сопротивления, поэтому ток при разряде увеличивается не настолько, чтобы вызвать быструю порчу катода.

Анодное напряжение фотоэлемента, при котором наступает бурная ионизация, т. е. разряд (например, Up на рис. 108) называется напряжением, или порогом зажигания. Установленная выше величина рабочего напряжения порядка 200—220 в вполне обеспечивает устойчивую работу фотоэлемента, так как современные фотоэлементы имеют порог зажигания не ниже 300 в.

3. В вакуумном фотоэлементе фототок обусловлен чисто электронным процессом, а скорости перемещения электронов велики. В газонаполненном фотоэлементе фототок образуется ионным процессом. Ионы, являющиеся атомами аргона, обладают по сравнению с электронами значительной массой и перемещаются медленнее, чем электроны. Нарастание и прекращение тока, появившегося в результате ионизации газа, требуют уже некоторого времени.

Фототок газового фотоэлемента устанавливается не сразу после его освещения, а спустя некоторый промежуток времени, который необходим для перемещения ионов к катоду. После прекращения действия света фототок прекращается не сразу, так как ионы, заполняющие пространство между катодом и анодом, из-за большой массы еще некоторое время продолжают попадать на катод. Поэтому изменения фототока не могут точно следовать за изменением светового потока, если частота световых колебаний велика. Инерционность газонаполненного фотоэлемента практически приводит к уменьшению чувствительности фотоэлемента для колебаний света большой частоты, т. е. возникают частотные искажения..

Частотная характеристика газонаполненного фотоэлемента имеет падающий характер в области высоких звуковых частот (см. рис. 107, кривая 2). Инерционность фотоэлемента возрастает с увеличением газового усиления.

4. В работающих газонаполненных фотоэлементах возникает неприятный шум. Если осветить фотоэлемент постоянным световым потоком, например, светом от лампы накаливания при питании ее нити постоянным током или дневным светом, то после нормального усиления фототока усилительным устройством громкоговоритель, включенный на выход усилителя, создает характерный шум, напоминающий шум падающей воды.

В вакуумном фотоэлементе при освещении его постоянным светом шум очень мал и имеет очень небольшие колебания, обусловленные непостоянством излучения электронов, т. е. фототок получается постоянным. В газонаполненном фотоэлементе фототок подвержен дополнительным колебаниям из-за неустойчивости процесса ионизации.

Количество электронов, выбиваемых из молекул газа в результате ионизации, не является постоянной величиной; это и вызывает дополнительные колебания, т. е. шум. Шум фотоэлемента, так же как и искажения, увеличивается с увеличением газового усиления, т. е. практически при повышении анодного на-пряжения. Особенно значительное увеличение шума происходит при анодных напряжениях, близких к потенциалу зажигания.

Следует, однако, отметить, что при невысоких анодных напряжениях порядка 200—220 в (вместо нормального анодного напряжения 240 в) шум газонаполненных фотоэлементов относительно невелик. В новых усилительных устройствах шум обычно не превышает 0,3% (—50 дб) от номинального выходного напряжения усилителя при освещении фотоэлемента нормальным световым потоком (равным среднему значению светового потока, проходящего через фонрграмму) и при максимальном усилении усилителя.

Такая величина шумов допускается даже современными более жесткими требованиями к звуковоспроизводящей аппаратуре.

Яндекс.Метрика
Поиск
© 2018 Carbon-e.ru — Кудиновский завод Электроугли.
Качественная порнуха на e-batsa.com