Явлението лампов шум смущава съня на много фенове на ламповия звук. Днес в Сандъците – Sandacite анализираме защо се появява този проблем.

Преди всичко е добре да направим уговорката, че ако от колоните на Вашия лампов усилвател се чува нещо като хартиено шумолене, средночестотно хърхорене и т.н., не е задължително това да е собственият лампов шум. Явлението може да е породено от други проблеми в усилвателя или от звуковия тракт.

Изследванията показват, че анодният ток на лампата не остава постоянен дори и при константно напрежение на управляващата решетка и на останалите електроди на лампата. Анодният ток се изменя непрекъснато по случаен закон, сякаш на входа на лам­пата се подава някакво случайно изменящо се напрежение. Това еквивалентно напрежение, което поражда случайно изменение на анодния ток, се нарича напрежение на собствените лампови шу­мове.

Най-често това напрежение е малко и не оказва влияние върху работата на лампата в случаите, когато усилваните сигнали са достатъчно големи, но при усилване на слаби сигнали то причи­нява значителни смущения и е причина за ограничаване на мини­малната амплитуда на усилваните сигнали. Особено силно е вли­янието на собствените шумове на лампите на първите стъпала на усилвателя.

Различни са причините, на които се дължат ламповите шумове. Част от тях се причиняват от променливотоковото захранване на катодите с пряко отопление с променлив ток въз­никват нежелателни пулсации на анодния ток с честотата на ото­плителното напрежение и на неговите хармонични, вследствие на което се появява т. нар. фон на променливия ток.

Този фон може да се породи и поради недостатъчната конст­рукция на катодите с непряко отопление. Причини за фона при тези катоди могат да бъдат: недостатъчната изолация на катода, капацитивният ток между отоплителната жичка и катода, магнитно­то поле, създадено от променливия ток на отоплителната жичка и на индуктивното влияние на отоплителните изводи върху управ­ляващата решетка. Най-често разгледаният фон е незначителен в съвременните електронни лампи.

Друга причина за ламповите шумове, дължаща се също на конструкцията на лампата, са т. нар. микрофонни шумове (микрофонен ефект, микрофония), които се изразяват в пулсации на анодния ток на лампата при механични сътресения. Всеки вън­шен тласък причинява вибрации на управляващата решетка, като­да и останалите елементи на лампата. При това поради взаимно­то преместване на отделните елементи се изменят параметрите на лампата, а следователно и анодният ток.

При слухово приемане полезните сигнали пулсациите на анодния ток, дължащи се на микрофонния шум, се проявяват в харак­терно звънтене, което понякога преминава в непрекъснато виене.

Този неприятен ефект на лампов шум се проявява при най-малко сътресение в приемниците и усилвателите, които имат голям коефициент на усилване. Понякога микрофонният ефект може да причини пораж­дане на звукови трептения поради акустическата (звуковата) об­ратна връзка. В тези случаи звуковата вълна от високоговорителя поражда механични вибрации на лампата, които поради микро- фонния ефект причиняват пулсации на анодния ток. След усилва­не тези вибрации попйдат във високоговорителя и отново разтре- лтяват неговата мембрана. По този начин се поддържат незатихващи трептения, които се чуват като непрекъснат тон, заглушаващ полезните сигнали. За отстраняване на микрофонния ефект се препоръчва ламповите цокли да се закрепят към шасито с гумени ::ли пружиниращи подложки и да се използват гъвкави монтаж­ни проводници.

Източник на лампов шум може да бъде и недостатъчната изолация на изводите на електродите и преди всичко недостатъчната изолация на цоклите и стъклените накрайници, в които са запоени изводите, а също така и йонните токове, дължащи се на несъвършения вакуум на лампите.

Други лампови шумове се пораждат вследствие на изменящото се допълнително поле, което се създава от зарядите на разсеяни­те електрони, попаднали върху стъклените части и другите изо­латори.

Също така, в електронните лампи само част от емитираните от катода електрони попадат върху работните електроди, друга част се раз­сейват и в зависимост от моментните стойности на напреженията на електродите попадат на стените и изолаторите и след това бавно се отчитат от тях. Такова разсейване на електроните е осо­бено силно изразено, ако при удрянето на изолаторите от елек­троните може да възникне вторичноелектронна емисия и изола­торите могат да се заредят значително. За отстранение на тези заряди в съвременните лампи изолаторите на държателите имат специални металически екрани. За тази цел, ако лампата има стък­лен балон, неговата външна повърхност се покрива с металически слой и се заземява. По този начин се образува кондензатор меж­ду този слой и електродите, вследствие на което частично се на­малява влиянието на допълнителните полета, създадени от заре­дените изолаторни части на лампата.

Основният вид лампов шум, който фактически определя мини­малната амплитуда на усилвания сигнал от лампата, са т. нар. електрически флуктуации на електронния ток. Те са присъщи не само на електронните лампи, но и на другите елек­тронни и йонни прибори.

Във физиката, флуктуации се наричат случайни колебания на една или друга величина около нейната средна стойност. На­пример, когато се говори за постоянен ток 1 mA, това означава, че през напречното сечение на проводника преминават средно около 6,3.10¹⁵ електрона в секунда. В отделни къси интервали броят на електроните в секунда може да бъде по-голям и по-малък от горепосочената средна стойност. Следователно налице е флуктуация на постоянния ток, т. е. върху постоянния ток в точния сми­съл иа думата е наложена случайна променлива съставяща.

Необходимо е да отбележим, че понятието стойност на тока губи своя смисъл при известни условия. Така например при ток 10-^2о А през проводника преминава средно по-малко от един елек­трон в секунда; токът губи непрекъснатия характер и представ­лява преместване на отделни дискретни заряди.

Следователно понятието за постоянен електрически ток, както и за постоянно количество заряди, преминаващи за единица време през напречното сечение на проводника независимо от момента на наблюдение, трябва да се замести с представа за някаква средна стойност, допускаща във всеки момент от време някакви случайни изменения.

При неголеми плътности на електронния поток и малка плътност на пространствения заряд на катода може да се приеме, че от­делните електрони се движат независимо един от друг и следо­вателно явлението флуктуация е обусловено изключително от флуктуациите на електронната емисия на катода (ту повече, ту по-малък брой излетели от катода електрони).

Напротив, движещите се в проводника електрони обменят енер­гия един с друг вследствие на голямата им плътност в провод­ник. Затова зависимостите, чрез които се изразяват флуктуациите на тока в проводника, се различават от зависимостите за флук­туациите на електронния поток във вакуума и следователно тряб­ва да се има пред вид разликата между тези два вида зависимости.

Флуктуациите на тока в проводника се наричат топлинен ефект, а флуктуациите на електронния поток във вакуума се наричат дробов ефект.

Именно флуктуациите на анодния ток на първата лампа при значително усилване се регистрира на изхода на усилвателя като характерен лампов шум, борбата с който е твърде трудна.

Един материал на Сандъците – Sandacite.