Formler for elektronrør, del 1: Felles katode
Når vi ønsker å konstruere et rørtrinn, vil vi som oftest bruke de karakteristiske kurvene for å få dataene vi trenger, og deretter bruke noen formler for å beregne de nødvendige verdiene.
Alle formler for elektronrør er basert på at selve røret er en lineær og perfekt enhet, og alle de såkalte rørkonstantene er faste verdier, ingen av delene stemmer helt.
Formlene vil gi oss et resultat som er godt nok til de fleste formål. Vi vil i de fleste tilfeller operere over en liten del av kurven, som derfor vil være tilnærmet lineær, og siden toleransene for de fleste rør er rundt 20 %, vil eventuelle beregninger, og bruk av kurver, bare gi oss omtrentlige verdier uansett hvordan vi gjør det.
Jeg vil i denne artikkelen bare vise formlene og ikke hvordan man kommer fram til dem.
Forkortelser brukt:
Av |
Spenningsforsterkning (Voltage amplification) |
Ai |
Strømforsterkning (Current amplification) |
ra |
Dynamisk utgangs resistans (Dynamic output resistance) |
gm (S) |
Transconductance , mutual conductance (S – Steilhet ) |
Z |
Impedans, Jeg bruker Z fordi lasten sjelden er en ren resistans. |
µ |
Forsterknings factor |
ri |
Rørets (Anodens) interne motstand AC (rp, ra) |
Ri |
Intern mostand DC |
D |
Durchgriff (Anodens gjennomgrep) ( Anode penetration factor) |
V (U) |
Spenning, (U brukes I noen av tegningene og formlene) |
fn |
Nedre grensefrekvens (-3dB punkt) |
Felles katode kobling:
Spenningsforsterkningen for trinnet (V1) er, (bruk den formelen sompasser best):
Va og Vg er AC (signal) spenningene.
Steilheten (gm), for røret gitt av produsenten er en statisk verdi, som er uten belastning. Verdien for Steilhet vi bør bruke for beregninger er den dynamiske verdien, det vil si selvfølgelig med belastning.
Jeg antar at belastningen til første trinn, Rg2, (gittermotstanden for neste trinn), har en så høy verdi at den kan utelates. Hvis ikke må den beregnes som en parallell motstand til Ra, og resultatet brukes i formlene i stedet for Ra.
Når en triode kobles til høyspenningen gjennom en anodemotstand Ra, som er den vanlige måten og fastsette arbeidsforholdene til røret på, får vi en faktisk Steilhet (gm), kalt dynamisk steilhet (gm), som er:
Og den faktiske forsterkningen til trinnet vil da bli:
Der Za er den faktiske belastningen til røret. Det er ikke bare anodemotstanden (Ra), men den parallelle koblingen av Ra og lasten fra neste trinn, med mindre lasten har en så høy verdi at den kan utelates:
Rg2 i formelen kan også også være inngangsimpedansen til en effektforsterker, rørforsterkere typisk rundt 100 Kohm, og halvleder forsterkere rundt 10 Kohm. Eller det kan være en hvilken som helst annen belastning som presenteres for røret.
Utgangsmotstanden til trinnet er ca.:
Hvor Ra er anodemotstanden.
Katode motstanden (Rk) blir:
Bruk den som passer best.
La oss nå se på kondensatoren, Ck, denne kondensatoren ser ikke bare katodemotstanden, men også anodemotstanden og rørets indre motstand, Ri, i serie, husk at HT er vekselstrømsjord gjennom kondensatorene i strømforsyningen. Verdien av disse motstandene påvirkes også av forsterkningen til selve røret, så den resulterende motstanden, rk, må beregnes som:
Kondensatoren ser også Rk, katodemotstanden, i parallell med rk, så den totale motstanden kondensatoren ser blir:
Kondensatoren Ck blir da:
Hvor fn er nedre grensefrekvens, -3 dB punkt.
Noen ganger ønsker vi å utelate katodekondensatoren; dette gir en viss tilbakekobling og vil derfor redusere forsterkningen. Forsterkning uten Ck er:
Alternativt, hvis µ er mye større enn 1, noe den i de fleste tilfeller vil være:
Felles katode forsterkeren beskrevet ovenfor er den vanligste av alle rørforsterkerkoblinger, med eller uten katodekondensatoren, Ck, når vi fjerner Ck introduserer vi faktisk litt tilbakekobling til trinnet. I den neste artikkelen vil jeg se på noen tilbakekoblings konfigurasjoner av katodetrinnet.
Kommentarer
Formler for elektronrør, del 1: Felles katode — Ingen kommentarer
HTML tags allowed in your comment: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>