Katode bias - Cathode bias

I elektronikk er katodeforstyrrelse (også kjent som selvforstyrrelse eller automatisk forspenning) en teknikk som brukes med vakuumrør for å gjøre likestrøms- (likestrøms-) katodespenningen positiv i forhold til den negative siden av platespenningen med en mengde lik til størrelsen på ønsket nettforspenning .

Operasjon

Den vanligste implementeringen av katodeforstyrrelser fører katodestrømmen gjennom en motstand koblet mellom katoden og den negative siden av platespenningen. Katodestrømmen gjennom denne motstanden forårsaker ønsket spenningsfall over motstanden og plasserer katoden ved en positiv likestrøm som er lik i størrelse med den nødvendige forspenningen på nettet. Rutenettkretsen setter rutenettet på null volt likestrøm i forhold til den negative siden av platespenningstilførselen, noe som forårsaker at nettspenningen er negativ i forhold til katoden med den nødvendige mengden. Direkte oppvarmede katodekretser kobler katodeforstyrremotstanden til senterkranen på filamenttransformatoren sekundær eller til senterkranen til en lav motstand koblet over filamentet.

Design

For å finne riktig motstandsverdi bestemmes først rørets operasjonspunkt. Platestrømmen, nettspenningen i forhold til katoden og skjermstrømmen (hvis aktuelt) er notert for driftspunktet. Katodeforstyrremotstandsverdien blir funnet ved å dele den absolutte verdien av driftspunktets rutenett med driftspunktets katodestrøm (plate strøm pluss skjermstrøm). Kraften som avledes av katodeforstyrremotstanden, er produktet av katodestrømmen og motstanden i ohm.

Enhver signalfrekvenseffekt av katodemotstanden kan minimeres ved å tilveiebringe en passende bypass-kondensator parallelt med motstanden. Generelt velges kondensatorverdien slik at tidskonstanten til kondensatoren og forspenningsmotstanden er en størrelsesorden større enn perioden med den laveste frekvensen som skal forsterkes. Kondensatoren gjør forsterkningen av scenen, ved signalfrekvensene, i det vesentlige den samme som om katoden var koblet direkte til kretsreturen.

I noen design kan den degenerative (negative) tilbakemeldingen forårsaket av katodemotstanden være ønskelig. I dette tilfellet forbigås ikke hele eller en del av katodemotstanden av en kondensator.

I klasse A push-pull-kretser kan et par rør drevet av identiske signaler 180 grader ut av fase dele en vanlig ikke-forbigått katodemotstand. Degenerasjon vil ikke forekomme fordi, hvis nettspenningen kontra platestrømkarakteristikken til de to rørene samsvarer, vil ikke strømmen gjennom katodemotstanden variere i løpet av 360 gradene av signalsyklusen.

Søknadshensyn

  • Scenens spenningsforsterkning reduseres av katodemotstanden. Katodemotstanden vises i serie med platebelastningsimpedansen i spenningsforsterkningsligningen.
  • Lokal negativ tilbakemelding ( katodedegenerasjon ) er forårsaket av katodemotstanden.
  • "B" eller plateforsyningsspenningen som er tilgjengelig for røret, reduseres faktisk med størrelsen på forspenningen.

Sammenligning med fast skjevhet

Katode bias, som en løsning, er ofte alternativet til å bruke fast bias . Robert Tomer fordømte i sin bok om vakuumrør fra 1960, som hovedsakelig var opptatt av strategier for å forbedre rørets levetid, faste skjevhetsdesign til fordel for katodeforstyrrelser. Han sa at fast skjevhet, i motsetning til katodeforstyrrelser, ikke gir en feilmargin som beskytter systemet mot uunngåelige forskjeller mellom vakuumrør, og beskytter heller ikke mot rømningsforhold forårsaket av feil på rør eller kretser. Han hevdet også at de fleste rørspesialister anser fast forspenning som farlig. Til tross for denne holdningen brukes fast skjevhet ofte i rørforsterkere i dag. Tomer identifiserte trenden mot faste skjevheter i 1960, men var ikke sikker på årsakene til det.

Se også

Referanser

Videre lesning