Катодное смещение
Метод проектирования электронных схем на основе электронных ламп

В электронике катодное смещение (также известное как самосмещение или автоматическое смещение) — это метод, используемый в электронных лампах для того , чтобы сделать постоянное напряжение катода положительным по отношению к отрицательной стороне источника напряжения анода на величину, равную величине требуемого напряжения смещения сетки . [1]

Операция

Наиболее распространенная реализация смещения катода пропускает ток катода через резистор, подключенный между катодом и отрицательной стороной источника напряжения пластины. [2] Ток катода через этот резистор вызывает желаемое падение напряжения на резисторе и помещает катод под положительное постоянное напряжение, равное по величине требуемому отрицательному напряжению смещения сетки. Цепь сетки помещает сетку под ноль вольт постоянного тока относительно отрицательной стороны источника напряжения пластины, в результате чего напряжение сетки становится отрицательным по отношению к катоду на требуемую величину. [3] Цепи катода с прямым нагревом подключают резистор смещения катода к центральному отводу вторичной обмотки трансформатора накала или к центральному отводу низкого сопротивления, подключенного параллельно нити накала. [4]

Дизайн

Чтобы найти правильное значение резистора, сначала определяется рабочая точка трубки. Ток анода, напряжение сетки относительно катода и ток экрана (если применимо) отмечаются для рабочей точки. Значение резистора смещения катода находится путем деления абсолютного значения напряжения сетки рабочей точки на ток катода рабочей точки (ток анода плюс ток экрана). [5] Мощность, рассеиваемая резистором смещения катода, является произведением квадрата тока катода и сопротивления в омах.

Любое влияние частоты сигнала катодного резистора может быть минимизировано путем установки подходящего шунтирующего конденсатора параллельно резистору. В общем случае значение конденсатора выбирается таким образом, чтобы постоянная времени конденсатора и резистора смещения была на порядок больше периода самой низкой частоты, которая должна быть усилена. Конденсатор делает усиление каскада на частотах сигнала по существу таким же, как если бы катод был подключен непосредственно к возврату цепи. [6]

В некоторых конструкциях может быть желательной дегенеративная (отрицательная) обратная связь, вызванная катодным резистором. В этом случае все или часть катодного сопротивления не шунтируется конденсатором. [7]

В двухтактных схемах класса A пара ламп, управляемых идентичными сигналами, сдвинутыми по фазе на 180 градусов, может совместно использовать общий нешунтированный катодный резистор. Вырождение не произойдет, поскольку, если характеристики напряжения сетки и тока пластины двух ламп совпадают, ток через катодный резистор не будет меняться в течение 360 градусов цикла сигнала. [8]

Соображения по применению

  • Коэффициент усиления напряжения каскада уменьшается катодным резистором. Катодный резистор появляется последовательно с сопротивлением пластинчатой ​​нагрузки в уравнении коэффициента усиления напряжения. [7]
  • Локальная отрицательная обратная связь ( катодная дегенерация ) вызвана катодным резистором. [7] [9]
  • Напряжение питания «B» или анода, доступное для трубки, по сути, уменьшается на величину напряжения смещения. [4]

Сравнение с фиксированным смещением

Катодное смещение, как решение, часто является альтернативой использованию фиксированного смещения . [10] Роберт Томер в своей книге 1960 года о электронных лампах, которая в основном касалась стратегий улучшения срока службы ламп, осудил конструкции с фиксированным смещением в пользу катодного смещения. Он сказал, что фиксированное смещение, в отличие от катодного смещения, не обеспечивает погрешности, которая защищает систему от неизбежных различий между электронными лампами, и не защищает от условий выхода из-под контроля, вызванных неисправностями лампы или схемы. [10] Он также утверждал, что большинство специалистов по лампам считают работу с фиксированным смещением опасной. [10] Несмотря на эту позицию, фиксированное смещение сегодня широко используется в ламповых усилителях. Томер определил тенденцию к конструкциям с фиксированным смещением в 1960 году, но не был уверен в причинах этого. [10]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Cruft Electronics Staff, Электронные схемы и трубки, Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1947, стр. 280-281, 335-336
  2. ^ Жирарди, Альфред А. (1932). Курс радиофизики (2-е изд.). Нью-Йорк: Rinehart Books. стр. 480
  3. ^ Орр, Уильям И., ред. (1962). Справочник по радио (16-е изд.). New Augusta Indiana: Editors and Engineers, LTD. стр. 266.
  4. ^ ab Ghirardi, Alfred A. (1932). Курс радиофизики (2-е изд.). Нью-Йорк: Rinehart Books. стр. 475
  5. ^ Жирарди (1932) стр. 476
  6. ^ Cruft Electronics Staff, Электронные схемы и трубки, Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1947, стр. 335
  7. ^ abc Veley, Victor FC (1994). Справочное руководство по настольной электронике (3-е изд.). Нью-Йорк: Tab Books. С.  372–374 .
  8. ^ Жирарди (1932) стр. 670
  9. ^ Cruft Electronics Staff, 1947, стр. 416
  10. ^ abcd Томер, Роберт Б. (1960). Как извлечь максимум из электронных ламп. Индианаполис: Howard W. Sams & Co., Inc. / The Bobbs-Merrill Company, Inc. стр. 20, 29, 62.

Дальнейшее чтение

  • Руководство по приемным трубкам RCA (PDF) , Radio Corporation of America , 1950, стр. 51, RC-16
  • Гроб, Бернард (2010), Базовая электроника (PDF) , McGraw-Hill
  • Руководство 101-8: Основы электроники , ВВС США, Типография правительства США, январь 1957 г.
  • «Усилители Эйкен».(техническая информация)
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cathode_bias&oldid=1028939767"