Zesílení elektronky

Mějme jednoduchý zesilovač podle Obr. 1. Je-li kondenzátor Ck správně zvolen (o tom viz článek Katodový kondenzátor), dalo by se očekávat, že zesílení nad kmitočtem ωmin bude konstantní. Ve skutečnosti zjistíme průběh, který je znázorněn v pravé části obrázku: 

obr1obr2

Obr. 1: Zesilovač a jeho kmitočtová charakteristika

od jistého kmitočtu ωmax  zesílení klesá. Anodový odpor je totiž ve skutečnosti  překlenut kapacitou, kterou má anoda a k ní připojené součástky proti ostatním elektrodám elektronky a vůči okolí (šasi, jiné vodiče). Vliv těchto kapacit je možné v náhradním schématu zohlednit parazitní kapacitou Ca, která leží paralelně k Ra, viz Obr. 2.

obr3

Obr. 2: Zesilovač s kapacitou paralelně k anodovému odporu

Impedance zapojená v anodovém obvodu je potom

vzorec1 

a zesílení 

vzorec2   

Pokles zesílení tedy bude patrný od kmitočtu, při kterém se  ωCaRiRa/(Ri+Ra) bude blížit jedné. Při podobných výpočtech často vystupuje součin odporu a kapacity, který má rozměr času a určuje časový průběh procesů. Nazývá se časová konstanta a značí se řeckým písmenem τ (tau). V našem případě je časová konstanta CaRiRa/(Ri+Ra), je tedy dána součinem Ca a paralelního spojení Ri a Ra.

Celková parazitní kapacita je řádu 10÷30pF a závisí na typu elektronky a na provedení spojů. Dlouhými přívody se Ca značně zvětší, zvláště vedou-li se v blízkosti kostry. I když se vhodnou montáží a vedením spojů podaří udržet montážní kapacity nízké, stále ještě zbývá kapacita anody vůči ostatním elektrodám a proti okolí. Zvýšení kmitočtu ωmax pak nemůže být dosaženo dalším zmenšením Ca, nýbrž pouze zmenšením Ra. To má ale za následek pokles zesílení i v rozsahu ωmin-ωmax, v němž se vliv kapacity Ca ještě neprojeví. Označíme-li toto zesílení Aa0, plyne  z předchozí rovnice Aa0= −μRa/(Ri+Ra). Protože je ωmax  úměrný (Ri+Ra)/RiRaCa, vyplývá z toho, že  součin Aa0ωmax nezávisí na Ra a Ri, ale pouze na

vzorec4

To ale také znamená, že součin zesílení a nejvyšší dosažitelné šířky pásma má u každé elektronky pevnou hodnotu, která je úměrná S/Ca. Proto se pro zesílení širokého kmitočtového pásma musí zvolit elektronky, které mají vysokou strmost a malou anodovou kapacitu.

V praxi se u elektronek určených pro širokopásmové zesilovače uvádí činitel S/2πCa, do něhož je zahrnuta vstupní a výstupní kapacita elektronky a jistá minimální kapacita spojů, obvykle 5÷8pF. U elektronek klasické konstrukce se samonosnou mřížkou dosahuje uvedený činitel hodnoty desítek MHz (EF80 ... 68MHz, 6AK5 ... 65MHz),  u velmi strmých elektronek s rámečkovou mřížkou jsou to až stovky MHz (E180F ... 135MHz, E810F a 7721 ... 230MHz). Máme tak dobré vodítko pro odhad zesílení, například s elektronkou E180F je při šířce pásma 15MHz dosažitelné zesílení asi A=9. Pokud potřebujeme vyšší zesílení v jednom stupni nebo větší šířku pásma, musíme použít kmitočtovou kompenzaci, pomocí níž je možné přenášené pásmo rozšířit.

 

 


Tento web používá soubory cookies. Dalším procházením tohoto webu vyjadřujete souhlas s jejich používáním.