Figuren viser en standard katodefølger basert på en triode:
Ac-messig er anoden det punktet som inn og utgangssignalet refereres til (tenk på batteri/strømforsyning som en kortsluttning) og koblingen kalles derfor også felles anodekobling. Kretsen har lav utgangsimpedans men forsterkningen er alltid mindre enn 1.
Tenker vi oss en effektforsterker laget etter denne topologien vil den ha lav utgangsimpedans og lav forvrengning men stille veldig store krav til spenningssving fra drivertrinnet. Mange hundre volt med sving, noe som ikke er en triviell oppgave å levere.
Derfor er de fleste utgangstrinn laget etter modellen under.
Inngangsignalet refereres til rørets katode og ved å rydde litt opp i symbolene ser vi at dette er en standard felles katodekobling også kalt anodefølger eller plate follower.
Fordelen med denne er moderat krav til spenningssving fra drivertrinnet siden man utnytter forsterkningen i røret. På den annen side øker både utgangsimpedans og forvrengning. Hvor mye er selvfølgelig avhengig av hvilket rør som velges men ofte er man avhengig av negativ feedback for å oppnå akseptable verdier.
Et forsøk på å bevare de gode egenskapene fra både katodefølgeren og felles katode er å gjøre begge deler på en gang.
Jeg har kalt løsningen til venstre for 50% CF fordi inngangsignalet referer til et midtpunkt på utgangstransformatoren. Ved å rydde litt opp i tegningen ser vi at dette er en variant over unity topologi.
I teorien vil et trinn basert på en 50% CF løsning har en utgangsimpedans som er det dobbelte av en ren katodefølger, men fortsatt betraktelig lavere enn et felles katodetrinn. Forvrengningen vil være betraktelig lavere enn et tilsvarende katodetrinn og kravet til inngangsspenning vil være halvparten av det en standard katodefølger krever.
Tja, mange gode egenskaper i en slik løsning men den kan fortsatt forbedres. Hvis jeg bytter ut trioden men en pentode vil jeg oppnå høyere forsterkning (nærmere 1 enn ved bruk av triode), og det er enklere å finne pentoder med høy steilhet (gm) enn tilfellet er i triodeverdenen. Høy steilhet (gm) er viktig i en katodefølger fordi høyere steilhet gir lavere utgangsresistans.
En vanlig måte å bruke en pentode (tetrode i eksemplet under) som katodefølger er å forbinde skjermgitteret (g2) til katoden ved hjelp av en kondensator og mate g2-spenningen til røret via en krets med høy impedans, for eksempel en drossel (til venstre i figuren). På den måten vil en hver variasjon i katodepotensialet overføres til g2 slik at spenning mellom katode og g2 er konstant, noe som er en betingelse for å jobbe i pentodemodus.
En annen måte å gjøre dette på er å utstyre utgangstrafoen med en ekstra vikling med like mange tørn som primærsiden. Ved å gjøre dette oppnår man at spenningen på g2 følger variasjonene i katoden og egentlig kunne man utelatt kondensatoren C. Grunnen til å beholde C er at en eller annet plass høyt opp i frekvens (over det hørbare området) vil lekkasjeinduktansen i trafoen bli såpass høy at koblingen mellom viklingene opphører og man risikerer at g2 svever i sin egen høyimpedante verden. Det høres slett ikke ut som en god ting, noe det heller ikke er, så derfor er kondensatoren fortsatt der. Men det er viktig å forså at C har to forskjellige oppgaver i de to kretsene.
OK, hvis vi kombinerer alt som er skrevet overfor og litt til så blir resultatet dette:
50% CFPP:
Det kan ved første øyekast kanskje virke litt komplisert, men leser (og forstår) man innledningen så "ser man lett...", som Sigmund Soma som skrev lærebøker i mattematikk alltid pleide å uttrykke seg.
På den annen side er ikke "50% CFPP" bare et teoretisk skrivebordsarbeid, det er i høyeste grad et reelt prosjekt. Virker i henhold til teoriene gjør det også, selv om man ikke skulle tro det når man ser dette bildet.
Ha en hyggelig aften,
Jan E Veiset
Ac-messig er anoden det punktet som inn og utgangssignalet refereres til (tenk på batteri/strømforsyning som en kortsluttning) og koblingen kalles derfor også felles anodekobling. Kretsen har lav utgangsimpedans men forsterkningen er alltid mindre enn 1.
Tenker vi oss en effektforsterker laget etter denne topologien vil den ha lav utgangsimpedans og lav forvrengning men stille veldig store krav til spenningssving fra drivertrinnet. Mange hundre volt med sving, noe som ikke er en triviell oppgave å levere.
Derfor er de fleste utgangstrinn laget etter modellen under.
Inngangsignalet refereres til rørets katode og ved å rydde litt opp i symbolene ser vi at dette er en standard felles katodekobling også kalt anodefølger eller plate follower.
Fordelen med denne er moderat krav til spenningssving fra drivertrinnet siden man utnytter forsterkningen i røret. På den annen side øker både utgangsimpedans og forvrengning. Hvor mye er selvfølgelig avhengig av hvilket rør som velges men ofte er man avhengig av negativ feedback for å oppnå akseptable verdier.
Et forsøk på å bevare de gode egenskapene fra både katodefølgeren og felles katode er å gjøre begge deler på en gang.
Jeg har kalt løsningen til venstre for 50% CF fordi inngangsignalet referer til et midtpunkt på utgangstransformatoren. Ved å rydde litt opp i tegningen ser vi at dette er en variant over unity topologi.
I teorien vil et trinn basert på en 50% CF løsning har en utgangsimpedans som er det dobbelte av en ren katodefølger, men fortsatt betraktelig lavere enn et felles katodetrinn. Forvrengningen vil være betraktelig lavere enn et tilsvarende katodetrinn og kravet til inngangsspenning vil være halvparten av det en standard katodefølger krever.
Tja, mange gode egenskaper i en slik løsning men den kan fortsatt forbedres. Hvis jeg bytter ut trioden men en pentode vil jeg oppnå høyere forsterkning (nærmere 1 enn ved bruk av triode), og det er enklere å finne pentoder med høy steilhet (gm) enn tilfellet er i triodeverdenen. Høy steilhet (gm) er viktig i en katodefølger fordi høyere steilhet gir lavere utgangsresistans.
En vanlig måte å bruke en pentode (tetrode i eksemplet under) som katodefølger er å forbinde skjermgitteret (g2) til katoden ved hjelp av en kondensator og mate g2-spenningen til røret via en krets med høy impedans, for eksempel en drossel (til venstre i figuren). På den måten vil en hver variasjon i katodepotensialet overføres til g2 slik at spenning mellom katode og g2 er konstant, noe som er en betingelse for å jobbe i pentodemodus.
En annen måte å gjøre dette på er å utstyre utgangstrafoen med en ekstra vikling med like mange tørn som primærsiden. Ved å gjøre dette oppnår man at spenningen på g2 følger variasjonene i katoden og egentlig kunne man utelatt kondensatoren C. Grunnen til å beholde C er at en eller annet plass høyt opp i frekvens (over det hørbare området) vil lekkasjeinduktansen i trafoen bli såpass høy at koblingen mellom viklingene opphører og man risikerer at g2 svever i sin egen høyimpedante verden. Det høres slett ikke ut som en god ting, noe det heller ikke er, så derfor er kondensatoren fortsatt der. Men det er viktig å forså at C har to forskjellige oppgaver i de to kretsene.
OK, hvis vi kombinerer alt som er skrevet overfor og litt til så blir resultatet dette:
50% CFPP:
Det kan ved første øyekast kanskje virke litt komplisert, men leser (og forstår) man innledningen så "ser man lett...", som Sigmund Soma som skrev lærebøker i mattematikk alltid pleide å uttrykke seg.
På den annen side er ikke "50% CFPP" bare et teoretisk skrivebordsarbeid, det er i høyeste grad et reelt prosjekt. Virker i henhold til teoriene gjør det også, selv om man ikke skulle tro det når man ser dette bildet.
Ha en hyggelig aften,
Jan E Veiset