Fyzikální praktikum II | úloha 15

### Charakteristiky triody

Studijní text

Pracovní úkol:

1. Změřte anodové charakteristiky triody EC(C)83. Mřížkové napětí Ug měňte od 0 do -2 V po krocích 0,5 V. Při měření nepřekračujte maximální anodovou ztrátu Pa = 0,2 W. Anodové napětí zvyšujte maximálně do 120 V.
2. Změřte závislost zesílení A = Uvýst/Uvst (poměr výstupního napětí ke vstupnímu) triodového zesilovače na frekvenci pro Ug = -0,5 V, Ua = 120 V, Ra = 105 Ω a Ra = 5.103 Ω Uvst = 0,2 V ve frekvenčním rozsahu 30 Hz – 100 kHz.
3. Změřte závislost zesílení A na velikosti anodového odporu pro Ua = 120 V v rozsahu Ra = 5.103 – 105 Ω. Ug = -1 V při f = 1 kHz, Uvst = 0,2 V.
4. Anodové charakteristiky zpracujte graficky. V grafu vyznačte oblast, kde by byla překročena anodová ztráta Pa = 0,2 W. Zakreslete rovněž zatěžovací přímky pro obě hodnoty anodového odporu Ra z úkolu 2. Určete odpovídající pracovní body a stanovte příslušné hodnoty zesílení a průběh frekvenčních charakteristik.

Poznámky

Je-li anoda triody připojena ke zdroji anodového napětí Uz přes anodový odpor Ra, pak zatěžovací přímka vytíná na ose napětí anodové charakteristiky úsek Uz a na ose proudu úsek Uz/Ra. Tak ji lze snadno zakreslit. Přímka ukazuje, jak v důsledku spádu napětí na anodovém odporu klesá napětí na anodě, jestliže roste anodový proud. Je zřejmé, že pracovní bod triody lze určit graficky jako průsečík zatěžovací přímky s anodovou charakteristikou triody změřenou pro odpovídající napětí mřížky Ug.

Pro vynášení frekvenční charakteristiky je vhodné užít logaritmické stupnice jak pro frekvence, tak pro zesílení. Místo absolutních hodnot zesílení Uvýst/Uvst (nebo též spolu s nimi) lze na svislou osu vyznačit velikost zesílení v decibelech [dB] :

Adb = 20.log(Uvýst/Uvst)
Abychom vysvětlili výhody tohoto způsobu zobrazení, ukažme, jak se projevuje například vliv vazebního kondensátoru Cg1 spolu s mřížkovým odporem Rg (viz obr. 1 na stránce 98 v [1]). Snadno zjistíme, že zesílení je pak úměrné výrazu
ω τ (1 + ω2τ2)1/2
kde τ je časová konstanta = Rg1.Cc1. Pro ω << 1/τ je tedy zesílení prakticky konstantní, pro ω = 1/τ poklesne v poměru sqrt(2):1, čili přibližně o 3 dB a pro ω >> 1/τ klesá zesílení úměrně frekvenci, tedy s poklesem přiblžně o 6 dB na oktávu (oktávou se přitom rozumí změna frekvence na dvojnásobek či na polovinu). Uvažovaná kombinace kondenzátoru s odporem tedy propouští vyšší frekvence a potlačuje nízké, je to jednoduchý případ tzv. hornofrekvenční propusti. Ve zmíněném grafickém zobrazení bude závislost mít při vysokých frekvencích vodorovnou asymptotu, při nízkých frekvencích asymptotu se směrnicí 1 (použijeme-li na obou osách stejného měřítka). Obě asymptoty se protínají při frekvenci ω = 1/τ, (tzv. frekvenci zlomu) a zhruba vystihují průběh frekvenční charakteristiky. Charakteristiku zesilovače při nízkých frekvencích ovšem může ovlivnit ještě další zlom způsobený kondenzátorem Cv spolu s odporem Rg2 (v zapojení na obr. 3 hraje roli tohoto odporu vstupní odpor voltmetru). V oblasti vysokých frekvencí je situace obdobná, obrázek je ovšem zrcadlově symetrický a dolnofrekvenční propust, která snižuje zesílení při nejvyšších frekvencích, je tvořena vstupní kapacitou nízkofrekvenčního voltmetru, kterým měříme zesílené napětí, a paralelní kombinací odporů Ra, Rg2 a vnitřního odporu elektronky.

Chyba Zpět Literatura

Jiří Matas

0 | 0 | 0 | 9 | 1 | 7 | 2

Tomáš Drbohlav, 3. 10. 2011