Zakaj je nujna pravilna mrežna prednapetost?
Za ojačano izhodno napetost uporabljamo spremembo anodnega toka. V prejšnjem primeru se je anodni tok spreminjal za +/- 5 mA. Izmenična komponenta v anodnem toku se doseže z 2 V izmeničnim signalom na mrežici.
Predpostavimo, da opazujemo anodni tok triode. Če uporabimo anodni upor vrednosti 8k imamo mirovni anodni tok brez vhodnega signala 11 mA, ki bo povzročil padec enosmerne napetosti na anodnem uporu Ra. Napetost na anodnem uporu je naslednja:
URa = I*R = 0,011*8000 =88 V.
Enosmerna anodna napetost je 200 V in skupna enosmerna napetost napajanja je seštevek slednjih in znaša 288 V.
V nadaljevanju bomo videli kako se spreminjata napajalna in anodna napetost, ko na mrežico pripeljemo signal. Tok naraste na 16 mA (5 mA porast) in pada na 6 mA (upad 5 mA). Ob porastu na 16 mA bo padec napetosti na bremenu 16 mA * 8000 Ohmov = 128 V, torej je narasel za 40 V. Ravno za toliko bo padla anodna napetost. Ker je Ua+Upadca=Ub=288V, pomeni, da bo sedaj anodna napetost 160 V (160+128=288V).
Ko anodni tok pade na 6mA se na bremenu padec napetosti zmanjša za 40 V in anodna napetost poraste. Anodna napetost ima sedaj vrednost 240 V, padec na anodnem uporu pa je 48 V. Ti dve vrednosti skupaj dasta zopet 288 V napajalne napetosti.
Pri zadnjem primeru vidimo, da 2 V vhodni signal povzroči 40 V anodne napetosti. Torej je prisotno ojačenje 20. Poleg tega opazimo, da je izhodni signal v primerjavi z vhodnim obrnjen za 180 stopinj. V nadaljevanju bomo videli, da je pravilna prednapetost mrežice nujno potrebna, če želimo izhodni signal dobiti ojačan in hkrati popolnoma enak vhodnemu signalu, torej nepopačen.
Delovna točka elektronke je izbrana tako, da leži v centru linearnega dela Ug-Ia krivulje. Delovanje je linearno, če je izhodni signal enake oblike kot vhodni. Delovanje z nepravilno prednapetostjo mrežice bo proizvajalo popačenja. Če je mrežna prednapetost preveč negativna, bo izhodni signal popačen v času negativne polperiode in obratno ob premalo negativni mrežni napetosti bo popačena pozitivna polperioda izhodnega signala.
Popačenje je prisotno tudi ob pravilni mrežni prednapetosti, če je vhodni signal prevelik. V tem primeru se popačenje pokaže na obeh polperiodah izhodnega signala. Sedaj nam je lahko jasno kaj pomeni pravilna mrežna prednapetost.
Ojačevalni razredi
Določa jih položaj delovne točke na Ug-Ia krivulji. Poznamo tri glavne ojačevalne razrede : A, B in C. Razred A deluje v centru Ug-Ia krivulje. Razred B deluje z delovno točko blizu zapornega nivoja elektronke. Razred C deluje z delovno točko, ki je v popolnoma zaprtem režimu elektronke.
Razred a
Vhodni signal je majhen. Nikoli ni tako močan, da bi popačil izhodni signal. Ojačenja so manjša, izhodna moč je manjša z zelo majhnimi popačenji.
Razred b
Vhodni signal je večji kot v razredu A. V mirovanju je elektronka skoraj popolnoma zaprta. Vhodni signal elektronko odpre samo z eno od polperiod. Na izhodu dobimo samo polovico ojačenega vhodnega signala. Ta način je uporaben za Push-Pull izhodne stopnje. Ojačenje je večje kot v A razredu pa tudi popačenja so večja.
Razred c
Vhodni signal je tu največji. Mrežica je krmiljena iz popolnega zaprtja v popolno zasičenje. Izhodna amplituda je deformirana zaradi prekrmiljenja mrežice. Anodni tok teče manj kot celo polperiodo. Brez vhodnega signala ni anodnega toka. Ta razred se uporablja v močnostnih ojačevalnikih za radijske frekvence.
Kombinacije razredov – ab1 – ab2
Kot povsod lahko tudi tu kombiniramo. Razred AB1 ima delovno točko nekoliko bolj negativno kot razred A. Razred AB2 pa nekoliko manj negativno od razreda B. To sta kompromisna razreda med A in B.
Napajalno vezje za mrežno prednapetost
V praksi baterijsko mrežno prednapetost nadomesti ustrezno usmerniško vezje. V večjih napravah kot so veliki oddajniki, je napajanje mrežice povsem ločeno. Pozitivni pol je vezan na katodo, negativna stran pa na mrežico preko mrežnega upora Rg. Na izhod napajalnika je vezan bremenilni upor, ki ob izklopu naprave izprazni filtrirne kondenzatorje.
Napajalno vezje za mrežico in anodo
Z enim napajalnikom lahko realiziramo pozitivno in negativno napetost. To se izvede z dvema uporoma v seriji na izhodu usmernika. Njun srednji skupni del se veže na katodo in predstavlja maso – povratni vod avdio sistema. Upornost med maso in negativno napetostjo je veliko manjša kot upornost med maso in pozitivnim izhodom usmernika. Pozitivna napetost je tako visoka, da jo uporabimo za napajanje anode. Majhno negativno napetost uporabimo kot mrežno prednapetost za določitev delovne točke elektronke. Katoda je vezana na maso. Anoda je preko bremenskega upora vezana na pozitivni pol napajanja. Mrežica je na negativno napetost vezana preko upora Rg.
