Barkhausen formel

Barkhausen-formlen [1] , ellers den grundlæggende lampeligning [2] , er et matematisk udtryk, der relaterer parametrene for et elektronrør (hældning af karakteristikken, statisk forstærkning, permeabilitet og intern modstand). Opkaldt efter den tyske videnskabsmand Heinrich Georg Barkhausen ( tysk: Heinrich Georg Barkhausen ).

Matematisk udtryk

Via statisk forstærkning : ${\tekststil \mu }$

${\mu \over S\cdot R_{i}}=1$

Gennem permeabilitet : $D$

$D\cdot S\cdot R_{i}=1,$

hvor

${\tekststil \mu }$ - statisk forstærkning svarende til forholdet mellem anodespændingstilvæksten og netspændingstilvæksten ved en konstant anodestrøm: [ca. 1] ; $\mu ={\Delta U_{a} \over \Delta U_{g))$
${\textstyle S}$ - stejlheden af den statiske karakteristik, lig med forholdet mellem stigningen af anodestrømmen og stigningen af netspændingen ved en konstant spænding ved anoden $S={\Delta I_{a} \over \Delta U_{g));$
${\tekststil R_{i))$ - lampens indre modstand mod vekselstrøm svarende til forholdet mellem spændingstilvæksten ved anoden og anodestrømmens stigning $R_{i}={\Delta U_{a} \over \Delta I_{a));$
${\tekststil D}$ - lampens permeabilitet svarende til forholdet mellem stigningen af netspændingen og stigningen af anodespændingen [ca. 1] . $D={\Delta U_{g} \over \Delta U_{a))$

Normalt er hældningen udtrykt i mA / V , så skal den interne modstand tages i kOhm .

Fysisk betydning

Formlen viser, at kun to af triodens tre hovedparametre er uafhængige, den tredje er fuldstændig bestemt af disse to.

Permeabilitet og forstærkning

$\mu ={\Delta U_{a} \over \Delta U_{g));$ $D={\Delta U_{g} \over \Delta U_{a))$

Det kan ses af definitionen, at den statiske forstærkningsfaktor og lampens permeabilitet er gensidige og har samme fysiske betydning: hvor meget stærkere påvirker netpotentialet anodestrømmen sammenlignet med anodepotentialet [3] .

Permeabilitet viser, hvor stor en andel af elledningerne i anodens elektriske felt, der trænger gennem nettet til katoden. Jo tykkere maske, jo lavere er lampens permeabilitet, og jo højere forstærkning [4] .

Kontrolgitre med variabel tæthed gør det muligt at variere permeabiliteten af forskellige sektioner af lampen og justere forstærkningen over et bredt område ved at ændre den negative biasværdi pr. gitter [5] , lamper af denne type kaldes "varimyu".

Stejlhed

$S={\Delta I_{a} \over \Delta U_{g))$

Efter dimension har det betydningen ledningsevne , men dette er ikke ledningsevnen for et hvilket som helst kredsløb, men den gensidige ledningsevne af nettet og anodekredsløbene. Stejlheden er højere, jo tættere gitteret er på katoden, og jo større er katodens emitterende overflade [6] .

Intern modstand

Hvis forstærkningen (permeabiliteten) og karakteristikkens stejlhed er relateret til designparametrene for lampens elektrodesystem, så er den interne modstand ikke direkte relateret til lampens design, og bestemmes af to uafhængige parametre iht. Barkhausen-formlen [6] .

Afhængighed af lampetilstand

Med et fald i kontrolgitterets potentiale falder lampens stejlhed [7] . Dette sker, fordi elektronskyen dannet af katoden ("virtuel katode") frastøder og bevæger sig væk fra gitteret, og dens overfladeareal falder. Samtidig forbliver lampens forstærkningsfaktor (permeabilitet), som afhænger af tætheden af gitteret, uændret, henholdsvis lampens indre modstand øges.

Multigrid lamper

For lamper med et afskærmningsgitter (tetroder, pentoder, hexoder, heptoder) er Barkhausen-formlen stadig gyldig, men afhængigheden af de elektriske parametre på lampens design er mere kompleks. Hældningens og den indre modstands afhængighed af potentialet for kontrolgitteret ved et konstant afskærmningspotentiale er den samme som for en triode, men en ændring i afskærmningsgitterets potentiale forårsager en kraftig ændring i både hældningen og den indre modstand, og forstærkningen, som stiger med et fald i skærmgitterets potentiale [7] .

Variyu-lamper er normalt pentoder.

Noter

↑ 1 2 Da for at holde styrken af anodestrømmen uændret med en stigning i spændingen ved anoden, er det nødvendigt at sænke spændingen på nettet, så tegnene på stigningerne af anode og netspændinger er modsatte . Således vender lampen fasen af svingningen med (halv cyklus). For at opnå en positiv gevinst er det strengt taget nødvendigt, under hensyntagen til fortegnene, at bruge formlerne , men dette minus er ofte udeladt ( Ginkin, 1939 , s. 375), idet man tæller spændingerne på gitteret i modsatte retning. ${\tekststil \pi }$ $\mu =-{\Delta U_{a} \over \Delta U_{g)),$ $D=-{\Delta U_{g} \over \Delta U_{a))$

Kilder

↑ TSB1 / Barkhausen, Heinrich - Wikisource . en.wikisource.org. Hentet: 30. marts 2020. (ubestemt)
↑ Ginkin, 1939 , s. 376.
↑ Ginkin, 1939 , s. 375.
↑ Izyumov, 1965 , s. 218.
↑ Izyumov, 1965 , s. 232-233.
↑ 1 2 Izyumov, 1965 , s. 219.
↑ 1 2 Ginkin, 1939 , s. 385.

Litteratur

G. G. GINKIN. Håndbog i radioteknik. — 3., rettet og suppleret. - Moskva - Leningrad: Oborongiz, 1939.
N. M. Izyumov, D. P. Linde. Grundlæggende om radioteknik. - 2., revideret. - Moskva - Leningrad: Energi, 1965. - 480 s. — (Masseradiobibliotek). - 200.000 eksemplarer.