음극 바이어스

Cathode bias

전자공학에서 음극 바이어스(자체 바이어스 또는 자동 바이어스라고도 함)는 원하는 그리드 바이어스 전압의 크기와 동일한 양만큼 플레이트 전압 공급기의 음극 측에 대해 직류(dc) 음극 전압을 양극으로 만들기 위해 진공 튜브와 함께 사용하는 기법이다.[1]

작전

가장 일반적인 음극 바이어스 구현은 플레이트 전압 공급기의 음극과 음극 사이에 연결된 저항을 통해 음극 전류를 전달한다.[2] 이 저항을 통과하는 음극 전류는 저항을 가로질러 원하는 전압 강하를 유발하고 음극은 필요한 음극 그리드 바이어스 전압과 동일한 양의 dc 전압으로 배치한다. 그리드 회로는 그리드를 플레이트 전압 공급기의 음극 측에 비해 0볼트 dc로 설정하여 필요한 양만큼 음극에 대해 그리드 전압을 음극으로 한다.[3] 직접 가열식 음극 회로는 음극 바이어스 저항을 2차 필라멘트 변압기의 중앙 탭 또는 필라멘트를 가로질러 연결된 저저항의 중앙 탭으로 연결한다.[4]

디자인

올바른 저항 값을 찾기 위해 먼저 튜브 작동 지점을 결정한다. 플레이트 전류, 음극에 상대적인 그리드 전압 및 화면 전류(해당하는 경우)는 작동 지점에 대해 기록된다. 음극 바이어스 저항 값은 작동 지점 그리드 전압의 절대값을 작동 지점 음극 전류(플레이트 전류 + 화면 전류)로 나눈 값이다.[5] 음극 바이어스 저항기에 의해 소멸되는 전력은 음극 전류의 제곱과 저항(옴)의 산물이다.

음극 저항기의 신호 주파수 효과는 저항기와 병렬로 적절한 바이패스 콘덴서를 제공하여 최소화할 수 있다. 일반적으로 커패시터 값은 커패시터와 바이어스 저항기의 시간 상수가 증폭될 최저 주파수의 주기보다 큰 크기 순서로 선택된다. 캐패시터는 신호 주파수에서 스테이지의 이득을 본질적으로 회로 리턴에 음극이 직접 연결된 것과 동일하게 만든다.[6]

일부 설계에서는 음극 저항기에 의해 발생하는 퇴행성(음극성) 피드백이 바람직할 수 있다. 이 경우 음극 저항의 전부 또는 일부가 콘덴서에 의해 우회되지 않는다.[7]

클래스 A 푸시 풀 회로에서 위상에서 180도 벗어난 동일한 신호에 의해 구동되는 한 쌍의 튜브는 통과되지 않은 공통의 음극 저항을 공유할 수 있다. 두 튜브의 그리드 전압 대 플레이트 전류 특성이 일치할 경우 신호 사이클의 360도 동안 음극 저항을 통한 전류가 변화하지 않기 때문에 변조가 발생하지 않을 것이다.[8]

적용 고려 사항

  • 스테이지의 전압 이득은 음극 저항기에 의해 감소한다. 음극 저항기는 전압 게인 방정식의 플레이트 부하 임피던스와 직렬로 나타난다.[7]
  • 국소 음극 피드백(음극 퇴화)은 음극 저항기에 의해 발생한다.[7][9]
  • 튜브에 사용할 수 있는 "B" 또는 플레이트 공급 전압은 사실상 바이어스 전압의 크기에 의해 감소된다.[4]

고정된 치우침과의 비교

해결책으로서 음극 편향은 고정 편향의 사용 대안이 되는 경우가 많다.[10] 로버트 토머(Robert Tomer)는 관 수명을 향상시키기 위한 전략에 주로 관심을 기울였던 진공관에 관한 1960년 저서에서 고정 편향 설계를 음극 편향에 호의적으로 비난했다. 그는 고정 편향은 음극 편향과 달리 진공관 사이의 불가피한 차이로부터 시스템을 보호하는 오류의 여백을 제공하지 않으며, 튜브나 회로 오작동으로 인한 도주 조건으로부터 시스템을 보호하지도 않는다고 말했다.[10] 그는 또한 대부분의 튜브 전문가들이 고정된 바이어스 조작을 위험하다고 생각한다고 주장했다.[10] 이러한 자세에도 불구하고, 고정된 편향은 오늘날 튜브 증폭기에 흔히 사용된다. Tomer는 1960년에 고정된 바이어스 디자인에 대한 추세를 확인했지만 그 이유에 대해서는 확신하지 못했다.[10]

참고 항목

참조

  1. ^ Cruft Electronics 직원, 전자회로 및 튜브, 뉴욕: McGraw-Hill, 1947, 페이지 280-281, 335-336
  2. ^ 기라르디, 알프레드 A. (1932년). 전파물리학 코스(2차) 뉴욕: 리네하트 북스 480 페이지
  3. ^ Orr, William I., ed. (1962). The Radio Handbook (16th ed.). New Augusta Indiana: Editors and Engineers, LTD. p. 266.
  4. ^ a b 기라르디, 알프레드 A. (1932년). 전파물리학 코스(2차) 뉴욕: 리네하트 북스 475 페이지
  5. ^ 기라르디(1932) 페이지 476
  6. ^ Cruft Electronics 직원, 전자 회로 및 튜브, 뉴욕: McGraw-Hill, 1947, 페이지 335
  7. ^ a b c Veley, Victor F. C. (1994). The Benchtop Electronics Reference Manual (3rd ed.). New York: Tab Books. pp. 372–374.
  8. ^ 기라르디(1932) 페이지 670
  9. ^ Cruft Electronics 직원, 1947, 페이지 416
  10. ^ a b c d Tomer, Robert B. (1960). Getting the Most Out of Vacuum Tubes. Indianapolis: Howard W. Sams & Co., Inc. / The Bobbs-Merrill Company, Inc. pp. 20, 29, 62.

추가 읽기