Leistungsstufen im KW Bereich - HAM-On-Air

DL3LH
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Endverstärkers muss Überanpassung (Starkstromfall) mit Ra > RiL
eingestellt werden. Nach (Gl 4.8) wird der Wirkungsgrad umso höher, je größer der Außenwiderstand Ra wird.
Für den Grenzfall Ra wird der Wirkungsgrad = 25 %. Das ist der maximale Wirkungsgrad, der bei einem
Endverstärker im A-Betrieb mit Ohmschen Außenwiderstand erreicht werden kann. Allerdings ist dann die
Anodenspannung gleich Null und die Anodenverlustleistung . Der Wert ist daher rein theoretischer Natur. Für
Ra/RiL = 8 steigt der Wirkungsgrad von 12.5 % bei Anpassung schon auf 22 % an. Verstärkerstufen mit
Ohmschen Außenwiderstand werden mit einem Außenwiderstand Ra RiL betrieben. Da der Wirkungsgrad
dieser Endstufen unzureichend ist, sollen weitere Betrachtungen dieser Art der Endstufe entfallen. Es sei hier auf
die Literatur /1/ verwiesen.
Beispiel 4.1
Zur Verdeutlichung der Zusammenhänge berechnen wir für eine Endstufe mit Ohmschen Außenwiderstand
sowie alle relevanten Daten eines A-Endverstärkers bei Vollaussteuerung und geradliniger
Aussteuerungskennlinie. Die Röhre sei eine QB5 1750 mit einer Betriebsspannung 2000V, Anodenspitzenstrom
Iasp = 400 mA, Leistungsinnenwiderstand RiL = 100 .
Daraus berechnen sich nach den obigen Gleichungen folgende Werte:
Die Anodenrestspannung ur = Iasp * RiL = 400 mA * 100 = 40 V
Der Anodenruhestrom im Arbeitspunkt
Die Amplitude des Anodenwechselstromes
Iao = Iasp / 2 = 400 mA / 2 = 200 mA
ia = Iao = 200 mA
Die Amplitude der Anodenwechselspannung ua = ½ (Ub ur) = ½ (2000 40)V = 980 V
(auch ua = ia Ra.= 200 mA* 4.9 k = 980 V)
Maximalwert der Anodenspannung
ua max = 1020 V + 980 V = 2000 V
Minimalwert der Anodenspannung ua min = 1020 V 980 V = 40 V (ur siehe oben)
Minimalwert des Anodenstromes bei gedachter
gradliniger Kennlinie
Maximalwert des Anodenstromes
Die Anodenwechselleistung
(oder auch P~ = ½ ia 2 Ra)
ia,min = 0 mA
ia,max = Iao + ia = 200 mA + 200 mA = 400 mA
P ~ = ½ ua ia = ½ 980 V * 200 mA = 98 W
Der Außenwiderstand für Vollaussteuerung Ra = 2000 V / 400 mA 100 = 4.9 k
oder auch
Die aufgenommenen Anodengleichleistung
Ra = 2 P ~ / (ia) 2 = 196 W / (200mA) 2 = 4.9 k
P = = Iao Ub = 200 mA 2000 V = 400 W
Die Verlustleistung am Außenwiderstand bei
fehlender Aussteuerung P Rao = (200 mA) 2 * 4.9 k = 196 W
Die Verlustleistung am Außenwiderstand bei
P Raa = 196 W + 98 W = 294 W
Aussteuerung
Anodengleichspannung Uao = 2000 V 980 V = 1020 V
Die Verlustleistung an der Röhre bei fehlender Qao = 400 W 196 W = 204 W
Aussteuerung oder auch
Qao = Iao * Uao = 200 mA * 1020 V = 204 W
Dr. Schau, DL3LH 11