Leistungsstufen im KW Bereich - HAM-On-Air

DL3LH
Beispiel 5.0
Wir berechnen alle relevanten Werte einer Endstufe im A-Betrieb und transformatorischer Kopplung und
Vollaussteuerung bis zur Grenzgeraden RiL und nehmen die Werte der QB5 1750 aus Beispiel 4.1. Die Daten
der Endstufe sind dem Datenblatt der QB5 1750 entnommen: Anodenspannung Ua = 2000 V,
Iasp = 400 mA, Qa max = 400 W, Iasp = 400 mA, Ugo = - 90 V, RiL = 100 ,
Die nicht aussteuerbare Restspannung ur = 400 mA * 100 = 40 V
Die Amplitude des Anodenstromes ia = Iasp /2 = ½ Ur / RiL = 44 V / 200 = 200 mA
Der Anodengleichstrom im Arbeitspunkt ist auf
einzustellen.
Iao = ia = 200 mA
Mit (Gl 15) berechnet sich der Außenwiderstand Ra = 2000 V/ 0.2A 200 = 9800 = 9.8 k
Die Amplitude der Anodenspannung wird
Die Spitzenspannung an der Anode der Röhre
ua = ia Ra = 0.2 A * 9.8 k = 1960 V
ua,max = 2000 V + 1960 V = 3960 V
Die Minimalspannung an der Anode ua,min = 2000 V 1960 V = 40 V
(siehe oben Restspannung ur).
Der maximale momentane Anodenstrom
und der minimale Anodenstrom bei geradliniger
Kennlinie
Die Wechselleistung berechnet sich
ia,max = 400 mA
ia,min = 0 mA.
P ~ = ½ ia 2 Ra = ½ (0.2 A) 2 * 9.8 k = 196 W
Die aufgenommene Gleichleistung ist P = = Iao * Uao = 2000 V * 0.2 A = 400 W.
Daraus berechnet sich der Wirkungsgrad der Endstufe
(ohne Berücksichtigung der Heizleistung von
Ph = 100 W, Uf = 10 V, If = 10 A) = 196 / 400 = 0.49, entsprechend 49 %.
Die Anodenverlustleistung ohne Aussteuerung,
entspricht dem Maximalwert des Herstellers
Qao = Iao * Uao = 200 mA * 2000 V = 400 W
Die Anodenverlustleistung bei Aussteuerung
bis zur Grenzgeraden Qa = P = - P ~ = 400 W 196 W = 204 W.
Das Verhältnis von Wechselleistung zu
Anodenverlustleistung bei Aussteuerung Gn = 196 W / 204 = 0.96 (nahe 1!)
Beispiel 5.1
Berechnen wir noch die Werte bei Anpassung mit Ra = RiL. Es ergeben sich ohne Rücksicht auf die Grenzdaten
der Röhre:
Die Wechselleistung
P ~ opt = (2000 V) 2 / (16 * 100 ) = 2500 W
Die Gleichleistung P = = (2000 V) 2 / 400 = 10000 W
Der Wirkungsgrad = 2500 W / 10000 W = 0,25 entspr. 25 %
Die Anodenverlustleistung ohne Aussteuerung
Qao = 10000 W
Die Anodenverlustleistung mit Aussteuerung Qa = 10000 W 2500 W = 7500 W
Die Anodenverlustleistung ist das 3 fache der Wechselleistung!
Dr. Schau, DL3LH 17