Kennlinienerzeugung für das Qucs-Triodenmodell

Die Qucs-Beispielssammlung enthält ein allgemeines Triodenmodell, welches im Prinzip eine (weitere) Implementierung des in [1] vorgestellten Spice-Modells darstellt. Für dieses Modell werden nachfolgend ein Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinienfeld sowie ein Anodenstrom-Anodenspannungs-Kennlinienfeld generiert.

Der Anodenstrom einer Triode hängt sowohl von der Gitterspannung als auch von der angelegten Anodenspannung ab. Diese Abhängigkeiten werden in typischerweise zwei Kennfeldern, dem Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinienfeld und dem Anodenstrom-Anodenspannungs-Kennlinienfeld, beschrieben. Für jeden einzelnen Wert dieser Kennlinien ist der jeweilige Arbeits- bzw. betriebspunkt zu bestimmen. Das erfolgt mit Hilfe einer sog. DC-Simulation. Qualitativ haben die erzeugten Kennlinienfelder das "richtige" Aussehen. Allerdings führen die voreingestellten Parameter auf außerordentlich hohe Anodenströme (insbesondere unter Berücksichtigung der niedrigen Anodenspannungen). Für eine anwendungsnahe Simulation ist eine Anpassung der Parameter unvermeidlich. Die für den Entwurf relevanten Kennwerte - Steilheit, Wechseltrominnenwiderstand, Durchgriff und Leerlaufverstärkung werden in [2, Kapitel 5] und [3, Abschnitt 1.2] erläutert.

Literatur:

  1. Leach, W. M.: SPICE Models for Vacuum-Tube Amplifiers. J. Audio Eng. Soc., Jahrgang 43, Nr. 3, März 1995, S. 117-126.
  2. Potchinkov, A.: Simulation von Röhrenverstärkern mit SPICE: PC-Simulationen von Elektronenröhren in Audioverstärkern.
    Vieweg+Teubner Verlag, 2009.
  3. Röbenack, K.: Radiobasteln mit Elektronenröhren - Detektorempfänger und Audionschaltungen.
    Shaker Verlag
    , Mai 2013 (ISBN: 978-3-8440-1864-6) [mehr]


Qucs-Simulation

Für eine einzelne Kennlinie des Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinienfeldes wird hier die Gitterspannung im Bereich von -1 V ... 0 V variiert (Parameter Sweep SW1). Die verschiedenen Kennlinien des Kennlinienfeldes werden einen zweiten Parameter Sweep SW2 für ANodensppanungen von 6 V, 12 V, 18 V, 24 V und 30 V generiert.

Anodenstrom-Gitterspannungs-Kennlinienfeld:

Für eine einzelne Anodenstrom-Anodenspannungs-Kennlinien wird in einer "inneren" Simulationsschleife die Anodenspannung im Bereich von 0 V ... 30 V in kleinen Schritten variiert (Parameter Sweep SW1). Die verschiedenen Kennlinien werden mittels verschiedener Gitterspannung von -0,5 V bis 0 V in Schritten von 0,1 V erzeugt (Parameter Sweep SW2).

Anodenstrom-Anodenspannungs-Kennlinienfeld: