В зависимости от назначения и требуемых конкретных энергетических показателей, а также полярности управляющего сигнала усилительный каскад может работать в режимах класса “А”, “В” или в промежуточном – “АВ”.
Под режимом класса “А” понимается такой режим работы усилительного каскада, при котором ток в выходной цепи активного элемента протекает в течение всего периода действия входного сигнала и при этом рабочая точка не выходит за пределы линейного участка проходной характеристики.
При двухполярном входном сигнале начальное положение рабочей точки (в статическом режиме) должно соответствовать середине линейного участка. Такой режим работы также называется линейным и применяется в основном в каскадах предварительного усиления. Режим класса “А” характеризуется значительным потреблением тока в статическом режиме (Рис.
2.13,а.).
Рис. 2.12. Расположение рабочей точки в зависимости от режима
В режиме класса “B” начальное положение рабочей точки выбирается в начале входной (проходной) характеристики (Iко=0) и соответственно этому ток в выходной цепи активного элемента протекает в течение половины периода (Рис.2.13, б) действия управляющего сигнала. Таким образом, выходной сигнал имеет угол отсечки 90о. Усилительные элементы в рассматриваемом режиме работают в широком диапазоне токов и напряжений (в режиме “большого” сигнала), рабочая точка может заходить даже в нелинейную область выходных характеристик. Этот режим характеризуется малым потреблением тока в статическом режиме и значительными искажениями формы выходного сигнала. Данный режим работы в основном находит применение в выходных каскадах усиления мощности, но может применяться и в предварительных каскадах при усилении однополярных сигналов.
При установлении начального положения рабочей точки с небольшим начальным током (Iко) так, чтобы угол отсечки несколько превышал 90о, каскад работает в режиме класса “АВ” (Рис.2.13,в). Перевод в данный режим позволяет уменьшить нелинейные искажения, вызываемые смещением и значительной нелинейностью входных характеристик, но и одновременно несколько снижает кпд каскада. На рис.2.13. показаны виды выходного тока в зависимости от выбранного режима работы (класса А, B, AB).
а) б) в)
а) режим класса “A”, б) режим класса “B”, в) режим класса “AB”.
Если рабочая точка выбирается так, что угол отсечки выходного тока менее 900, то такой режим является режимом класса “С”. Он находит применение в мощных генераторных устройствах.
Одним из способов повышения коэффициента полезного действия усилителей мощности является использование режима класса “D”, при котором транзистор может находиться только в двух состояниях. Первое – закрытое, когда выходной ток практически равен нулю, а потенциал выходного электрода равен напряжению источника питания. Второе – в режиме насыщения, при котором выходной ток I @ Eo / Rн, а потенциал выходного электрода близок к нулю. Этот режим работы часто называют ключевым, поскольку главным образом он используется в электронных ключах, генераторах импульсных сигналов. В усилительной технике такой режим работы находит применение в мощных усилителях класса “D” (Рис.2.14).
В таком усилителе входной сигнал, подлежащий усилению, предварительно в модуляторе под воздействием тактовых импульсов специального генератора преобразуется в последовательность импульсов, длительность каждого из которых зависит от амплитуды входного сигнала. Про модулированный сигнал далее усиливается до требуемого уровня импульсным усилителем. После усиления с помощью выходного фильтра низких частот выделяется полезный сигнал. Коэффициент полезного действия таких усилителей может превышать 90 процентов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.