naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru
 
Поиск по сайту
 

Режимы работы усилительного элемента


репетитор,гдз,преподователь,учитель
Обратные связи в усилителях К содержанию Каскады предварительного усиления
Page copy protected against web site content infringement by Copyscape

Режимом класса А, или просто режимом А, называют такой режим работы усилительного элемента или усилительного каскада, при котором ток в выходной цепи протекает в течении всего периода сигнала и крайние положения рабочей точки не выходят за пределы рабочей, относительно прямолинейной сквозной или проходной динамической характеристики (рис. 1). Если проще, то режим А - это такой режим, при котором ток на выходе протекает в течении всего периода сигнала, а положение рабочей точки не выходит за пределы прямолинейного участка проходной динамической характеристики. При входном сигнале, имеющем оба полупериода одинаковой амплитуды, для обеспечения сказанного точка покоя должна находиться в середине прямолинейного участка характеристики, что достигается подачей соответствующего тока или напряжения смещения во входную цепь. Если проще, то в режиме А рабочая точка должна находиться на середине прямолинейного участка характеристики.


Работа усилительного элемента в режиме А

Рис. 1 - Работа усилительного элемента в режиме А

Из рисунка видно, что в режиме А амплитуда переменной составляющей выходного тока Imax не может быть больше тока покоя I0. Среднее значение тока выходной цепи Iср почти не изменяется при изменении амплитуды сигнала и мало отличается от тока покоя вследствие почти равной площади положительной и отрицательной полуволн переменной составляющей выходного тока.

Из-за большой величины тока покоя как при сигнале, так и без него КПД режима А (КПД есть отношение отдаваемой мощности к мощности потребляемой) довольно низок, что является основным недостатком режима А. К достоинствам же относятся малые нелинейные искажения, обусловленные работой усилительного элемента на почти прямолинейном участке его характеристики, в результате чего форма выходного тока почти не отличается от формы входного сигнала. К тому же, режим А возможно применять как в однотактных, так и в двухтактных каскадах при усилении сигналов любой формы.

Вследствие указанных свойств режим А применяется в каскадах предварительного усиления, а также в мощных каскадах с невысокой выходной мощностью, где использование двухтактной схемы нецелесообразно. В каскадах мощного усиления с большой выходной мощностью режим А не применяется из-за низкого КПД. Примерно так написано в умных книжках, однако известно немало схем, где в выходных каскадах используется именно режим А, обладающий малыми искажениями.

Режимом класса В или просто режимом В называют такой режим работы усилительного элемента или каскада, при котором ток в выходной цепи существует в течении половины периода сигнала (рис. 2). Точка покоя в режиме В расположена на нижнем конце идеализированной, т. е. спрямлённой динамической характеристики, для чего во входную цепь вводят смещение необходимой величины.


Работа усилительного элемента в режиме В

Рис. 2 - Работа усилительного элемента в режиме В

В идеале ток покоя в режиме В равен 0. Если во входную цепь подается косинусоидальная составляющая eист = Еист.mcosωt выходной ток прекратится в точке ωt = π / 2. Угол, соответствующий моменту прекращения тока, называют углом отсечки и обозначают греческой буковкой Θ. Другими словами, при идеальном режиме В угол отсечки равен π / 2 = 90º, а выходной ток существует в течение полупериода.

Поскольку в режиме В ток покоя равен 0, а среднее значение тока потребляемого от источника питания невелико, режим В имеет существенно больший КПД, нежели режим А. Зато для режима В характерны весьма большие искажения, обусловленные использованием большего участка характеристик усилительного элемента, включая криволинейный.

Реально чистый режим В практически не используют. Используется так называемый смешанный или промежуточный режим АВ, при котором угол отсечки немного превышает 90º, а ток покоя составляет 5-15% от максимального значения выходного тока.

Использование режима В возможно лишь в двухтактных схемах, при этом одно плечо схемы работает в течение положительного полупериода сигнала, другое - отрицательного, и форма сигнала на выходе повторяет форму сигнала на входе.

При режиме С точка покоя располагается на горизонтальной оси, левее точки пересечения проходной характеристики с горизонтальной осью (рис. 3), и ток при отсутствии сигнала, а также при слабых сигналах равен 0. В таком режиме угол отсечки меньше 90º.


Работа усилительного элемента в режиме С

Рис. 3 - Работа усилительного элемента в режиме С

В режиме С использование двухтактной схемы не дает возможности получить в выходной цепи сигнал той же формы, что и подаваемой во входную, почему такой режим не применяют для усиления гармонических сигналов произвольной формы. Тем не менее, этот режим может быть использован в однотактной схеме для усиления прямоугольных импульсов одной полярности, если пропорциональность выходных импульсов входным не является необходимой.

Отношение амплитуды первой гармоники выходного тока к его среднему значению в режиме С выше, чем в режиме В и растет с уменьшением угла отсечки. Поэтому, а также из-за отсутствия тока покоя, КПД режима С ещё выше, чем режима В. КПД в режиме С достигает 80% и более, поэтому такой режим широко используется в мощных резонансных усилителях, где нагрузкой является параллельный резонансный контур, настроенный на частоту подаваемого на вход синусоидального колебания или на одну из его высших гармоник.

Режимом D или ключевым режимом называют такой режим работы усилительного элемента, при котором он во время работы находится только в двух состояниях - полностью закрытом, когда ток в его выходной цепи практически отсутствует, или в полностью открытом, когда падение напряжения между его выходными электродами близко к нулю. При таком режиме потери энергии в усилительном элементе ничтожны, т. к. в обоих состояниях выделяющаяся в нем энергия очень мала, поэтому КПД каскада можно получить очень близким к единице, т. е. близким к 100%.

Ключевой режим используется лишь для усиления прямоугольных импульсов произвольной длительности и скважности. По амплитуде усиленные импульсы получаются практически равными напряжению источника питания и не зависят от амплитуды импульсов на входе. Такой режим широко используется в цифровой технике, во всевозможных управляющих, регулирующих, следящих устройствах, где режим D вследствие высокого КПД и малого потребления энергии находит широкое применение.

Как-то в одной книженции высказывалось о том, что режим D можно использовать для усиления гармонических сигналов произвольной формы, если этими сигналами промодулировать по ширине прямоугольные импульсы постоянной амплитуды, имеющих частоту следования в несколько раз выше наивысшей частоты усиливаемых сигналов. Промодулированные прямоугольные импульсы усиливаются каскадом, работающим в режиме D, а затем преобразовываются с малой потерей энергии, т. е. демодулируются в первоначальный гармонический сигнал. Однако модулирующие и демодулирующие устройства, применяемые при использовании режима D для усиления гармонических сигналов, сложны и требуют точной регулировки для получения высококачественного усиления. Поэтому подобные устройства на практике не прижились.

Page copy protected against web site content infringement by Copyscape
Обратные связи в усилителях К содержанию Каскады предварительного усиления
репетитор,гдз,преподователь,учитель
Новости:




 

copyright © 2003-2017 naf-st.ru, info@naf-st.ru
При полном, либо частичном цитировании материалов сайта naf-st.ru ссылка (для интернет изданий гиперссылка) обязательна!!! Будьте взаимовежливы!

Хостинг «Джино»
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь