3.5. Линейный усилитель класса в

Усилители класса В применяются в лриемно-передающих си­стемах для усиления амплитудно-модулированных (AM) сиг­налов радиочастоты. Термин «линейный усилитель класса Ь» подчеркивает, что в этом режиме используется линейная часть характеристики транзистора.

Если сигнал модулирован в усилительном каскаде класса U то следующие каскады усилителей класса С не способны уси­ливать такой сигнал, поскольку у них ток .коллектора отсекает­ся при входном сигнале, равном примерно .половине амплитуды. Поэтому усилители класса С не способны воспроизвести все компоненты модуляции несущей и для усиления таких сигна­лов их не применяют. В транзисторном же усилителе класса В надлежащим смещением рабочая точка устанавливается вблизи точки отсечки, и в этом режиме работы ток коллектора опреде­ляется только полупериодами входного сигнала одной какой-нибудь полярности. Поскольку в усилителе имеются резонанс­ные контуры, недостающий полупериод входного сигнала вос­производится благодаря колебательным (фильтрующим) свой­ствам этих контуров. Для увеличения выходной мощности мож­но использовать двухтактные схемы усилителей.

Типичная схема линейного усилителя класса В показана на рис. 3.5. Здесь выходной резонансный контур усилителя клас­са С, который предшествует усилителю класса В, представлен конденсатором C₁ и катушкой индуктивности L₁. Входные мо­дулированные колебания несущей поступают на входной резо­нансный контур усилителя класса В через трансформатор, обра­зованный индуктивностями li и L₂. Как показано на рисунке, напряжение фиксированного смещения, соответствующего режи­му усиления класса В, поступает на нижний вывод входного резонансного контура.

Рис. 3.5. УВЧ класса В (линейный).

Для входных колебаний, изображенных на рис. 3.5, отрица­тельные полуволны сигнала несущей при отсутствии модуля­ции имеют амплитуду, равную половине разности входных напряжений транзистора, приводящих к насыщению и к отсечке тока коллектора. Это позволяет увеличивать или уменьшать амплитуду модулированных колебаний относительно уровня не­сущей до тех пор, пока ток транзистора не выходит за границы области между точкой отсечки и точкой насыщения. На практике уровень несущей устанавливают примерно -в середине ли­нейной части выходной характеристики транзистора.

Так как положительные полуволны сигнала возбуждения .по­падают в зону отсечки тока, то коллекторный ток течет только во время действия отрицательных полуволн напряжения вход­ного сигнала (которое суммируется с небольшим отрицатель­ным напряжением прямого смещения). Соответственно, как по­казано на рисунке, коллекторный ток представляет собой по­следовательность импульсов различной высоты. Благодаря фильтрующим свойствам резонансного контура, образованного элементами С₄ и L_z, недостающие «полуволны восстанавливают­ся. В результате на выходе усилителя получаются амплигудно-модулированные колебания (рис. 3.5).

Поскольку в рассматриваемом усилителе -амплитуда немоду­лированных колебаний несущей ограничивается половиной ли­нейной области рабочих характеристик транзистора, такого уси­ления несущей, как в случае усилителей класса С (разд. 3.6 — 3.8), получить не удается. Поэтому к. п. д. линейного усилителя модулированных колебаний класса В близок к 30% в отличие от к. п. д., равного 65% и достигаемого в обычном усилителе класса В.

Конденсатор переменной емкости С₃ устраняет возбуждение каскада (см. разд. 3.1). Как показано на рис. 3.5, напряжение обратного смещения коллекторного перехода транзистора по­дается на среднюю точку катушки индуктивности L₃ через дроссель высокой частоты (ДВЧ), обладающий высоким реак-тивиым сопротивлением для колебаний несущей, благодаря че­му ослабляется шунтирующее действие источника питания. Вы­ходные сигналы передаются в колебательный контур, образо­ванный элементами L₄ и сб, для дальнейшего усиления усили­телями класса В или поступают «а антенную систему для излу­чения.