Усилители мощности в режимах «а», «в»: схемы, достоинства, недостатки.
Любой усилитель при отсутствии входного сигнала работает в так называемом режиме покоя, или статическом режиме, или режиме по постоянному току. Такой режим характеризуется постоянным падением напряжения на компонентах, входящих в состав усилительного каскада.
Статический режим, или режим исходной рабочей точки, устанавливают в зависимости от назначения усилителя и величины входного сигнала. Принято различать четыре режима работы усилителей: A, B, C, D. Эти режимы являются основными. Кроме того, существуют и промежуточные режимы (например, AB).
Режим А – это такой режим работы активного компонента схемы, при котором ток в выходной цепи протекает в течение всего периода входного сигнала. Количественная характеристика усилительного режима – это угол отсечки выходного тока усилителя Θ (Тета). Угол отсечки численно равен половине временного интервала, в течение которого через активный элемент протекает синусоидальный ток.
Так, например, в режиме А, Θ=π. Режим А имеет важное преимущество среди других режимов – минимальные искажения усиливаемого сигнала. Используется в каскадах предварительных усилителей и маломощных выходных каскадах. Однако этот режим обладает самым низким КПД – менее 50%. Это объясняется большим уровнем тока покоя I0, который превышает амплитуду выходного тока Im.
Режим B характеризуется углом отсечки, равным π/2, и имеет более высокий КПД, достигающий теоретически 78%. Это преимущество позволяет использовать его в двухтактных усилителях мощности. Но в чистом виде режим В с нулевым током покоя практически не применяется в усилителях мощности синусоидальных сигналов. Причина - существенные нелинейные искажения, связанные с нечувствительностью закрытых полупроводниковых приборов к сигналам с уровнем менее 0,5В. Уменьшить или совсем устранить зону нечувствительности транзисторов возможно путем некоторого увеличения тока покоя. Так организуется некий промежуточный режим – режим АВ, который обладает небольшими нелинейными искажениями за счет некоторого уменьшения КПД.
Усилители мощности в режимах «c», «d»: схемы, достоинства, недостатки.
Любой усилитель при отсутствии входного сигнала работает в так называемом режиме покоя, или статическом режиме, или режиме по постоянному току. Такой режим характеризуется постоянным падением напряжения на компонентах, входящих в состав усилительного каскада.
Статический режим, или режим исходной рабочей точки, устанавливают в зависимости от назначения усилителя и величины входного сигнала. Принято различать четыре режима работы усилителей: A, B, C, D. Эти режимы являются основными. Кроме того, существуют и промежуточные режимы (например, AB).
Количественная характеристика усилительного режима – это угол отсечки выходного тока усилителя Θ. Угол отсечки численно равен половине временного интервала, в течение которого через активный элемент протекает синусоидальный ток.
Режим С характеризуется углом отсечки менее π/2 и поэтому обладает высоким КПД, достигающим величин более 80%. Этот режим используется в мощных резонансных усилителях радиосигналов.
Режим D углом отсечки не характеризуют, поскольку форма выходного тока усилителя в этом режиме существенно отличается от синусоидальной. Режим D – это ключевой режим работы усилительного каскада.
Ключевым режимом называется такой режим работы транзистора, при котором он может находиться только в двух возможных положениях: либо в зоне отсечки (транзистор заперт и его можно рассматривать как разомкнутый ключ), либо в зоне насыщения (транзистор полностью открыт и его можно рассматривать как замкнутый ключ). В активной зоне рабочая точка находится только в течение короткого промежутка времени, необходимого для перехода её из одной зоны в другую, при этом переход транзистора из закрытого состояния в открытое и наоборот производится достаточно быстро.
Усилители в ключевом режиме обладают высоким КПД – более 90%, что позволяет создавать на их базе энергоэкономичные силовые электронные устройства