Файл: Боровиков, А. И. Усилители электрических сигналов в вопросах о ответах учеб. пособие для студентов РИСХМа специальностей 0636, 0501, 0502, 0504, 0509, 0531 и 0536.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 106

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ся вся динамическая характеристика лампы, включая и ее нелинейную часть. По этой причине из-за отсечки каскад в классе 'В ' вносит большее нелинейные искажения выходного сигнала.

Таким образом, характерными особенностями режима уси­

ления класса "В" являются:

 

1)

работа лампы с отсечкой

0 ш 90 ■

2 )

появление постоянной составляющей анодного тока

только при наличии входного сигнала;

3)более высокий коэффициент полезного действия кас - . када (60-70%) по сравнению с режимом класса 'А ';

4)большие вносимые нелинейные искажения.

Режим класса 'В ' в основном используется в усилите - лях мощности и особенно в двухтактных усилителях мощно­ сти.

Для усилителей, мощности наиболее важным параметром является его КПД. Вносимые же этим усилителем искаже - ння очень часто практического значения не имеют (например, для питания реверсивного двигателя регулятора , питание обмоток реле и т. д .).

« 8. ЧЕМ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ

В режиме

класса 'С *

РЕЖИМ РАБОТЫ КАСКАДА В

на сетку лампы подается

КЛАССЕ 'С ' ?

напряжение смещения

 

большее,

чем напряжение

 

запирания

лампы -Uco>Uj«n

Рабочая точка А располагается левее точки напряжения запи­ рания лампы (рис. 54).

В этом сщчав осуществляется еще более глубокая от­ сечка входного сигнала, что приводит к уменьшению угла

отсечки

0 < 80°.

Теперь анодный ток проходит через лампу только в тече­ ние части положительных полупериодов колебания входного сигнала, поэтому потери в лампе становятся еще ниже, а КПД каскада достигает 70-80%.

Однако в результате глубокой отсечки сигнала возника­ ют значительные нелинейные искажения выходного сигнала.

82

Таким образом, главными характеристиками режима класса :"С" являются:

1 ) прохождение тока через лампу в течение части поло­ жительных полупериодов колебаний сигнала;

2)отсечка сигнала меньше 90°;

3)значительные нелинейные искажения выходного сигна­

ла.

Режим класса "С" применяется в двухтактных усилите - лях большой мощности, когда очень важно получить высокий коэффициент полезного действия.

69. ЧТО ТАКОЕ РЕЖИМЫ

Режим класса 'А В '

- про-

КЛАССОВ "ABi" и "АВ2 " ?

межуточный режим,

кото­

 

рый имеет признаки,

ха­

 

 

рактерные для режима

 

класса

" А ' (наличие постоянной составляющей токе

Зво

,

действующего в

течение всего периода колебаний)

я

призна —

ки режима 'В '

(наличие отсечки).

 

 

 

Для получения режима "АВ" рабочую точку

выбирают в

нижней

части динамической анодно-сеточной характеристики

каскада

(путем

выбора надлежащей величины напряжения сме­

шения рис. 55).

83

При этом через лампу в течение всего времени будет

протекать постоянная составляющая тока

1а.о

меньшая,

чем в режиме класса 'А ',

а входной сигнал частично отсе­

кается.

Угол отсечки

0

> 90 .

I'flu *! <

Uco

,

Если амплитуда входного

сигнала

то режим именуют 'ABf,

если

/i.U»*>Uce

(лампа ра­

ботает с

сеточными токами),

то 'АВ2 ' . Режим

'АВ^'

ре­

на рис.

54 отмечен пунктиром.

Потери в лампе

в этом

жиме будут ниже, чем в

режиме 'А ',

так как постоянная

составляющая анодного тока в этом случае гораздо меньше, чем в режиме ' А н о больше, чем в режиме "В''. Поэтому

КПД каскада в режиме 'A B j'

выше, чем в режиме 'А

',

но иижф,чем в режиме 'В '.

То же можносказать и в

отно­

шении вносимых искажений.

КПД в режиме ^АВ^' больше,

чем в режиме 'A B j'.

 

 

Режим 'A B j' очень часто применяется в двухтактных усилителях небольшой мощности, режим 'АВ2 ' применяется реже.

84

70.

КАК УСТАНОВИТЬ РЕЖИМ

В режиме класса

КЛАССА "В ' В УСИЛИТЕЛЬНОМ

напряжение смещения

 

КАСКАДЕ ?

 

должно быть равно напря­

 

 

 

жению запирания лампы.

 

 

 

 

При отсутствии вход-.

ного

сигнала лампа5 должна быть закрыта и анодный ток

 

Dao= 0. Поэтому автоматическим смещением, как это

делают в режиме класса "А ",

запереть лампу невозможно.

 

+ Еос

 

Наиболее просто

необхо -

 

 

димое

напряжение смешения

 

 

для режима 'В ' можно получить

 

 

при помощи делителя

R, , Rk

 

 

(рис. 56), рассчитанного та -

 

 

ким образом,

чтобы ток де -

 

 

лителя

3 — £о-

 

созда­

 

 

q- •

 

 

 

 

 

 

Ri-v Rk

 

 

 

ны*

вал на катодном сопротивления*

 

 

(?к

падение напряжения,

 

 

равное

напряжению запирания

 

 

лампы

 

 

 

rк

 

 

 

Uto1 U

n «

i " r,+ Rk '

 

 

откуда

 

 

 

R,

 

 

 

 

R k = U з а л ' E a - U i a n

 

Чтобы сопротивление

R к

не выполняло»

роль со­

противления связи, создающего отрицательную ОС по току,

его

шунтируют конденсатором

большой емкости»

С к

.

 

Напряжение смещения для получения режима

класса 'В '

может быть получено также и от

отделыых

источников пи­

тания, например, от специального выпрямителя.

 

 

71.

МОЖНО ЛИ УСТАНОВИТЬ РЕ­

Автоматическое сме -

ЖИМ УСИЛЕНИЯ КЛАССОВ

"В"

и

шение получают за

’ С

УЗЛОМ АВТОМАТИЧЕСКОГО

 

счет использования

'

СМЕЩЕНИЯ ?

 

 

постоянной составляю­

 

 

 

 

щей анодного

тока

покоя ]ao , Uco = Jno .

83

Автомат ическое смещение для режима класса "В" полу - нить невозможно, так как в этом режиме при отсутствии входного сигнала постоянная составляющая должна быть рав­

на нулю.

'В*' - см. и, 70.

Как устанавливается режим класса

72. ЧЕМ ОТЛИЧАЕМСЯ УСИЛИТЕЛЬ

Основной задачей уси-

МОЩНОСТИ ОТ УСИЛИТЕЛЯ

лителя напряжения

НАПРЯЖЕНИЯ ?

является

наибольшее

 

усиление

слабого сиг­

 

нала с наименьшими

искажениями, поэтому главными характеристиками усилителя напряжения является его коэффициент усиления и допустимые линейные и нелинейные искажения, обеспечивающие заданную линейность.

Иная задача у усилителя мощности, который должен вы — дать в нагрузку максимальную мощность, при этом вопросы о вносимых искажениях и величине коэффициента усиления являются второстепенными.

Основным показателем усилителя мощности является его коэффициент полезного действия (КПД) и мощности

Следовательно, по принципу действия н схеме усилитель напряжения и усилитель мощности могут не отличаться. Глав­ ное же отличие состоит в. различных режимах >работы этих усилителей. Усилитель мощности должен работать в режиме

снаибольшим КПД и наилучшимн условиями передачи мощность

внагрузку. Наиболее важными из этих условий являются ус­ ловия согласования нагрузки (потребителя) с выходным со­ противлением каскада.

Как это будет показано в следующих пунктах, для макси­ мального вы деления мощности в нагрузке необходимо, чтобы выходное сопротивление каскада равнялось входному сопро - тявлению нагрузки.

Для согласования нагрузки с усилителем часто использу­ ются выходные трансформаторы (см. п. 7 3 ).

86

73. КАКОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ВЫ-

Как известно, для макси-

ходного т р а н с ф о р м а т о р а

мальвой отдачи мощности

' В УСИЛИТЕЛЬНОМ КАСКАДЕ ?

в нагрузку необходимо,

 

чтобы сопротивление на -

 

грузки Рн равнялось

выходному сопротивлению усилителя

у

,

Ламповые и транзисторные усилители имеют относительно

высокое

выходное сопротивление. Если сопротивление нагруз­

ки мало,

то ее нельзя непосредственно подключать на выход

усилителя,

так кок

выход усилителя

будет

эашунтирован ма­

лым сопротивлением

нагрузки, и его

выходное напряжение

значительно

снизится. В нагрузку будет передана очень ма -

ленькая мощность и возможности усилителя не будут исполь - зованы.

Для согласования сопротивления нагрузки с выходным со­ противлением усилителя часто применяется выходной трансфор­ матор.

Выбрав надлежащее число витков первичной и вторичной обмоток, можно хорошо согласовать первичную обмотку с

выходным сопротивлением усилительного

каскада, а

вторич —

ную обмотку трансформатора -

с входным сопротивлением на­

грузки. При этом в нагрузке

будет

выделяться максимальная

мощность, отдаваемая усилителем.

Коэффициент полезного

действия выходного трансформатора

очень большой,

поэтому

потерями в нем можно пренебрегать.

 

 

Важными характеристиками выходного трансформатора яв­

ляются: его коэффициент трансформации

П: Wj/w,

,

числа витков его обмоток, сопротивления

обмоток,

индуктив -

ности рассеяния и др.

 

 

 

 

74. КАК ВЫБИРАЕТСЯ КОЭФ­

На рис. 57 показана

ФИЦИЕНТ ТРАНСФОРМАЦИИ

 

схема включения вы —

ВЫХОДНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ?

ходного трансформато­

рого сопротивление нагрузки

 

ра, посредством кото­

Рн

 

должно быть согла­

совано с выходным сопротивлением

каскада

 

87

Коэффициент трансформации трансформатора

TL-

УУг.

Wi

W, - число

витков первичной обмотки,

 

W,

-

вторич­

ной обмостки:

 

R

- приведенное к первичной обмотке

I

1

нагрузки каскада

 

 

 

 

 

 

сопротивление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R a - v — ^1 + Zi т R h *

 

 

 

 

 

Если пренебречь сопротивлениями обмоток трансформатора,

( I , u Z t .), me

 

R a - ~ — R h

 

 

 

 

 

 

I

рц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RH= - ■ - 'приведенное значение сопротивления нагрузки .

 

Величина

 

Rft’ -

зависит

не только

от

Rh

,

но

и от

коэффициента трансформации

а,

,

поэтому

можно

выбрать такой коэффициент трансформации,

при котором при­

веденное сопротивление

нагрузки

Ra-v-

 

будет равно вы-

ход ному сопротивлению каскада.

Очевидно,

для согласования

 

 

 

 

+ Еа

нагрузок

необходимо вы -

 

 

 

 

брать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ra'v —■оС R^ )

 

 

 

 

 

 

 

где

оС

3 - 4 ,

тогда

 

 

 

 

 

otRl = —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 oURl

 

 

 

 

 

 

 

С учетом коэффициента

 

 

 

 

 

полезного

действия транс­

 

 

 

 

 

форматора

^тр

>

коэффи­

 

 

 

 

 

циент трансформации вы­

 

 

 

 

 

ходного

трансформатора

 

 

 

 

 

определяется по формуле

-£s_

88

Смотрите также файлы