Понятие о классах усиления

Понятие о классах усиления

В зависимости от величины и знака напряжения смещения U_см и напряжения входного сигнала U_с существует несколько принципиально различных режимов работы усилителя, называемых классами.

6)Режим работы усилителя в классе «А»

В этом режиме ток выходного каскада усилителя протекает в течение всего периода изменения входного напряжения. Режим класса А имеет место при выборе рабочей точки в средней части нагрузочной характеристики. Форма выходного сигнала соответствует форме входного со сдвигом на 180°. Транзистор работает в линейной области, выходное напряжение U_вых имеет минимальные нелинейные искажения. Усилитель в этом режиме имеет низкий КПД (не более 0,5), как правило, используется в маломощных каскадах усиления.

7) Работа усилителя в режиме класса «В»

 

В этом режиме ток в выходной цепи транзистора протекает только в течение половины периода входного сигнала. В этом режиме напряжение смещение близко к нулю.

 

 

8)Усилитель класса «АВ»

В этом режиме ток через транзистор протекает больше половины периода изменения входного сигнала. В этом случае U_см ³ U_бэ.При достаточно высоком КПД этот режим обеспечивает меньшие нелинейные искажения.

 

9)Усилитель класса «С»

В этом режиме ток коллекторной цепи транзистора ток протекает в течение интервала времени, меньшего половины периода входного сигнала, и транзистор больше половины периода находится в состоянии отсечки. Режим класса «С» применяется в резонансных усилителях.

 

Усилитель класса «Д»

Транзистор работает в ключевом режиме и может находиться в двух состояниях:

1) «включено» – транзистор находится в состоянии насыщения;

2) «выключено» – транзистор находится в состоянии отсечки.

Выходное напряжение усилителя, работающего в классе «Д», всегда имеет прямоугольную форму. Реализуется максимальный КПД и усиление. Режим класса «Д» применяется в импульсных источниках напряжения.

 

10)Нелинейные искажения проявляются в том, что при усилении спектрально чистого синусоидального сигнала выходной сигнал не является синусоидальным. В выходном сигнале кроме основной гармоники, имеющей частоту входного сигнала, появляются высшие гармонические составляющие.

 

I_б = f(U_б) = А(U_б0 + U_вх)²,

 

где А – постоянный коэффициент, имеющий размерность проводимости.

При наличии нелинейных искажений напряжение или ток первой гармоники является полезным сигналом, а все остальные составляющие – следствием нелинейных искажений.

11) Фазовые искажения не влияют на спектральный состав и соотношение амплитуд гармонических составляющих сложного сигнала, но вызывают изменение формы сигнала из-за фазового сдвига отдельных гармонических составляющих сигнала.

Фазовые искажения в усилителе отсутствуют, когда фазовый сдвиг линейно зависит от частоты.

Частотные и фазовые искажения обусловлены одними и теми же причинами и проявляются одновременно. Большим частотным искажениям соответствуют большие фазовые и наоборот.

12) Обратной связью называют передачу части мощности с выхода устройства или какого-либо промежуточного звена на его вход. Блок-схема усилителя с обратной связью приведена на рис. 1. Доля мощности, передаваемая с выхода на вход, обычно мала по сравнению с мощностью, отдаваемой нагрузке, но иногда может превышать мощность усиливаемого сигнала. Цепи, через которые осуществляется передача энергии, называются цепями обратной связи. Обратная связь может возникать за счет нежелательного влияния выходных цепей на входные. Такая ОС называется паразитной, а цепи по которым этот сигнал поступает называются паразитными.