В режиме класса А (см. рис. 78) положение исходной рабочей точки выбирается так, чтобы она находилась на прямолинейном участке характеристики, а амплитуда переменного напряжения на сетке имеет величину, при которой сеточное напряжение не выходит за пределы прямолинейного участка характеристики и не заходит в область сеточных токов. Этот режим работы характеризуется непрерывным протеканием анодного тока. В режиме класса А нелинейные искажения минимальны, величина КПД очень низка и не превышает 30 %, а постоянная составляющая анодного тока Ia0 имеет значительную величину.
При работе усилителя в режиме класса В положение исходной рабочей точки совпадает с началом анодно-сеточной характеристики. В этом случае анодный ток протекает только одну половину периода, а вторую половину периода лампа заперта. Произведение угловой частоты ω на время t1, в течение которого анодный ток изменяется от максимального до нулевого значения, называют углом отсечки θ. В режиме класса В угол отсечки θ = 90°. При отсутствии входного сигнала анодный ток Ia0 равен нулю или очень мал.
Если усилитель работает в режиме класса В без сеточных токов, то класс усиления называют В1, при наличии сеточных токов – В2.
Режим класса В характеризуется высоким КПД, доходящим до 60—70%.
При работе усилителя в режиме класса С исходная рабочая точка находится левее начала анодно-сеточной характеристики лампы. Поэтому анодный ток протекает в течение небольшого промежутка времени, меньше половины периода (θ = 90°). Величина КПД в этом случае достигает 80—90%.
Существуют классы усиления, промежуточные между рассмотренными. В классе усиления АВ исходную рабочую точку располагают несколько правее начала анодноосеточной характеристики, и поэтому угол отсечки становится больше 90° (θ = 90°). Аналогично сказанному выше для класса В класс АВ при работе лампы без сеточных токов называют классом АВ1, а при работе с сеточными токами – АВ2.
79. ВИДЫ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ. УСИЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
Усилители напряжения. Все каскады ламповых усилителей, за исключением выходного, предназначаются для усиления напряжения, и цепи их не рассчитываются на передачу значительной мощности.
Усиление мощности обычно сосредоточивается в выходном каскаде. В усилителе на полупроводниковых триодах каждый каскад рассчитывается на передачу мощности.
Подбором коэффициента трансформации
можно добиться большой величины нагрузочного сопротивления Rн, равного входному сопротивлению Rвх последующего каскада, приведенному к первичной цепи трансформатора.
Использование трансформаторной связи оказывается часто неудобным. В низкочастотном усилителе трансформаторы могут иметь большие габариты, чем полупроводниковые триоды, что сводит на нет преимущества малогабаритности, присущие полупроводниковым приборам.
Для согласования сопротивлений двух каскадов с RС-связью помещают между ними каскад с другой, чем у них, схемой включения триода. Для согласования сопротивлений двух каскадов с общим эмиттером между ними включают каскад с общим коллектором (рис. 79).
Такой каскад, дающий незначительное усиление, обладает значительно большим входным сопротивлением, чем каскад с общим эмиттером, при одинаковых величинах нагрузочного сопротивления.
Рис. 79. Схема усилителя на плоскостных триодах с a = 0,9, дающего усиление до 60 дБ
Виды обратной связи. Обратной связью называется передача части энергии с выхода усилителя (или каскада) на его вход. Для получения обратной связи в усилитель вводят специальную цепь обратной связи. Через эту цепь часть напряжения с выхода каскада подается на его вход. Величина
, показывающая отношение напряжения на выходе цепи обратной связи Uо.с к напряжению на входе этой цепи Uвых, называется коэффициентом передачи обратной связи.
В общем случае β является комплексной величиной. В цепи сетки усилительной лампы при наличии обратной связи действует напряжение (не считая сеточного смещения Uc0): uc = uвх + uо.с.
Если в результате действия обратной связи общий коэффициент усиления уменьшается, то связь называют отрицательной; если же общий коэффициент усиления возрастает, то связь называют положительной. Различают искусственную и паразитную обратные связи. Первая создается с целью улучшения работы усилительного устройства, а вторая возникает в цепях усилителя самопроизвольно и вредно сказывается на его работе, вызывая искажения, помехи и даже самовозбуждение усилителя (положительная обратная связь).
80. ДВУХТАКТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
В тех случаях, когда необходимая для увеличения колебательной мощности работа лампы с сеточными токами приводит к появлению недопустимых нелинейных искажений либо получаемая от одной лампы колебательная мощность недостаточна, применяют усилители, работающие по двухтактной схеме (см.рис. 80). В этой схеме лампы включены симметрично относительно цепей источников питания и работают в одинаковых режимах.
Рис. 80. Принципиальная схема двухтактного усилителя мощности