Каскад с экранированными лампами

В режиме В, так же как и в режиме А, наивыгоднейшей нагрузкой для экранированной лампы является такая, при которой верхний конец нагрузочной прямой проходит через сгиб статической анодной характеристики для u_c=0. При этом отдаваемая лампами мощность и кпд близки к максимальным. Ввиду того что нагрузочная прямая в режиме В проходит через точку U_а0 на горизонтальной оси, а не через точку I_а0 режима А, сопротивление анодной нагрузки плеча R_a~n получается меньше, чем в режиме А, обычно находясь в пределах .

Для уменьшения коэффициента гармоник при большой амплитуде сигнала отрицательное смещение на управляющей сетке экранированных ламп, как и в случае триодов, берут таким, при котором I^’₁ вдвое меньше I^’_макс. Для уменьшения нелинейных искажений при слабых сигналах необходимо иметь статическую крутизну характеристики в точке покоя не ниже крутизны в рабочей ее части.

Каскад с транзисторами

В режиме В, так же как и в режиме А, ввиду незначительности остаточного напряжения у транзисторов максимальная амплитуда переменной составляющей выходного напряжения U_вых.м почти равна напряжению питания выходного электрода U₀. отсюда отдаваемая каскадом мощность P_~ и сопротивление плеча переменному току R_~n определяется выражениями:

. (16)

Из этих формул нетрудно получить следующие расчетные формулы для транзисторного двухтактного каскада, работающего в режиме В:

. (17)

Напряжение питания транзисторов U₀ для уменьшения входной мощности сигнала и коэффициента гармоник в режиме В желательно брать возможно более высоким, но не выше максимально допустимого напряжения между выходными электродами для примененного способа включения.

Так как в транзисторном каскаде , максимальная мощность выделяется на коллекторе при входном сигнале, соответствующем . Ее рассчитывают по формуле (5), подставив в последнюю значение I^’_макс, соответствующее .

Повышение входного сопротивления транзистора при малых входных токах приводит к изгибу нижней части сквозной динамической характеристики, что при слабых сигналах вызывает появление значительных искажений. Поэтому в каскадах, работающих в режиме В с изменяющейся амплитудой сигнала, на базу относительно эмиттера подают небольшое отрицательное смещение ( в для германиевых транзисторов) от низкоомного делителя напряжения. При этом сквозная характеристика спрямляется и нелинейные искажения при слабых сигналах практически исчезают.

При работе в режиме В с постоянной амплитудой сигнала и включении с общей базой можно получить низкий коэффициент гармоник и без смещения, спрямив нижний изгиб сквозной характеристики высоким сопротивлением источника сигнала.

Динамические характеристики транзисторного каскада в режиме В строят для одного полупериода сигнала. Напряжение, ток и мощность входного сигнала находят по входной динамической характеристике; коэффициент гармоник – по сквозной динамической характеристике.

Заключение

Режимом В называют такой режим работы усилительного элемента, в котором при идеализированной (спрямленной) проходной динамической характеристике ток выходной цепи протекает в течение половины периода сигнала.

В виду незначительности тока покоя и малого среднего значения выходного тока по сравнению с его амплитудой, кпд режима В значительно выше, чем режима А. Однако большое содержание четных гармоник в выходном токе позволяет применять режим В в однотактных каскадах усиления гармонических сигналов лишь в резонансных усилителях, где нагрузкой является параллельный резонансный контур, настроенный на частоту сигнала или на одну из его гармоник. В этом случае напряжение на нагрузке практически синусоидально, так как для других частот параллельный контур представляет собой почти короткое замыкание. В усилителях импульсных сигналов одной полярности режим В может применятся и в однотактной схеме.

В усилителях, предназначенных для усиления гармонических сигналов различных частот, а также в усилителях импульсных сигналов обеих полярностей использование режима В возможно лишь в двухтактной схеме. При этом одно плечо двухтактной схемы работает в течение положительного полупериода сигнала, другое – в течение отрицательного полупериода и форма сигнала на нагрузке при прямолинейной динамической характеристике не отличается от формы эдс источника сигнала. В практических условиях вследствие непрямолинейности динамической характеристики и неодинаковости параметров усилительных элементов в плечах схемы режим В в двухтактной схеме дает нелинейные искажения как по четным, так и по нечетным гармоникам. Коэффициент гармоник в режиме В выше, чем в режиме А, вследствие использования большего участка статической характеристики усилительного элемента, включая ее криволинейную нижнюю часть.

Каскады с выходной мощностью порядка десяти и более ватт, предназначенные для усиления гармонических сигналов различных частот или импульсных сигналов, всегда работают в режиме В. В экономичных переносных устройствах, питаемых от химических источников тока, применение режима В иногда целесообразен в каскадах с выходной мощностью даже в доли вольт.

Литература

1. Расчет схем на транзисторах. Пер. с англ. – М.: Энергия, 1969

2. Цыкин Г. С. Электронные усилители – М.: Связь, 1965

3. Ксояцкас А. А. Основы радиоэлектроники – М.: В. Ш., 1988