Каскады мощного усиления.

Каскады, которые работают в режиме, использующем параметры усилительного элемента предельно близкие и предельно допустимые.

Метод анализа этих каскадов -графоаналитический.

R =Rк||Rн

Входная ВАХ

Статическая и динамические совпадают, так как r_k >> R_н

Переход: база-эмиттер – открыт

коллектор- база –закрыт

Выходная ВАХ.

Kн ↑ М↓ ∆↓ τ_у ↓

η↑ Kr↓ - графо-аналитический

Входная ВАХ для БТ с общим эмиттером статическая и динамическая совпадает.

Для того чтобы совокупно оценить линейные и нелинейные характеристики вводятся следующие динамические характеристики:

Проходная характеристика: i_вых= φ(U_вых)

Сквозная характеристика: i_вых=φ(E)

Eu= Uвх+iвх*R

По этой ДХ можно рассчитать коэффициент гармоник методом трех или пяти ординат, для режима А и Б соответственно.

Рассмотрим режим А.

В режиме А точка покоя(рабочая точка) выбирается в середине линейного участка ДХ,

причем максимальное и минимальное значения i не выходят за пределы линейного участка ДХ.

Кубицкий стр176 формулы для определения всех гармонических составляющих: Im, Im2 Im3, Imu, Iср

В режиме А нелинейные искажения составляют единицу процента:

Kг ↓ ≈ ед.%

ηa=

I₀>>I_~m; U _~m

U _~m=E_п/2

P₀=E_п I₀

P_~=1/2(I _r~ U _~m)

по умолчанию предположили, что рассматриваем резисторный каскад.

Мощность,рассеиваемая на коллекторе в режиме А:

P_ка =P₀-P_н ≈3..4P_н P_н>>P_~

Большее значение КПД до 50 % можно реализовать в трансформаторном каскаде усиления при работе УЭ в режиме А.

Достоинства режима А:

1) малый коэффициент гармоник;

2)потребляемая мощность не зависит от уровня сигнала.

Недостатки:

1) малый КПД < 50%;

2)трансформатор вносит дополнительные линейные и нелинейные искажения.

3)в интегр. технике не применяется

4)габариты

Режим В и АВ.
Для уменьшения потребляемой мощности, режим АВ- техническая реализация режима В, промежуточный режим работы между идеализированным режимом В и режимом А.

Выбирается ток I_oаб в точке отрыва идеальной и реальной характеристик.

В режиме В выходной ток протекает в течении половины периода усиливаемого сигнала, в течение другой половины периода он равен нулю.

I_oаб=0.1-0

Θ_в=π/2

Θ_ав>=π/2

Θ характеризует часть периода в течение которого протекает Iвых (2θ)

2θ=π/2=180

e(t)=E_mcosωt

i₂=Iср+Im₁cosωt+Im₂cos2ωt+Im₃cos4ωt+…+Im_2ncos2nωt

Im₁=0.5Imax

Im₂=0.212*Imax

Im₃=0.042*Imax

Таким образом среднее значение выходного тока зависит от уровня сигнала, при отсутствии усиливаемого сигнала ток от источника питания не потребляется.

O_АВ=I_0max≤0.01-0.1 I_кmax

U(t)=U_maxcosωt

I_к=Iср+I_m1cosωt+I_m2 cos2ωt+…+I_mncosnωt

I_mn=φ(θ)

Iср=I_m/π

I_m=0.5I_max

Im₂=0.212*Imax

Im₃=0.042*Imax

Использовать режим B в однотактном каскаде можно, когда используется на выходе фильтр, выделяющий полезный сигнал.

η = P(Im₁)/P(Iср)

P_OB= φ(Iср)< P_OA=φ(I_KO) при P_н=const(при одинаковой мощности)

η_B>η_A

наиболее полно преимущества режима В видны в двухтактной схеме.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: