5.3.  Режимы работы усилительных элементов

 

Усилительные элементы могут работать в различных режимах.  Режимом А работы усилительного элемента называют  такой режим, при  котором ток  в  выходной цепи существует в течение всего периода усиливаемого сигнала. В режиме В ток в выходной цепи усилительного элемента существует в течение чуть больше половины периода усиливаемого сигнала, а в режиме С - чуть меньше половины периода. Режимом D, или ключевым режимом, называют такой режим, при котором усилительный элемент может находиться в одном из двух состояний: либо полностью открыт, либо полностью закрыт.

Рабочие точки усилительного элемента на зависимости выходного тока элемента i_вых от входного напряжения U для режимов А, В, С (рис. 5.3а) обозначены соответствующими буквами. Зависимость выходного тока усилительного элемента от входного напряжения при включенном в выходную цепь элемента резисторе нагрузки называется проходной динамической характеристикой. Проходная динамическая характеристика позволяет построить график зависимости выходного тока элемента от времени, если известен закон изменения входного напряжения от времени. В режиме А в отсутствии усиливаемого сигнала на входе элемента имеется напряжение U₀, а в выходной цепи протекает ток i₀ (рис. 5.3в), т.е. можно сказать, что рабочая точка усилительного элемента задается входным постоянным напряжением U₀ и выходным постоянным током i₀. Для режима А на рисунке 5.3 показаны зависимости от времени входного сигнала (б) и выходного тока (в). Зависимость выходного тока от времени строится по известной зависимости входного напряжения от времени. С этой целью для определенных моментов времени через точки, указывающие входные напряжения, проводят прямые, перпендикулярные оси напряжений, до пересечения с проходной характеристикой усилительного элемента и для этих моментов времени на графике (в) откладывают соответствующие значения выходного тока элемента.

Режим А используется в предварительных усилителях и в усилителях небольшой мощности, т.е. тогда, когда необходимо получить малый коэффициент нелинейных искажений, а КПД не имеет существенного значения. Режим работы А в схеме усилителя, приведенной на рисунке 5.2б, устанавливают переменным резистором, наблюдая на экране осциллографа форму выходного сигнала. В режиме А ограничения выходного сигнала отсутствуют при входных напряжениях меньше номинального, а если ограничения существуют, то они симметричны  (сверху и снизу).

Режим В применяют в мощных усилителях гармонических сигналов, построенных по двухтактной схеме: в течение одного полупериода работает один усилительный элемент, а в течение другого – другой.

Режим С не используется для усиления гармонических сигналов, а применяется там, где необходимо получить умножение частоты электрических колебаний.

Ключевой режим используется для усиления прямоугольных импульсов напряжения неизменной амплитуды с переменной длительностью (широтно-модулированные импульсы).