1.2 Режим класса "в" ("ав")
Режимом класса В называют такой режим работы усилительного каскада, при котором ток в выходной цепи усилительного элемента существует в течение примерно половины периода входного сигнала (рисунок 3).
В режиме В рабочая точка усилительного элемента расположена в начале линейного участка ВАХ, для чего во входной цепи изменяют смещение путем уменьшения сопротивления резистора R2 (рисунок 1). Для полной характеристики данного режима вводят понятие угла отсечки.
Углом отсечки называют половину периода тока выходного сигнала, выраженного в угловых единицах, в течение которого он протекает через усилительный элемент.
В идеальном режиме B угол отсечки = 900, а выходной ток протекает в течение полупериода входного сигнала.
Р
исунок
3
Однако в действительности из-за нижнего изгиба ВАХ ток покоя Iк0 в режиме В оказывается не равным нулю, а составляет 5 ... 15% максимального значения выходного тока Iк mах и угол отсечки немного превышает 900. Из-за последнего обстоятельства этот режим иногда называют режимом АВ, так как он является как бы промежуточным между режимом А и идеальным режимом В.
Вследствие малого тока покоя и меньшего среднего значения тока (Iср = 0,318Iк mах ), потребляемого от источника питания при равной величине амплитуды выходного тока, КПД каскада, работающего в режиме В, значительно выше, чем при режиме А. В режиме В среднее значение выходного тока почти пропорционально амплитуде выходного сигнала и падает до очень малого значения в его отсутствие.
Основным достоинством режима В является малое потребление энергии питания. Это обусловлено не только более высоким КПД по сравнению с режимом А, но также и тем, что потребляемый от источника питания ток сильно уменьшается при слабых сигналах. В результате каскад мощного усиления, работающий в режиме В, потребляет в несколько раз меньше энергии от источника питания, чем каскад с такой же выходной мощностью, работающий в режиме А.
Недостатком режима В является то, что усилительный элемент в нем почти полпериода находится в закрытом состоянии, а, следовательно, усиливает только один полупериод подводимого сигнала, что приводит к значительным искажениям. Иными словами, вследствие использования почти всего участка характеристики усилительного элемента, включая криволинейный, коэффициент гармоник двухтактного каскада в режиме В оказывается выше, чем в режиме А. Поэтому в усилителях гармонических сигналов произвольной формы использование режима В возможно лишь в двухтактных схемах, где одно плечо работает при положительном полупериоде, а другое – при отрицательном.
Из-за высокого КПД режим В широко применяется в выходных (оконечных) каскадах большой мощности.
1.3 Режим класса "d"
Режимом класса D (ключевой режим) называют такой режим, при котором усилительный элемент во время работы находится только в двух состояниях – в насыщении или в отсечке.
Главным достоинством такого режима является то, что потери энергии в усилительном элементе очень малы, а КПД оказывается близким к единице.
Недостатком данного режима является ограниченность его применения. Ключевой режим используют лишь для усиления прямоугольных импульсов произвольной длительности и скважности; при этом напряжение усиленных импульсов в выходной цепи получается практически равным напряжению источника питания и не зависит от амплитуды импульсов на входе усилителя. Такое усиление прямоугольных импульсов с ограничением их по максимуму широко используется в электронно-вычислительных машинах, регулирующих и следящих устройствах, где ключевой режим является наиболее эффективным.
