78. Классы усиления

Различают три основных класса (режима) работы усилителей: А, В и С. Отличительными особенностями каждого класса усиления являются положение рабочей точки на анодноосеточной характеристике лампы и величина амплитуды переменного входного напряжения U_c1 относительно напряжения сеточного смещения U_c0.

Рис. 78. Работа усилителя в режиме класса А

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 I_a0  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  I_a0  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 U_о.с к напряжению на входе этой цепи U_вых, 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 U_c0): u_c = u_вх + u_о.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).