Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Рутледж Д. -> "Энциклопедия практической электроники" -> 92

Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.

Рутледж Д. Энциклопедия практической электроники — M.: ДМК Пресс, 2002. — 528 c.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка): enciklopediya2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 86 87 88 89 90 91 < 92 > 93 94 95 96 97 98 .. 193 >> Следующая

10. УСИЛИТЕЛИ мощности
Усилители класса А характеризуются очень малыми искажениями выходного сигнала, потому что смещение и рабочая точка транзисторов задаются таким образом, чтобы всегда находиться в активном режиме. Однако при этом и напряжение, и ток имеют большие значения, в результате чего выделяющаяся мощность также достигает значительных величин, а КПД не превышает 35%. Кроме того, усилитель потребляет мощность даже тогда, когда отсутствует выходной сигнал. Такие жесткие ограничения присутствуют даже при самых умеренных уровнях мощности, поэтому создан ряд усилителей, не входящих в класс А. Для того чтобы исключить потребление энергии при отсутствии выходного сигнала, можно, например, не подавать в это время на транзистор напряжение смещения. Если дополнительно к этому, задав для транзистора режим насыщения, использовать его в ключевом режиме, количество потребляемой энергии может быть снижено благодаря тому, что напряжения в режиме насыщения малы. Такие усилители относятся к классу С, который характеризуется очень высоким КПД - порядка 75%. Существуют различные варианты усилителей класса С: усилители классов D, E и F, КПД которых еще больше. Недостатком усилителей класса С является то, что выходной сигнал не совпадает по форме с входным. Поэтому и при низких, и высоких уровнях сигнала появляются значительные искажения. Данные усилители получили название нелинейных. Их сложно применять в устройствах, где требуется усиливать сигналы, которые одновременно меняются по амплитуде и частоте, например в музыкальном стереоусилителе. Однако приборы класса С очень практичны при усилении сигналов, которые могут находиться в состоянии включено и выключено, как в радиостанции NorCal 4OA (передающей при помощи азбуки Морзе), либо сигналов, изменяющихся только по частоте, например при 4M передаче. Усилители класса С также используются для передачи сигналов, у которых изменяется только амплитуда, например в AM радиовещании.
Усилители класса В активно работают только половину периода. Как правило, в них задается небольшое напряжение смещения для того, чтобы уменьшить
8'
[228] 10. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
искажения; они также работают при выходных уровнях режима насыщения, позволяющих сохранить линейность. Такие усилители являются своеобразным компромиссом между низким КПД усилителей класса А и сильными искажениями усилителей класса С. Уровень смещения обычно мал, чтобы потребление мощности не было большим. Значение их КПД значительно выше, чем у усилителей класса А, но не настолько велико, как у усилителей класса С, и составляет около 60%. Выходным каскадом НЧ усилителя передатчика NorCal 4OA является усилитель класса В. На рис. 10.1 приведены сравнительные характеристики усилителей различных классов.
Смещение
Полное смещение (большая рассеибоемоя мощность 6 холостом режиме)
Малое смещение, либо смещение отсутствует (небольшая рассеиваемая мощность 6 холостом режиме)
Активный режим (линейный)
Режим
насыщения
(нелинейный)
Одинарные ключи
Клосс А (35%)
Класс В (60%)
Клосс С (75%)
Сдвоенные ключи
Класс D (75%)
Переключение при нулевом нопряжении
Клосс E (90%)
Резонатор гармоник
Класс F (80%)
Рис. 10.1. Классы транзисторных усилителей мощности с характерными выходными сигналами
Примечание к рис. В скобках приведены характерные значения КПД усилителей различных классов для ВЧ диапазона. Представленная классификация может совершенно отличаться от общепринятой,
10.1. УСИЛИТЕЛИ КЛАССА С [229]
поскольку, во-первых, принципы работы усилителей на вакуумных лампах и транзисторах совершенно различны, а во-вторых, представления об их применении со временем изменяются. Высокие значения КПД транзисторных усилителей достигаются при работе в режиме насыщения, тогда как усилители на вакуумных лампах имеют максимальный КПД, только если они находятся в активном режиме лишь незначительную часть периода. Традиционно к классу С относятся усилители, которые находятся в рабочем состоянии меньше половины периода. Такое определение подходит для усилителей на вакуумных лампах, но не совсем корректно для транзисторного усилителя мощности передатчика NorCal 40А, который находится в рабочем состоянии ровно половину периода. Поэтому усилители с насыщением в дальнейшем будем относить к классу С, даже если они находятся в рабочем состоянии более половины периода. К классу С также будем относить усилители, которые находятся в рабочем состоянии менее половины периода, даже если они никогда не переходят в режим насыщения. Ниже при описании генераторов будет показано, что они работают именно в таком режиме. В усилителях класса D транзисторы выполняют функцию парных переключателей, что позволяет увеличить их КПД и выходную мощность. В усилителях класса E используется схема, благодаря которой можно производить переключение при малых напряжениях и тем самым достичь КПД, равного 90%. Усилители класса F применяются в гармонических резонаторах, преобразующих форму сигнала для снижения максимальных значений напряжения.
Даже для транзисторных усилителей с максимально возможным КПД существует ограничение на предельную выходную мощность, которое определяется балансом выделяющейся и отводимой тепловой энергии. Транзисторы имеют очень маленькие размеры, что затрудняет отвод тепла. Кроме того, у транзисторов более жесткий температурный режим работы, они изготовлены из полупроводниковых материалов с низким коэффициентом удельной теплопроводности.
Предыдущая << 1 .. 86 87 88 89 90 91 < 92 > 93 94 95 96 97 98 .. 193 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed