Выходные каскады в режиме В

Категория реферата: Рефераты по радиоэлектронике
Теги реферата: реферат проект, защита дипломной работы
Добавил(а) на сайт: Ястребенецкий.

При прямолинейных статических выходных характеристиках усилительного элемента, работающего в режиме В (рис. 1)
[pic]

Рис. 1. Анализ свойств каскада мощного усиления в режиме В: а) статические характеристики и динамическая выходная характеристика; б) зависимость тока i0 потребляемого от источника питания, от времени; в) зависимость тока в нагрузке iн от времени

и синусоидальном входом напряжении среднее значение тока, потребляемого каскадом от источника питания выходной цепи Iср, и амплитуду первой гармоники выходного тока I1м каскада, найдем удвоив значения первых двух членов ряда (1)

Iвых=0,318 I’макс + 0,5 I’макс cos wt + 0,212 I’макс cos 2wt –

– 0,0424 I’макс cos 4 wt + 0,0182 I’макс cos 6wt – …=

= Iср + I1м cos wt + I2м cos 2wt – I4м cos 4wt + I6м cos 6wt -… (1), относящегося к одному плечу двухтактной схемы:

[pic]. (2)

Потребляемая от источника питания выходной цепи мощность P0 и отдаваемая усилительными элементами мощность P~ за каждый из полупериодов, а следовательно, и за весь период будут равны:

[pic] (3) где R~n – сопротивление нагрузки одного плеча схемы для переменного тока.

Отсюда кпд выходной цепи в режиме В

[pic] (4) где [pic]– коэффициент использования напряжения источника питания выходной цепи.

Выделяемая на выходном электроде одного усилительного элемента мощность определится как полуразность потребляемой и отдаваемой мощностей:

P=0,5(P0 – P~)=0,318I’максUo – 0,25I’2максR~n (5)

Первый член этого выражения пропорционален первой степени амплитуды сигнала, второй – ее квадрату. При определенной амплитуде сигнала выделяемая на выходном электроде мощность достигает наибольшего значения
(рис. 2);

[pic]

Рис. 2. Зависимость мощности, выделяющейся на выходном электроде усилительного элемента, работающего в режиме В, от амплитуды входного сигнала

для определения условий, при которых это имеет место, заменим в (5) I’макс через Uвых.м и R~n, после чего это выражение можно представить в виде

[pic]. (6)

Дифференцируя выражение в скобках по [pic] и приравнивая производную нулю, найдем, что P достигает наибольшей аеличины при значении [pic], равном

[pic]; [pic]. (7)

При этом кпд выходной цепи [pic] составляет

[pic], (8) а следовательно, мощность, выделяемая на выходном электроде, равна отдаваемой.

Если каскад мощного усиления работает в режиме В с изменяющейся в широких пределах амплитудой входного сигнала, [pic] изменяется пропорционально сигналу. В этом случае, если при максимальном расчетном сигнале [pic], максимальная мощность выделяется на выходном электроде при максимальном сигнале и ее находят по формуле (5), подставив в формулу
I’макс, соответствующее максимальному расчетному сигналу. Если же при максимальном расчетном сигнале [pic], максимальная мощность на выходном электроде выделяется при амплитуде сигнала, соответствующей [pic]. В этом случае максимальную мощность, выделяющуюся на выходном электроде, также находят по формуле (5), но в формулу подставляют I’макс, соответствующий
[pic].

При работе каскада мощного усиления в режиме В с неизменной амплитудой сигнала выделяемую на выходном электроде усилительного элемента мощность находят по формуле (5) для расчетной амплитуды сигнала.

В симметричной двухтактной схеме с выходным трансформатором, работающей в режиме В, магнитодвижущая сила (мдс), создаваемая прохождением тока покоя усилительного элемента через половину первичной обмотки трансформатора, компенсируется точно такой же мдс обратного знака, создаваемой прохождением тока покоя другого усилительного элемента через другую половину первичной обмотки. Поэтому при прохождении эдс сигнала через нулевое значение магнитный поток в сердечнике выходного трансформатора отсутствует и нагрузочная прямая плеча проходит не через точку покоя, а через точку U0 на горизонтальной оси семейства статических выходных характеристик (см., например, рис 3).
[pic]

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки