020.Переходные искажения в двухтактных каскадах (Ответы на экзаменационные билеты (МСТ))

Переходные искажения в двухтактных каскадах

Схеме на Рис. 2 присуще следующее свойство: выходной сигнал отслеживает входной сигнал с разницей падения напряжения UБЭ; при положительном интервале входного сигнала выходное напряжение примерно на 0,6 В меньше, чем входное, а на отрицательном интервале - больше. Для синусоидального входного сигнала выходной сигнал будет таким, как показано на Рис. 3. Такое искажение называется переходным или типа "ступенька".

Для снижения переходного искажения двухтактный каскад смещают в состояние проводимости. На Рис. 4. показана самая простая схема смещения.

Резисторы смещения R переводят диоды в состояние проводимости, благодаря этому напряжение на базе Т1 превышает входное напряжение на величину падения напряжения на диоде. Аналогично и для Т2. Теперь, когда входной сигнал проходит через нуль, проводящим транзистором вместо Т1 становится Т2; один из выходных транзисторов всегда открыт.

Такие схемы называют усилителями класса В. Они имеют один серьезный недостаток - не обладают температурной стабильностью. По мере того, как выходные транзисторы нагреваются, ток коллектора возрастает. Это вызывает выделение дополнительного тепла и возникает вероятность возникновения неконтролируемой положительной тепловой обратной связи (саморазогрев), что ведет к выходу транзисторов из строя. Даже если этого не произойдет, необходимо обеспечить более надежную работу схемы.

Класс АВ

В этих двухтактных усилителях смещение используется для получения достаточно большого тока покоя в момент перехода сигнала через нуль. Подразумевается, что в течение некоторого интервала времени оба транзистора находятся в состоянии проводимости. При выборе тока покоя ищется компромисс между уменьшением искажений и рассеиваемой мощностью в состоянии покоя. Для повышения температурной стабильности используются порой весьма изощренные схемы смещения. Почти всегда для ослабления переходного искажения используется глубокая отрицательная обратная связь.

Класс D

В этих усилителях выходные транзисторы работают в ключевом режиме. Сигнал, усиливаемый выходными транзисторами, представляет собой широтно-модулируемые высокочастотные импульсы (сотни мегагерц). Теоретически КПД такого усилителя может приближаться к 100%, т. к. выходные транзисторы или закрыты и тока через них нет, или полностью открыты, и ток течёт в нагрузку, практически не вызывая падения напряжения на транзисторах. Потери возникают в транзисторах в моменты их переключения (кратковременный режим класса А) и, очевидно, зависят от быстродействия транзисторов и частоты следования импульсов. Между тем, увеличение частоты импульсов улучшает качество звучания усилителя. Это только один из компромиссов, которые возникают при разработке импульсных усилителей. Кроме того, этим усилителям свойственен большой уровень радиоизлучения, сложность схем и низкая ремонтопригодность (касание щупом осцилографа некоторых точек может привести к выходу из строя большей части схемы).