Режим класса в. Основные энергетические показатели двухтактного каскада

В режиме класса В усилительный элемент работает в течение половины периода входного синусоидального сигнала, во вторую половину периода транзистор закрыт и мощность от источника сигнала не потребляет. В однотактных каскадах при этом наблюдаются значительные нелинейные искажения выходного сигнала. Поэтому режим класса В (или близкий к нему ражим класса АВ) в однотактных оконечных каскадах практически не применяется и основные энергетические показатели будут приведены только для двухтактных, в которых происходит компенсация четных гармоник так же, как и в двухтактных каскадах в режиме класса А.Принципиальная схема двухтактного каскада с усилительными элементами в режиме кл.А и В практически одинаковая- рис.4.38. Переход от режима А к режиму В осуществляется, например, изменением напряжения смещения для уменьшения стационарных токов до весьма малой величины. При малых величинах токов в каскаде устанавливается режим АВ, близкий к В. При исследовании энергетических показателей в расчетах без большой погрешности можно положить, что в каскаде осуществлен идеальный режим В, учитывая, где необходимо, конечные величины токов .

Переходя к исследованию двухтактного каскада, положим, что проходная характеристика каждого из плеч:, при является прямой, проходящей через начало координат-рис.4.39. Таким образом, полагается, что .

При синусоидальном входном сигнале ток каждого плеча имеет форму половин синусоиды с максимальной амплитудой . Разложение тока первого плеча в ряд Фурье будет:

где - круговая частота, Т-период входного синусоидального сигнала.

Ток второго плеча записывается аналогично:

Из двух последних выражений следует, что постоянные составляющие тока первого и второго плеча оказываются равными:

Тогда при симметрии плеч , ток, потребляемый каскадом от источника питания при возбуждении его синусоидальным сигналом будет:

.

Нелинейные искажения сигнала в каждом плече велики, например, коэффициент искажений только по второй гармонике:

составит

, что подтверждает необходимость использования режима класса В в двухтактных схемах, где четные гармоники компенсируются. При симметрии схемы амплитуда первой гармоники выходного тока:

.

Отсюда в частности следует, что в режиме класса В коэффициент использования тока усилительного элемента двухтактной схемы:

не зависит от амплитуды входного сигнала, больше единицы и является постоянной величиной.

Очевидно, записанные выше выражения справедливы для двухтактного трансформаторного и бестрансформаторного каскадов, т.к. проходная характеристика, рис.4.39, была изображена безотносительно к наличию или отсутствию в схеме выходного трансформатора.

Мощность, потребляемая каскадом от источника питания при наличии входного сигнала:

(4.31)

При отсутствии входного сигнала каскад потребляет мощность:

(4.31^/)

существенно меньшую Р_о, поскольку , что является дополнительным существенным достоинством режима класса В двухтактной схемы. Сопротивление нагрузки между выходными электродами усилительных элементов в двухтактной трансформаторной схеме в режиме класса В будет:

где .

Для двухтактной схемы без выходного трансформатора: