Электроникаирадиотехника / Билет15

Билет №15

15.Режимы (классы) усиления усилителей. Режима класса А. Режима класса В. Понятие рабочей точки и токов покоя.

Режим класса А

При этом режиме величина анодного тока покоя всегда задается такой, чтобы даже при минимально возможном значении входного сигнала (а также и при его отсутствии) анодный ток не снижался до нулевого значения. Иными словами, лампа, работающая в классе А, никогда не запирается. Если на вход (управляющую сетку) такого каскада усиления будет подано синусоидальное напряжение, форма анодного тока также будет синусоидальной. Режим класса А характеризуется наилучшей линейностью усиления, однако по энергетической эффективности он самый плохой. Теоретическое значение максимального КПД при синусоидальной форме выходного сигнала в режиме класса А равно 50%. Наиболее простое тому объяснение — большой ток покоя, существующий даже при полном отсутствии входного сигнала. Низкий КПД кроме очевидного высокого энергопотребления, неудобен тем, что на анодах ламп рассеивается повышенная тепловая мощность, что уменьшает максимально достижимую полезную мощность, отдаваемую ими.

Режим класса В

В этом режиме ток покоя равен нулю, а сам анодный ток протекает только при действии положительной полуволны входного сигнала. Таким образом, лампа заперта в период действия отрицательной полуволны входного сигнала. Так как входной сигнал фактически претерпевает однополупериодное выпрямление, в сигнале возникают существенные искажения в виде гармоник. Для решения данной проблемы приходится принимать дополнительные меры (применение двухтактных схем усиления). Однако, в режиме класса В анодный ток существует при любом значении амплитуды входного сигнала, что не нарушает линейности амплитудно-амплитудной характеристики усилителя. Теоретическое значение максимального КПД (при полном использовании лампы по напряжению и току, что на практике недостижимо) при синусоидальной форме выходного сигнала в случае двухтактного усилителя класса В составляет 78,5%. Это напрямую связано с отсутствием тока покоя.

Рабочей точкой считаются ток и напряжение на выходе транзистора при отсутствии входного сигнала. Рабочая точка определяется по статическим входной и выходной характеристикам транзистора.

Ток покоя - это ток, который течёт через транзистор в отсутствие входного сигнала. 

39. ДТЛ-схемы

Диодно-транзисторная логика (ДТЛ) (DTL - англ. Diode–Transistor Logic) одна из первых разработок цифровых микросхем на биполярных транзисторах, сохранившая некоторое значение до настоящего времени. Логическая функция реализуется на основе диодной логики по схеме рисунок 1.  В этой схеме при подаче нулевого потенциала на любой из входов (или на оба сразу) через резистор будет протекать ток и на его сопротивлении возникнет падение напряжения. В результате на выходе схемы единичный потенциал будет только если подать единичный потенциал сразу на оба входа микросхемы. То есть схема реализует функцию 2И (положительная логика).Количество входов элемента И зависит от количества диодов.  Приведенная схема обладает таким недостатком, как смещение логических уровней на выходе микросхемы. Напряжение нуля и напряжение единицы на выходе схемы выше входных уровней на 0.7 В. Это вызвано падением напряжения на входных диодах. Скомпенсировать это смещение уровней можно диодом VD3, включенном на выходе схемы, как это показано на рисунке 1. В этой схеме логические уровни на входе и выходе схемы одинаковы. Более того будет не-чувствительна не только к входным напряжениям, большим напряжения питания схемы, но и к отрицательным входным напряжениям. Диоды выдерживают напряжение до сотен вольт. Поэтому такая схема до сих пор используется для защиты цифровых устройств от перегрузок по напряжению, возникающих, например, в цепях, выходящих за пределы устройства. Естественно, что для защиты одного входа достаточно одного диода на входе элемента. В результате получается только схема защиты без функции И. Однако схема обеспечивает только вытекающий ток, а для следующего каскада требуется втекающий выходной ток схемы. Поэтому к схеме диодного логического элемента И обычно под-ключается усилитель на биполярных транзисторах. Схема такого элемента приведена на рисунке 2. Усилитель, использованный в схеме на рис. 2.9, позволяет вырабатывать как втекающий, так и вытекающий выходной ток.  В настоящее время одной из применяемых разновидностей ДТЛ-схем стала медленная, по-мехоустойчивая логика (МПЛ). Напряжение питания микросхем этой серии составляет 12 и 15 В. Диапазоны напряжений логических уровней показаны на рисунке 2. Схема имеет высокую помехоустойчивость при времени задержки сигнала порядка 200 нс.  ДТЛ-схемы семейства медленной помехоустойчивой логики применяются прежде всего для управления двигателями, так как в помещении с приводными двигателями помехоустойчивость схем управления особенно важна. В машинных залах часто наводятся сильные помехи по напряжению.