Усилитель мощности низкой частоты

Усилителем мощности низкой частоты обычно является последний, или, как его называют, оконечный, каскад усилителя. Он предназначен для отдачи нагрузки заданной мощности полезного сигнала при допустимых искажениях. В усилителях напряжения работа осуществлялась на линейном участке характеристики, в области отрицательных напряжений — на управляющей сетке.

Для получения заданной мощности на выходе усилителя на его вход приходится подавать входной сигнал большой амплитуды и использовать характеристику лампы в более широких пределах (включая как нижний, так и верхний изгибы характеристики). Поэтому, в отличие от усилителей напряжения, усилитель мощности обладает значительно большими нелинейными искажениями. Если оконечный каскад работает с токами в цепи управляющей сетки, то она является потребителем мощности. Предыдущий каскад в этом случае должен работать тоже в режиме усиления мощности.

В зависимости от характера изменения анодного тока различают следующие режимы работы усилителей мощности, которые характеризуются углом отсечки анодного тока θ.

Режим класса А₁. В этом режиме анодный ток протекает через лампу в течение всего периода изменения входного сигнала, когда сеточный ток отсутствует. Угол θ = 180° (рис. 145, а).
Режим класса А₂. Этому режиму также соответствует угол θ = 180°, но рабочая точка А при изменении входного сигнала заходит в область положительных напряжений на управляющей сетке. Появляется сеточный ток (рис. 145, а).
Режим класса В₁. В этом режиме анодный ток протекает только в течение половины периода и угол 6 — 90°. Сеточный ток отсутствует (рис. 145, б).
Режим класса В₂. Этому режиму также соответствует угол θ= 90°, но во время положительного полупериода изменения входного сигнала появляется сеточный ток, так как |Ес| < Umc.
Режим класса AB₁. В этом режиме угол отсечки анодного тока θ = 110÷130°. Ток управляющей сетки отсутствует.
Режим класса АВ₂. Этому режиму также соответствует угол θ = 110÷130°, но появляется сеточный ток.

При рассмотрении графиков, иллюстрирующих основные режимы работы усилителей мощности (рис. 145), легко прийти к выводу, что, изменяя величины E_а, E_с и U_mc, можно осуществлять переход от одного режима работы к другому.

Так, например, переход от режима А в режим В можно осуществить увеличением напряжения смещения Е_c, доведя его до величины, равной напряжению запирания лампы. Дальнейшее увеличение напряжения смещения (от постороннего источника) переводит усилитель в режим равоты класса С (θ≈70÷80°).

Работа усилителя мощности в режимах А₁ и А₂ с углом отсечки θ = 180°, когда анодный ток протекает в течение всего периода колебаний входного сигнала, называется работой колебаниями первого рода.

Работа усилителя мощности с углом отсечки θ, отличным от 180°, когда анодный ток протекает только в течение части периода колебаний входного сигнала, называется работой колебаниями второго рода. Следует заметить, что в режиме колебаний первого рода работают обычно все маломощные усилители (до 5—8 вт).

Режиму колебаний второго рода соответствует более высокий к. п. д., и поэтому он используется в усилителях большой мощности.

Рис. 145. Режимы работы усилителей мощности низкой частоты: а — класса А₁; б — класса В₁.