Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [ 77 ] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

случай, соответствующий режиму покоя), и при максимальной амплитуде сигнала напряжение на коллекторе /кэтах может оказаться намного больше (примерно в два раза) напряжения источника питания £к.

Положение рабочей точки на середине нагрузочной прямой указывает на то, что каскад работает в режиме Л с нагЕмеиьшими нелинейными искажениями. Выходная мощность каскада при максимальном уровне входного сигнала зависит от площади треугольника ЛВС (рис. 12.17). С учетом к. п. д. выходного трансформатора (у] 0,7 - -~ 0,9) эта мощность может быть найдена по формуле

вых шах ~ -- » (12.25)

где /кт и t/K/n амплитудные значения тока и напряжения в цепи коллектора. Из рис. 12.17 очевидно, что

т к max ктШ

/Кт = -2- (12.26)

[I КЗ max K3min /юп-уч

Скш ---2-- {Ii.Zl)

Следовательно,

Р „ ктах~-к1п1пИКЭ m;ix ~КЭ min) /1ОО0\

вых max - 1т-g- . \ -о)

Величину оптимального сопротивления нагрузки /?н.опт в этом случае можно определить по формуле

К"!

Подставив полученное значение /?„,опт в формулу (12.24), определяют коэффициент трансформации согласующего выходного трансформатора.

Наличие в схеме выходного каскада трансформатора приводит к существенным частотным искажениям усиливаемого сигнала. Рассмотрим эквивалентную схему согласующего трансформатора, включенного в выходную цепь транзистора (рис. 12.18).

Эквивалентная схема содержит следующие элементы: - емкость транзистора; i\ - активное сопротивление первичной обмотки; Lpi -индуктивность рассеяния первичной обмотки; Ly-индуктивность первичной обмотки; Г2, La, Ci--соответственно активное сопротивление, индуктивность рассеяния и междувитковая емкость вторичной обмотки трансформатора, пересчитанные в первичную цепь по формулам:

г2=\ р2 = ; С2 = С,п\ (12.30)

Сопротивление - это сопротивление нагрузки R , пересчитанное в первичную цепь [R,, обеспечения наибольшей выходной

мощности, как было показано выше, необходимо, чтобы R = Ru.onv 236



Ск

Типичная амплитудно-частотная характеристика выходного каскада с трансформатором приведена на рис. 12.19.

В области низших частот существенное влияние на характеристику оказывает индуктивность 1, сопротивление которой (coIi) уменьшается с понижением частоты, шунтируя нагрузочное сопротивление i?,; на высших частотах колебательный контур, образованный емкостью С2 и индуктивпостями рассеяния, может вызвать резонансный подъем усиления, ведущий к неравномерной передаче частот усиливаемого сигнала. Наиболее благоприятные условия для передачи сигнала создаются в области средних частот, где практически можно пренебречь влиянием реактивных элементов схемы.

Однотактный каскад усиления мощности обладает рядом существенных недостатков, осиовными из которых являются следующие: 1) невозможность применения экономичных режимов АВ и В (из-за недопустимо больших нелинейных искажений; 2) малый к. п. д. каскада; 3) относительно большие нелинейные искажения, вносимые транзистором; 4) увеличение нелинейных искажений из-за постоянного

Рис. 12Л8. Эквивалентная схема выходного трансформатора.

so V-


Рис. 12. !9. Амплитудно-частотная характеристика выходного каскада с трансформатором.

Рис. !2.20. Двухтактный выходной каскад транзисторного усилителя.

подмагничивания магннтопровода выходного трансформатора; 5) относительно большие частотные искажения.

В тех случаях, когда однотактный каскад усиления мощности неприменим из-за указанных выше недостатков, а также когда мощность, отдаваемая одним транзистором, недостаточна, применяют двухтактную схему усиления мощности (рис. 12.20). В двухтактном каскаде используют два одинаковых транзистора, работающих в идентичных режимах. Каждый из транзисторов со своими цепями составляет плечо каскада. Вторичная обмотка трансформатора предшествующего каскада имеет :ьшод от средней точки. Это необходимо для подачи на базы транзисторов двухтактного каскада двух равных по величине, но противопо-



ложных по фазе напряжений (7, и (7x2- Выходной трансформатор имеет вывод от средней точки первичной обмотки. Резисторы и

образуют делитель напряжения, обеспечивающий подачу требуемого напряжения смещения на базы транзисторов. Через средний вывод трансформатора Тр2 подается напряжение на коллекторы транзисторов. Каждое плечо, взятое в отдельности, представляет собой обычный каскад усиления ющнocти с трансформаторным выходом, однако совместная работа двух плеч придает каскаду новые качества.

Рассмотрим прон.ессы, происходящие в двухтактной схеме. Допустим, что входной сигнал на базах обоих транзисторов отсутствует и в коллекторных цепях транзисторов 77 и Т2 проходят только постоянные составляющие токов /ki р и /к2р, величины которых определяются выбранным положением рабочей точки на характеристиках.

Как видно из рнс. 12.20, токи покоя протекают по первичной обмотке выходного трансформатора от средней точки в противоположных направлениях. Следовательно, при полной симметрии плеч магнитные поля, созданные этими токами, компенсируются, и в сердечнике трансформатора ожутствует постоянная составляющая магнитного потока (постоянное подмагничивание). Это является важным преимуществом двухтактной схемы перед однотактной, так как уменьшает нелинейные искажения в выходном трансформаторе (исключается возможность работы в области магнитного насыщения) и позволяет сделать его менее громоздким.

При подаче на базы транзисторов двух равных по величине и противоположных по фазе синусоидальных напряжений «bxi и результирующие напряжения на базах изменяются в противофазе

бэ1 = /сэо -Ь tBxl - Vb3I) + UmBx 51п (x)t; «БЭ2 ~ Ub30 - «вх2 UbBCi - sih ш/,

где Убо - напряжение смещения на базах, снимаемое с резистора R"b.

Если, например, в данный момент на базу первого транзистора поступает отрицательное напряжение относительно эмиттера, а на базу второго -- положительное, то

1кл = hn р + /Kmsinco/,

К2 = Р- him sin со/.

Следовательно, переменные составляющие коллекторных токов транзисторов сдвинуты между собой по фазе на 180°.

Величина полезной мощности, отдаваемой в нагрузку, зависит от величины переменного магнитного потока в сердечнике выходного трансформатора, который пропорционален разности токов (i и гг:

ф = Л (iki - гка) = Л [(/ki р + /кш sin Ы) - (/кг р - /кт sin со/)] =

= 2Л/кт51псо/, (12.31)

где Л - коэффициент пропорциональности.

Таким образом, полезный магнитный поток пропорционален удвоенной переменной составляющей коллекторного тока и, следова-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [ 77 ] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.001