Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Схема линии радиосвязи 

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

с помощью выходного трансформатора согласуется выходное со. противление схемы с сопротивлением громкоговорителя, дучщ используется напряжение источника питания, так как падение ма-пряжения на первичной обмотке трансформатора незначительно Однотактные каскады, как правило, работают в режиме класса .\ В режиме .А. рабочая точка М находится на середине прямолинейной части нагрузочной прямой (рис. 4.25,6), поэтому форма сигнала на выходе близка к синусоиде при синусоидальном входном сигнале, т. е. коэффициент нелинейных искажений сравнительно небольшой.

Полезная мощность Р =/ [/ /2. Потребляемая от источника мощность Ро=ко£к. Коэффициент полезного действия т1 = ~/о=/кС/к/2/ко£к. При хорошем использовании транзистора когда /к=0,9/к1 а С/к = 0,9£ , т] = 0,9-0,9/2 0,4.

Мощность, выделяемая на коллекторе, Рк = Ро-В режиме покоя, когда Р~ =0, вся мощность источника питания выделяется на коллекторе, поэтому Рк = Ро. Следовательно, Рк=Р~/п^ Я~/0,4= 2,5Р...

Выбирая транзистор, необходимо выполнить условие, чтобы мощность рассеяния па коллекторе не превосходила допустимой, т. е. РоРяол. При расчете схем с трансформаторным выходом следует учитывать потери в трансформаторе P~=P li]r, где г]т - КПД трансформатора.

Величина Цт в различных усилителях мощности неодинакова; чем больше мощность усилителя, тем более высоким должен быть КПД его выходного трансформатора.

С учетом КПД коэффициент трансформации га=У^? /?г)т, где - сопротивление нагрузки выходной цепи усилительного прибора.

С помощью понижающего трансформатора ( <1) можно малое сопротивле1ше нагрузки согласовать с выходом усилительного элемента, обладающего большим внутренним сопротивлением пере-мешюму току.

Эквивалентная схема трансформаторного усилителя мощности в основном аналогична эквивалентной схеме трансформаторного усилителя напряжения (см. рис. 4.14). Разница в том, что в трансформаторном усилителе мощности можно пренебречь выходной емкостью транзистора и приве-

Л f

Рис. 4.26. АЧХ выходного каскада с трансформаторной связью



А


Рис. 4.27. Двухтактный транзисторный усилитель с общим эмиттером (а) н графики его работы в режиме В (б)

денной К первичной цепи емкостью вторичной цепи трансформатора, так как п<1. В этом случае резонанс на верхних частотах невозможен и АЧХ имеет более равномерный характер <рис. 4.26).

Двухтактная оконечная ступень усиления. Двухтактными называются каскады, состоящие из двух усилительных элементов (или двух групп параллельно включенных усилительных элементов), работающих на общую нагрузку. На рис. 4.27 показана схема ухтакпюго каскада, выполненного на биполярных транзисторах.

Мощность, которую должен отдать один усилительный элемент, определяют по формуле Р- =Р„/2г\г. Следовательно, общая мощность двухтактного каскада будет в 2 раза больше и равна 2Р~ По сравнению с однотактной ступенью она позволяет получить гораздо большую мопиюсть на выходе с меньшими нелинейными Искажениями. В приведенной иа рис. 4.27 схеме элементы Ai-д4. R3 обеспечивают выбор рабочей точки и температурную стабилизацию, трансформатор служит для согласования выходно- сопротивления транзисторов с сопротивлением нагрузки. На



входы усилительных элементов подаются два одинаковых по амп, литуде противофазных сигнала.

Двухтактные каскады могут работать в режимах А, В и АВ В режиме А оба транзистора работают одновременно, по, когда на базе vt\ напряжение (f/sxi) возрастает (в отрицатель. ную сторону), напряжение на базе vt2(ubx2) уменьшается и наоборот. Соответственно ток коллектора в первом транзисторе / , увеличивается, а во втором / 2 уменьшается и наоборот. На общец участке коллекторных и эмиттерных цепей, т. е. на источнике и и, тания и /?э, переменные токи взаимно компенсируют друг друга, поэтому не требуется шунтирования и источника питания конденсаторами.

В режиме В каждое плечо схемы работает поочередно только в тот полупериод, когда на вход транзистора подается прямое напряжение. Но, как видно из рис. 4.27, б, ток на нагрузке протекает в оба полупериода. В этом режиме возникают значительные нелинейные искажения, так как нижняя часть входной характеристики транзистора искривлена. Чтобы их уменьшить, рабочую точку выбирают немного вьшш начала характеристики за счет подачи определеш10го напряжения смещения (режим АВ).

Для полного освещения преимущества двухтактной схемы воспользуемся математическим преобразованием - разложением в ряд Фурье.

Ток первого плеча

1к1 = /о + /ml COS tuf 4- / j COS 2a)<4- / 3 C0S30)< 4- COS 4(04-...

Ток второго плеча сдвинут по фазе па 180°, поэтому

1н2 = /о + 1тл COS {Oit + я) + / 2 COS 2 {iot + Г:) + I 3 C0S3((uf-f тг)--Ч- / 4 COS 4 ((0<4-7c)-f. .. = / COS 0)+72 COS 2Ы - 1 8 COS 3o)/--

+ / iCos4(Df +...

в первичной обмотке нагрузочного трансформатора протекает разностный ток:

г'к.раз = г'к! - гк2 = о + ml COS iot + I2 COS 2(0< -f / 3 COS 3<o< +

+ I i COS 4o)f - /0 -4- / , COS o)< - / 2 COS 2o)jl -f / 3 COS Swf - - COS Aiut = 2/ , COS (Bf -f 2/ 3 COS ЗшЛ

в общем проводе питания протекает суммарный ток

fKi + 42 = 2/0 -f 2/ 2 cos 2o,f -f 2/ , cos Ш+ ...

Из полученных результатов можно сделать следующие важные выводы:

1. Через источник питания не проходит ток основной рабочей .лервой гармоники, следовательно, исключается обратная связь з1ежду отдельными каскадами усиления (например, между выход-.ЦЫМИ и предварите 1ьными) через общий источник питания. Это лозволяет упростить и удешевить развязывающие фильтры усилителя.

2. Если все же источник питания создает определенные помелей из-за фона переменного тока, то двухтактная схема позволяет их устранить. Мгновенные, но одинаковые изменения токов каждо-JO плеча компенсируются в разностном токе, протекающем через первичную обмотку трансформатора.

3. В результирующем токе отсутствует постоянная составляющая, что позволяет уменьшить размеры трансформатора по сравнению с аналогичной однотактной схемой. Кроме того, отсутствует постоянное подмагничивание сердечника. Это снижает нелинейные искажения, вносимые трансформатором при большой амплитуде входного сигнала, когда рабочая точка попадает в область насыщения.

4. Результирующий ток не содержит четных гармоник, что также уменьшает нелинейные искажения. Это особенно важ1Г0 в режимах В и АВ, где уровни четных гармоник достаточно большие.

Применение экономически выгодных режимов А и АВ в двухтактной схеме очень важно, так как их КПД превышает 6ojiee чем в 1,5 раза КПД такой же схемы в режиме А.

Необходимо отметить, что все перечисленные достоинства двухтактной схемы могут быть реализованы только при условии полной симметрии обоих плеч, т. е. при абсолютной одинаковости всех парных элементов.

Двухтактные бестрансформаторные выходные каскады. Нагрузочный трансформатор является источником частотных, нелинейных искажений, увеличивает массу, объем и стоимость усилителя, поэтому довольно широко используются бестрансформаторные двухтактные схемы выходных усилителей, через сопротивление нагрузки которых не протекает постоянный ток. Подобные схемы можно применять лишь в тех случаях, когда сопротивление нагрузки достаточно велико и не требуется его согласование с выходным сопротивлением усилительного элемента. В этих каскадах обычно используют режим В, при котором удается получить более высокий КПД и уменьшить мощность рассеяния на коллекторах. Двухтактные бестрапсформаторные каскады часто строятся на паре транзисторов разного типа электропроводимости (рис. 4.28).

Транзисторы разного типа проводимости не требуют парофаз-ных напряжений на входе. Когда на вход схемы поступает положительная полуволна напряжения, транзистор \Т\ открыт, а транзистор закрыт, те.м самым осуществлется режим В. Каждое нлечо



-о--1 гС=Ь,г2-

Рнс. 4.28. Бестрансформаторные оконечные ступени с транзисторами разнЕлх типов:

а -с лвумя источниками питания; б -с ол<<нм источником литания

схемы (рис. 4.28, а) работает по переменному току как эмиттерный повторитель. Для питания схемы можно использовать дна источника (рис. 4.28, а) или один (рис. 4.28,6), но тогда последовательно с нагрузкой включают конденсатор достаточно большой емкости. Недостатком приведенных па рис. 4.28 схем является большой разброс параметров у транзисторов разных типов проводимости. Для устранеггия этого недостатка промышленность выпускает так называемые комплемеггтарные пары транзисторов с одинаковыми параметрами, но разным типом электропроводности. Ассортимент этих пар соответствует различным уровням выходной мощности усилителя. Бестрансформаторные каскады широко используются в микросхемных усилителях мощности.

4.4. ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ

Подача части энергии с выхода усилителя на вход называется обратной связью. Обратная связь может быть преднамеренной, созданной за счет включения в схему специальных элементов, или случайной из-за наличия в схеме паразитных емкостей, индуктивностей, а также определенных физических свойств усилите.1ь-ных элементов и т. д. Введение цепей обратной связи не только существенно изменяет основные качественные показатели усилителей, но и позволяет создавать новые классы электронных схем с различными функциональными характеристиками (стабилизаторы, генераторы и т. д.). Структурная схема усилителя с обратгюп связью показана иа рис. 4.2J.

Обратная связь может быть местная, если она охватывает только один каскад, и общая, если охватывает несколько каскадов. Если напряжение обратной связи совпадает по фазе с напряжением входного сигнала, то такую связь называют положительной, если же вышеуказанные напряжения находятся в противофазе- го отрицательной (ООС).

Источник вжовного сигнала

Усипитет,

Цепь обратной связи

Нагрузка

Рнс. 4.29. Структурная схема передачи энергии с выхода усилителя на вход

Рис. 4.30. Входные цепи усилителей с последовательной (а) и параллельной (б) обратной связью

и

Усилитель

Цепь обратной связи


В зависимости от способа подачи сигнала обратной связи на вход усилителя различают последовательную и параллельную обратную связь (рис. 4.30). При последователыюй обратной связи и'о.с подается на вход усилителя последовательно с t/ox. При параллельной обратной связи цепь обратной связи включается параллельно источнику входного сигнала.

По способу включения цепи обратной связи на входе усилителя различают обратную связь по напряжению и па току. При обратной связи по напряжению цепь обратной связи, выход усилителя и нагрузка включены параллельно, а сигнал обратной связи Лропорционален выходному напряжению усилителя (рис. 4.31,а).

Усилитель

Цель, обратной сВяаи

Усилитель

1 -

и.епь

г

оЦгатной.

1 1 к

Связи.

v

Рис. 4.31. Выходные цепи усилителей с обратными свя-эями:

- во капряжеяню; б - по тону



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

© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95